用于运行电机的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行电机的方法，其中，电子控制单元的磁通生成模块根据预设的转矩要求确定定子空间磁通矢量，电子控制单元的电压生成模块根据所确定的定子空间磁通矢量确定缩放的定子空间电压矢量，电子控制单元的变换器根据所确定的缩放的定子空间电压矢量对由中间电路提供的直流电压进行变换，并且通过该变换产生多相交变电压，电子控制单元通过施加所产生的多相交变电压来运行电机；此外，本发明专利技术涉及一种用于电机的电子控制单元。本发明专利技术涉及一种用于电机的电子控制单元。本发明专利技术涉及一种用于电机的电子控制单元。

【技术实现步骤摘要】
用于运行电机的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于运行电机的方法，其中，电子控制单元的磁通生成模块根据预设的转矩要求确定定子空间磁通矢量，电子控制单元的电压生成模块根据所确定的定子空间磁通矢量确定缩放的定子空间电压矢量，电子控制单元的变换器根据所确定的缩放的定子空间电压矢量对由中间电路提供的直流电压进行变换，并且通过该变换产生多相交变电压，电子控制单元通过施加所产生的多相交变电压来运行电机。此外，本专利技术涉及一种用于电机的电子控制单元。

技术介绍

[0002]现有技术中存在上述类型方法的不同设计方案，该方法用于借助由中间电路提供的直流电压来运行电机。中间电路的直流电压通常由电池提供，并且假定其至少基本上不随时间改变。
[0003]电子控制单元的所谓的变换器(也被称为变压器、逆变器或电力电子装置)通过对所提供的直流电压进行变换产生多相交变电压，电子控制单元给电机施加该多相交变电压。
[0004]电机通常包括具有多个定子绕组的定子，定子绕组分别具有两个接头。定子绕组通常星形连接，即定子绕组的第一接头分别自由地和导电地与电子控制单元连接，而第二接头相应地相互导电连接，并且形成定子绕组的中性点/零点。
[0005]此外，电机通常包括可转动地支承在定子中的转子，该转子具有多个永磁体。永磁体的磁化不需要是恒定的。因此，CN 112 234 894公开了一种用于运行电机的方法，其中，电机的转子的永磁体的磁化针对性地改变。
[0006]多相交变电压包括与多个定子绕组相对应的多个交变电压，这些交变电压具有相同的圆频率/角频率和彼此不同的相角。多相交变电压的每个交变电压被简称为相。
[0007]变换器给电机的每个定子绕组施加多相交变电压的刚好一个相。例如，如果电机(通常)具有三个定子绕组，尤其是如果电机设计为电动车辆的动力电机，则三相交变电压的相通常利用字母U、V、W表示。
[0008]变换器的每个变换在确定的变换时间点发生，并且包括定子绕组的自由接头与中间电路电极的连接或者定子绕组的自由接头与中间电路电极的分离。变换时间点的重复的时间序列、即变换器的变换节奏被称为变换器的节拍/时钟。每个节拍表示多相交变电压的一个波形，即多相交变电压的一个时间历程。
[0009]为了产生多相交变电压，电子控制单元根据预设的转矩要求和电机的工况确定定子空间电压矢量。
[0010]定子空间矢量(例如定子空间电压矢量)应理解为基于二维的相对于电机定子固定的坐标系、即定子坐标系描述的矢量。相对定子固定的二维坐标系的两个坐标轴通常以α和iβ表示。
[0011]变换器的调制器根据所确定的定子空间电压矢量确定变换器的每个变换时间点。
通常，有多相交变电压的四种节拍(调制方式)，即异步脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)、同步脉宽调制、过调制(Overmodulation，OVM)和块调制(六步法)。
[0012]如果预设的转矩要求例如由于电动车辆驾驶员的加速期望变化而变化，和/或电机的工况例如由于电机的负载变化而变化，则电子控制单元的超调环节/直接跟踪环节(Deadbeat
‑
Glied)可以如下地确定定子空间电压矢量：理想地，在尽可能短的时间段内，即在多相交变电压的尽可能小的周期内，又实现电机在新工况处的稳定运行。
[0013]因此，DE 10 2006 052 042 A1公开了一种用于运行电机的方法，其中，电机的电子控制单元的超调环节在变换节拍内完全或至少大部分补偿电机或电子控制单元的运行参数的不连续性，例如中间电路的突然的电压降。
[0014]EP 2 469 692 A1还描述了一种用于运行电机的方法，其中，电子控制单元以如下方式最小化电机的估计的定子空间磁通矢量，即定子的磁通量的定子空间矢量与由电子控制单元确定的定子空间磁通矢量之间的差，即电子控制单元改变与调制度相关的由分配表提供的预先确定的时间变换时间点序列的至少一个变换时间点。
[0015]然而，如上所述的通用的电子控制单元却不能以实际上可接受的计算成本来提供任一种前述四种节拍(调制方式)，或至少提供其中一种前述节拍。当电子控制单元提供至少两种不同的节拍(调制方式)时，在节拍之间变化时可能出现多相交变电压中的伪迹(Artefakt)。伪迹伴随着电机的短期振动或电机的功率或转矩的短期下降，这是不期望的。

技术实现思路

[0016]因此，本专利技术的目的是，提出一种用于运行电机的方法，该方法能够以实际上可接受的计算成本提供上述四种节拍(调制方式)中的任一种，并且避免在节拍(调制方式)之间变化时的伪迹。此外，本专利技术的目的是，提供一种用于电机的电子控制单元。
[0017]本专利技术的主题是一种用于运行电机的方法，其中，电子控制单元的磁通生成模块根据预设的转矩要求T
*em
确定定子空间磁通矢量ψ
*αβ
，电子控制单元的电压生成模块根据所确定的定子空间磁通矢量ψ
*αβ
确定缩放的定子空间电压矢量V
*
‘
αβ
，电子控制单元的变换器根据所确定的缩放的定子空间电压矢量V
*
‘
αβ
对由中间电路提供的直流电压V
dc
进行变换，并且借助变换产生多相交变电压V
*UVW
，电子控制单元通过施加所产生的多相交变电压V
*UVW
运行电机。定子空间磁通矢量ψ
*αβ
是目标参量或设定参量。利用
*
表示的参量在此理解为目标参量或设定参量。这种运行方法尤其在电动车辆中实施。相应地，对于本专利技术产生许多不同的应用可能性。
[0018]根据本专利技术，磁通生成模块的磁通角调整环节根据预设的转矩要求T
*em
确定定子空间磁通角δ
*αβ
，磁通生成模块的MTPA(最大转矩电流比)调整环节根据预设的转矩要求T
*em
提供第一定子空间磁通幅值ψ
MTPA
，磁通生成模块的工况调整环节根据直流电压V
dc
、多相交变电压V
*UVW
的圆频率ω
e
、电机的所确定的估计的定子空间电流矢量和电机的定子欧姆电阻R
S
提供第二定子空间磁通幅值ψ
R
，并且磁通生成模块的磁通计算器根据所确定的定子空间磁通角δ
*αβ
以及所提供的第一定子空间磁通幅值ψ
MTPA
与所提供的第二定子空间磁通幅值ψ
R
的比率确定定子空间磁通矢量ψ
*αβ
的轨迹，并且根据所确定的轨迹和所确定的定子空间磁通角δ
*αβ
确定定子空间磁通矢量ψ
*αβ
。以
^
表示的参量在此理解为估计参量。定子空间磁通矢量ψ
*αβ
的轨迹也被称为定子空间磁通轨迹。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于运行电机(2)的方法，在该方法中，
‑
电子控制单元(1)的磁通生成模块(12)根据预设的转矩要求(4)确定定子空间磁通矢量(132)；
‑
电子控制单元(1)的电压生成模块(11)根据所确定的定子空间磁通矢量(132)确定缩放的定子空间电压矢量(110)；
‑
电子控制单元(1)的变换器(10)根据所确定的缩放的定子空间电压矢量(110)对由中间电路(3)提供的直流电压进行变换，并且通过该变换产生多相交变电压(100)；
‑
电子控制单元(1)通过施加所产生的多相交变电压(100)来运行电机(2)；
‑
磁通生成模块(12)的磁通角调整环节(14)根据预设的转矩要求(4)确定定子空间磁通角(142)；
‑
磁通生成模块(1)的MTPA调整环节(15)根据预设的转矩要求(4)提供第一定子空间磁通幅值(150)；
‑
磁通生成模块(12)的工况调整环节(16)根据直流电压、多相交变电压(100)的圆频率、电机(2)的所确定的估计的定子空间电流矢量(183)和电机(2)的定子欧姆电阻(22)提供第二定子空间磁通幅值(160)；
‑
磁通生成模块(12)的磁通计算器(13)根据所确定的定子空间磁通角(142)以及所提供的第一定子空间磁通幅值(150)与所提供的第二定子空间磁通幅值(160)的比率来确定定子空间磁通矢量(132)的轨迹(131)，并且根据所确定的轨迹(131)和所确定的定子空间磁通角(142)确定定子空间磁通矢量(132)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述比率小于或等于则将轨迹(131)确定为半径为所提供的第一定子空间磁通幅值(150)的圆。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果比率大于则磁通计算器(13)的幅值转换表(130)非线性地提高比率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果非线性提高的比率小于那么轨迹(131)被确定为内接于具有所提供的第二定子空间磁通幅值(160)与非线性提高的比率的乘积作为半径的圆(1310)以及内接于与圆(1310)同心的具有所提供的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：