马达再生的管理制造技术

本申请涉及马达再生的管理。具体地，涉及用于控制马达的再生的方法和设备。使用从电压传感器接收的电压信号来识别由电源向马达提供的瞬时电压。使用瞬时电压、之前计算的平均电压以及用于瞬时电压的权重因子，来计算针对马达的新平均电压。将新平均电压与瞬时电压之间的差和所选阈值进行比较，以确定再生条件是否存在。响应于确定再生条件存在而控制马达的操作，使得马达的占空比不减小。

Management of motor regeneration

This application relates to the management of motor regeneration. In particular, methods and apparatus for controlling the regeneration of motors are described. The instantaneous voltage supplied by the power supply to the motor is identified by using the voltage signal received from the voltage sensor. The new average voltage for the motor is calculated by using instantaneous voltage, the average voltage calculated before and the weighting factor for instantaneous voltage. The difference between the new average voltage and the instantaneous voltage and the selected threshold is compared to determine whether the regeneration condition exists. The duty cycle of the motor is not reduced in response to the determination of the regeneration condition and the control of the motor operation.

【技术实现步骤摘要】
马达再生的管理
本公开总体涉及电动马达，具体涉及电动马达再生(regeneration)。在更具体地，本公开涉及用于管理再生以提高整体电动马达性能的方法和设备。
技术介绍
电动马达在各种机电系统中可以以不同速度来操作。在一些情况下，当电动马达以高速操作时，再生状态发生。在电动马达所需的负荷的突然减小使得电流换向且流回到马达的电源中时，发生再生。电源例如可以是电池、电池系统或某一其他类型的电源。电流流回到电源中可能引起过电压(overvoltage)，过电压可能对电源具有不期望的影响，降低电源的性能，或者防止电源能够向电动马达供电。因此，再生可能降低电动马达的整体性能。再生通常响应于电动马达的占空比减小、负荷变化或这两者发生，或在它们期间发生。一些当前可用的、用于管理再生的方法使用硬件部件，诸如例如但不限于分流电阻器和电压比较器电路。然而，这些硬件部件可能比期望更多地增大电动马达的重量。进一步地，这些硬件部件可能比期望更多地增大电动马达的总成本。因此，将可期望的是，具有将上面讨论的问题中的至少一些以及其他可能问题考虑在内的方法和设备。
技术实现思路
在一个例示性示例中，提供了一种用于控制马达的再生的方法。使用从电压传感器接收的电压信号来识别由电源向马达提供的瞬时电压。使用瞬时电压、之前计算的平均电压、以及用于瞬时电压的权重因子来计算针对马达的新平均电压。将新平均电压与瞬时电压之间的差和所选阈值进行比较，以确定再生条件是否存在。响应于确定再生条件存在控制马达的操作，使得马达的占空比不减小。在另一个例示性示例中，一种设备包括：电压传感器和控制器。电压传感器测量由电源向马达提供的电压，以生成电压信号。控制器使用从电压传感器接收的电压信号来识别瞬时电压。控制器使用瞬时电压、之前计算的平均电压以及用于瞬时电压的权重因子，来计算针对马达的新平均电压。控制器将新平均电压与瞬时电压之间的差和所选阈值进行比较，以确定再生条件是否存在。控制器响应于确定再生条件存在控制马达的操作，使得马达的占空比不减小。在又一个例示性示例中，提供了一种用于控制飞机中的电动马达来管理再生的方法。从测量由电源向电动马达提供的电压的电压传感器接收电压信号。从电压信号识别瞬时电压。使用瞬时电压、之前计算的平均电压以及用于瞬时电压的权重因子来计算新平均电压。基于瞬时电压与新平均电压之间的差，针对再生条件是否存在进行确定。当确定再生条件存在时，调节用于电动马达的占空比的速率限制器(ratelimiter)，以防止占空比以不期望的方式减小。特征和功能在本公开的各种示例中可以独立实现，或者在又一些示例中可以组合，其中，另外的细节可以参照如下描述和附图来看到。附图说明所附权利要求中阐述了被认为是例示性示例的特性的新型特征。然而，例示性示例及其优选的使用模式、另外的目的以及特征将在连同附图一起阅读时，参照本公开的例示性示例的如下详细描述而最好地理解，在附图中：图1是根据例示性示例的马达系统的图；图2是根据例示性示例的、框图形式的马达系统的图；图3是根据例示性示例的、流程图形式的用于控制电动马达管理再生的处理的图；图4是根据例示性示例的、流程图形式的用于控制电动马达管理再生的处理的图；以及图5是根据例示性示例的、流程图形式的用于执行马达的无传感器换向的处理的图。具体实施方式例示性示例将不同的考虑因素考虑在内。例如，例示性示例将可以期望在不需要向电动马达添加硬件部件的情况下有效管理电动马达的再生考虑在内。具体地，例示性示例将由与电动马达关联的电压传感器进行的干线电压测量(railvoltagemeasurement)可以用于管理再生考虑在内。可以通过确保马达的有效率在再生条件期间不降低，以允许修正再生条件，来管理再生。由此，例示性示例提供了用于控制电动马达管理再生的方法和设备。在一个例示性示例中，使用电压传感器来测量马达的瞬时电压。使用瞬时电压、之前计算的平均电压、以及瞬时电压的权重因子，来计算针对马达的新平均电压。将新平均电压与所选阈值进行比较，以确定再生条件是否存在。响应于确定再生条件存在控制马达的操作，使得马达的占空比不减小。具体地，马达的操作被控制为使得不允许占空比减小，直到再生条件不再存在为止。现在参照附图(具体参照图1)，根据例示性示例描绘了马达系统的图。在该例示性示例中，马达系统100包括马达102和无传感器换向系统104。马达102在该例示性示例中是电动马达。具体地，马达102是具有三相的无刷直流(BLDC)马达。电源105向马达102供电。在该例示性示例中，电源105采取直流电源的形式。马达102包括转子106、定子108以及多个绕组110。在该例示性示例中，多个绕组110包括第一绕组112、第二绕组114以及第三绕组116。这些绕组中的每一个对应于马达102的不同相。如所描绘的，无传感器换向系统104连接到马达102。具体地，无传感器换向系统104连接到多个绕组110。无传感器换向系统104包括：连接到马达102的电路118，和控制器120。电路118包括电压传感器121、逆变器122以及电压测量系统124。电压传感器121测量马达102操作期间马达102的电压。如所描绘的，所测量电压可以是干线电压(railvoltage)。干线电压是由电源105提供的电压。控制器120使用由电压传感器121提供的干线电压测量结果来管理再生。具体地，控制器120确保马达102的占空比在再生条件期间不减小，且确保占空比不减小，直到再生条件不再存在为止。逆变器122用于控制马达102的换向。具体地，逆变器122控制马达102的换向时刻。如所描绘的，逆变器122包括晶体管126、晶体管128、晶体管130、晶体管132、晶体管134以及晶体管136。在该例示性示例中，晶体管126、晶体管128、晶体管130、晶体管132、晶体管134以及晶体管136中的每一个采取金属氧化物半导体场效应晶体管的形式。在该例示性示例中，逆变器122还包括栅极驱动器131、栅极驱动器133以及栅极驱动器135。这些栅极驱动器可以控制逆变器122的各种晶体管何时切换到导通状态且何时切换到截止状态。电压测量系统124用于测量多个绕组110中的每一个处的电压。如所描绘的，电压测量系统124包括：分压器138、分压器140以及分压器142。分压器138、分压器140以及分压器142分别连接到第一绕组112、第二绕组114以及第三绕组116。进一步地，分压器138、分压器140以及分压器142中的每一个连接到地144。分压器138测量第一绕组112处的电压。分压器140测量第二绕组114处的电压。分压器142测量第三绕组116处的电压。在该例示性示例中，控制器120使用在多个绕组110中的每一个处测量的电压，来计算用于马达102的三个相中的每一个的反电动势。例如，控制器120可以计算用于马达102的第一相的第一反电动势、用于马达102的第二相的第二反电动势、以及用于马达102的第三相的第三反电动势。控制器120然后使用第一反电动势、第二反电动势以及第三反电动势来计算总反电动势。以该方式，控制器120可以基于由电压测量系统124测量的电压使用一个或更多个数字算法来计算总反电动势。由此，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制马达(202)的再生的方法(300)，所述方法包括如下步骤：使用从电压传感器(210)接收的电压信号(213)来识别(302)由电源(205)向所述马达(202)提供的瞬时电压(214)；使用所述瞬时电压(214)、之前计算的平均电压(218)、以及针对所述瞬时电压(214)的权重因子(220)，来计算(304)针对所述马达(202)的新平均电压(216)；将所述新平均电压(216)与所述瞬时电压(214)之间的差(222)和所选阈值(224)进行比较(306)，以确定再生条件(226)是否存在；以及响应于确定所述再生条件(226)存在，而控制(308)所述马达(202)的操作，使得所述马达(202)的占空比(228)不减小。

【技术特征摘要】
2016.05.06 US 15/148,5621.一种用于控制马达(202)的再生的方法(300)，所述方法包括如下步骤：使用从电压传感器(210)接收的电压信号(213)来识别(302)由电源(205)向所述马达(202)提供的瞬时电压(214)；使用所述瞬时电压(214)、之前计算的平均电压(218)、以及针对所述瞬时电压(214)的权重因子(220)，来计算(304)针对所述马达(202)的新平均电压(216)；将所述新平均电压(216)与所述瞬时电压(214)之间的差(222)和所选阈值(224)进行比较(306)，以确定再生条件(226)是否存在；以及响应于确定所述再生条件(226)存在，而控制(308)所述马达(202)的操作，使得所述马达(202)的占空比(228)不减小。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括如下步骤：响应于确定所述再生条件(226)存在，而减小(414)应用于所述瞬时电压(214)的所述权重因子(220)，以便计算所述新平均电压(216)。3.根据权利要求2所述的方法，其中，减小(414)所述权重因子(220)包括如下步骤：从第一权重因子切换至第二权重因子，所述第二权重因子低于所述第一权重因子，并且被选择为增大用于所述新平均电压(216)的下一计算的时间常数。4.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括如下步骤：使用所述瞬时电压(214)、所述之前计算的平均电压(218)、以及已经被减小的所述权重因子(220)，来计算(406)针对所述马达(202)的所述新平均电压(216)。5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括如下步骤：计算(408)所述瞬时电压(214)与所述新平均电压(216)之间的差(222)。6.根据权利要求1所述的方法，其中，控制(308)所述马达(202)的操作包括如下步骤中的至少一个：响应于确定所述再生条件(226)存在，而将用于所述占空比(228)的速率限制器设置为零；以及响应于确定所述再生条件(226)存在，而将用于所述占空比(228)的速率限制器设置为更低的速率。7.根据权利要求1所述的方法，其中，识别(302)所述瞬时电压(214)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·T·科兰杰洛，D·C·卡梅伦，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US