本发明专利技术提供了一种用于控制具有转子和定子的电机的速度的方法。该方法可以包括以下步骤：监测转子的期望速度和测量速度，基于期望速度和测量速度产生转矩指令，以及基于转矩指令、转子的测量速度和估计位置的混合闭环分析来控制流入定子的相电流。转子的估计位置可至少部分地自期望速度推导得出。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种用于控制具有转子和定子的电机的速度的方法。该方法可以包括以下步骤：监测转子的期望速度和测量速度，基于期望速度和测量速度产生转矩指令，以及基于转矩指令、转子的测量速度和估计位置的混合闭环分析来控制流入定子的相电流。转子的估计位置可至少部分地自期望速度推导得出。【专利说明】用于电机控制的利用开环位置的混合闭环速度控制
本专利技术一般涉及电机，并且更具体地涉及用于控制电机的速度的系统和方法。
技术介绍
电机例如发电系统、发电机组等通常用于将一种形式的能量转换成另一种形式的能量，并且可在电动模式下操作以将电能转化成机械能或旋转动能，或在发电模式下操作以将机械能或旋转能转换成电能。在可与电驱动组件一起使用的各种类型的机器中，开关磁阻(SR)机器由于其稳定性和高性价比已经受到了广泛的关注。虽然当前现有的用于控制这种电机的系统和方法提供了足够的控制，但是仍然有需要改进的地方。 为了高效地操作机器的电驱动装置，不仅在高的操作速度而且在零操作速度或低的操作速度中，精确地监测转子相对于与电驱动装置相关联的机器的定子的速度和/或位置是重要的。传统的电驱动装置通过使用高分辨率速度轮以在这种较低的操作速度下操作或经常改变其旋转方向从而检测转子的绝对位置，高分辨率速度轮联接在传统的电驱动装置上并设置有多个齿，多个齿可以通过近距离传感器的某种形式来检测。然而，根据所需用途或应用，并不是所有机器可以能够使用这种高分辨率速度轮，而是，可能需要使用具有绕其设置的较少的齿的低分辨率速度轮。 使用这种低分辨率速度轮使得电驱动系统很难精确地确定绝对转子速度或位置以及产生足够的转矩，特别是当在零速或低速操作时，例如在发动机启动例程期间。在一些这种设计中，在零速或接近于零速处计算初始转子位置，依赖其中的进一步的计算和传感器反馈以在机器的操作期间跟踪绝对转子位置。然而，由于使用的速度轮的低分辨率与传感器相关联的限制，初始转子位置计算可能是不准确的。由于机器的跟踪和整体控制的完整性依赖于初始转子位置的精确性，因此可对不准确的初始转子位置读数产生的任何偏移不进行纠正，这可以进一步导致较差的机械性能或完全阻止机器的操作。 相应地，需要提供简单并且更可靠的方法来控制具有较低分辨率的速度轮的电机的操作速度。所公开的系统和方法旨在解决上述需要中一个或多个并克服现有技术的不足。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，提供了一种控制具有转子和定子的电机的速度的方法。该方法可以包括以下步骤:监测转子的期望速度和测量速度，基于期望速度和测量速度产生转矩指令，以及基于转矩指令、转子的测量速度和估计位置的混合闭环分析来控制流入定子的相电流。转子的估计位置至少部分地自期望速度推导得出。 在本专利技术的另一方面，提供了一种控制具有转子和定子的电机的速度的方法。该方法可以包括以下步骤:监测转子的期望速度和测量速度，基于期望速度和测量速度产生转矩指令，至少部分地基于期望速度确定转子的估计位置，以及基于转矩指令、转子的测量速度和估计位置的混合闭环分析来确定用于控制流入定子中的每一个相的相电流的电流控制参数。 在本专利技术的又一方面，提供了一种用于控制具有转子和定子的电机的速度的控制系统。该控制系统可以包括操作性地联接到定子的变换器电路，以及与定子和变换器电路中的每一个相连通的控制器。变换器电路可包括选择性地连通电流与定子的每一个相的多个开关。控制器被配置为基于期望速度和测量速度之间的差异产生转矩指令，并基于转矩指令、转子的测量速度和估计位置的混合闭环分析来控制开关。转子的估计位置可至少部分地自期望速度推导得出。 【专利附图】【附图说明】 图1是应用于电机的电驱动装置的速度控制系统的示例性实施例的示意图； 图2是使用混合闭环/开环控制方案控制电机的方法的流程图； 图3是用于控制电机的相电流的混合闭环控制方案的示意图；以及 图4是用于控制电机的相电流的闭环控制方案的示意图。 【具体实施方式】 现在将详细地参考特定实施例或特征，其中的示例在附图中示出。通常，在所有附图中将使用相应的附图标记表示相同或相应的零件。 图1示意性地示出了一个示例性电驱动装置100，电驱动装置100可以用来在动力源102和一个或多个电力负载装置104之间传输动力。该动力源102可包括例如柴油发动机、汽油发动机、天然气发动机或通常与机动机器一起使用的任何其他能源。动力源102也可结合固定应用使用，并且包括例如风车、水电站坝、电池、燃料电池、或者任何其他合适的能源。负载装置104可以包括接收电能的一个或多个装置或部件。例如，关于工业作业机器或机动作业车辆，负载装置104可以包括用于操作机器的工具的一个或多个马达和/或用于引起车辆运动的一个或多个牵引马达。 图1的动力源102可被配置为将动力经由联接器108(例如轴向旋转驱动轴等)机械地传输至电驱动装置100的电机106。电机106可包括任何合适的机器，该机器被配置为产生响应于外部供应的机械输入的电能，或可选地，产生响应于电供应的输入的机械能。在图1的特定实施例中，例如，电机106可以包括开关磁阻(SR)机器等，开关磁阻(SR)机器被配置为响应于源自动力源102并且通过联接器108的旋转输出来产生电能，或可选地，机械地旋转联接器108并响应于动力源上的电流来转动或启动动力源102。 如在本领域中众所周知的，机器106可包括旋转地设置在固定的定子112内的转子110。机器106的转子110可经由联接器108，或者在其他实施例中，经由直接曲轴、齿轮系、液压回路等，被旋转地联接到动力源102的输出端。机器106的定子112可经由变换器电路116电联接到电驱动装置100的公共总线114。在操作发电模式期间，当机器106的转子110通过动力源102在定子112内旋转时，定子112内可以感应出电流并提供给变换器电路116。该变换器电路116可以依次把电信号转换成合适的直流(DC)电压，以经由公共总线114分配给电负载装置104和/或任何其他装置。公共总线114通常可以提供正线路118和负线路或接地线路120，公共总线114可横跨正线路118和负线路或接地线路120连通电驱动组件100的一个或多个电平行装置之间的公共DC总线电压。可选地，在电动操作模式的期间，可以使机器106能够响应于电信号产生转子110的旋转，该电信号是从公共总线114提供给定子112。 变换器电路116可包括一系列的晶体管或栅控开关122以及二极管124，用于选择性地启用机器106中的一个或多个相绕组。例如，可以使用具有六个开关122和六个二极管124的变换器电路116驱动三相开关磁阻机器106，用于选择性地启用或禁用通过机器106的三个相中的每一个的相电流。每个开关122经由栅极信号也可以被启用或被禁用，同时外用动力源或二次动力源(未示出)可提供横跨公共总线114的正线路118和负线路120的功率以促使电流通过分别启用的开关122和二极管124。此外，可通过二次动力源将初始动力提供给变换器电路116和机器106，二次动力源采取例如电池、存储在公共总线114的电容器的残余电压、或任何其他合适的直流动力供应的形式。 仍然参照本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制具有转子(110)和定子(112)的电机(106)的速度的方法(132)，包括以下步骤：监测所述转子(110)的期望速度和测量速度；基于所述期望速度和所述测量速度产生转矩指令；以及基于所述转矩指令、所述转子(110)的所述测量速度和估计位置的混合闭环分析来控制流入所述定子(112)的相电流，所述转子的估计位置至少部分地从所述期望速度推导得出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·韦，J·吉尔德斯，J·M·索恩，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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