[发明专利]低速同步电机驱动操作

说明书

技术领域

本发明一般涉及电动机，并且更具体地涉及电动机的控制系统。

背景技术

同步交流(AC)电机(motor)通常使用正弦电流波形进行操作。对 于具有正弦反电动势轮廓(profile)的机器而言，正弦电流波形导 致平滑的转矩产生。已经建议用方形或梯形电流波形进行AC电机的 操作以增加电机的转矩输出，同时保持峰值电流应力。不过，这些方 法承认在高速操作时利用正常的正弦电流波形的优势。通常，梯形电 流波形或方形电流波形和标准正弦操作之间的过渡在预定的电机速 度下发生。由于从梯形操作到正弦操作或从正弦操作到梯形操作的突 然过渡，这种过渡可能是有问题的。

因此，希望提供一种用于产生梯形电流并将梯形电流以无缝方式 并入到同步电机控制结构中的方法及装置。此外，希望给出一种提供 增强的低速同步电机控制同时保持较高速时的鲁棒电机控制的同步 电机控制方法。而且，根据后文的详细描述及所附的权利要求书并结 合附图和上文的技术领域和技术背景，本发明的其它可取特征和特性 将会变得显而易见。

发明内容

提供了一种用于在低速时提供转矩提升(torque boost)的电动 机系统。该电动机系统包括交流(AC)同步电动机，逆变器和控制器。 该逆变器被耦合到AC同步电动机，并因此提供电控制。控制器连接 到逆变器，并向逆变器提供操作控制信号以操作该电动机。控制器包 括转矩命令增益块，该转矩命令增益块响应于检测的电动机速度来更 改转矩命令以产生经提升的转矩信号，根据响应于转矩命令而计算的 转矩相关比例因子更改转矩命令以定义所述经提升的转矩信号。

提供了一种用来产生控制交流(AC)同步电机的控制信号的方法。 该方法包括：响应于交流同步电机的速度来更改转矩命令以产生经提 升的转矩信号；响应于经提升的转矩信号产生用于为交流同步电机的 操作控制信号，以在低速时向交流同步电机提供转矩提升。

按照本发明的一种用来产生控制交流同步电机的操作控制信号 的方法，该方法包括以下步骤：

响应于交流同步电机的速度更改转矩相关比例因子；

当所述交流同步电机的速度被确定为低于所述预定速度时，响应 于所述转矩相关比例因子和所述交流同步电机的相电流更改所述转 矩命令以产生经提升的转矩信号；

响应于所述经提升的转矩信号和所述交流同步电机的相电流产 生用于所述交流同步电机的所述操作控制信号，以在所述交流同步电 机的速度被确定为低于预定速度时向所述交流同步电机提供转矩提 升。

按照本发明的第一方面的一种向交流同步电机提供转矩的方法， 包括以下步骤：

检测交流同步电机的速度；

响应于所检测的速度计算转矩相关比例因子；和

响应于所检测的速度，向所述交流同步电机提供转矩提升，所述 转矩提升是响应于所述转矩相关比例因子和所述交流同步电机的相 电流确定的，其中所述提供转矩提升的步骤包括如下步骤：

响应于转矩相关比例因子和交流同步电机的相电流产生经 提升的转矩信号；

响应于经提升的转矩信号产生操作控制信号；以及

向所述交流同步电机提供操作信号，以便向所述交流同步电 机提供转矩提升。

按照本发明的第二方面的一种用来向交流(AC)同步电机提供转 矩的方法，该方法包括以下步骤：，

检测交流同步电机的速度；

响应于所检测的速度计算转矩相关比例因子；和

响应于所检测的速度，向所述交流同步电机提供转矩提升，其中 所述提供转矩提升的步骤包括如下步骤：

响应于转矩相关比例因子和转矩命令产生经提升的转矩信 号；

响应于所述经提升的转矩信号和所述交流同步电机的相电 流产生所述操作控制信号；以及

向所述交流同步电机提供操作信号，以便向所述交流同步电 机提供转矩提升。

按照本发明的一种电动机系统，包括：

交流同步电动机；

耦合到所述交流同步电动机并向其提供电控制的逆变器；和