[发明专利]永磁电机的转矩控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及到的控制交流(AC)电动机，尤其涉及到一种永磁电机的转矩控制的系统和方法。

背景技术

传统对于电力驱动系统的电动机的控制方法采用二维查找表来产生一个最大转矩限制值(例如，对电动驱动和再生操作)。一般的，最大转矩限制值要求能够完成一个驱动系统不同的运行要求。例如，最大转矩限制值典型地要求将车辆电池维持于一个预定的运行电压和功率的范围内。一种将电池维持在一个预定的运行范围内的方法是限制牵引系统内的转矩。例如，在电动驱动运行中，电动驱动力矩可被限制以保持电池电压高于最小运行电压。又例如，在再生过程中，再生转矩可被限制为保持电池电压低于最大值。其他情况下，转矩限制可以体现在现有运行工况下在驱动系统规定的电压和电流限制内，电机运行的的最大转矩能力。

当产生转矩指令时可以参考转矩限制值查找表。典型地，从查找表得到的最大转矩限制值在稳定状态定子温度下计算得出。但是，在车辆运行时，驱动系统的温度可能变化。作为结果，驱动系统能输出的最大电动驱动和再生转矩也会与由查找表得到的最大转矩限制值不同(例如，作为温度的函数)。

因此，期望能提供补偿磁体温度变化的用于调节永磁电机的转矩指令的方法和系统。此外，还期望能提供补偿磁体温度变化的确定永磁电机的转矩限制值的方法和系统。更进一步的，本发明其他所期望的有点和特征通过下面详细的说明和后附的权利要求，再结合相对应的附图和现有技术的背景可被更容易地理解。

发明内容

提供用于控制包括，但不仅限于，永磁电机(PM)的同步电机的方法和系统。永磁电机响应于指令d轴磁通量和转矩指令值。在一个实施例中，控制永磁电机的方法包括基于永磁电机的指令d轴磁通量和估算d轴磁通量的差值来确定永磁电机的最大转矩值，再基于该最大转矩值调节转矩指令值进行补偿。所述差值关联于永磁电机的当前温度与永磁电机的额定温度之间的变动值。

另一个实施例中，控制永磁电机的系统包括第一处理模块，该模块配置为基于永磁电机的指令d轴磁通量和估算d轴磁通量的差值对当前运行温度下运行的永磁电机的最大转矩值进行估算，还包括连接于该第一处理模块的第二处理模块。前述差值代表了对永磁电机的额定运行温度的温度变化值。第二处理模块配置为基于最大转矩值来调节转矩指令值以补偿温度的变化。

在另外一个实施例中，驱动系统包括具有在额定温度下的第一转矩限制值以及磁体温度的永磁电机，连接于该永磁电机的逆变器，以及连接于该逆变器的控制器。逆变器配置为用交流电(AC)电压驱动永磁电机，然后该永磁电机基于该交流电电压产生电流。控制器配置为基于磁体温度来确定永磁电机的第二转矩限制值，并进一步配置为基于该第二转矩限制值来调节电流以补偿磁体温度和额定温度之间的变动值。

附图说明

本发明在后文中将会结合附图进行说明，其中同样附图标记表示同样的部件，并且

图1示出了包括根据本发明的一个实施例的永磁电机的驱动系统的方框图；

图2示出了根据一个实施例的表示磁阻电动驱动系数，永磁电机的电机转速和驱动系统的供应电压之间关系的示意图；

图3示出了根据一个实施例的表示磁阻再生系数，永磁电机的电机转速和驱动系统的供应电压之间关系的示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的转矩限制值估算的方框图；

图5示出了根据本发明一个实施例的转矩指令调整的方框图；和

图6示出了根据本发明一个示例性实施例的控制永磁电机方法的流程图。

具体实施方式

下面详细的说明主要对本发明的应用和使用从本质上进行描述而并不对发明作出限制。进一步的，也不局限于任何前述的技术领域，背景技术，摘要或下面详细说明中公开或隐含的原理。

提供控制永磁(PM)电机的系统和方法，其修正永磁电机的最大转矩限制值以补偿永磁电机转矩输出的温度变动(例如，偏离额定温度的值)的效应。在一个实施例中，最大转矩限制值基于转矩中由永磁铁引起的一部分来修正。例如，最大转矩限制值基于由温度变动引起的永磁电机d轴磁通量差值进行修正。d轴磁通量差值表示永磁电机的当前温度与永磁电机的额定温度之间的变动值。该差值还可表示由于在永磁铁寿命期间磁性的衰减而造成的磁力的变化值。