在六步模式中用于控制电机的方法和设备技术

一种逆变器操作性地电连接到多相电机，并且控制所述逆变器的方法包括执行六步模式以控制逆变器并且监测在预设采样频率的电机的电压角。当所述电压角接近控制与在所述六步模式中的逆变器的臂中的一个相关的阶梯跃变时，用于所述开关中的一个的中间任务命令被确定并且基于所述开关中的一个的当前状态对齐载波信号。所述开关中的一个通过利用所述中间任务命令和对齐的载波被控制。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体涉及控制交流(AC)电动机/发电机，并且更特别地涉及用于控制AC电动机/发电机的设备、系统和方法。
技术介绍
AC电动机/发电机，比如三相永磁同步电动机(电机)，的控制通过使用三相脉冲宽度调制(PWM)的逆变器来完成。PWM逆变器能够在几个不同运行模式中被控制，包括例如空间矢量PWM(SVPWM)模式和六步模式。逆变器在其基本频率输出的电压的大小仅在逆变器以六步模式运行时达到最大。由于这种电压大小特征，在电压大小是转矩性能的主要限制因素的磁场削弱区域，在六步模式中的运行相比于在已知的SVPWM中运行或在不连续的空间矢量PWM(DPWM)中的运行能够增加电机的转矩性能。然而，电压大小在六步模式中是不能够被控制的。此外，以六步模式运行的逆变器的频率同步控制的已知的方法需要更新并且潜在地改变控制器的采样频率每个样本周期以最小化次谐波，次谐波能够是控制器在计算上的负担。
技术实现思路
一种逆变器(inverter)，其操作性地电连接到多相电机，并且控制逆变器的方法包括执行六步模式以控制逆变器并且监测在预设样本频率的电机的电压相角。当电压相角接近与六步模式中的逆变器的多个开关中的一个的控制相关的阶梯跃变(steptransition)时，基于开关中的一个的当前的状态，开关中的一个的中间工作命令被确定并且载波信号被对齐。开关中的一个通过使用中间工作命令和对齐的载波而被控制。本文公开了一种用于控制逆变器的方法，所述逆变器操作性地电连接到多相AC电机，所述方法包括：执行六步模式以控制所述逆变器；以预设采样频率监测电机的电压角；以及当所述电压角接近与在所述六步模式中控制逆变器的多个开关中的一个相关联的阶梯跃变时：生成用于所述开关中的一个的中间任务命令；基于所述开关的一个的当前控制状态而对齐载波信号；以及采用所述中间任务命令和对齐的载波信号来控制所述开关中的一个。优选地，其中生成用于所述开关中的一个的中间任务命令包括：确定在单个开关周期过程中的矢量角增量；确定与所述电机的电压角相关联的矢量角；以及基于在单个开关周期过程中的所述矢量角增量以及所述矢量角而确定所述开关中的一个的中间任务命令。优选地，其中基于所述开关中的一个的当前控制状态对齐载波包括在用于命令所述逆变器的相关联的开关的PWM波形转变成OFF状态之前选择响应于所述中间任务命令的左对齐的载波波形。优选地，其中基于所述开关中的一个的当前控制状态对齐载波包括在用于命令所述逆变器的相关联的开关的PWM波形转变成ON状态之前选择响应于所述中间任务命令的右对齐的载波波形。优选地，还包括当所述电压角不接近与在所述六步模式中控制逆变器的多个开关中的一个相关联的阶梯跃变时，选择中心对齐的载波波形。优选地，其中采用所述中间任务命令和对齐的载波信号控制所述开关中的一个包括采用所述中间任务命令和对齐的载波信号而控制所述开关中的一个，从而将所述六步模式的执行与所述电机的旋转同步。本文还公开了一种用于控制电压源逆变器的方法，所述电压源逆变器包括操作性地电连接到永磁同步多相AC电机的相的多个臂，所述方法包括：执行六步模式以响应转矩命令来控制所述逆变器；以预设采样频率监测所述电机的旋转角；以及当所述电压角接近与在所述六步模式中控制逆变器的臂中的一个相关联的阶梯跃变时：生成用于所述臂中的一个的中间任务命令；基于所述臂中的一个的当前控制状态而对齐载波信号；以及采用所述中间任务命令和对齐的载波信号而控制所述臂中的一个。优选地，其中生成用于所述开关中的一个的中间任务命令包括：确定在单个开关周期过程中的矢量角增量；确定与所述电机的电压角相关联的矢量角；以及基于在单个开关周期过程中的所述矢量角增量和所述矢量角确定所述中间任务命令。优选地，其中基于所述开关中的一个的当前控制状态对齐载波包括在用于命令与所述逆变器的相关联的臂的PWM波形转变成为0的控制状态之前选择响应于所述中间任务命令的左对齐载波波形。优选地，其中基于所述开关中的一个的当前控制状态对齐载波包括在用于命令与所述逆变器的相关联的臂的PWM波形转变成为1的控制状态之前选择响应于所述中间任务命令的右对齐载波波形。优选地，所述方法还包括当所述电压相角没有接近与控制与在所述六步模式中的逆变器的支路中的一个相关的阶梯跃变时选择中心对齐的载波波形。优选地，其中利用所述中间工作命令和所述对齐的载波信号控制所述支路中的一个包括利用所述中间工作命令和所述对齐的载波信号以同步所述六步模式的执行和所述电机的旋转以控制所述支路中的一个。当结合附图和所附的权利要求时，本专利技术的上述特征和优势，以及其他特征和优势从下面对用于实现如在所附的权利要求中限定的本专利技术的其他实施例和最佳模式的详细描述中变得显见。附图说明现在将通过示例的方式参见附图描述一个或多个实施例，其中：图1示例性地图示了控制器，其包括电流调节器和用于控制电连接到根据本公开处于六步模式中的多相AC电动机/发电机(电机)的逆变器的六步通量控制器；图2图示了根据本公开，当在六步模式中运行时，逆变器关于电压角(度)的实施例的第一、第二和第三臂的开关状态；图3图示了多个命令和数据信号，其与逆变器的一个相在电机的电动旋转的单个循环的一部分上的运行相关并且根据本公开包括与行为第二载波信号、中间任务命令和对齐的PWM波形的中间控制方案的执行相关的运行；图4根据本公开图示了用于分析包括确定中间任务命令的运行扇区的三相逆变器的运行的静止正交(静止dq或αβ)参照系；以及图5根据本公开示意性地示出了逆变器控制例行程序，其用于在六步模式中频率同步地控制逆变器以同步六步模式的执行和电压命令的基本频率。具体实施方式现参照附图，其中的表示仅用于图示某些示例性实施例并且不用于限制这些示例性实施例。图1示例性地图示了电压源逆变器(VSI)控制器105，其用于根据本公开控制电操作性地连接到多相AC电动机/发电机(电机)140的多相PWM逆变器电路(逆变器)100。电机140优选地为永磁同步装置，其包括以星形构造布置的定子和转子，虽然本文所描述的概念并非如此具有限制性。电机140的转子的旋转位置和速度由旋转位置传感器141监测，所述旋转位置传感器能够为任何适合的装置，例如求解仪或霍尔效应传感器。逆变器100经由正高压DC电源总线(HV+)102和负高压DC电源总线(HV-)104电连接至高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制逆变器的方法，所述逆变器操作性地电连接到多相AC电机，所述方法包括：执行六步模式以控制所述逆变器；以预设采样频率的监测电机的电压角；以及当所述电压角接近与在所述六步模式中控制逆变器的多个开关中的一个相关联的阶梯跃变时：生成用于所述开关中的一个的中间任务命令；基于所述开关的一个的当前控制状态而对齐载波信号；以及采用所述中间任务命令和对齐的载波信号来控制所述开关中的一个。

【技术特征摘要】
2014.11.14 US 14/541,1761.一种用于控制逆变器的方法，所述逆变器操作性地电连接到多相AC
电机，所述方法包括：
执行六步模式以控制所述逆变器；
以预设采样频率的监测电机的电压角；以及
当所述电压角接近与在所述六步模式中控制逆变器的多个开关中的一
个相关联的阶梯跃变时：
生成用于所述开关中的一个的中间任务命令；
基于所述开关的一个的当前控制状态而对齐载波信号；以及
采用所述中间任务命令和对齐的载波信号来控制所述开关中的一
个。
2.如权利要求1所述的方法，其中生成用于所述开关中的一个的中间
任务命令包括：
确定在单个开关周期过程中的矢量角增量；
确定与所述电机的电压角相关联的矢量角；以及
基于在单个开关周期过程中的所述矢量角增量以及所述矢量角而确定
所述开关中的一个的中间任务命令。
3.如权利要求1所述的方法，其中基于所述开关中的一个的当前控制
状态对齐载波包括在用于命令所述逆变器的相关联的开关的PWM波形转变
成OFF状态之前选择响应于所述中间任务命令的左对齐的载波波形。
4.如权利要求1所述的方法，其中基于所述开关中的一个的当前控制
状态对齐载波包括在用于命令所述逆变器的相关联的开关的PWM波形转变
成ON状态之前选择响应于所述中间任务命令的右对齐的载波波形。
5.如权利要求1所述的方法，还包括当所述电压角不接近与在所述六
步模式中控制逆变器的多个开关中的一个相关联的阶梯跃变时，选择中心对
齐的载波波形。

【专利技术属性】
技术研发人员：JS伊姆，BH裴，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US