六相电机转矩测量和控制系统技术方案

一种测量六相电机中的转矩的方法，所述电机包括电机定子，所述电机定子包括两个电独立的定子绕组布置(U，V，W)、(X，Y，Z)，各个定子绕组布置包括三个组合绕组；所述绕组布置是对称的并且彼此偏移角度γ，使得第二定子布置的各个组合绕组具有在第一定子布置中的对应的组合绕组并且与其偏移角度γ，所述方法包括：a)确定所述第一定子布置的所述三个组合绕组(U，V，W)中的电流(Iu，Iv，Iw)和/或所述第二定子布置的所述三个组合绕组(X，Y，Z)中的电流(Ix，Iy，Iz)；b)根据从a)确定的电流确定所述转矩。b)根据从a)确定的电流确定所述转矩。b)根据从a)确定的电流确定所述转矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】六相电机转矩测量和控制系统


[0001]本专利技术涉及诸如电机的电动机器，并特别应用于六相双三角形或双星形机器。本专利技术涉及测量和控制这种电机中的转矩的方法和装置。

技术介绍

[0002]同步电动机器通常与转矩控制器一起使用。转矩控制器利用电机相上的电流测量结果，来获得关于实际传递或吸收的机械转矩的反馈。基于该测量结果，控制算法调节机器输出控制参数来根据给定设定点实现转矩需求。场导向定向控制的普通控制技术允许非常精确的转矩精度。
[0003]在六相双三角形或双星形机器的具体情况下，机器定子由两个电独立的定子绕组来构造。通常，绕组是对称的并且偏移30
°
角。传统控制方案利用在十二桥臂逆变器的相路径或接地桥臂中测量的全部六个相电流来计算实际转矩等效电流。该系统的优点在于机器动态能力高，虽然不是在所有系统(例如带传动系统或高惯性系统)中都需要该能力。该方法的缺点在于，需要附加的测量系统来为针对转矩控制的功能安全要求提供基本冗余。可以借助于软件和诊断来实现部分独立性，但是由于测量硬件(分路器、放大器、滤波器、ADC)是共享的，会持续存在很多共模故障情况。另一问题是其需要测量所有六条线上的电流。

技术实现思路

[0004]在一个方面，提供了一种测量六相电机中的转矩的方法，所述电机包括电机定子，所述电机定子包括两个电独立的定子绕组布置(U，V，W)、(X，Y，Z)，各个定子绕组布置包括三个组合绕组；所述绕组布置是对称的并且彼此偏移角度γ，使得第二定子布置的各个组合绕组具有在第一定子布置中的对应的组合绕组并且与其偏移角度γ，所述方法包括：
[0005]a)确定所述第一定子布置的所述三个组合绕组(U，V，W)中的电流(Iu，Iv，Iw)和/或所述第二定子布置的所述三个组合绕组(X，Y，Z)中的电流(Ix，Iy，Iz)；
[0006]b)根据从a)确定的电流确定所述转矩。
[0007]所述转矩可以是根据以下算式确定的：
[0008][0009]其中，ω＝角速度，以及
[0010][0011]并且其中，θ是转子相对于所述第一定子的角度；并且
[0012]其中，Vd1是施加在所述第一定子布置的绕组上的直流电压，并且Vq1是施加在所述第一定子布置的绕组上的正交电压。
[0013]所述转矩可以是根据以下算式确定的：
[0014][0015]其中，ω＝角速度，以及
[0016][0017]其中，Vd2是施加到所述第二定子布置的绕组的直流电压，并且Vq2是施加到第二定子布置的绕组的正交电压；并且其中，θ是所述电机的转子相对于所述第一定子布置的角度。
[0018]步骤a)可以通过测量所述第一定子布置的所述三个组合绕组(U，V，W)中的电流(Iu，Iv，Iw)或测量所述第二定子布置的所述三个组合绕组(X，Y，Z)中的电流(Ix，Iy，Iz)来执行。
[0019]步骤a)可以包括i)测量所述第一定子布置或所述第二定子布置的所述三个组合绕组中的两个组合绕组中的电流，并且ii)根据步骤i)的结果确定或推断所述三个绕组中的另一绕组中的电流。
[0020]所述电流可以是在相路径中测量的。
[0021]所述电机可以包括逆变器，并且所述电流可以是在所述逆变器的接地桥臂中测量的。
[0022]所述电机可以是六相双三角形或双星形机器。
[0023]在另一方面中，一种用于六相电机的控制器及其控制器，所述电机包括电机定子，所述电机定子包括两个电独立的定子绕组布置(UVW，XYZ)，各个定子绕组布置包括三个组合绕组；所述绕组布置是对称的并且彼此偏移角度γ，使得第二定子布置的各个组合绕组具有在第一定子布置中的对应的组合绕组并且与其偏移角度γ，包括控制器，所述控制器被适配成确定所述第一定子布置的所述三个组合绕组中的各个绕组中的电流和/或确定所述第二布置的所述三个组合绕组中的各个绕组中的电流；所述控制器还用于根据所述电流确定转矩。
[0024]所述控制器可以还用于根据以下算式确定转矩：
[0025][0026]其中，ω＝角速度，以及
[0027][0028]其中，Vd1是施加在所述第一定子布置的绕组上的直流电压，并且Vq1是施加在所述第一定子布置的绕组上的正交电压；并且
[0029]其中，θ是所述电机的转子相对于所述第一定子布置的角度。
[0030]所述控制器可以还用于根据以下算式确定转矩：
[0031][0032]其中ω＝角速度，并且
[0033][0034]其中，Vd2是施加到所述第二定子布置的绕组的直流电压，并且Vq2是施加到所述第二定子布置的绕组的正交电压；并且其中，θ是所述电机的转子相对于所述第一定子布置的角度。
[0035]所述控制器可以还用于测量所述第一定子布置和/或所述第二定子布置的所述三个组合绕组中的各个绕组中的电流。
[0036]所述控制器可以还用于测量所述第一定子布置或所述第二定子布置的所述三个组合绕组中的两个绕组中的电流，并且确定或推断其三个绕组中的另一绕组中的电流。
[0037]所述控制器可以用于根据关于所述第一定子的电流确定来确定第一转矩值，并且根据关于所述第二的电流确定来确定第二转矩值。
[0038]所述控制器可以用于基于所述第一转矩值来控制操作，并且用于出于安全或监测目的而使用所述第二转矩值。
[0039]在另一方面中，一种包括要求保护的控制器的系统。
[0040]所述系统中的所述控制器可以用于在相路径中测量所述电流。
[0041]所述系统可以包括逆变器，并且所述控制器用于在所述逆变器的接地桥臂中测量所述电流。
[0042]所述系统中的所述电机可以是六相双三角形或双星形机器。
[0043]术语“组合绕组”是指在连接点之间串联的线圈/绕组。
附图说明
[0044]现在将参照附图通过示例描述本专利技术，其中：
[0045]‑
图1示出了包括六相电机的现有技术系统的图；
[0046]‑
图2a示出了用于六相双机器的定子绕组的布置；
[0047]‑
图2b和图2c示出了与图2a对应的双系统的各独立绕组布置的示意图；
[0048]‑
图3a示出了相应绕组如何物理地布置在定子中的示意图；
[0049]‑
图3b和图3c示出了图3a的两个绕组布置；
[0050]‑
图3d还精确地示出了绕组的角度对齐。
[0051]‑
图4示出了根据本专利技术的系统的基本示例。
具体实施方式
[0052]图1示出了包括六相电机1的现有技术系统的图，其中，从诸如微处理器6的控制器通过对应的6条线2向定子绕组提供电流，该微处理器6经由(功率)装置3控制电流。另选地，控制器可以一起被认为是微处理器和装置3。
[0053]电流测量系统经由6个电流感测线4测量通过定子绕组的电流，电流测量系统可以包括用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种测量六相电机中的转矩的方法，所述电机包括电机定子，所述电机定子包括两个电独立的定子绕组布置(U，V，W)、(X，Y，Z)，各个定子绕组布置包括三个组合绕组；所述绕组布置是对称的并且彼此偏移角度γ，使得第二定子布置的各个组合绕组具有在第一定子布置中的对应的组合绕组并且与其偏移角度γ，所述方法包括：a)确定所述第一定子布置的所述三个组合绕组(U，V，W)中的电流(Iu，Iv，Iw)和/或所述第二定子布置的所述三个组合绕组(X，Y，Z)中的电流(Ix，Iy，Iz)；b)根据从a)确定的电流确定所述转矩。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转矩是根据以下算式确定的：其中，ω＝角速度，以及并且其中，θ是转子相对于所述第一定子的角度；并且其中，Vd1是施加在所述第一定子布置的绕组上的直流电压，并且Vq1是施加在所述第一定子布置的绕组上的正交电压。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转矩是根据以下算式确定的：其中，ω＝角速度，以及其中，Vd2是施加到所述第二定子布置的绕组的直流电压，并且Vq2是施加到所述第二定子布置的绕组的正交电压；并且其中，θ是所述电机的转子相对于所述第一定子布置的角度。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过测量所述第一定子布置的所述三个组合绕组(U，V，W)中的电流(Iu，Iv，Iw)或测量所述第二定子布置的所述三个组合绕组(X，Y，Z)中的电流(Ix，Iy，Iz)来执行步骤a)。5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤a)包括i)测量所述第一定子布置或所述第二定子布置的所述三个组合绕组中的两个组合绕组中的电流，并且ii)根据步骤i)的结果确定或推断所述三个绕组中的另一绕组中的电流。6.根据权利要求1至5所述的方法，其中，所述电流是在相路径中测量的。7.根据权利要求1至6所述的方法，其中，所述电机包括逆变器，并且所述电流是在所述逆变器的接地桥臂中测量的。
8.根据权利要求1至7所述的方法，其中，所述电机是六相双三角形或双星形机器。9.一种用于六相电机的控制器及其控制器，所述电机包括电机定子，所述电机定子包括两个电独立的定子绕组布置(UVW，XYZ)，各个定子绕组布置包...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：博格华纳卢森堡汽车系统公司，
类型：发明
国别省市：