控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)和方法，并且更具體而言，涉及在轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生過(guò)熱時(shí)增加繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的額定工作時(shí)間而沒(méi)有電機(jī)的輸出限制的控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)和方法。也就是說(shuō)，本公開(kāi)提供如下的控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法通過(guò)根據(jù)目的可切換的二分化圖配置電流圖，從而根據(jù)工作條件選擇性使用電流指令圖，以增加繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的額定工作時(shí)間而沒(méi)有電機(jī)的輸出限制。
【專利說(shuō)明】
控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開(kāi)涉及控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)和方法，并且更具體而言，涉及當(dāng)在轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生過(guò)熱時(shí)增加繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的額定工作時(shí)間而沒(méi)有電機(jī)的輸出限制的控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]該部分的說(shuō)明僅僅提供關(guān)于本公開(kāi)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]環(huán)保車輛(諸如混合動(dòng)力車輛和電動(dòng)車輛)作為通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為動(dòng)力源來(lái)驅(qū)動(dòng)的車輛具有諸如電動(dòng)車輛(EV)模式(該模式是只使用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力的純電動(dòng)車輛模式)和混合動(dòng)力車輛(HEV)模式(其使用發(fā)動(dòng)機(jī)和所驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩者的旋轉(zhuǎn)力作為動(dòng)力)的驅(qū)動(dòng)模式。
[0004]作為被采用為環(huán)保車輛的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，主要使用永磁式同步電機(jī)，但是用于制造永久磁鐵等的稀土(Nd，Dy)金屬在一些國(guó)家的存在很有限。因此，考慮到所述稀土金屬非常昂貴，對(duì)于可替代永磁式同步電機(jī)的繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)(WRSM)的研究和發(fā)展正在進(jìn)行中。
[0005]繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子具有如下結(jié)構(gòu):環(huán)氧樹(shù)脂模制材料裝載在線圈和末端線圈封蓋(其附接在轉(zhuǎn)子的兩端之間)之間。
[0006]然而，由于轉(zhuǎn)子線圈被環(huán)氧樹(shù)脂模制材料和末端線圈封蓋密封，繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)具有如下缺點(diǎn):由轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱(鐵損+銅損)不容易釋放到外面，并且因此轉(zhuǎn)子的溫度明顯增加。
[0007]因此，由于轉(zhuǎn)子是一個(gè)旋轉(zhuǎn)體，作為冷卻轉(zhuǎn)子的方法，不能采用使用冷卻介質(zhì)的直接冷卻方案(例如，水冷卻等)，而是采用通過(guò)在當(dāng)前定子殼體中形成冷卻通道并且提供冷卻水進(jìn)行熱傳遞(熱交換)來(lái)冷卻轉(zhuǎn)子的間接冷卻方案。
[0008]但是，因?yàn)榕c永磁式同步電機(jī)不同，繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)是以將線圈纏繞在轉(zhuǎn)子芯上的結(jié)構(gòu)來(lái)制造的，繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)具有如下缺點(diǎn):由直流(DC)場(chǎng)電流的傳導(dǎo)造成的銅損添加到轉(zhuǎn)子鐵芯損耗，并且因此，轉(zhuǎn)子的溫度明顯增加，并且由于轉(zhuǎn)子的過(guò)熱而導(dǎo)致的輸出限制(output limit)頻繁出現(xiàn)在具有更大直流場(chǎng)電流的工作區(qū)域中。
[0009]由于轉(zhuǎn)子的過(guò)熱引起的輸出限制會(huì)使驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定工作時(shí)間減少，并且使車輛的動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)性能變差(例如，上坡路動(dòng)力不足和突然加速驅(qū)動(dòng)限制)。
[0010]關(guān)于繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的溫度分布，其中發(fā)熱值(heating value)比冷卻值大的轉(zhuǎn)子線圈部分處的溫度最高。這是因?yàn)橛捎诖蟮木€圈阻抗，導(dǎo)致銅損發(fā)熱值在場(chǎng)電流傳導(dǎo)過(guò)程中增加。
[0011]結(jié)果，如示出轉(zhuǎn)子的額定特征的附圖6的曲線圖所示，可以看出，隨著場(chǎng)電流變大，銅損發(fā)熱值變大并且額定工作時(shí)間縮短。
[0012]特別地，當(dāng)輸入15A(安培)或更大的場(chǎng)電流時(shí)，由于在轉(zhuǎn)子線圈部分的與發(fā)熱值快速增加相對(duì)的冷卻值的不足，熱不會(huì)快速消散。結(jié)果，額定工作時(shí)間立即受到限制。
[0013]結(jié)果，由于15A或更大的大場(chǎng)電流用于繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的低速和高扭矩(例如，在長(zhǎng)的上坡路上慢速行駛)區(qū)域以及高速和高動(dòng)力(高速快速加速)區(qū)域，所以由于轉(zhuǎn)子在連續(xù)工作中的過(guò)熱保護(hù)，導(dǎo)致出現(xiàn)輸出限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本公開(kāi)致力于解決上述與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問(wèn)題。
[0015]本公開(kāi)被設(shè)計(jì)為解決該問(wèn)題并且本發(fā)明致力于提供控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法通過(guò)根據(jù)目的可切換的二化分圖(dualized map)配置電流指令圖以根據(jù)工作條件選擇性使用電流指令圖，從而在產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的過(guò)熱時(shí)，增加繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的額定工作時(shí)間而沒(méi)有電機(jī)的輸出限制。
[0016]在一方面，本公開(kāi)提供一種控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)，其包括:逆變器控制單元，包括電流指令圖(current command map)、基于來(lái)自電流指令圖的轉(zhuǎn)子電流指令輸出脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)的場(chǎng)電流控制器和基于來(lái)自電流指令圖的定子電流指令輸出PWM信號(hào)的定子電流控制器；以及逆變器電力模塊單元，基于來(lái)自場(chǎng)電流控制器和定子電流控制器的最終PWM信號(hào)切換電壓，以便將電壓施加到并將電流傳導(dǎo)到電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子上；并且電流指令圖二分化為額定工作電流指令圖和最大效率電流指令圖，當(dāng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的過(guò)熱時(shí)，可切換額定工作電流指令圖和最大效率電流指令圖。
[0017]在一個(gè)實(shí)施方式中，該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括電流圖切換單元，接收轉(zhuǎn)子的當(dāng)前溫度，以便選擇并將電流指令圖切換為額定工作電流指令圖或最大效率電流指令圖。
[0018]在另一方面，本公開(kāi)提供一種控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的方法，其包括:首先，根據(jù)驅(qū)動(dòng)器所需扭矩，在電流指令圖的最大效率電流指令圖中接收扭矩指令T*、電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和基準(zhǔn)電壓Vdc;在當(dāng)前轉(zhuǎn)子溫度等于或小于轉(zhuǎn)子過(guò)熱保護(hù)起始溫度時(shí)，選擇并維持最大效率電流指令圖，以便為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高效控制選擇最大效率電流指令工作點(diǎn)；并且在當(dāng)前轉(zhuǎn)子溫度大于轉(zhuǎn)子過(guò)熱保護(hù)起始溫度時(shí)，將最大效率電流指令圖切換為額定工作電流指令圖，以便選擇額定工作電流指令工作點(diǎn)。
[0019]在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)選擇并保持最大效率電流指令圖時(shí)，從最大效率電流指令圖中輸出轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*和定子d/q-軸電流指令idq* ;在定子電流控制器中基于定子d/q-軸電流指令idq*順序生成電壓指令(定子Vuvw*)和最終PffM信號(hào)，同時(shí)在場(chǎng)電流控制器中基于轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*順序生成電壓指令(場(chǎng)Vf*)和最終PWM信號(hào)；以及隨后從場(chǎng)電流控制器和定子電流控制器中將最終PWM信號(hào)輸出至逆變器電力模塊單元。
[0020]在另一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)最大效率電流指令圖切換為額定工作電流指令圖時(shí)，從額定工作電流指令圖中輸出轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*和定子d/q-軸電流指令idq* ;在定子電流控制器中基于定子d/q-軸電流指令idq*順序生成電壓指令(定子Vuvw*)和最終PWM信號(hào)，同時(shí)在場(chǎng)電流控制器中基于轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*順序生成電壓指令(場(chǎng)Vf*)和最終PWM信號(hào)；以及隨后從場(chǎng)電流控制器和定子電流控制器中將最終PWM信號(hào)輸出至逆變器電力模塊單元。
[0021]通過(guò)本文提供的描述，進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。應(yīng)該理解，描述和具體的實(shí)例旨在說(shuō)明性的目的，而不旨在限制本公開(kāi)的范圍。
[0022]通過(guò)前面提到的問(wèn)題解決方法，本發(fā)明提供以下效果。
[0023]第一，當(dāng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的過(guò)熱時(shí)，場(chǎng)電流可減小，并且銅損發(fā)熱值可減小而沒(méi)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出限制，并且繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的額定工作時(shí)間可增加。
[0024]第二，可防止由于轉(zhuǎn)子的過(guò)熱可能產(chǎn)生的問(wèn)題(例如，在產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的過(guò)熱時(shí)由于輸出限制而不能在長(zhǎng)的上坡路上行駛，以及快速加速行駛限制)并且實(shí)際駕駛性能(例如，可對(duì)駕駛員的意愿和期望做出反映的車輛的響應(yīng)能力)提高。
[0025]第三，不需要補(bǔ)充和增加單獨(dú)的硬件冷卻裝置來(lái)防止轉(zhuǎn)子的過(guò)熱，從而抑制電機(jī)組件制造成本的升高。
[0026]第四，電機(jī)的耐久年限可被提高，因?yàn)榕c現(xiàn)有技術(shù)相比轉(zhuǎn)子的溫度可被降低。
[0027]其他方面和本公開(kāi)的實(shí)施方式在下文中討論。
[0028]應(yīng)該理解，本文使用的術(shù)語(yǔ)“車輛”或“用車輛運(yùn)載的”或其他類似的術(shù)語(yǔ)通常包括機(jī)動(dòng)車輛，諸如客車(包括運(yùn)動(dòng)型多用途車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛)、包括各種船只和艦船的船舶、飛行器等，并且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、插電式混合動(dòng)力車輛、氫動(dòng)力車輛以及其他替代燃料車輛(例如，源自除石油以外的資源的燃料)。如本文中提到的，混合動(dòng)力車輛為具有兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力源的車輛，例如，汽油動(dòng)力和電動(dòng)力車輛。
【附圖說(shuō)明】
[0029]為了很好地理解本公開(kāi)，現(xiàn)將參照附圖通過(guò)實(shí)例的方式描述本公開(kāi)的各種形式，其中:
[0030]圖1為繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的控制配置圖；
[0031]圖2為其中繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的電流指令圖被二分化的控制配置圖；
[0032]圖3為示出當(dāng)繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的工作點(diǎn)從最大效率圖工作點(diǎn)切換至額定工作圖工作點(diǎn)時(shí)電流指令的位移(displacement)的曲線圖；
[0033]圖4為示出二分化電流指令圖以用于繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制的構(gòu)建過(guò)程的流程圖；
[0034]圖5為示出通過(guò)使用二分化電流指令圖來(lái)控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的過(guò)程的流程圖；以及
[0035]圖6為示出繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子額定特性的曲線圖。
[0036]應(yīng)該理解，附圖不一定按比例繪制，而是呈現(xiàn)說(shuō)明本發(fā)明的基本原則的各種優(yōu)選特征的稍微簡(jiǎn)化的表示。本文討論的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分取決于具體目的應(yīng)用和使用環(huán)境。
[0037]在圖中，貫穿附圖的幾個(gè)圖，相似的參考標(biāo)號(hào)表示本公開(kāi)的相同或等同的部分。
[0038]本文所描述的附圖僅出于說(shuō)明目的，而并不旨在以任何方式限制本公開(kāi)的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0039]在下文中，將詳細(xì)參照本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施方式，本公開(kāi)的實(shí)例在附圖中示出并描述如下。盡管將結(jié)合示例性實(shí)施方式對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行描述，但是，將理解的是，本描述并不旨在將本公開(kāi)限于這些示例性實(shí)施方式。相反，本公開(kāi)旨在不僅涵蓋這些示例性實(shí)施方式，而且涵蓋可包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種替代、修改、等同物和其他實(shí)施方式。
[0040]在下文中，將參照附圖對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0041]圖1為繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的控制配置圖。
[0042]如圖1所示，作為考慮到繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)30的轉(zhuǎn)子過(guò)熱現(xiàn)象用于提高額定可操作性的控制系統(tǒng)配置，一種控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)30的裝置包括逆變器控制單元10和逆變器電力模塊單元(inverter power module unit) 20。
[0043]逆變器控制單元10被配置為包括:3D電流指令圖11 (具有扭矩指令T*、電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和基準(zhǔn)電壓Vdc作為輸入)、基于來(lái)自電流指令圖11的轉(zhuǎn)子電流指令輸出PffM信號(hào)的場(chǎng)電流控制器14和基于來(lái)自電流指令圖11的定子電流指令輸出PWM信號(hào)的定子電流控制器15ο
[0044]為了驅(qū)動(dòng)繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)30，首先，從具有扭矩指令Τ*、電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和基準(zhǔn)電壓Vdc作為輸入的3D電流指令圖11中選擇定子d/q-軸電流指令idq*和轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令 if*。
[0045]隨后，基于來(lái)自電流指令圖11的轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*在場(chǎng)電流控制器14中順序生成電壓指令(場(chǎng)vf*)和最終PWM信號(hào)并且將最終PffM信號(hào)從場(chǎng)電流控制器14輸出至述逆變器電力模塊單元20。
[0046]同時(shí)，基于來(lái)自電流指令圖11的定子d/q-軸電流指令idq*在定子電流控制器15中順序生成電壓指令(定子Vuvw*)和最終PffM信號(hào)并且將最終PffM信號(hào)從定子電流控制器15輸出至逆變器電力模塊單元20。
[0047]因此，逆變器電力模塊單元20基于每個(gè)PffM信號(hào)切換電壓，結(jié)果，電壓被施加、電流被傳導(dǎo)至驅(qū)動(dòng)電機(jī)30的定子和轉(zhuǎn)子，因而輸出需要的電機(jī)扭矩。
[0048]電流指令圖被二分化為額定工作電流指令圖(其是場(chǎng)電流最小工作圖)和最大效率電流指令圖(其是基準(zhǔn)電流圖)，這些電流圖可根據(jù)是否產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的過(guò)熱進(jìn)行切換。
[0049]為此，如圖2所示，具有扭矩指令T*、電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和基準(zhǔn)電壓Vdc作為輸入的3D電流指令圖被二分化為額定工作電流指令圖12 (其是場(chǎng)電流最小工作圖)和最大效率電流指令圖13 (其是基準(zhǔn)電流圖)。
[0050]進(jìn)一步地，電流圖切換單元16被連接至額定工作電流指令圖12和最大效率電流指令圖13的輸出終端，并且電流圖切換單元16接收轉(zhuǎn)子的當(dāng)前溫度以便選擇額定工作電流指令圖12和最大效率電流指令圖13中的一個(gè)并將電流指令圖切換為兩者之一。
[0051]因此，電流圖切換單元16主要執(zhí)行為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高效控制選擇最大效率電流指令圖13的控制，以及相反在特定工作條件下(轉(zhuǎn)子過(guò)熱的產(chǎn)生)執(zhí)行將最大效率電流指令圖13切換為額定工作電流指令圖12(其是場(chǎng)電流最小工作圖)的控制。
[0052]圖3為示出當(dāng)最大效率電流指令圖13上的最大效率圖工作點(diǎn)切換至額定工作電流指令圖12上的額定工作圖工作點(diǎn)時(shí)電流指令在等效扭矩曲線上的位移的曲線圖。
[0053]如圖3所示，當(dāng)最大效率電流指令圖13上的最大效率圖工作點(diǎn)切換至額定工作電流指令圖12上的額定工作圖工作點(diǎn)時(shí)，可以看出場(chǎng)(轉(zhuǎn)子)電流減小并且定子電流增加。
[0054]也就是說(shuō)，可以看出，當(dāng)場(chǎng)電流指令減小時(shí)，定子電流會(huì)增加以保持同樣的扭矩(輸出)，并且在這種情況下，電機(jī)效率稍微降低。
[0055]當(dāng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的過(guò)熱時(shí)，通過(guò)切換額定工作電流指令圖12(其是場(chǎng)電流最小工作圖)，可保持驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需要的輸出和扭矩，并且場(chǎng)電流可通過(guò)銅損發(fā)熱值的減少而減少而沒(méi)有輸出限制(降低)，并且可保護(hù)轉(zhuǎn)子免于過(guò)熱。
[0056]同時(shí)，可通過(guò)執(zhí)行電機(jī)特性測(cè)試來(lái)構(gòu)建將所述電流指令圖二分化為額定工作電流指令圖12 (其是最小工作圖)和最大效率電流指令圖13 (其是基準(zhǔn)電流圖)的方法。
[0057]如圖4的流程圖所示，可通過(guò)執(zhí)行電機(jī)特性測(cè)試(諸如執(zhí)行每個(gè)電流大小和相位角的電流控制)的過(guò)程、通過(guò)該測(cè)試獲取的測(cè)試數(shù)據(jù)測(cè)量電機(jī)輸出和扭矩的過(guò)程、在將測(cè)量的電機(jī)的最大效率工作點(diǎn)輸入在通用電流圖提取工具(general current mapextract1n tool)中的條件下生成最大效率電流指令圖的過(guò)程、以及在將測(cè)量的電機(jī)的場(chǎng)電流最小工作點(diǎn)輸入通用電流圖提取工具的條件下生成額定工作電流指令圖(其是場(chǎng)電流最小工作圖)的過(guò)程，來(lái)將電流指令圖二分化為額定工作電流指令圖和最大效率電流指令圖。
[0058]在本文中，使用額定工作電流指令圖和最大效率電流指令圖對(duì)繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的操作控制過(guò)程將會(huì)在下文描述。
[0059]圖5為通過(guò)使用二分化電流指令圖來(lái)控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的過(guò)程的流程圖。
[0060]當(dāng)用于控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的3D電流指令圖被二分化為額定工作電流指令圖12(其是場(chǎng)電流最小工作圖)和最大效率電流指令圖13(其是基準(zhǔn)電流圖)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)器所需要的扭矩和操作控制輸入至電流指令圖。
[0061]基于驅(qū)動(dòng)器需要的扭矩的扭矩指令T*、電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和基準(zhǔn)電壓Vdc首先被輸入在最大效率電流指令圖(其是電流指令圖中的基準(zhǔn)電流圖)。
[0062]在這種情況下，在當(dāng)前轉(zhuǎn)子溫度等于或小于過(guò)熱保護(hù)起始溫度時(shí)，電流圖切換單元16確定當(dāng)前工作條件不是特點(diǎn)工作條件(產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的過(guò)熱)，從而執(zhí)行選擇和保持最大效率電流指令圖13，以選擇用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高效控制的最大效率電流指令工作點(diǎn)。
[0063]隨后，基于從最大效率電流指令圖13輸出的轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*在場(chǎng)電流控制器14中順序生成電壓指令(場(chǎng)Vf*)和最終PffM信號(hào)，并且將最終PffM信號(hào)從場(chǎng)電流控制器14輸出至述逆變器電力模塊單元20。
[0064]同時(shí)，基于從最大效率電流指令圖13輸出的的定子d/q-軸電流指令idq*在定子電流控制器15中順序生成電壓指令(定子Vuvw*)和最終PffM信號(hào)，并且將最終PffM信號(hào)從定子電流控制器15輸出至逆變器電力模塊單元20。
[0065]因此，逆變器電力模塊單元20基于每個(gè)PffM信號(hào)切換電壓，結(jié)果，電壓和電流被施加到驅(qū)動(dòng)電機(jī)30的定子和轉(zhuǎn)子，因而輸出需要的電機(jī)扭矩。
[0066]相反，當(dāng)電流轉(zhuǎn)子溫度等于或大于轉(zhuǎn)子過(guò)熱保護(hù)起始溫度時(shí)，電流圖切換單元16確定當(dāng)前工作條件是特定工作條件(產(chǎn)生電子的過(guò)熱)，從而執(zhí)行選擇額定工作電流指令圖12(其是場(chǎng)電流最小工作圖)的切換，以選擇額定工作電流指令工作點(diǎn)。
[0067]隨后，基于從額定工作電流指令圖12輸出的轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*在場(chǎng)電流控制器14中順序生成電壓指令(場(chǎng)Vf*)和最終PffM信號(hào)，并且將最終PffM信號(hào)從場(chǎng)電流控制器14輸出至逆變器電力模塊單元20。
[0068]同時(shí)，基于從額定工作電流指令圖12輸出的定子d/q-軸電流指令idq*在定子電流控制器15中順序生成電壓指令(定子Vuvw*)和最終PffM信號(hào)，并且將最終PffM信號(hào)從定子電流控制器15輸出至逆變器電力模塊單元20。
[0069]同樣地，逆變器電力模塊單元20基于每個(gè)PffM信號(hào)切換電壓，結(jié)果，電壓和電流被施加到驅(qū)動(dòng)電機(jī)30的定子和轉(zhuǎn)子，因而輸出需要的電機(jī)扭矩。
[0070]如此，當(dāng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子過(guò)熱時(shí)，將電流指令圖切換至最大效率電流指令圖或額定工作電流指令圖以便保護(hù)轉(zhuǎn)子免于過(guò)熱，同時(shí)通過(guò)額定工作電流指令圖滿足電機(jī)需要的輸出和扭矩，而沒(méi)有輸出限制(降低)。
[0071]換句話說(shuō)，當(dāng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子過(guò)熱時(shí)，在最大效率電流指令圖13上的最大效率圖工作點(diǎn)切換至額定工作電流指令圖12上的額定工作圖工作點(diǎn)時(shí)，由于定子電流增加而場(chǎng)(轉(zhuǎn)子)電流減小，即，由于當(dāng)場(chǎng)電流指令減小時(shí)，為了保持同樣的扭矩(輸出)，定子電流增加，通過(guò)額定工作電流指令圖，可保護(hù)轉(zhuǎn)子免于過(guò)熱，同時(shí)滿足電機(jī)需要的輸出和扭矩，而沒(méi)有輸出降低。
[0072]本公開(kāi)的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且因此不脫離本公開(kāi)的實(shí)質(zhì)的變形都旨在落在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。這樣的變形不被認(rèn)為脫離本公開(kāi)的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 逆變器控制單元，包括: 電流指令圖； 場(chǎng)電流控制器，被配置為基于來(lái)自所述電流指令圖的轉(zhuǎn)子電流指令輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以及 定子電流控制器，被配置為基于來(lái)自所述電流指令圖的定子電流指令輸出所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；以及 逆變器電力模塊單元，被配置為通過(guò)基于來(lái)自所述場(chǎng)電流控制器和所述定子電流控制器的最終脈沖寬度調(diào)制信號(hào)切換電壓來(lái)將電壓和電流施加至所述電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子， 其中，所述電流指令圖被二分化為額定工作電流指令圖和最大效率電流指令圖，當(dāng)產(chǎn)生所述轉(zhuǎn)子的過(guò)熱時(shí)，能夠切換所述額定工作電流指令圖和所述最大效率電流指令圖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 電流圖切換單元，被配置為響應(yīng)于接收到所述轉(zhuǎn)子的當(dāng)前溫度，將所述電流指令圖切換為所述額定工作電流指令圖或所述最大效率電流指令圖。3.一種控制繞線式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的方法，所述方法包括如下步驟: 在電流指令圖中的最大效率電流指令圖處，接收取決于驅(qū)動(dòng)器所需扭矩的扭矩指令T*、電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和基準(zhǔn)電壓Vdc ； 在當(dāng)前轉(zhuǎn)子溫度等于或小于轉(zhuǎn)子過(guò)熱保護(hù)起始溫度時(shí)，選擇并維持所述最大效率電流指令圖，以選擇最大效率電流指令工作點(diǎn)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高效控制；并且 在所述當(dāng)前轉(zhuǎn)子溫度大于所述轉(zhuǎn)子過(guò)熱保護(hù)起始溫度時(shí)，將所述最大效率電流指令圖切換為額定工作電流指令圖，以選擇額定工作電流指令工作點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，選擇并維持所述最大效率電流指令圖包括如下步驟: 從所述最大效率電流指令圖中輸出轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*和定子d/q-軸電流指令idq* ；在定子電流控制器中基于所述定子d/q-軸電流指令idq*順序生成電壓指令(定子Vuvw*)和最終脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，同時(shí)在場(chǎng)電流控制器中基于轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*順序生成電壓指令(場(chǎng)Vf*)和所述最終脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；以及 將所述最終脈沖寬度調(diào)制信號(hào)從所述場(chǎng)電流控制器和所述定子電流控制器輸出至逆變器電力模塊單元。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，將所述最大效率電流指令圖切換為額定工作電流指令圖進(jìn)一步包括如下步驟: 從所述額定工作電流指令圖中輸出轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*和定子d/q-軸電流指令idq* ；在定子電流控制器中基于定子d/q-軸電流指令idq*順序生成電壓指令(定子Vuvw*)和最終脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，同時(shí)在場(chǎng)電流控制器中基于轉(zhuǎn)子場(chǎng)電流指令if*順序生成電壓指令(場(chǎng)Vf*)和所述最終脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；以及 將所述最終脈沖寬度調(diào)制信號(hào)從所述場(chǎng)電流控制器和所述定子電流控制器輸出至逆變器電力模塊單元。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，當(dāng)所述最大效率電流指令圖上的所述最大效率電流指令工作點(diǎn)切換至所述額定工作電流指令圖的所述額定工作電流指令工作點(diǎn)時(shí)，定子電流增加同時(shí)場(chǎng)電流減小。
【文檔編號(hào)】H02P29/66GK105846737SQ201510781284
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月13日
【發(fā)明人】金詠俊
【申請(qǐng)人】現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社