[發明專利]用于控制同步電動機器的方法、相應的系統和包括該系統的機動車輛

有效

• 申請號: 201480025231.6
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN105164911B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: A·馬盧姆;A·凱特菲-謝里夫
• 申請（專利權）人: 雷諾股份公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 李崢,于靜

技術領域

本發明涉及對帶有永久磁體的同步電動機器的控制并且具體是對旨在安裝在電力驅動或混合驅動的機動車輛中的電動機器的控制。

背景技術

在電力驅動的機動車輛中，電動機所供應的轉矩必須受到控制。由于來自電動機器的轉矩與其中流動過的電流直接關聯，所以必須精確控制這些電流。

在同步機器中，值得注意的是，三相同步機器帶有永久磁體和軸向磁通量，在定子的三個相位中流動的電流是正弦的并且每個電流相移了這些電流在電動機器中創造旋轉磁場。轉子由永久磁體組成，例如配備有五對磁極。如在羅盤中一樣，轉子自然地對齊在定子所創造的旋轉磁場上。因此，轉子的旋轉頻率等于定子的電流頻率。正是定子的電流的幅值和轉子的磁體的功率創造了機器旋轉所需的轉矩。為了控制這些電流，因此，需要對定子的每個相位施加正弦電壓，每個正弦電壓相等地相移了

通常，更簡單的是對常量而不是對正弦信號實施調節。派克變換(transformée de Park)通常用于將三相系統投影到二維空間上以獲得等價的旋轉參考系。因此，能夠相對于三相系統的三個相位將定子的三個電流和三個正弦電壓轉置到以恒定信號的形式表達正弦信號的空間中(一個分量在直軸d上并且一個分量在正交軸q上)。在同步機器情況下，派克參考系與轉子關聯。

通過與在派克空間中表達的電流和電壓一起工作，因此能夠作用于電流和恒定電壓而不是正弦信號以調節有待控制的三相機器。通過進行逆變換，能夠還原到機器的正常參考系并且因此準確了解什么電壓或什么電流施加于機器的每個相位。

通常，蓄電池用于對這些機器提供動力。蓄電池的使用限制了可能的控制。由于這種情況，所以不能夠隨便應用任何設定點。達到這些極限的設定點(如果它們被應用的話)能夠致使機器不穩定。

在有待觀察的約束當中，通常建議防止機器飽和。

將能夠參考文獻US 3851234，該文獻描述了一種用于通過降低轉矩電機的速度來避免磁飽和的方法。

還將能夠參考文獻US 5015937，該文獻描述了根據數據表對帶有開環回路繞線轉子的同步機器的控制，旨在用于避免飽和。

文獻US 6181091披露了對帶有永久磁體的同步機器的控制，其中飽和是通過改變脈沖的寬度調制的操作而避免的，脈沖對電機的每個分支施加電壓。

發明內容

本發明的目的是限制飽和狀態的持續時間。本發明的另一個目的是保持對必須由電動機器供應的轉矩的調節。

因此，根據第一方面，本發明的主題是一種用于對帶有永久磁體、由蓄電池提供動力的同步電動機器進行控制的方法，該蓄電池在其端子處輸送電源電壓。

根據一個總體特征，該方法包括：

-在一個包括多條軸的旋轉參考系中計算一個初始直電壓分量和一個初始正交式(quadrature)電壓分量，

-驗證一種飽和狀態，在該飽和狀態下，在X軸上具有直電壓分量并且Y軸上具有正交式電壓分量的一個正交參考系中驗證坐標為Vdc和Vqc的點在一個依賴于Vbat并且由一條等值線界定的范圍之外，Vdc表示該初始直電壓分量，Vqc表示初始正交式電壓分量，并且Vbat表示該蓄電池的這些端子處的電源電壓，并且如果該飽和狀態被驗證，

-計算一個角度

-如果α負向地變化并且Vdc是正的或者如果α正向地變化并且Vdc是負的，則生成有待施加于該電動機器的電壓，通過確定所述等值線與穿過該正交參考系的原點的直線之間的相交點以及所述坐標為Vdc和Vqc的點，有待施加的該直電壓分量是相交點的X軸而有待施加的該正交式電壓分量是相交點的Y軸。

在本方法中，如果狀態沒有被驗證，則施加已經施加的電壓。如將理解到的，該方法是在瞬間實施的，其中兩次實施之間的時期始終相同。如果在該方法中狀態沒有被驗證，則將實施前一次實施的電壓。

初始直電壓分量和初始正交式電壓分量的計算可以通過任何裝置實施，例如，通過使用比例積分校正器或比例積分微分校正器。因此，根據本發明的方法可以使用現有系統實施。

范圍可以是以正交參考系的原點為中心的半徑為的圓。因此，如果大于則認為電動機器處于飽和模式下。如果此狀態沒有被驗證，則在逆派克變換之后，能夠施加在該方法的上次實施中所施加的電壓。

飽和狀態的驗證可以包括與之間的比較。