可变磁化机控制器制造技术

一种可变磁化机控制系统，包括：控制器(100)，其构造为根据可变磁化机(10)的工作状况来调整d轴电流波形和q轴电流波形以产生提供驱动电压的调整后的d轴电流波形和调整后的q轴电流波形，从而在将驱动电压维持在预定最大幅值以下的同时，以预定速度驱动可变磁化机(10)。

Variable magnetic machine controller

Including a variable magnetic machine control system, the controller (100), its structure is based on changeable magnetizing machine (10) to adjust the working condition of the d axis q axis current waveform and the current waveform of q axis current waveform provides the driving voltage adjusted to produce after the d axis current waveform and adjusted, resulting in the the driving voltage is maintained at a predetermined maximum amplitude following at the same time, at a predetermined speed driving variable magnetization machine (10).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可变磁化机控制器相关申请的交叉引用相关主题在2013年6月28日提交的国际申请No.PCT/US2013/048562以及与本申请同时提交的题为“可变磁化机控制器”的国际申请(代理所案号NS-WO145202)中公开，上述这些国际申请的全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术一般涉及可变磁化机控制器。更具体地，本专利技术涉及能够减小由脉冲电流感生的电压从而以减小的电压来控制电动车辆或混合动力车辆中采用的可变磁化机(比如电动机或其他类型的可变磁通机)。
技术介绍
电动车辆和混合动力车辆(HEV)包括作为车辆的驱动源工作的电动机。在纯电动车辆中，电动机作为唯一驱动源工作。另一方面，HEV包括基于本领域理解的条件作为车辆的驱动源工作的电动机和常规内燃机。如本领域理解的那样，电动车辆和HEV可以采用具有可变磁化特征的电动机。例如，可以提高电机的磁化水平从而增加电机产生的扭矩。因此，当驾驶员试图加速车辆以例如超过另一车辆时，电机控制系统可以改变磁化水平以增加电机的扭矩输出并由此增加车速。在典型的电机控制系统中，逆变器向电机施加控制电压。如本领域理解的那样，随着电机的速度增加，电流脉冲(比如D轴电流脉冲)的幅度将增大。显然，该电流脉冲将影响控制系统中感生的电压。
技术实现思路
但是，在高电机速度下，控制系统中由脉冲电流感生的电压可增大至高电压电平。在该高电压电平处，逆变器可能不再能够提供足够的电压来以期望的速度驱动电机。因此，期望的是提供一种用于可变磁化机(比如车辆的可变磁化机或其他类型的可变磁通机)的改进电机控制系统，其能够将由脉冲电流感生的电压减小至足够低的电平，以使得逆变器即使在高速时也能够提供足够电压来驱动该可变磁化机。鉴于现有技术状况，根据所公开的实施例的可变磁化机控制系统的一方面包括：控制器，其构造为根据可变磁化机的工作状况来调整d轴电流波形和q轴电流波形以产生提供驱动电压的调整后的d轴电流波形和调整后的q轴电流波形，从而在将驱动电压维持在预定最大幅值以下的同时，以预定速度驱动可变磁化机。附图说明现在参照构成本原始公开一部分的附图：图1是根据所公开的实施例的可变磁化机的局部截面示意图；图2至图4是示出在车辆中用于控制诸如图1示出的可变磁化机之类的可变磁化机的包括根据所公开的实施例的控制器的各部件的示例的示意图；图5和图6是示出在磁化过程和退磁过程期间可变磁化机的磁化状态(M/S)与通过图2至图4中示出的构造施加至可变磁化机的d轴电流脉冲之间的关系的示例的曲线图；图7是示出根据所公开的实施例的在图2至图4中示出的构造中采用的控制器的部件的示例的框图；图8是示出根据所公开的实施例的由控制器提供的用于以低速度操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图9是示出根据所公开的实施例的由控制器提供的用于以高速度操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图10是根据所公开的实施例的由控制器提供的用于操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流以及d轴电压和q轴电压的示例的曲线图，其中涉及可变磁化机的磁化状态和扭矩、d轴电压和q轴电压的组合、以及最大电压；图11是示出根据所公开的实施例的由控制器提供的用于以低电压操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图12是示出根据所公开的实施例的由控制器提供的用于以高电压操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图13是示出根据所公开的实施例的由控制器提供的用于操作可变磁化机的具有较平滑的脉冲顶端的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图14是根据所公开的另一实施例的包括低通滤波器布置的图2至图4中示出的构造中采用的控制器的各部件的示例的框图；图15是示出根据所公开的实施例的图14中所示的控制器提供的用于操作可变磁化机的具有较平滑的脉冲形状的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图16是根据所公开的实施例的由本文讨论的控制器提供的用于操作可变磁化机的具有正弦波形的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图17是示出根据所公开的另一实施例的由控制器提供的用于以低速度操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图18是示出根据所公开的另一实施例的由控制器提供的用于以高速度操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图19是示出根据所公开的另一实施例的由控制器提供的用于以低电压操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图20是示出根据所公开的另一实施例的由控制器提供的用于以高电压操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；图21是根据所公开的又一实施例的由控制器提供的用于操作可变磁化机的d轴电流和q轴电流的示例的曲线图；以及图22是根据所公开的又一实施例的图2至图4的布置中所示的构造中采用的部件的示例的框图。具体实施方式现在将参照附图说明选择的实施例。本领域技术人员根据本公开将显而易见的是，提供各实施例的以下描述仅出于示意，而并不旨在对如随附权利要求及其等价物所限定的本专利技术进行限制。如图1所示，可变磁化机10(其也可被称作可变磁化电机或其他类型的可变磁通机)包括转子12和定子14。如本文讨论的那样，术语可变磁化机和可变磁通机可同义地用来指代相同类型的机器。如本领域理解的那样，可变磁化机10可以用于任何类型的电动车辆或HEV(比如汽车、卡车和SUV等)中，并且可以用于任何其他类型的设备中。如本领域理解的那样，转子12和定子14可以由金属或任何其他适当材料制作。在该示例中，转子12构造为包括多对磁障(fluxbarrier)16和18，如本领域中的常规方式那样，磁障16和18可以构造为空气间隙，或者可以包括任何适当类型的绝缘材料。虽然在该示例中仅示出了一对完整的磁障16和18和两对局部的磁障16和18，但是可以围绕转子12的外围以60度的角度隔开六对磁障16和18。显然，转子12可以包括在使用可变磁化机10的环境中所需数量对的磁障16和18。此外，如本示例中所示，电机的q轴穿过一对磁障16和18的中心。但是，各对磁障16和18相对于q轴可以位于任何适当位置处，以实现本文讨论的实施例的操作性。如进一步所示，转子12的表面桥20位于各磁障18的径向向外边界和转子12的外周22之间。此外，d轴磁通旁路24位于每对相邻磁障16和18之间。在该示例中，表面桥20和d轴磁通旁路由与转子12的材料相同的材料制成。但是，表面桥20和d轴旁路24可以由本领域已知的任何适当材料制成。另外，多个低矫顽力磁体26在相邻各对磁障16和18之间围绕转子12的外围隔开。如所示的，这些磁体26中的每一个在相对于相邻磁障16的部分垂直或实质上垂直的方向上纵向延伸。但是，磁体26可构造为任何适当大小和形状。此外，在该示例中，转子12包括6个磁体26，这6个磁体26位于6对磁障16和18之间并且围绕转子12在圆周方向上以60度的间隔隔开。但是，磁体26的数量可以相对于磁障16和18的对数的改变而改变。此外，每个磁体26可以构造为多个磁体。在该示例中，d轴穿过磁体26的中心。但是，磁体26相对于d轴可以位于任何适当位置处，以实现本文讨论的实施例的操作性。定子14包括多个定子齿部28和诸如线圈(未示出)之类的其他部件，其可以任何常规方式来构造。在该示例中，如现有技术中已知的那样，定子齿部28构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变磁化机控制系统，包括：控制器，其构造为根据可变磁化机的工作状况来调整d轴电流波形和q轴电流波形以产生提供驱动电压的调整后的d轴电流波形和调整后的q轴电流波形，从而在将所述驱动电压维持在预定最大幅值以下的同时，以预定速度驱动所述可变磁化机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可变磁化机控制系统，包括：控制器，其构造为根据可变磁化机的工作状况来调整d轴电流波形和q轴电流波形以产生提供驱动电压的调整后的d轴电流波形和调整后的q轴电流波形，从而在将所述驱动电压维持在预定最大幅值以下的同时，以预定速度驱动所述可变磁化机。2.根据权利要求1所述的可变磁化机控制系统，其中所述控制器构造为通过改变所述d轴电流波形和所述q轴电流波形各自的脉冲宽度来调整所述d轴电流波形和所述q轴电流波形，以产生具有各自改变后的脉冲宽度的调整后的d轴电流波形和调整后的q轴电流波形。3.根据权利要求2所述的可变磁化机控制系统，其中所述控制器构造为根据所述可变磁化机的速度来改变所述d轴电流波形和所述q轴电流波形各自的脉冲宽度。4.根据权利要求2所述的可变磁化机控制系统，其中所述控制器构造为根据用于改变所述可变磁化机的磁化状态的估计电压来改变所述d轴电流波形和所述q轴电流波形各自的脉冲宽度。5.根据权利要求1所述的可变磁化机控制系统，其中所述控制器构造为通过改变所述d轴电流波形和所述q轴电流波形各自的脉冲形状来调整所述d轴电流波形和所述q轴电流波...

【专利技术属性】
技术研发人员：福重孝志，加藤崇，布伦特·S·加嘉斯，罗伯特·D·洛伦茨，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，威斯康星校友研究基金会，
类型：发明
国别省市：日本,JP