[發(fā)明專(zhuān)利]用于控制繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710307157.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108092597B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金景洙
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H02P29/64
• 分類(lèi)號(hào): H02P29/64
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本發(fā)明提供了用于控制繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)。一種用于控制繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，包括：電流/電壓確定器，配置為根據(jù)實(shí)時(shí)電動(dòng)機(jī)操作信息，使用映射來(lái)確定最優(yōu)轉(zhuǎn)子電流，并且根據(jù)確定的最優(yōu)轉(zhuǎn)子電流來(lái)確定并輸出轉(zhuǎn)子電壓；以及溫度估計(jì)器，配置為使用根據(jù)針對(duì)每一個(gè)轉(zhuǎn)子電流的轉(zhuǎn)子電壓與轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈溫度之間的相關(guān)性方程式設(shè)定的轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈溫度估計(jì)方程式，根據(jù)從電流/電壓確定器輸出的轉(zhuǎn)子電壓和最優(yōu)轉(zhuǎn)子電流來(lái)計(jì)算并輸出轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈溫度。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求于2016年11月22日提交的第10-2016-0155418號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于控制繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)。更具體地，涉及一種用于根據(jù)繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)的操作信息實(shí)時(shí)估計(jì)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的溫度來(lái)控制繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本節(jié)中的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并且可不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

近來(lái)，由于稀土資源的礦化和制造成本的上升以及稀土類(lèi)永久磁鐵材料的供應(yīng)緊張，所以已經(jīng)嘗試擴(kuò)展繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍。

例如，內(nèi)置式永磁同步電動(dòng)機(jī)(IPMSM)已經(jīng)被用作電動(dòng)機(jī)(驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī))，作為環(huán)保型車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)源，但是已經(jīng)對(duì)于作為環(huán)保型車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)源而應(yīng)用的具有纏繞線(xiàn)圈式轉(zhuǎn)子和定子的繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)(WRSM)進(jìn)行了積極地研究和開(kāi)發(fā)。

眾所周知，繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)是用于將電線(xiàn)圈代替永磁體應(yīng)用至轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)，并且配置為根據(jù)通過(guò)將線(xiàn)圈纏繞在轉(zhuǎn)子周?chē)⒅绷麟娏?DC)施加至線(xiàn)圈以形成電場(chǎng)來(lái)與定子進(jìn)行相互作用，從而產(chǎn)生扭矩。

如上所述，轉(zhuǎn)子被線(xiàn)圈纏繞來(lái)代替永磁體的繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)附加地需要控制流經(jīng)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)子電流I_f，并且因此，當(dāng)使用永磁同步電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)控制方法時(shí)，可能發(fā)生由于矢量控制電流Id和Iq以及轉(zhuǎn)子電流I_f的控制變量的組合而引起的控制中央處理單元(CPU)和大量圖數(shù)據(jù)的過(guò)載。

另外，需要通過(guò)在繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)中輸入DC電流來(lái)生成與永磁體的磁動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)的力作為轉(zhuǎn)子的電動(dòng)勢(shì)，因此由于轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的銅損耗而頻繁地發(fā)生加熱和溫升。

因此，當(dāng)應(yīng)用繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，由線(xiàn)圈纏繞的轉(zhuǎn)子的溫度升高，因此需要估計(jì)轉(zhuǎn)子溫度的技術(shù)。

當(dāng)不應(yīng)用用于根據(jù)負(fù)載工作條件防止轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的溫度升高并且保護(hù)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的邏輯(logic)時(shí)，可能發(fā)生轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的銅損耗和對(duì)操作性能的限制。

特別地，根據(jù)負(fù)載操作條件，由于轉(zhuǎn)子的損耗而在繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子同步電動(dòng)機(jī)中可能產(chǎn)生過(guò)多的熱量。因此，由于轉(zhuǎn)子的磁通量的減少而可能出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)性能的降低，并且發(fā)生轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的損耗，以及由于轉(zhuǎn)子過(guò)熱而可能發(fā)生火災(zāi)。

根據(jù)相關(guān)技術(shù)，基于針對(duì)每一種操作條件而實(shí)際測(cè)量的轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的溫度來(lái)防止轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈溫度上升并且保護(hù)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的邏輯通過(guò)以下內(nèi)容進(jìn)行配置：將根據(jù)操作條件/定子針對(duì)每一個(gè)電流實(shí)際測(cè)量的值存儲(chǔ)在用于配置轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈電流控制圖的數(shù)據(jù)庫(kù)的表格中，然后從轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈電流控制圖中導(dǎo)出現(xiàn)有輸入變量的最優(yōu)轉(zhuǎn)子電流。

然而，可能導(dǎo)致由于矢量控制電流Id和Iq、轉(zhuǎn)子電流I_f等的控制變量的過(guò)度組合而引起的龐大的轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈電流控制圖以及由于控制CPU的過(guò)載而引起的處理速度的降低。

另外，為了抑制轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈中的損耗，可能導(dǎo)致過(guò)量的數(shù)據(jù)和將針對(duì)每一個(gè)轉(zhuǎn)子電流的線(xiàn)圈的線(xiàn)圈溫度存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)的表格中所花費(fèi)的過(guò)多的時(shí)間。

因此，雖然已經(jīng)知道用于根據(jù)基于解譯值的轉(zhuǎn)子溫度表來(lái)估計(jì)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈溫度的技術(shù)，但是不可能根據(jù)實(shí)時(shí)操作條件精確地測(cè)量轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的溫度。