一种电动机(10)的控制系统包括电流感测装置(14)，其被布置为产生指示所述电动机中的电流的电流感测输出；电流控制装置(20)，其被布置为接收电流需求和控制施加给电动机的电压；和校正装置(26)，所述校正装置被布置为接收所述电流感测输出和所述电流需求，并使用所述电流感测输出和所述电流需求产生校正信号。所述电流控制装置(20)被布置为接收所述校正信号和用所述校正信号校正施加给所述电动机的电压。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种电动机(10)的控制系统包括电流感测装置(14)，其被布置为产生指示所述电动机中的电流的电流感测输出；电流控制装置(20)，其被布置为接收电流需求和控制施加给电动机的电压；和校正装置(26)，所述校正装置被布置为接收所述电流感测输出和所述电流需求，并使用所述电流感测输出和所述电流需求产生校正信号。所述电流控制装置(20)被布置为接收所述校正信号和用所述校正信号校正施加给所述电动机的电压。【专利说明】具有电压谐波整形的电动机控制
本专利技术涉及电动机的控制，更特别地，涉及对施加到电动机绕组的电压中谐波的控制。它能够用于例如校正由电动机驱动器输出的电压中的谐波误差，并且把谐波添加到输入到电动机的电压以校正该电动机扭矩输出的谐波变化。
技术介绍
电动致动器的闭环电流控制器通常采用图1所示的形式。响应于被请求的目标电流采用矢量控制，电压被施加到电机的每个相绕组并测量最终产生的电流。然后控制器，通常是PI控制器，使用测出的电流控制被请求的电压以获得目标电流。还需要给出电动机的电气位置的信号，以便能够在正确的时间以正确的相位施加电压。在图1的系统中显示了位置传感器，但是本专利技术同样适用于无位置传感器的系统，其中从其他传感器测量结果估算位置信号。通常对于3相电机,驱动器包括6FET电桥,该6FET电桥被布置为以PWM模式对电动机端子施加已知的电压来实现所期望的闭环电流。由于应用到电动机以产生所期望电压的PWM切换模式，可能引入附加的有害谐波频率形式的驱动级非线性，如图2所示。我们较早的申请PCT/GB2011/050748公开了一种电动机控制系统，其中测量畸变频率处的畸变水平，向控制器输入校正信号，然后该校正信号能校正施加的电压以补偿该畸变。为了改进该畸变的测量，通过应用频移变换来将畸变频率变换为DC分量，然后采用低通滤波器滤除基频分量，将畸变频率处的电流分量与基频处的电流分量分离。在高电动机转速，基频和畸变频率之间的差足以使得该分离被有效获得。然而，在低电动机转速，两个频率之间的差较小，有效滤波变得更加困难。
技术实现思路
本专利技术因此提供了用于电动机的控制系统，所述系统包括电流感测装置，其被布置为产生电流感测输出，所述电流感测输出可以指示所述电动机中的电流；所述系统还包括电流控制装置，其被布置为接收电流需求，和/或被布置为控制施加给电动机的电压。所述系统还包括校正装置，所述校正装置可被布置为接收所述电流感测输出和所述电流需求。所述校正装置可被布置为产生校正信号。所述电流控制装置可被布置为接收所述校正信号和用所述校正信号校正施加给所述电动机的电压。所述校正装置可被布置为识别畸变频率。所述校正装置可被布置为例如从所述电流感测输出和所述电流需求确定、或测量电动机中畸变频率的电流分量。所述校正信号可被布置为指示畸变频率分量的幅度。所述校正装置可被布置为从所述电流感测输出和所述电流需求产生畸变信号。它可被布置为从畸变信号确定或测量畸变频率分量。例如，所述校正装置可被布置为执行电流感测输出的至少一个分量和电流需求的至少一个分量之间的比较，从而至少部分地将畸变频率分量从电动机中电流的基频分量分离。这个分量，在任一情况下，可以是一小部分。例如所述控制装置可被布置为从所述电流感测输出减去所述电流需求的一小部分。该一小部分可以是固定的，或是可变的。如果它是可变的，它可以被布置为例如随着电动机速度而改变。所述电流控制装置可被布置为输出指示施加到所述电动机的电压的电压需求。所述校正信号可被布置为指示对所述电压需求的校正。所述校正装置可被布置为转换所述畸变信号的至少一部分，从而被识别的分量变为DC分量。所述校正装置可以被布置为测量所述DC分量的幅度。所述校正装置可被布置为运行在高速模式和低速模式。其可被布置为在所述低速模式采用所述电流需求来产生所述校正信号。在所述高速模式，其可被布置为通过滤波至少部分地将所述畸变频率分量从所述基频分量分离。可选择地，所述校正装置可以采用所述电流需求来产生高速和低速模式的校正信号。所述系统还包括被布置为滤除一定范围的频率以执行所述滤波的滤波器。所述控制系统可被布置为当基频在能被所述滤波器滤除的范围内时运行在高速模式。它可以被布置为当基频不在所述范围时运行在较低速度的低速模式。所述校正装置可以被布置为产生所述校正信号，以便减小所述被识别的分量，或者它也可以被布置为增大所述被识别的分量。可以以可变的量进行所述减小或增大以便校正测出的畸变，或者其也可以以固定的量，例如校正所述系统的已知畸变。例如，它可以被布置为按固定幅度产生所述校正信号以便校正所述电动机的扭矩谐波。所述校正装置可以被布置为将所述校正信号与所述电压需求结合以产生所述校正后的电压需求。所述电动机可以具有静止绕组和相对于所述绕组旋转的转子。所述电流感测装置可以包括电流传感器和变换装置，电流传感器被布置为测量所述电动机绕组中的电流，变换装置被布置为将所述测出的电流变换到所述转子的参考系中。所述电流感测输出可以定义在旋转的参考系，例如具有D和Q分量的转子参考系中的电流，也可以定义在固定的、具有α和β分量的参考系中的电流。所述电流控制装置可以被布置为输出所述电压需求，以便定义在旋转的参考系，例如具有D和Q分量的转子参考系中的需求的电压，或者定义在固定的、具有α和β分量的参考系中的需求的电压。所述系统可以被布置为校正多个畸变分量。所述畸变分量可以是具有不同频率和/或不同正负号的谐波。现在将参考附图仅仅以举例方式介绍本专利技术的优选实施例。图1是用于电动机的公知闭环电流控制系统的图示；图2是显示了电动机驱动器中产生的谐波误差如何影响图1的系统的图示；图3是根据本专利技术实施例的用于电动机的闭环电流控制系统的图示；图4是形成图4中系统的一部分的谐波补偿系统的图示；图5是形成图3中系统的一部分的同步滤波器的图示；图6是类似于图5的但是具有另一滤波器组件的滤波器布置的图示；图7是图3中系统的校正部分的图示；图8是显示测出的电流中的基频和畸变频率电流分量的图；图9是显示变换畸变分量后图9的分量的图；图10是显示系统运行在低速模式时去除基频分量的图；图11是显示随着降低的电动机速度逐步引入的低速模式的图；和图12是根据本专利技术进一步实施例的控制系统的图示。【具体实施方式】参考图3，电动机10由根据本专利技术实施例的闭环电动机电流控制系统控制，其包括电流感测系统12和电流控制器20。电流感测系统12包括被布置为测量电动机的三相中的电流iu、iv、iw的电流传感器14,并且输出以具有α和β分量的静止坐标表示电流矢量的信号，电动机包括静止绕组。电流感测系统进一步包括坐标变换块16,坐标变换块16被布置为把来自静止参考系中α和β分量的电流矢量转换为转子参考系中定义电流矢量的D分量iD和Q分量iQ，转子参考系相对于固定绕组旋转，其中Q轴电流为扭矩产生分量而D轴电流为非扭矩产生分量。比较器18从电流感测系统12接收测出的D和Q电流，并且将其与要求的D和Q电流分量进行比较以产生电流误差。电流控制器20接收电流误差并输出需求的电压矢量，其形式为计算为减小电流误差以使得所测出的电流矢量Idq接近需求的电流矢量iDQ *的D和Q轴电压需求VDQ。另一变换块22接收来自电流控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动机的控制系统，所述系统包括：电流感测装置，其被布置为产生指示所述电动机中的电流的电流感测输出；电流控制装置，其被布置为接收电流需求并控制施加给所述电动机的电压；和校正装置，其被布置为接收所述电流感测输出和所述电流需求，并使用所述电流感测输出和所述电流需求产生校正信号，其中所述电流控制装置被布置为接收所述校正信号并使用所述校正信号校正施加给所述电动机的电压。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·D·狄克逊，
申请(专利权)人：TRW有限公司，
类型：
国别省市：
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