用于生成用于IPM机的初始控制器查找表的装置及方法制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成用于IPM机的初始控制器查找表的装置及方法
示例性实施例涉及用于生成用于控制内部永磁(IPM)机的初始控制器查找表的装置和方法。
技术介绍
因为AC机比DC机提供较高效率，AC机广泛使用在装载机或其他重型设备机械中。AC机的IPM机具有高的传动效率和宽的操作速度范围用于恒功率区域。IPM机控制器也称为逆变器，控制IPM机的操作。控制器生成被施加到IPM机的终端的控制信号。通常情况下，控制器基于特征化IPM机的信息或部分信息控制IPM机。特征化的至少部分是指允许输入请求转换成所需的操作输出的IPM机的操作模式。例如，所需的输出转矩可被请求，并且基于特征化的部分，控制器控制IPM机，以提供所需的转矩。为了提供所需的输出转矩，IPM控制器响应于期望的转矩来输出操作点到IPM机。一种传统的方法采用理论方程以找到IPM机操作点，这可能是不准确的。另一种传统的方法是利用有限元分析，以找到正确的操作点，这是非常耗时的。此外，这些传统的方法可能在速度和转矩水平方面不覆盖整个操作范围内。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种用于生成用于控制内部永磁体(IPM)机的初始操作点的方法。该方法包括：加载电感查找表，其中电感查找表包括多组直轴电感(Ld)值和正交轴电感(Lq)值，每组对应于电流峰值幅度和电流控制角。电流控制角可以表示显示为直轴电流(Id)和正交轴电流(Iq)的电流峰值幅度的值。该方法还包括：基于IPM机的机器参数来第一计算用于第一阈值速度的每安培最大转矩(MTPA)轨迹，机器参数包括电感查找表；如果第一速度高于第一阈值速度，基于机器参数，第二计算具有用于第一...
【技术保护点】
一种用于生成用于控制内部永磁体(IPM)机的初始操作点的方法，所述方法包括：加载电感查找表，电感查找表包括多组直轴电感(Ld)值和正交轴电感(Lq)值，每组直轴电感(Ld)值和正交轴电感(Lq)值对应于电流峰值幅度和电流控制角，电流控制角表示显示为直轴电流(Id)和正交轴电流(Iq)的电流峰值幅度的值；基于IPM机的机器参数进行第一计算，计算用于第一阈值速度的每安培最大转矩(MTPA)轨迹，机器参数包括电感查找表；如果第一速度高于第一阈值速度，则基于机器参数进行第二计算，计算用于第一速度的具有单调增加转矩的截断的电压限制椭圆；基于计算的MTPA轨迹和计算的截断电压限制椭圆中的至少一个确定在第一速度处的操作轨迹；和基于确定的操作轨迹生成Id，Iq映射，所述Id，Iq映射将Id值和Iq值映射到用于第一速度的多个转矩指令的每个转矩指令。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.28 US 13/036,3821.一种用于生成用于控制内置式永磁电机的初始操作点的方法，所述方法包括：加载电感查找表，电感查找表包括多组直轴电感值和正交轴电感值，每组直轴电感值和正交轴电感值对应于电流峰值幅度和电流控制角，电流控制角表示显示为直轴电流和正交轴电流的电流峰值幅度的值；基于内置式永磁电机的机器参数进行第一计算，计算用于第一阈值速度的每安培最大转矩轨迹，其中，所述第一阈值速度是基本速度，所述基本速度是达到内置式永磁电机的最大持续输出转矩时的最大轴速度，并且机器参数包括电感查找表；如果第一速度高于第一阈值速度，则基于机器参数进行第二计算，计算用于第一速度的具有单调增加转矩的截断的电压限制椭圆；基于计算的每安培最大转矩轨迹和计算的截断的电压限制椭圆中的至少一个确定在第一速度处的操作轨迹；和基于确定的操作轨迹生成直轴电流和正交轴电流映射，所述直轴电流和正交轴电流映射将直轴电流值和正交轴电流值映射到用于第一速度的多个转矩指令的每个转矩指令。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定操作轨迹的步骤包括：如果第一速度低于第二阈值速度且高于第一阈值速度，则确定操作轨迹的步骤基于计算的每安培最大转矩轨迹和计算的截断的电压限制椭圆的比较来确定操作轨迹；如果第一速度是第二阈值速度或高于第二阈值速度，则确定操作轨迹的步骤基于仅具有单调增加的转矩的计算的截断的电压限制椭圆来确定操作轨迹；和如果第一速度是第一阈值速度或低于所述第一阈值速度，则确定操作轨迹的步骤基于计算的每安培最大转矩轨迹来确定操作轨迹。3.根据权利要求2所述的方法，其中第二阈值速度是临界速度，所述临界速度是在来自内置式永磁电机的反电动势的不受控制的生成电压等于直接电流总线电压处的速度。4.根据权利要求2所述的方法，其中如果第一速度低于第二阈值速度且高于第一阈值速度，所述确定操作轨迹的步骤包括：为每一个直轴电流值选择计算的每安培最大转矩轨迹的正交轴电流值和计算的截断的电压限制椭圆的正交轴电流值中的较小者，其中操作轨迹包括所选择的正交轴电流值。5.根据权利要求1所述的方法，其中第一计算步骤包括：确定初始表，所述初始表包括直轴电流和正交轴电流组合，直轴电流和正交轴电流组合所具有的值涵盖用于预设电流限制的所有可能值；计算电流峰值幅度、电流控制角和用于初始表的每个直轴电流和正交轴电流组合的直轴电感和正交轴电感值；基于机器参数，计算用于初始表的每个直轴电流和正交轴电流组合的转矩；设置用于多个转矩指令的每一个的转矩范围；基于计算的转矩和设定的转矩范围来确定用于每个转矩指令的直轴电流和正交轴电流组合的子集；从每个子集选择直轴电流和正交轴电流组合，所述直轴电流和正交轴电流组合具有小于子集的其他直轴电流和正交轴电流组合的计算的电流峰值幅度；和基于直轴电流和正交轴电流组合中的选出的组计算每安培最大转矩轨迹。6.根据权利要求5所述的方法，其中用于在确定的子集中的每个直轴电流和正交轴电流组合的计算的转矩落入包括相应转矩指令的设定的转矩范围内。7.根据权利要求1所述的方法，其中第二计算步骤包括：基于机器参数确定在设定的轴转速处的用于电压限制椭圆右顶点的直轴电流顶点值；计算对应于直轴电流值的范围的最大允许正交轴电流值，直轴电流值的范围从所确定的直轴电流顶点值到预先设定的最低直轴电流限制；和基于计算的最大允许正交轴电流值计算用于第一速度的电压限制椭圆。8.根据权利要求7所述的方法，其中如果确定的直轴电流顶点值大于零，直轴电流顶点值被强制为0。9.根据权利要求7所述的方法，其中第二计算步骤还包括：计算在第一速度处的沿着计算的电压限制椭圆的点的转矩；和通过忽略单调递减转矩截断计算的电压限制椭圆。10.根据权利要求1所述的方法，还包括：利用基于有限元分析的模拟获得直轴电感值和正交轴电感值；和基于获得的电感参数生成电感查找表。11.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过为每一个速度重复第二计算步骤、确定操作轨迹的步骤和生成直轴电流和正交轴电流映射的步骤，为多个速度生成不同的直轴电流和正交轴电流映射；和基于多个直轴电流和正交轴电流映射，构建集成的直轴电流和正交轴电流映射。12.一种内置式永磁电机，包括机器控制器，该机器控制器具有在权利要求1中的生成的直轴电流和正交轴电流映射。13.一种用于生成用于控制内置式永磁电机的初始操作点的方法，所述方法包括：基于内置式永磁电机的机器参数进行第一计算，计算用于第一阈值速度的每安培最大转矩轨迹，其中所述第一阈值速度是基本速度，所述基本速度是达到内置式永磁电机的最大持续输出转矩时的最大轴速度；如果第一速度高于第一阈值速度，基于机器参数进行第二计算，计算具有用于第一速度的单调增加转矩的截断的电压限制椭圆；基于计算的每安培最大转矩轨迹和计算的截断的电压限制椭圆中的至少一个，确定在第一速度处的操作轨迹，确定操作轨迹的步骤包括：如果第一速度低于第二阈值速度且高于第一阈值速度，则基于计算的每安培最大转矩轨迹和计算的截断的电压限制椭圆的比较，确定所述操作轨迹，其中，所述第二阈值速度是临界速度，所述临界速度是在来自内置式永磁电机的反电动势的不受控制的生成电压等于直流总线电压处的速度；和基于确定的操作轨迹生成直轴电流和正交轴电流映射，所述直轴电流和正交轴电流映射将直轴电流值和正交轴电流值映射到用于第一速度的多个转矩指令中的每一个转矩指令。14.根据权利要求13所述的方法，其中机器参数包括电感查找表，所述电感查找表包括多组直轴电感值和正交轴电感值，每组直轴电感值和正交轴电感值对应于电流峰值幅度和电流控制角，电流控制角表示显示为直轴电流和正交轴电流的电流峰值幅度的值。15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述确定操作轨迹的步骤还包括：如果第一速度是第二阈值速度或高于所述第二阈值速度，所述确定操作轨迹的步骤基于仅具有单调增加转矩的计算的截断的电压限制椭圆来确定操作轨迹；和如果第一速度是第一阈值速度或低于第一阈值速度，所述确定操作轨迹的步骤基于计算的每安培最大转矩轨迹来确定操作轨迹。16.根据权利要求13所述的方法，其中所述确定操作轨迹的步骤还包括：为每一个直轴电流值选择计算的每安培最大转矩轨迹的正交轴电流值和计算的截断的电压限制椭圆的正交轴电流值...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴隆，苏简·库桑巴，吴子敏，付天均，罗伯特·肖，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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