[发明专利]调节调制指数以提高相电压指令线性的方法、系统和设备

说明书

本发明是在由美国能源部颁发的DEFC26-07NT43123下的政府支持中进行的。政府在本发明中具有特定的权益。

技术领域

本发明的实施例总地涉及用于控制多相位系统的操作的技术，更特别地，涉及用来调节用于控制多相位机械的相位电压的方法、系统和设备。

背景技术

电机被广泛应用在各种各样的应用中。例如，混合动力/电动车（HEV）通常包括电力牵引驱动系统，该系统包括由具有直流（DC）电源（例如存储电池）的功率转换器驱动的多相位交流（AC）电机。AC电机的电机绕阻可联接至功率逆变器模块（PIM）的逆变器子模块。每个逆变器子模块都包括一对开关，该开关以互补的方式转换以执行将DC电力转换为AC电力的快速转换功能。该AC电力驱动AC电机，进而驱动HEV传动系的轴。

例如，某些传统HEV使用两个三相脉宽调制（PWM）逆变器模块和两个三相AC机器（例如，AC电机），每个三相AC机器都由其连接的三相PWM逆变器中的相应一个驱动。

在这种多相系统中，电压指令信号被应用至脉宽调制（PWM）模块。PWM模块对相位电压指令信号采用PWM波形，以控制相位电压指令信号的脉宽调制，并产生提供给PWM逆变器模块的转换矢量信号。

然而，在许多系统中，由于例如转换限制，以及汇流板、终端和电缆中的电压降等因素，施加在机器终端的电压展现相对于指令的相位电压的非线性。结果，会向机器应用错误的相位电压，从而无法恰当地调节相位电流，进而引起电流/扭矩振荡。

期望提供一种用于减少或消除指令相位电压中这种非线性的机构，使得在多相机器的终端应用正确的电压，以帮助保持恰当的相位电流调节。结合附图及前面的技术领域和背景技术，从后面的详细描述和所附权利要求可清楚本发明的其它期望特征和特性。

发明内容

本发明的实施例涉及用于控制多相电机的操作的方法、系统和设备，所述多相电机由电机驱动系统的多相PWM控制逆变器模块驱动。根据本公开的一部分，提供了用于控制具有多个电机终端的多相电机的方法。调制指数（MI*）和电压相角（Vangle）基于从电流调节器提供的电压指令信号和DC输入电压（Vdc）计算。

基于调制指数（MI*）（和可能的相位电流（Iph）），可产生调节后调制指数（MI*_adj）。调节后调制指数（MI*_adj）用于调节电压指令信号，并产生调节后电压指令信号（Vd_adj*，Vq_adj*），使得最后应用于电机终端的三相交流（AC）电压信号波形与电压指令信号基本相匹配。

基于调节后调制指数（MI*_adj）、电压相角（Vangle）和DC输入电压（Vdc），可计算用于产生开关矢量信号（Sa...Sc）的调节后电压指令信号（Vd_adj*，Vq_adj*）。基于开关矢量信号（Sa...Sc）和DC输入电压（Vdc），可产生三相交流（AC）电压信号波形，并将其应用于电机终端。应用于电压指令信号以产生调节后电压指令信号（Vd_adj*，Vq_adj*）的调节引起所述相位电压指令信号的大小被调节，以不管所述电动机驱动系统中的非线性而基本上匹配电机终端电压。

本发明提供如下技术方案。

技术方案1：一种用于调节来自电动机驱动系统中电流调节器的电压指令信号的方法，该方法包括：

基于所述电压指令信号计算调制指数；

基于所述调制指数产生调节后调制指数；以及

基于所述调节后调制指数计算调节后电压指令信号。

技术方案2：根据技术方案1的方法，其中基于所述电压指令信号计算调制指数的步骤包括：

基于所述电压指令信号和DC输入电压计算调制指数和电压相角。

技术方案3：根据技术方案2的方法，其中基于所述调节后调制指数计算调节后电压指令信号的步骤包括：

基于所述调节后调制指数、所述电压相角和所述DC输入电压计算调节后电压指令信号。

技术方案4：根据技术方案1的方法，其中基于所述调制指数产生调节后调制指数的步骤包括：

基于所述调制指数和相位电流产生调节后调制指数。

技术方案5：根据技术方案1的方法，其中所述多相电机包括电机终端，所述方法还包括：

通过对所述调节后电压指令信号进行dq-αβ转换来产生固定参照系电压指令信号；

基于所述固定参照系电压指令信号产生相位电压指令信号；

基于所述相位电压指令信号产生开关矢量信号；