[發明專利]用溫度補償控制電動機的方法和系統

有效

• 申請號: 201280010251.7
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN103931096A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 吳隆;羅伯特·肖
• 申請（專利權）人: 迪爾公司
• 主分類號: H02P7/00
• 分類號: H02P7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪洋

本發明根據35U.S.C.119(e)要求2011年2月23日提交的、名稱為“METHOD?AND?SYSTEM?CONTROLLlNG?AN?ELECTRICAL?MOTOR?WITH?TEMPERATURE?COMPENSATION”的第61／445,650號美國臨時申請的優先權。

技術領域

本發明涉及一種用溫度補償控制電動機的方法和系統。

背景技術

電動機可具有帶永磁體的轉子和定子，例如內置永磁體(IPM)電動機或IPM同步電動機。由于與轉子相關的磁體中的溫度變化，因此，內置永磁體(IPM)電動機或IPM同步電動機可能具有變化的磁場強度。依次地，如果磁場強度降低，電動機的輸出轉矩和運轉效率傾向于降低。與定子殼體或定子繞組相反，特定的電動機不具有用于測量轉子上的磁體的溫度的溫度傳感器。此外，轉子磁體溫度相對于定子繞組溫度或電動機的不同速度區域處的冷卻劑溫度可能具有被較差的限定的、不穩定或不一致的關系。因此，需要一種用溫度補償控制電動機的改進的方法和系統。

發明內容

根據一個實施例，公開了用于控制包括定子和帶有相關聯的轉子磁體的轉子的電動機的方法和系統。溫度估算模塊基于與基準磁通強度相對比的工作磁通強度估算與所述轉子相關聯的磁體的溫度變化，其中，所述基準磁通強度是在已知的環境溫度下并針對所述電動機的預定的工作范圍被確定的。溫度估算模塊或所述系統建立所估算的溫度變化與電動機的目標輸出轉矩的磁轉矩分量之間的、符合所述預定的工作范圍的關系。電流調整模塊或數據處理系統根據所建立的關系調整用于所述電動機的命令(例如，正交軸電流命令或正交軸電流)，以補償與所估算的溫度變化相關聯的軸轉矩變化。

附圖說明

圖1是用于用可溫度補償控制電動機的系統的一個實施例的方塊圖。

圖2是與圖1一致的電子數據處理系統的方塊圖。

圖3是比圖1更詳細地示出了該系統的一部分的方塊圖。

圖4是用于用溫度補償控制電動機的方法的第一實施例的流程圖。

圖5是用于用溫度補償控制電動機的方法的第二實施例的流程圖。

圖6是用于用溫度補償控制電動機的方法的第三實施例的流程圖。

具體實施方式

根據一個實施例，圖1公開了用于控制電動機117(例如，內永磁體(IPM)電動機)或其他交流電機的系統。在一個實施例中，除電動機117外，該系統可以被稱為逆變器或電動機控制器。

該系統包括電子模塊、軟件模塊，或以上二者。在一個實施例中，電動機控制器包括電子數據處理系統120，以支持一個或多個軟件模塊的軟件指令的存儲、處理或執行。電子數據處理系統120如圖1中的虛線所示，并且在圖2中被更詳細地示出。

電子數據處理系統120被連接到逆變器電路188。逆變器電路188包括半導體驅動電路，該半導體驅動電路驅動或控制切換半導體(例如，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)或其他功率晶體管)以輸出用于電動機117的控制信號。依次地，逆變器電路188被連接到電動機117。電動機117與傳感器115(例如，位置傳感器、分解器或編碼器位置傳感器)關聯，傳感器115與電動機軸126或轉子相關聯。例如，傳感器115和電動機117被連接到數據處理系統120，以提供反饋數據(例如，諸如i_a，i_b，i_c的電流反饋數據)、原始位置信號、以及其他可能的反饋數據或信號。例如，其他可能的反饋數據包括但不限于：繞組溫度讀數、逆變器電路188的半導體溫度讀數、三相電壓數據、或電動機117的其他熱學信息或性能信息。

在一個實施例中，轉矩指令生成模塊105被連接到d-q軸電流生成管理器109(例如，d-q軸電流生成查找表)。d-q軸電流指的是可應用于矢量控制式交流電機(例如電動機117)中的直軸電流和正交軸電流。d-q軸電流生成管理器109的輸出和電流調整模塊107(例如，d-q軸電流調整模塊)的輸出被提供給加法器119。依次地，加法器119的一個或多個輸出(例如，直軸電流數據(i_d^*)和正交軸電流數據(i_q^*)被提供或連接至電流調整控制器111。