用于电动机的频谱扩展制造技术

本发明专利技术尤其涉及一种用于控制电动机的方法，包括通过电子控制电路产生用于控制电动机的电信号。产生的信号的目的是减少在AM无线电频带中以及在频带[0kHz；125kHz](特别由与某些传感器相关的RFID芯片使用)中的电磁寄生，同时不会在可听见的频带中产生声学寄生。

Spectrum Expansion for Motor

The invention particularly relates to a method for controlling an electric motor, including generating an electric signal for controlling an electric motor through an electronic control circuit. The purpose of the generated signal is to reduce the electromagnetic parasitism in AM radio band and in frequency band [0 kHz; 125 kHz] (especially used by some sensor-related RFID chips), while not producing acoustic parasitism in audible frequency band.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电动机的频谱扩展
本说明书的主题特别是一种控制电动机特别是无刷电动机的方法。这尤其需要一种用于机动车辆的无刷电动机，以推进所述车辆的车厢的风扇，该电动机通常是永磁同步电动机，并且通常是三相的。
技术介绍
在配有电刷的电动机中，旋转收集器确保通过电刷驱动线圈(形成电磁体)所需的换向。电刷会引发维修和性能问题，因此设计了无刷电动机。由于没有电刷和旋转收集器，无刷电动机(也称为电子换向电动机)的驱动涉及电子控制系统，以确保绕组(线圈)中的电流的换向。电子控制系统通常包括电信号发生器。旨在将功率传输到电动机的这些电信号通常是脉宽调制的(PWM用于“脉冲宽度调制”)。PWM包括产生逻辑信号(0或1)，其周期可以是固定的，但具有可变的占空比。输出信号的平均值等于占空比。通过如此为精心选择的持续时间应用一系列离散状态，可以获得在一定持续时间内平均的任何中间值。PWM容易引起EMC(电磁兼容性)问题。实际上，由于该频率，在给定频率下调制信号的事实易于产生电磁毛刺。特别地，固定周期PWM产生的电磁波的频率是驱动PWM的基频的倍数。因此，对于由PWM驱动的汽车HVAC风扇电机，已经注意到位于[0MHz；1MHz]范围内的频带尤其是[0kHz；125kHz]频带(由与某些传感器相关的RFID芯片使用)以及AM频率的频带中的电磁毛刺，从而干扰无线电音频发射的接收。HVAC是代表“加热通风和空调”的缩写。为了减少这种毛刺，法雷奥公司已经提出了一种用于改善EMC的频谱扩展技术(特别是在其专利申请US20050069301“减少由PWM电动机引起的干扰”中)。因此可以改善PWM以减少毛刺，特别是在AM频率和[0kHz；125kHz]频带中。AM频率通常易于使用三个频带。第一频带称为LW(长波)，第二频带称为MW(中波)，第三频带称为SW(短波)。最容易被干扰的LW和MW频带介于150kHz和2MHz之间。由与RFID芯片(比如轮胎压力传感器)相关的某些传感器使用的[0kHz；125kHz]频带同样易受干扰。然而，这种技术容易在可听频谱的频率上引入声学毛刺，其通常从20Hz扩展到20kHz(即使人类感知该频谱的整体也是例外)。人类实际听到的声谱取决于所考虑的人。
技术实现思路
本专利技术旨在改善这种情况。本专利技术特别涉及一种控制电动机的方法，包括：通过电子控制电路产生用于电动机的电控制信号，电控制信号包括一系列脉冲序列，脉冲序列系列的每个脉冲由其宽度和其周期限定，脉冲宽度与该脉冲周期的比率限定了通过该脉冲提供给电动机的平均电功率，脉冲序列系列的所有脉冲序列包括相同数量的脉冲，位于脉冲序列系列的脉冲序列的任意位置的脉冲的周期等于位于脉冲序列系列的任何其他脉冲序列的所述位置的脉冲的周期，脉冲序列系列的脉冲序列的每个脉冲的周期以伪随机方式固定在值范围内，使得以这样的伪随机方式固定的周期的倒数位于人类可听见的声谱之上，脉冲序列系列的每个脉冲序列的脉冲数量被固定成使得脉冲序列系列的每个脉冲序列的所有脉冲的周期之和的倒数位于人类可听见的声谱之下。本专利技术特别涉及一种控制电动机的方法，其中，脉冲序列系列的脉冲序列的每个脉冲的周期所固定的值范围以13kHz的倒数作为上限。本专利技术特别涉及一种控制电动机的方法，其中，脉冲序列系列的脉冲序列的每个脉冲的周期所固定的值范围以20kHz的倒数作为下限。本专利技术特别涉及一种控制电动机的方法，所述电动机配备有测量接收器，所述测量接收器具有给定的测量时间，其中，脉冲序列系列的每个脉冲序列的所有脉冲的周期之和大于或等于测量接收器的测量时间。本专利技术特别涉及一种控制电动机的方法，其中，脉冲序列系列的每个脉冲序列包括810个脉冲。本专利技术特别涉及一种控制电动机的方法，包括并联产生用于电动机的多个电控制信号，每个电信号由根据本专利技术的方法产生。本专利技术特别涉及一种控制电动机的方法，包括并联产生用于电动机的六个控制信号。本专利技术特别涉及一种用于电动机的电子控制电路，包括用于电动机的电控制信号发生器，所述电信号包括一系列脉冲序列，脉冲序列系列的每个脉冲由其宽度和其周期限定，脉冲宽度与该脉冲周期的比率限定了通过该脉冲提供给电动机的平均电功率，脉冲序列系列的所有脉冲序列包括相同数量的脉冲，位于脉冲序列系列的脉冲序列的任意位置的脉冲的周期等于位于脉冲序列系列的任何其他脉冲序列的所述位置的脉冲的周期，脉冲序列系列的脉冲序列的每个脉冲的周期以伪随机方式固定在值范围内，使得以这样的伪随机方式固定的周期的倒数位于人类可听见的声谱之上，脉冲序列系列的每个脉冲序列的脉冲数量被固定成使得脉冲序列系列的每个脉冲序列的所有脉冲的周期之和的倒数位于人类可听见的声谱之下。本专利技术特别涉及一种包括一系列指令的计算机程序，当它们由处理器执行时，实现根据本专利技术的方法。本专利技术特别涉及一种非暂时性存储介质，其可由存储根据本专利技术的计算机程序的计算机读取。附图说明通过阅读下面的描述，本专利技术的其他特征和优点将变得显而易见。以下描述纯粹是说明性的，并应该参照附图阅读，其中：-图1以示意性方式表示根据现有技术的电动机的电子控制电路的功能特征；-图2表示根据本专利技术一实施例的电动机电控制信号；-图3以示意性方式表示根据本专利技术一实施例的控制电动机的方法；-图4以示意性方式表示根据本专利技术一实施例的用于电动机的电子控制电路；-图5以示意性方式表示根据本专利技术另一实施例的用于电动机的电子控制电路；-图6将根据本专利技术一实施例借助于频谱扩展获得的曲线与根据现有技术获得的曲线进行比较。具体实施方式图1以示意性方式表示已知电动机的电子控制电路1的功能特征。根据众所周知的FOC(“磁场定向控制”)方案，通过矢量控制来执行同步电动机的控制。为了能够调节电动机的速度，电子电路包括以固定的时间间隔执行由图1中的矩形表示的一组数学处理的软件。在图1的示例中，该间隔为61μs。61μs的该时间间隔由PWM输出决定。这些PWM输出在61μs的这段时间内被刷新，在每次更新PWM输出之前必须执行新的命令。电流传感器2测量在定子的相中流动的电流。电流的测量形成了各种已知处理的主题(坐标系的变化、转子中的电流的估计、所述电流的坐标变化等)。用于控制电动机速度的接口3接收速度设定点并将它们传输到电路1。电路1一方面基于通过电流测量估计的转子位置且另一方面基于所接收的设定点将控制信号发送到用于驱动MOSFET晶体管4的电路。电路1以61μs的规则时间间隔工作，从而产生电磁毛刺。图2表示根据本专利技术一实施例的电动机电控制信号。表示的信号是示意图。它包括每个序列仅三个脉冲，这是不现实的(每个序列810个脉冲数更合适，但不易于用图形表示)。因此，图2表示包括至少三个序列S1,S2和SK的一系列序列(未表示S2和SK之间的中间序列)。每个序列包括三个脉冲。因此，序列S1包括三个脉冲I1,1,I2,1和I3,1，序列S2包括三个脉冲I1,2,I2,2和I3,2，以及序列SK包括三个脉冲I1,K,I2,K和I3,K。每个脉冲Ii,j的特征在于其宽度Wi,j和其周期Ti,j，i位于1和3之间，j位于1和无穷大之间(K是表示的最后一个值，但是电动机可以旋转而不限于持续时间，只要它没有磨损)。观察到周期Ti,j的周期性。因此，注意到T1,1＝T1,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制电动机的方法，包括：通过电子控制电路产生用于电动机的电控制信号，电控制信号包括一系列脉冲序列(S1,S2,SN)，脉冲序列系列的每个脉冲(I1,1；…I3,N)由其宽度(W1,1；…W3,N)和其周期(T1,1；…T3,N)限定，脉冲宽度与该脉冲周期的比率限定了通过该脉冲提供给电动机的平均电功率，脉冲序列系列的所有脉冲序列包括相同数量的脉冲，位于脉冲序列系列的脉冲序列的任意位置的脉冲的周期(T1,1)等于位于脉冲序列系列的任何其他脉冲序列的所述位置的脉冲的周期(T1,2；T1,N)，脉冲序列系列的脉冲序列的每个脉冲的周期以伪随机方式固定在值范围内，使得以这样的伪随机方式固定的周期的倒数位于人类可听见的声谱之上，脉冲序列系列的每个脉冲序列的脉冲数量被固定成使得脉冲序列系列的每个脉冲序列的所有脉冲的周期之和的倒数位于人类可听见的声谱之下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.26 FR 16505891.一种控制电动机的方法，包括：通过电子控制电路产生用于电动机的电控制信号，电控制信号包括一系列脉冲序列(S1,S2,SN)，脉冲序列系列的每个脉冲(I1,1；…I3,N)由其宽度(W1,1；…W3,N)和其周期(T1,1；…T3,N)限定，脉冲宽度与该脉冲周期的比率限定了通过该脉冲提供给电动机的平均电功率，脉冲序列系列的所有脉冲序列包括相同数量的脉冲，位于脉冲序列系列的脉冲序列的任意位置的脉冲的周期(T1,1)等于位于脉冲序列系列的任何其他脉冲序列的所述位置的脉冲的周期(T1,2；T1,N)，脉冲序列系列的脉冲序列的每个脉冲的周期以伪随机方式固定在值范围内，使得以这样的伪随机方式固定的周期的倒数位于人类可听见的声谱之上，脉冲序列系列的每个脉冲序列的脉冲数量被固定成使得脉冲序列系列的每个脉冲序列的所有脉冲的周期之和的倒数位于人类可听见的声谱之下。2.根据权利要求1所述的控制电动机的方法，其中，脉冲序列系列的脉冲序列的每个脉冲的周期所固定的值范围以13kHz的倒数作为上限。3.根据权利要求1或2所述的控制电动机的方法，其中，脉冲序列系列的脉冲序列的每个脉冲的周期所固定的值范围以19kHz的倒数作为下限。4.根据前述权利要求中任一项所述的控制电动机的方法，所述电动机配备有测量接收器，所述测量接收器具有给定的测量时间，其中，脉冲序列系列的每个脉冲序列的所有脉冲的周期之...

【专利技术属性】
技术研发人员：P布尔德尔，X古梅因，J福尼尔，S格兰德约特，
申请(专利权)人：法雷奥热系统公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR