[發明專利]用于交流電動機的控制的方法和裝置

在審

• 申請號: 202110499013.8
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN114389507A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: S.賀;B.S.加加斯;B.A.韋爾赫科;K.M.斯帕文
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02P23/04
• 分類號: H02P23/04;H02P27/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王增強

本申請涉及用于交流電動機的控制的方法和裝置，具體地，交流電動機的控制包括通過以與轉子速度成比例地變化的切換頻率操作逆變器，利用逆變器的輸出在操作速度范圍內旋轉。將操作速度范圍解析為多個速度區域，并且每個操作速度區域內的切換頻率可以對應于與對應于相鄰速度區域的相應脈沖比不同的相應脈沖比。

技術領域

本公開涉及電動機(electric motor)控制。

背景技術

包括混合動力電動車輛的電動車輛包括至少一個用于產生推進力的旋轉牽引電動機。無刷交流電動機是推進電動機的普遍選擇。交流電動機包括定子，該定子包括一相或多相交流電。通常，交流推進電動機是多相的，并利用三相或更多相的交流電以在定子中產生旋轉磁場，以驅動電動機的轉子。

電動和混合動力車輛可包括高壓(HV)能量存儲設備(ESD)，用于提供動力以驅動推進電動機和低壓(LV)應用。ESD通常是電化學設備。逆變器用于將ESD的直流(DC)電轉換為交流(AC)電，以通過旋轉磁場來驅動推進電動機。逆變器可以是雙向的，并且被操作以將來自以再生模式操作的推進電動機的交流電轉換成直流電，該直流電被返回給ESD。同樣，逆變器可用于ESD批量充電。逆變器可以具有多個固態切換器件，這些固態切換器件以較高的切換頻率工作，以合成高質量的交流電壓和電流，以供推進電動機使用。

已知逆變器切換頻率在多相母線結構、推進電動機、推進驅動單元和任何其他機械聯接的結構(包括最終驅動器、車軸和車輛結構)中引起可聽見的噪聲。這種由逆變器引起的噪聲主要在逆變器的切換頻率和某些鄰近的邊帶處，并且可能具有高音調和尖銳的音調，因此通常是令人討厭的。噪聲、振動、刺耳性(harshness)專家竭盡全力來消除這種噪聲，因為許多最終用戶可能會在汽車環境中發現這種噪聲令人反感且不直觀。但是，盡管在噪音隔離和去聯接(decoupling)方面取得一些成功是可能的，但一定程度的噪音不可避免地會聯接到車輛的乘客廂中，并會到達乘員的耳朵。

發明內容

在一個示例性實施例中，一種裝置可以包括具有速度操作范圍的交流電動機、直流電源、可操作地聯接在直流電源和交流電動機之間用于將直流電轉換成交流電以驅動交流電動機的逆變器，以及可操作地聯接到逆變器并被配置為將交流電動機速度操作范圍解析為多個速度區域的處理器，并且在每個速度區域內操作逆變器到相應的預定切換頻率分布(switching frequency profile)，以將逆變器脈沖比保持到相應的預定脈沖比分布。

除了本文描述的一個或多個特征之外，脈沖比分布可以包括線性分布。

除了本文描述的一個或多個特征之外，脈沖比率分布可以包括固定值分布。

除了本文描述的一個或多個特征之外，切換頻率分布可以在相鄰的速度區域中產生連續的切換階次(switching order)。

除了本文描述的一個或多個特征之外，切換頻率分布可以在相鄰的速度區域中產生不連續的切換階次。

除了本文描述的一個或多個特征之外，預定的切換頻率分布可以包括頻率抖動。

除了本文描述的一個或多個特征之外，該裝置還可包括處理器，該處理器被配置為在每個速度區域內的多個預定切換頻率分布之間操作逆變器。

除了本文描述的一個或多個特征之外，切換頻率分布可以被限制為預定的上限和下限之間的頻率。

除了本文描述的一個或多個特征之外，該裝置還可包括處理器，該處理器被配置為在當AC電動機速度低于預定下限時以固定的切換頻率操作逆變器。

除了本文描述的一個或多個特征之外，該裝置還可以包括處理器，該處理器被配置為將逆變器的操作限制在高于預定下限的切換頻率。