控制装置制造方法及图纸

一种控制装置，用于具有第一线圈绕组和第二线圈绕组的电动机，所述第一线圈绕组设置形成了第一子电动机，所述第二线圈绕组设置形成了第二子电动机，其中，所述第一线圈绕组上的电流用具有第一开关时序的第一脉冲宽度调制PWM来控制，并且所述第二线圈绕组上的电流用具有第二开关时序的第二PWM来控制，所述控制装置包括设置用来测量所述第一组线圈绕组的每一个线圈绕组上的电流的机构，其中当确定了第一组线圈绕组中的电流总和基本非零时，第一PWM的值由用于生成第二PWM的电压值中推导。

control device

【技术实现步骤摘要】
控制装置
本专利技术涉及一种控制装置，尤其是一种用于电动机的电流确定装置。
技术介绍
电动机系统一般包括电动机和设置为对电动机所生成的功率/扭矩进行控制的控制单元。已知电动机类型的例子包括感应电动机、同步无刷永磁电动机、开关磁阻电动机和直线电动机。在商业上，三相电动机是最普通种类的可获得的电动机。三相电动机通常包括三个线圈组，其中每个线圈组被设置为生成与交流电压的三相之一相关的磁场。为了增加在电动机内形成的磁极的数量，每个线圈组通常会具有多个子线圈组(coilsub-sets)，所述子线圈组分布在电动机周围，所述电动机被驱动以产生旋转磁场。三相电动机的三个线圈通常配置为字母Δ结构或字母Y结构。具有直流电源的三相电机的控制单元通常包括产生用于驱动电机的三相电压供电的三相桥式逆变器。每个相应的电压相被应用于电动机的相应的线圈组。通常，三相桥式逆变器会使用脉宽调制(PWM)电压控制来产生三相电压供电，其中三相桥式逆变器使用多个开关装置，例如使用功率电子开关，如绝缘栅双极晶体管(IGBT)开关来产生PWM电压。PWM控制的工作原理是通过使用电动机电感来平均出所施加的脉冲电压从而将所需电流驱动至所述电动机线圈中。通过使用PWM控制，所施加的电源在所述多个电动机线圈间切换。当这期间，所述电流在所述电动机线圈中以所述线圈的电感和被施加的电压所决定的速率而上升。因此需要PWM控制在电流被改变太多之前切断电流，以实现对电流的精确控制。为了确保在各个线圈绕组中的电流被正确调节，通常使用电流传感器来测量一个或多个线圈绕组中的电流。对于具有字母Y结构构造的线圈绕组的电动机来说，检查电动机的电流传感器读数精确度的一种机构应用了基尔霍夫(Kirchhoff)第一定律，即节点上的电流总和为零。字母Y结构中的节点通常被称为星点。因此，如果在多相电动机中的以星型或Y结构放置的多个线圈绕组中流动的电流的电流传感器读数的总和大致为零，则可以确定，每个电流测量值是正确的。然而，如果所测量的电流总和不为零，则可以得出结论，至少一个电流传感器运行不正常。然而，已知所测量的电流总和为非零的情况本身并不能确定哪个电流传感器读数不正确。这种情况有待改善。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种根据所附技术方案的控制装置和方法。所要求保护的本专利技术具有以下优点：使得故障电动机电流传感器读数可以被识别和区分，从而使得正常的电流传感器读数能够被用以调节电动机中的电流。附图说明本专利技术现在将通过举例的方式参考下列附图进行说明，其中：图1示出用于本专利技术实施例的电动机的分解图；图2示出了图1所示电动机的从另一角度观察的分解图；图3示出了根据本专利技术实施例的电动机；图4示出了根据本专利技术实施例的电动机的电流相位角；图5A示出了针对一个电压相位的PWM电压控制；图5B示出了根据本专利技术实施例的相对于图5A所示的针对一个电压相位的相移PWM电压控制；图6示出了空间矢量控制器；图7示出了根据本专利技术实施例的PWM电压控制和模数转换器(ADC)采样。具体实施方式所描述的本专利技术的实施例是针对用于电动机的控制装置，其中的电动机用于车辆车轮中。然而，电动机也可以出于任何目的而使用，并且当位于车辆中时可以位于车辆内的任何位置。所述电动机是这样的类型，即具有安装到车辆的作为定子一部分的一组线圈，该组线圈被安装到车轮的携带一组磁体的转子径向环绕。此外，本专利技术的一些方面适用于使转子安装于径向环绕的线圈内的中央的布置。正如由本领域技术人员所理解的，本专利技术也适用于与其它类型的电动机一起使用。为了本实施例的目的，如图1所示，轮内电动机包括定子252，该定子252包括散热器253、多个线圈254和安装在该定子后部用于驱动所述线圈的电子模块255。如下所述，线圈254形成于定子齿形叠片上，从而形成线圈绕组。定子盖256被安装在所述定子252的后部，包围电子模块255以形成所述定子252，所述定子然后可以固定于车辆并在使用过程中相对于车辆不旋转。所述电子模块255包括两个控制装置400，其中如图3所示，每个控制装置400包括两个逆变器410和控制逻辑420，本实施例中控制逻辑420包含处理器，用于控制两个逆变器410的运行。尽管本实施例中电子模块255包括两个控制装置，同样地，电子模块255可以包括一个控制装置或多于两个的控制装置。转子240包括前部220以及形成盖的圆筒部221，所述圆筒部221基本上围绕所述定子252。所述转子包括多个围绕圆筒部221的内侧而设置的永磁体242。出于本实施例的目的，32个磁体对被安装在所述圆筒部221的内侧。然而，可以使用任何数量的磁体对。所述磁体紧密靠近所述定子252上的线圈绕组，使得由线圈产生的磁场与设置在转子240的围绕圆筒部221内侧的磁体242相互作用，以使转子240旋转。由于永磁体242被用于产生用于驱动电动机的驱动扭矩，永磁体通常被称为驱动磁体。转子240通过轴承座223连接到定子252。轴承座223可以是用于装配此电动机组件的车辆中的标准轴承座。所述轴承座包括两个部分，固定于定子的第一部分和固定于转子的第二部分。所述轴承座被固定于定子252的壁的中心部253，并且也被固定于转子240的壳壁220的中心部225。因此，转子240通过轴承座223而在转子240的中心部225处可旋转地固定到所用于的车辆上。这种设置的优点在于，可以使用普通车轮螺栓在中心部225将轮辋和轮胎固定于所述转子240，从而将轮辋固定在转子的中心部并因此牢固地固定到所述轴承座223的可旋转侧上。所述车轮螺栓可以贯穿转子的中心部225穿入轴承座本身而被装配。随着转子240和车轮被装配于轴承座223，转子和车轮的旋转角之间存在一一对应的关系。图2示出了从相反一侧观察与图1相同的组件的分解图，其显示了定子组件252和转子。转子240包括外转子壁220和圆周壁221，磁体242环向设置于所述圆周壁221内。如前所述，定子252通过位于转子壁和定子壁的中心部的轴承座连而接于转子240。字母V形的密封件设置于转子的圆周壁221和定子的外边缘之间。所述转子还包括一组用于感测位置的磁体227，又称为换向磁体(commutationmagnets)，所述换向磁体与安装在定子上的传感器结合，能够使得转子磁通角被估算。所述转子磁通角限定了所述驱动磁体与所述线圈绕组的位置关系。或者，代替一组单独的磁体，所述转子可以包括具有多个极性的磁体材料环，所述多个极性起到一组单独的磁体的作用。为了使得换向磁体可以用于计算转子磁通角，优选地每个驱动磁体具有相关联的换向磁体，其中通过校准所测量的换向磁体磁通角，从与该组换向磁体相关联的磁通角推导出所述转子磁通角。为了简化换向磁体磁通角和转子磁通角之间的相关性，优选地，该组换向磁体具有与该组驱动磁体对相同数量的磁体对或磁极对，其中所述换向磁体和相关联的驱动磁体基本上彼此径向对齐。因此，出于本实施例的目的，该组换向磁体有32个磁体对，其中每个磁体对与相应的驱动磁体对大致径向对齐。将传感器安装在定子上，在本实施例中所述传感器是霍尔传感器。定位所述传感器以使得当转子旋转时每个形成所述换向磁体环的换向磁体分别旋转经过传感器。当所述转子相对于所述定子旋转时，所述换向磁体相应地旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置，用于具有第一线圈绕组和第二线圈绕组的电动机，所述第一线圈绕组设置形成了第一子电动机，所述第二线圈绕组设置形成了第二子电动机，其中，所述第一线圈绕组上的电流用具有第一开关时序的第一脉冲宽度调制PWM来控制，并且所述第二线圈绕组上的电流用具有第二开关时序的第二PWM来控制，所述控制装置包括设置用来测量所述第一组线圈绕组的每一个线圈绕组上的电流的机构，其中当确定了第一组线圈绕组中的电流总和基本非零时，从用于生成第二PWM的电压值中推导第一PWM值。

【技术特征摘要】
2017.11.10 GB 1718609.91.一种控制装置，用于具有第一线圈绕组和第二线圈绕组的电动机，所述第一线圈绕组设置形成了第一子电动机，所述第二线圈绕组设置形成了第二子电动机，其中，所述第一线圈绕组上的电流用具有第一开关时序的第一脉冲宽度调制PWM来控制，并且所述第二线圈绕组上的电流用具有第二开关时序的第二PWM来控制，所述控制装置包括设置用来测量所述第一组线圈绕组的每一个线圈绕组上的电流的机构，其中当确定了第一组线圈绕组中的电流总和基本非零时，从用于生成第二PWM的电压值中推导第一PWM值。2.根据权利要求1的控制装置，其中，所述第二PWM的开关时序相对于所述第一PWM的开关时序而错开。3.根据权利要求1或2的控制装置，其中，当确定了在所述第一组线圈绕组中的电流总和基本为非零时，从用于生成所述第二PWM的交轴电压值和直轴电压值推导第一PWM值。4.根据前述任一项权利要求的控制装置，进一步包括，对所述第二组线圈绕组的每一个线圈绕组中的电流进行测量的机构，就第一PWM开关时序和第二PWM开关时序之间的时间差对所述第二线圈绕组的每一个线圈绕组中的被测量电流进行校正并将所述第二线圈绕组的每一个线圈绕组中被校正的电流值与第一组线圈绕组的各个线圈绕组的被测量电流值进行比较的机构，其中，在第一组线圈绕组中的电流由第一PWM的值推导，所述第一PWM的值由用于产生第二PWM的电压值推导。5.根据权利要求4的控制装置，其中，当进行了如此确定，即第二组线圈绕组中的其中一个线圈绕组的被校正电流值不同于第一组线圈绕组中的对应线圈绕组的被测量电流值时，该第一组线圈绕组中的对应线圈绕组的不同的被测量电流值不用于确定该第一组线圈绕组中的电流。6.根据权利要求4的控制装置，其中，当确定进行了如此确定，即第二组线圈绕组中一个线圈绕组的被校正电流值不同于第一组线圈绕组中对应线圈绕组的被测量电流值时，该第一组线圈绕组中对应线圈绕组的不同的被测量电流值用第一组线圈绕组中余下线圈绕组的其他电流值的负和所代替。7.一种电动机系统，包括根据前述任一项权利要求的控制装置和具有第一组线圈绕组和第二组线圈绕组的电动机，所述第一线圈绕组设置形成了第一子电动机，所述第二线圈绕组设置形成了第二子电动机，其中，所述第一组线圈绕组上的电流用具有第一开关时序的第一脉冲宽度调制PWM来控制，并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·托马斯·伯克，克里斯托弗·戴维·希尔顿，
申请(专利权)人：普罗蒂恩电子有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB