用于检测交流电机的绕组电阻和绕组温度的方法和系统技术方案

一种方法包括确定交流(AC)电机的矢量状态。该方法包括：当矢量状态是零矢量状态时，获取AC电机的多个相电流样本；基于多个相电流样本确定衰减时间常数；以及基于衰减时间常数来确定AC电机的绕组的电阻。确定AC电机的绕组的电阻。确定AC电机的绕组的电阻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测交流电机的绕组电阻和绕组温度的方法和系统
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求2021年1月22日提交的美国临时申请第63/140579号的权益，其公开内容通过引用并入本文，如同在本文中进行了全面详细阐述一样。


[0003]本公开涉及用于检测交流(AC)电机的绕组电阻(winding resistance)和绕组温度(winding temperature)的系统和方法。

技术介绍

[0004]本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0005]AC电机向诸如混合动力电动车辆(HEV)和电动车辆(EV)等的各种部件和系统提供电力。可通信地耦接到AC电机的控制器可以从AC电机的一个或多个传感器获取性能数据，以评估AC电机的各种性能特性。作为示例，控制器可以将电流注入AC电机的各个相位，从温度传感器获取温度数据，并且基于温度数据确定永磁同步电机(PMSM)的绕组的温度和/或电阻。此外，控制器可以基于所确定的绕组的电阻和/或温度来执行磁场定向控制例程。
[0006]然而，温度传感器可能增加AC电机的尺寸和处理传感器数据所需的控制器逻辑的复杂度。

技术实现思路

[0007]本部分提供了本公开的概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
[0008]本公开提供了一种方法，包括：确定交流(AC)电机的矢量状态。该方法包括：当矢量状态是零矢量状态时，获取AC电机的多个相电流样本；基于多个相电流样本确定衰减时间常数；以及基于衰减时间常数来确定AC电机的绕组的电阻。
[0009]在一些形式中，矢量状态基于逆变器的多个开关来确定。
[0010]在一些形式中，当多个开关中的每一个和电源共同形成短路时，矢量状态是零矢量状态。
[0011]在一些形式中，当AC电机在稳态失速条件下运行时，矢量状态是零矢量状态。
[0012]在一些形式中，该方法进一步包括基于空间矢量脉宽调制例程来控制AC电机。
[0013]在一些形式中，衰减时间常数基于多个相电流样本中的第一相电流样本的第一电流幅度和多个相电流样本中的第二相电流样本的第二电流幅度来确定。
[0014]在一些形式中，衰减时间常数基于第一电流幅度的第一自然对数与第二电流幅度的第二自然对数之间的差来确定。
[0015]在一些形式中，衰减时间常数基于多个相电流样本中的第一相电流样本的第一时间戳和多个相电流样本中的第二相电流样本的第二时间戳来确定。
[0016]在一些形式中，衰减时间常数基于第一时间戳与第二时间戳之间的差来确定。
[0017]在一些形式中，电阻基于绕组的基线电感来确定。
[0018]在一些形式中，该方法进一步包括基于电阻来确定绕组的温度。
[0019]在一些形式中，温度基于绕组的基线电阻和绕组的电阻的温度系数来确定。
[0020]本公开提供了一种系统，包括：处理器；以及包括由处理器可执行的指令的非暂时性计算机可读介质。该指令包括：确定交流(AC)电机的矢量状态。该指令包括：当矢量状态是零矢量状态时，获取AC电机的多个相电流样本；基于多个相电流样本确定衰减时间常数；以及基于衰减时间常数来确定AC电机的绕组的电阻。
[0021]在一些形式中，矢量状态基于可通信地耦接到处理器的逆变器的多个开关来确定。
[0022]在一些形式中，当多个开关中的每一个和电源共同形成短路时，矢量状态是零矢量状态。
[0023]在一些形式中，当AC电机在稳态失速条件下运行时，矢量状态是零矢量状态。
[0024]在一些形式中，衰减时间常数基于多个相电流样本中的第一相电流样本的第一电流幅度和多个相电流样本中的第二相电流样本的第二电流幅度来确定。
[0025]在一些形式中，衰减时间常数基于第一相电流样本的第一时间戳和第二相电流样本的第二时间戳来确定。
[0026]在一些形式中，衰减时间常数基于第一电流幅度的第一自然对数与第二电流幅度的第二自然对数之间的差以及第一时间戳与第二时间戳之间的差来确定。
[0027]本公开提供了一种方法，包括：确定交流(AC)电机的矢量状态，其中矢量状态是零矢量状态和非零矢量状态中的一个。该方法包括当矢量状态处于非零矢量状态时：获取AC电机的多个相电流样本；基于多个相电流样本确定上升时间常数；以及基于上升时间常数来确定AC电机的绕组的电阻。
[0028]进一步的应用领域将从本文提供的描述中变得显而易见。应当理解，本描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0029]为了更好地理解本公开，现在将参考附图，通过示例的方式描述其各种形式，在附图中：
[0030]图1A是根据本公开的教导的示例车辆的框图；
[0031]图1B是根据本公开的教导的逆变器的框图；
[0032]图2A是根据本公开的教导的用于确定绕组电阻和绕组温度的系统的框图；
[0033]图2B是根据本公开的教导的空间矢量脉宽调制控制例程的矢量状态图；
[0034]图3A是根据本公开的教导的用于确定转子速度和转子位置的流程图；
[0035]图3B是根据本公开的教导的空间矢量脉宽调制控制例程的图；以及
[0036]图3C是根据本公开的教导的空间矢量脉宽调制控制例程期间的绕组电流的图。
[0037]本文中描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
[0038]以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，在所有附图中，对应的附图标记指示相同或者对应的部件和特征。
[0039]本公开提供了基于在空间矢量脉宽调制例程的零矢量状态期间获取的一个或多个瞬时电流测量来确定AC电机的一个或多个绕组的电阻和/或温度的系统。如本文中进一步详细描述的，在零矢量状态期间获取的一个或多个瞬时电流测量使控制器能够确定或估计一个或多个绕组的电阻和/或温度，而无需使用附加的温度/电阻传感器，从而减小AC电机的尺寸和处理传感器数据所需的控制器逻辑的复杂度。
[0040]参照图1A，示出了车辆5。车辆5包括AC电机10、电源20、逆变器30、相电流传感器40、转子传感器50和控制器60。应当理解，车辆5包括各种其他部件，并且不限于本文中描述的部件。
[0041]在一种形式中，AC电机10是被配置成产生驱动诸如球斜面离合器组件的负载所需的扭矩的三相电动机。示例AC电机10包括但不限于同步电机(例如，PMSM)、异步电机、凸极电机、非凸极电机等。应当理解，AC电机10可以是各种类型的AC电机，并且不限于本文中描述的示例。在一种形式中，AC电机10可以包括绕组12(例如，与AC电机10的三相相对应的三组绕组)和转子14。虽然AC电机10被图示出为包括绕组12和转子14，但是应当理解AC电机10可以包括本文中未图示出的各种其他部件。在一种变体中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：确定交流AC电机(10)的矢量状态(V)；以及当所述矢量状态(V)是零矢量状态时：获取所述AC电机的多个相电流样本(i)；基于所述多个相电流样本(i)确定衰减时间常数(τ)；以及基于所述衰减时间常数(τ)确定所述AC电机(10)的绕组(12)的电阻(R
S
)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述矢量状态(V)基于逆变器(30)的多个开关(32)来确定。3.根据权利要求2的方法，其中，当所述多个开关(32)中的每一个和电源(20)共同形成短路时，所述矢量状态(V)是所述零矢量状态。4.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述AC电机(10)在稳态失速条件下运行时，所述矢量状态(V)是所述零矢量状态。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于空间矢量脉宽调制例程来控制所述AC电机(10)。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衰减时间常数(τ)基于所述多个相电流样本中的第一相电流样本的第一电流幅度和所述多个相电流样本(i)中的第二相电流样本的第二电流幅度来确定。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述衰减时间常数(τ)基于所述第一电流幅度的第一自然对数与所述第二电流幅度的第二自然对数之间的差来确定。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衰减时间常数(τ)基于所述多个相电流样本中的第一相电流样本的第一时间戳和所述多个相电流样本(i)中的第二相电流样本的第二时间戳来确定。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述衰减时间常数(τ)基于所述第一时间戳与所述第二时间戳之间的差来确定。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电阻(R
S
)基于所述绕组(12)的基线电感来确定。11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述电阻(R
S
)确定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰亚什，
申请(专利权)人：美国轮轴制造公司，
类型：发明
国别省市：