感应马达控制系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及感应马达控制系统和方法。提供一种用于与感应马达相关的逆变器组件的控制系统。所述系统包括电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q-轴电流指令和d-轴电流指令。所述电流确定模块还配置成基于观测磁链和磁链指令产生q-轴电流指令。所述系统还包括：马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于由所述电流确定模块产生的q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马达电流控制模块产生的q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器组件的占空因数信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及感应马达，且更具体地涉及用于控制在混合动力车辆和其它应 用中可见的感应马达的系统和方法。
技术介绍
近年来，技术的发展以及时尚风格的变化使得机动车的设计产生了实质性改变。 其中一种改变涉及机动车(特别是替代燃料车辆，例如混合动力、电动、以及燃料电池车辆) 内各种电气系统的功率使用以及复杂度。这些车辆中的许多使用电动马达(例如，感应马 达)来将电功率转换为机械功率以给车辆提供牵引功率。机动车辆应用通常使用三相AC感应马达。在感应马达中，定子包括多个缠绕极， 所述极承载供应电流以感应穿过转子的磁场。通常，电子控制系统基于驾驶员指令的扭矩 和测量系统量来产生占空因数指令。基于占空因数指令，逆变器组件然后施加合适的电压 以产生用于感应马达的电流指令。电子控制系统通常指令d-轴电流和q_轴电流两者。具体地，d-轴电流指令基于 从扭矩指令和当前操作状况获得的d-轴磁链指令产生。一些常规系统在扭矩指令和实际 扭矩响应之间可具有延迟。具体地，在瞬变时段期间，真实的d-轴磁链比d-轴电流变化更 慢，由于马达的内在转子时间常数而在其上建立，从而可能引起扭矩延迟。因此，期望具有减少感应马达中的扭矩延迟的改进控制系统和方法。此外，由随后 的详细描述和所附权利要求书结合附图以及前面的
和
技术介绍
，本专利技术的其它期 望特征和特性将变得显而易见。
技术实现思路
根据示例性实施例，提供一种用于与感应马达相关的逆变器组件的控制系统。所 述系统包括电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q_轴电流指令和 d-轴电流指令。所述电流确定模块还配置成基于观测磁链和磁链指令产生q_轴电流指令。 所述系统还包括马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块 且配置成基于由所述电流确定模块产生的q_轴电流指令和d-轴电流指令来产生q_轴电 压指令和d-轴电压指令；以及PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模 块且配置成基于由所述马达电流控制模块产生的q_轴电压指令和d-轴电压指令来产生用 于操作逆变器组件的占空因数信号。根据示例性实施例，提供一种用于控制感应马达的逆变器的方法。所述方法包括 接收扭矩指令；基于扭矩指令产生磁链指令；接收观测磁链；基于磁链指令和观测磁链产 生q_轴电流指令；基于磁链指令产生d-轴电流指令；基于q_轴电流指令和d-轴电流指令 来产生q_轴电压指令和d-轴电压指令；以及基于q_轴电压指令和d-轴电压指令来产生 用于操作逆变器的占空因数信号。方案1. 一种用于与感应马达相关的逆变器组件的控制系统，所述系统包括4电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q_轴电流指令和d-轴电 流指令，其中，所述电流确定模块还配置成基于观测磁链和磁链指令产生q_轴电流指令；马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于 由所述电流确定模块产生的q_轴电流指令和d-轴电流指令来产生q_轴电压指令和d-轴 电压指令；以及PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马 达电流控制模块产生的q_轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器组件的占空 因数信号。方案2.根据方案1所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于标定因 子来产生q_轴电流指令。方案3.根据方案2所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于磁链指 令和观测磁链确定标定因子。方案4.根据方案3所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于磁链指 令与观测磁链的比率来选择标定因子。方案5.根据方案4所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令 与观测磁链的比率大于第一标定因子时选择第一标定因子。方案6.根据方案5所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令 与观测磁链的比率小于第二标定因子时选择第二标定因子。方案7.根据方案6所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令 与观测磁链的比率在第一标定因子和第二标定因子之间时选择第三标定因子。方案8.根据方案7所述的控制系统，其中，第三标定因子的值大约为1。方案9.根据方案1所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成通过用标定 因子来修正计算的q_轴电流指令而产生q_轴电流指令。方案10.根据权利要9所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在瞬变 时段期间用标定因子来修正计算的q_轴电流指令。方案11.根据方案1所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于磁链 指令与观测磁链的比率来产生q_轴电流指令，从而减少马达的瞬变扭矩响应。方案12. —种用于控制感应马达的逆变器的方法，所述方法包括以下步骤 接收扭矩指令；基于扭矩指令产生磁链指令； 接收观测磁链；基于磁链指令和观测磁链产生q_轴电流指令； 基于磁链指令产生d-轴电流指令；基于q_轴电流指令和d-轴电流指令来产生q_轴电压指令和d-轴电压指令；以及 基于q_轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器的占空因数信号。方案13.根据方案12所述的方法，其中，产生q_轴电流指令的步骤包括基于标定 因子来产生q_轴电流指令。 方案14.根据方案13所述的方法，其中，产生q_轴电流指令的步骤包括基于磁链 指令与观测磁链的比率来选择标定因子。5方案15.根据方案14所述的方法，其中，选择步骤包括在磁链指令与观测磁链 的比率大于第一标定因子时选择第一标定因子。方案16.根据方案15所述的方法，其中，选择步骤包括在磁链指令与观测磁链 的比率小于第二标定因子时选择第二标定因子。方案17.根据方案16所述的方法，其中，选择步骤包括在磁链指令与观测磁链 的比率在第一标定因子和第二标定因子之间时选择第三标定因子。方案18.根据方案17所述的方法，其中，第三标定因子的值大约为1。方案19.根据方案12所述的方法，其中，产生q_轴电流指令的步骤包括在瞬变时 段期间用标定因子来修正计算的q_轴电流指令。方案20. —种用于感应马达的逆变器的控制系统，所述控制系统包括电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q_轴电流指令和d-轴电 流指令，其中，所述电流确定模块还配置成通过用基于磁链指令与观测磁链的比率的标定 因子来修正计算的q_轴电流指令而产生q_轴电流指令；其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令与观测磁链的比率大于第一标定因子时 选择第一标定因子；在磁链指令与观测磁链的比率小于第二标定因子时选择第二标定因 子；以及在磁链指令与观测磁链的比率在第一标定因子和第二标定因子之间时选择第三标 定因子；马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于 由所述电流确定模块产生的q_轴电流指令和d-轴电流指令来产生q_轴电压指令和d-轴 电压指令；以及PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马 达电流控制模块产生的q_轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器的占空因数信号。附图说明本专利技术将在下文中结合附图加以描述，在附图中，类似的附图标记表示类似的元 件，并且其中图1是包括根据示例性实施例的感应马达控制系统的示例性机动车的示意图； 图2是图1的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于与感应马达相关的逆变器组件的控制系统，所述系统包括：电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生ｑ－轴电流指令和ｄ－轴电流指令，其中，所述电流确定模块还配置成基于观测磁链和磁链指令产生ｑ－轴电流指令；马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于由所述电流确定模块产生的ｑ－轴电流指令和ｄ－轴电流指令来产生ｑ－轴电压指令和ｄ－轴电压指令；以及ＰＷＭ调制器，所述ＰＷＭ调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马达电流控制模块产生的ｑ－轴电压指令和ｄ－轴电压指令来产生用于操作逆变器组件的占空因数信号。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·戴，B·H·裴，L·邓巴，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US