[發明專利]具有延遲補償的電機控制方法和系統

有效

• 申請號: 200810092853.7
• 申請日: 2008-05-04
• 公開（公告）號: CN101299591A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: S·E·舒爾茨;N·R·帕特爾;B·裵;S·T·韋斯特
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: H02P27/02
• 分類號: H02P27/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 彭武;廖凌玲

技術領域

本發明總體上涉及控制電機，并且更具體地是涉及用于補償電機驅 動系統中的延遲的系統和方法。

背景技術

電機的固有頻率一般是隨著電機的越多電極數而增大。實際硬件延 遲，在較低固有頻率設備中可以忽略，但在具有較多電極數的電機中就 變得有影響，如果缺少補償，這些延遲會不合需要地影響控制性能。雖 然對于這些電機而言，固有頻率一般會增大，但是開關頻率以及采樣頻 率通常保持基本不變。例如，處理器吞吐量和開關損耗限度主要影響開 關和采樣頻率。

電機控制能力的一個指標是脈沖比率，可以從開關頻率與固有頻率 的比值確定電機的這個脈沖比率。電機驅動系統一般設計有最大可能脈 沖比率。在具有較多電極數的電機中，脈沖比率通常會降低并且會干擾 電機控制并且提高對延遲的靈敏度。

因此，需要提供一種最小化硬件延遲的電機控制方法和裝置。此外， 需要提供一種補償硬件延遲的電機控制方法和裝置。而且，本發明的其 它必要特征和特性將從隨后的詳細說明和附上的權利要求中變得明顯， 結合附圖以及上述技術領域和背景技術。

發明內容

提供具有硬件延遲補償的用于控制電壓源型逆變器的方法和系統， 其能提高在高電機轉速和低脈沖比率下的可控性和穩定性。在示例性實 施例中，提供一種通過逆變器控制電機的方法。該電機具有構造成引入 一個或多個延遲類型的一個或多個硬件組件。該方法包括接收控制信 號、根據該控制信號產生采樣信號以及調整采樣信號以補償一個或多個 延遲的第一延遲。該逆變器可操作成根據該控制信號產生電壓信號，并 且電機可操作成根據該電壓信號產生電流。根據采樣信號實施電流的采 樣。

在另一個示例性實施例中，提供一種用于控制電機的系統。該電機 具有構造成引入一個或多個延遲類型的一個或多個硬件組件。該系統包 括構造成響應于控制信號產生輸出信號的逆變器、響應于采樣信號對電 流進行采樣的模擬-數字轉換器，以及具有與模擬-數字轉換器耦合的輸 入并具有與逆變器耦合的輸出的控制器。該輸出信號代表供給電機的電 壓，并且電機可操作成根據該電壓產生電流。該控制器構造成產生采樣 信號和控制信號，并且調整采樣信號以補償一個或多個延遲的第一延 遲。該控制信號以模擬-數字轉換器采樣的電流為基礎。

在另一個示例性實施例中，提供一種通過逆變器控制電機的方法。 該逆變器可操作成產生輸出信號，并且電機可操作成根據該輸出信號產 生電流并具有構造成引入一個或多個延遲類型的一個或多個硬件組件。 該方法包括接收控制信號、根據該控制信號產生采樣信號、根據該采樣 信號安排電流采樣進度以及調整電流采樣和采樣信號以補償一個或多 個延遲的第一延遲。該逆變器具有死區時間并且可操作成根據該控制信 號產生輸出信號。該輸出信號具有第一延遲，并且該第一延遲是以該死 區時間為基礎。

附圖說明

下面結合下列附圖描述本發明，其中，同樣的數字表示同樣的元件， 并且

圖1是示例性實施例的控制系統和電機的框圖；

圖2和3是示出控制信號、開關信號和電壓信號之間關系的波形圖， 用于理解圖1所示逆變器；

圖4-6是示出控制信號與電流、位置采樣之間關系的波形圖，用于 理解示例性實施例的采樣延遲補償；

圖7是示出相電流與轉子位置之間關系的波形圖，用于理解示例性 實施例的變換角度補償；

圖8是示例性實施例的通過逆變器控制電機的方法的流程圖。

具體實施方式

下文的描述本質上只是示例性的并且決不意圖限制本發明或本發 明的應用和用途。并且，不意圖受到前述技術領域、背景技術、簡要介 紹或下列詳細說明中所出現的明示或暗示原理的限制。