【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、各种类型的电动机已经被生产和用于许多工业和环境中。同步电机是具有定子的交流(ac)电机，该定子由ac供电信号(例如，定子的每个相的一个信号)驱动，以引起转子旋转。更具体地，定子的定子绕组中的ac供电信号生成与转子的一个或多个磁场相互作用的磁场，以引起转子旋转。转子的旋转通常与ac供电电流的频率同步。转子可以是永磁转子或绕组励磁转子。在绕组励磁转子的情况下，电流被提供给转子的一个或多个励磁绕组以生成转子的一个或多个磁场。
技术实现思路
1、控制以特定时间和幅度向定子绕组和转子绕组施加电流以有效驱动绕组励磁同步(wfs)电机可能具有挑战性。例如，电机控制器可以控制逆变器，以基于当前转子位置和电机的其他特性向电机的每相提供ac信号。每个定子绕组与旋转转子相互作用的磁场的物理现象会导致复杂的数学问题，这些问题很难创建和解决，以解决导致电机有效驱动的因素。
2、在一些系统中，电机控制器使用旋转参考系来操作，以简化电机控制。例如，可以使用基于clarke变换和park变换的变换来测量电机特性(在静止参考系中)并将其转换到直接正交零(dqn)空间，或dqn+转子(r)空间或参考系(也称为dqnr、rdqnull和参考系)。换句话说，电机特性(例如，定子电流、转子电流和转子位置)可以转换成d轴值、q轴值、n轴(或轴)值和r(转子场)值。通过使用其中定子以交流信号的频率旋转的旋转参考系，交流信号可以被视为直流信号(即，d、q、n和r值)，这可以简化用于确定控制信号的计算。
3、相对于永磁(pm)同步电机，在用于wfs电机的rdqn控制方案中，除了在pm同步电机和wfs电机中可能存在的(定子)d轴和q轴之间的耦合状态之外，转子在(定子)d轴和r(转子场)之间提供附加的状态交叉耦合。换句话说，对于pm同步电机和wfs电机，d轴的变化会影响q轴，并且q轴的变化会影响d轴。然而，对于wfs电机，存在附加的控制复杂性，因为d轴的变化会影响r，而r的变化会影响d轴。d轴和r分量之间的这种交叉耦合至少在某些情况下源于定子和转子之间的固有气隙，这导致不可忽略的泄漏电流和不同于预期的有效转子-定子匝数比。这些交叉耦合增加了复杂性，并对设计用于wfs电机高性能应用的电机和电机控制器提出了挑战。
4、当一个维度的变化也感应出另一个维度的变化时，就会发生交叉耦合。例如，d轴电压的变化也会产生转子场电流和通量的变化。类似地，转子场电压的变化也会感应出定子d轴电流的变化。当一个维度的变化感应出另一维度的变化超过1％、超过10％或超过50％时，交叉耦合可以被描述为存在或可感知的。交叉耦合可以被描述为“紧”或“松”，其中感应的变化越大，耦合越紧。当一个维度的变化导致第二个维度中1％-10％之间、10％-20％之间、小于10％或小于20％的感应变化时，交叉耦合可以被认为是松的。当一个维度的变化导致在第二个维度在30％-50％之间、50％-90％之间、大于30％或大于50％的感应变化时，交叉耦合可以被认为是紧的。当一个维度中的变化不会引起另一个维度中的感应变化，或者不会引起另一个维度中高于阈值水平(例如0.5％或1％)的感应变化时，两个维度(或变量或分量)可以被认为是解耦的。
5、本文描述的实施例涉及使用或依赖于旋转参考系的电机控制器，该旋转参考系具有独立的输入通道，该输入通道将d轴分量中的预期输出响应与转子场(r)分量解耦。例如，在一些实施例中，电机控制器可以使用或依赖mk变换来变换到mk(旋转)参考系，mk(旋转)参考系包括磁化电感轴(m轴)、泄漏电感轴(k轴)、正交轴(q轴)和零轴(n轴)。此外，在一些实施例中，电机控制器可以使用或依赖sm/dm变换来变换到sm/dm(旋转)参考系，sm/dm(旋转)参考系包括求和模式轴(sm轴)、差分模式轴(dm轴)、正交轴(q轴)和零轴(n轴)。通过将d轴分量的预期输出响应与转子场(r)分量解耦，wfs电机系统被对角化，从而简化了wfs电机的设计和/或控制。
6、在一个示例中，提供了一种用于控制绕组励磁同步电机的方法。方法包括：由电动机控制器确定当前电机信息。该方法进一步包括：
7、由电动机控制器基于当前电机信息和电机的旋转参考系确定电机控制参数集合。旋转参考系具有独立的输入通道，该独立的输入通道将定子d轴分量中的预期输出响应和直接正交零转子(dqnr)参考系的转子场(r)分量解耦。该方法进一步包括：由电动机控制器基于电机控制参数集合控制电机。
8、在另一种示例中，提供了一种系统。该电机系统包括：电动机控制器，该电动机控制器包括电子处理器。电动机控制器被配置成用于：确定当前电机信息，并且基于当前电机信息和绕组励磁同步电机的旋转参考系来确定电机控制参数集合。旋转参考系具有独立的输入通道，该独立的输入通道将定子d轴分量中的预期输出响应和直接正交零转子(dqnr)参考系的转子场(r)分量解耦。电动机控制器进一步被配置成用于基于电机控制参数集合向电机输出控制信号。
9、在另一示例中，提供了一种用于模拟绕组励磁同步电机的方法。方法包括：由电子控制器确定一个或多个初始电机规格。方法进一步包括由电子控制器确定一个或多个电机操作模拟参数。方法还包括：由电子控制器使用基于电机的旋转参考系的电机控制，根据一个或多个初始电机规格和一个或多个电机操作模拟参数来模拟绕组励磁同步电机。旋转参考系具有独立的输入通道，该独立的输入通道将定子d轴分量中的预期输出响应和直接正交零转子(dqnr)参考系的转子场(r)分量解耦。方法进一步包括基于电机的模拟在旋转参考系中生成模拟结果。
10、在另一个示例中，提供了一种系统。电机系统包括电动机控制器，电动机控制器包括电子处理器。电动机控制器被配置成用于确定一个或多个初始电机规格，并确定一个或多个电机操作模拟参数。电动机控制器进一步被配置成用于使用基于电机的旋转参考系的电机控制，根据一个或多个初始电机规格和一个或多个电机操作模拟参数来模拟绕组励磁同步电机。旋转参考系具有独立的输入通道，该独立的输入通道将定子d轴分量中的预期输出响应和直接正交零转子(dqnr)参考系的转子场(r)分量解耦。电动机控制器进一步被配置成用于基于电机的模拟在旋转参考系中生成模拟结果。
11、本公开的前述和其他方面及优点将通过以下说明书而显现。在该描述中，参考在此形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式显示了一个或多个实施例。然而，这些实施例不一定代表本专利技术的全部范围，并且因此，为了解释本(一个或多个)专利技术的范围，要参考权利要求和本文。相似的附图标记将被用于表示以下描述中附图之间相似的部分。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种控制电机的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述当前电机信息包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是具有磁化电感轴(M轴)和泄漏电感轴(K轴)的MK参考系。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述MK参考系中，所述定子和所述转子之间的泄漏电流被假定为零，或者定子-转子匝数比被调整以使所述定子和所述转子之间的所述泄漏电流等于零。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是SM/DM参考系，所述SM/DM参考系具有求和模式轴(SM轴)和差分模式轴(DM轴)。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
10.如权利要求1所述的方法，其
11.一种电机系统，所述系统包括：
12.如权利要求11所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述当前电机信息，所述电动机控制器被配置成用于：
13.如权利要求12所述的电机系统，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是具有磁化电感轴(M轴)和泄漏电感轴(K轴)的MK参考系。
14.如权利要求13所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述电机控制参数集合，所述电动机控制器被配置成用于：
15.如权利要求13所述的电机系统，其特征在于，在所述MK参考系中，所述定子和所述转子之间的泄漏电流被假定为零，或者定子-转子匝数比被调整以使所述定子和所述转子之间的所述泄漏电流等于零。
16.如权利要求12所述的电机系统，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是SM/DM参考系，所述SM/DM参考系具有求和模式轴(SM轴)和差分模式轴(DM轴)。
17.如权利要求16所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述电机控制参数集合，所述电动机控制器被配置成用于：
18.如权利要求11所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述电机控制参数集合，所述电动机控制器被配置成用于：
19.如权利要求11所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述电机控制参数集合，所述电动机控制器被配置成用于：
20.如权利要求11所述的电机系统，进一步包括：
21.如权利要求11所述的电机系统，其特征在于，所述电机是绕组励磁同步电机、永磁同步电机或混合永磁-绕组励磁同步电机。
22.一种用于模拟电机的方法，所述方法包括：
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于使用基于所述旋转参考系的电机控制包括：
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是具有磁化电感轴(M轴)和泄漏电感轴(K轴)的MK参考系。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是SM/DM参考系，所述SM/DM参考系具有求和模式轴(SM轴)和差分模式轴(DM轴)。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
28.如权利要求22所述的方法，进一步包括：
29.如权利要求28所述的方法，进一步包括：
30.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述电机是绕组励磁同步电机、永磁同步电机或混合永磁-绕组励磁同步电机。
31.一种电机系统，所述系统包括：
32.如权利要求31所述的电机系统，其特征在于，为了使用基于所述旋转参考系的电机控制，所述电子控制器进一步配置成用于：
33.如权利要求32所述的电机系统，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是具有磁化电感轴(M轴)和泄漏电感轴(K轴)的MK参考系。
34.如权利要求33所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述电机控制参数集合，所述电子控制器进一步被配置成用于：
35.如权利要求32所述的电机系统，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是SM/DM参考系，所述SM/DM参考系具有求和模式轴(SM轴)和差分模式轴(DM轴)。
36.如权利要求35所述的电机系统...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种控制电机的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述当前电机信息包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是具有磁化电感轴(m轴)和泄漏电感轴(k轴)的mk参考系。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述mk参考系中，所述定子和所述转子之间的泄漏电流被假定为零，或者定子-转子匝数比被调整以使所述定子和所述转子之间的所述泄漏电流等于零。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是sm/dm参考系，所述sm/dm参考系具有求和模式轴(sm轴)和差分模式轴(dm轴)。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电机控制参数集合包括：
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电机是绕组励磁同步电机、永磁同步电机或混合永磁-绕组励磁同步电机。
11.一种电机系统，所述系统包括：
12.如权利要求11所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述当前电机信息，所述电动机控制器被配置成用于：
13.如权利要求12所述的电机系统，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是具有磁化电感轴(m轴)和泄漏电感轴(k轴)的mk参考系。
14.如权利要求13所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述电机控制参数集合，所述电动机控制器被配置成用于：
15.如权利要求13所述的电机系统，其特征在于，在所述mk参考系中，所述定子和所述转子之间的泄漏电流被假定为零，或者定子-转子匝数比被调整以使所述定子和所述转子之间的所述泄漏电流等于零。
16.如权利要求12所述的电机系统，其特征在于，所述电机的所述旋转参考系是sm/dm参考系，所述sm/dm参考系具有求和模式轴(sm轴)和差分模式轴(dm轴)。
17.如权利要求16所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述电机控制参数集合，所述电动机控制器被配置成用于：
18.如权利要求11所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述电机控制参数集合，所述电动机控制器被配置成用于：
19.如权利要求11所述的电机系统，其特征在于，为了确定所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔特三世·W·彭宁顿，E·B·斯文特，A·达科斯塔，M·J·卢彬，
申请(专利权)人：塔乌电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。