[發(fā)明專利]用于交流電動機的電流調節(jié)器及電流控制方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101557196A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設計）人: B·裴;N·R·佩特爾;S·E·舒爾茨;J·M·納加施馬;S·-D·殷;S·K·蘇
• 申請（專利權）人: 通用汽車環(huán)球科技運作公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02P21/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 彭 武;曹 若

技術領域

本發(fā)明總地涉及控制交流(AC)電動機，尤其涉及用于 AC電動機的電流控制的設備、系統(tǒng)和方法。

背景技術

同步坐標電流調節(jié)器通常用于AC電動機(例如三相電動 機)的電流控制。通過在寬頻范圍上提供動態(tài)控制，同步坐標電流調 節(jié)器適于許多工業(yè)應用。在傳統(tǒng)電流調節(jié)器的數字化應用中，隨著取 樣頻率與AC電動機的基準頻率或同步頻率的比率降低，這些電流調節(jié) 器的穩(wěn)定性往往降低。例如，數字化應用中的延遲，使用脈寬調制 (PMW)等在電壓合成中增加的次諧波往往帶來不穩(wěn)定性。

為了在有限容量內產生高的扭矩，高極數電動機是有用 的，尤其是對于混合動力車輛應用(例如，混合電動車等)。增加的極 數通常增加了與AC電動機相關的基準頻率，同時由于電源開關裝置和 處理器處理量的限制，通常限制了與電流調節(jié)相關的轉換和取樣頻率。 通常，在最高速度時，取樣頻率相對于基準頻率的比率f_samp/f_fund可非常 小(例如，小于約十(10)的比率)。

當該比率小于約十(10)時，離散時域控制器可對同步 坐標電流調節(jié)器具有十分顯著的影響。另外，由于數字延遲，與電流 調節(jié)器相關的內部電流回路可能引起不穩(wěn)定。當所述比率低于約二十 一(21)時，與異步PWM相關的次諧波變得顯著。

因此，期望提供控制AC電動機的方法和系統(tǒng)，其在增高 的電動機速度下穩(wěn)定電流調節(jié)。另外，期望提供AC電動機的電流調節(jié) 方法和系統(tǒng)，其可以極低的取樣頻率相對于基準頻率的比率進行操作。 另外，結合附圖及前面的技術領域和背景技術，從下面的詳細描述和 所附權利要求可清楚本發(fā)明的其它期望特征和特性。 發(fā)明內容

提供了用于控制AC電動機的方法和系統(tǒng)。所述AC電動 機可基于指令電流操作以產生定子電流。在一個實施例中，提供的用 于通過逆變器控制AC電動機的方法包括，但是不必限于：基于同步坐 標電流確定延遲補償偏差；基于所述同步坐標電流和所述指令電流產 生電流誤差；基于抗飽和偏差(anti-windup?offset)、交叉耦合項和所述 電流誤差產生電壓誤差，所述抗飽和偏差與所述逆變器的預定電壓極 限相關聯(lián)；基于所述延遲補償偏差和所述電壓誤差產生指令電壓；以 及給所述逆變器提供所述指令電壓。所述同步坐標電流從所述定子電 流獲得。

在另一實施例中，提供了一種用來通過響應于指令電流 的指令電壓來控制AC電動機的電流調節(jié)器。所述AC電動機可基于所 述指令電壓操作從而以基準頻率產生定子電流。所述電流調節(jié)器包括， 但是不必限于：構造成接收所述指令電流和同步坐標電流的輸入；構 造成提供所述指令電壓的輸出；以及耦接到所述輸入和所述輸出的處 理器。所述同步坐標電流基于所述定子電流。所述處理器構造成以取 樣頻率取樣所述指令電流和所述同步坐標電流，并基于所述指令電流 和所述同步坐標電流產生所述指令電壓。所述指令電壓對延遲和抗飽 和偏差進行補償，其中當所述取樣頻率相對于所述基準頻率的比率降 低時，所述延遲變得更加顯著，并且所述抗飽和偏差與預定電壓極限 相關聯(lián)。

在再一實施例中，提供一種用于控制AC電動機的系統(tǒng)。 所述系統(tǒng)包括，但是不必限于：逆變器，其具有構造成耦接到所述AC 電動機的輸出；以及耦接到所述逆變器的控制器。所述逆變器構造成 基于指令電壓產生AC電壓，且還構造成通過所述AC電壓以基準頻率 驅動所述AC電動機。所述AC電動機基于所述AC電壓產生定子電流。 所述控制器具有取樣頻率，并且構造成基于指令電流和同步坐標電流 產生指令電壓。所述指令電壓對延遲和抗飽和偏差進行補償，其中當 所述取樣頻率相對于所述基準頻率的比率降低時，所述延遲變得更加 顯著。所述同步坐標電流基于所述定子電流，所述抗飽和偏差與預定 電壓極限相關聯(lián)。 附圖說明

下文中，結合附圖描述本發(fā)明，其中相同的附圖標記指 的是相同的元件，并且

圖1為根據本發(fā)明一個實施例的用于控制AC電動機的系 統(tǒng)的框圖；

圖2為根據一個實施例的電流調節(jié)器的框圖；

圖3為根據本發(fā)明另一實施例的電流調節(jié)器的框圖；

圖4為示出根據一個實施例的電流調節(jié)的指令電流和實 際電流的曲線圖；以及

圖5為根據本發(fā)明示例性實施例的用于控制AC電動機的 方法的流程圖。

具體實施方式