[发明专利]用于控制旋转电机以减少直流总线上的电流纹波的系统

说明书

根据35 USC 119(E)，本文件要求基于2011年3月16日提交的美国临时申请序列号61/453,169的题为“SYSTEM FOR CONTROLLING ROTARY ELECTRIC MACHINES TO REDUCE CURRENT RIPPLE ON A DIRECT CURRENT BUS(用于控制旋转电机以减少直流总线上的电流纹波的系统)”的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于控制旋转电机以减少直流总线上的电流纹波的系统。

背景技术

在现有技术中，车辆可以配置有由相应的换流器组控制的多个旋转电机。旋转电机可以包括一个或多个交流驱动马达、一个或多个发电机，或两者兼而有之。换流器中的每一个都可能从直流数据总线抽取直流电流，并且将其转换成具有用于每个旋转电机的相应的相位的交流电流信号。由于每个换流器要求直流电流产生具有一个或多个相位的交流电流，直流总线上的直流电流可能经历与所产生的交流电流的相位一致或者相关的波动或电流纹波。例如，在某些情况下，在直流总线上的电流纹波可能会被称为直流总线上的瞬时低于预期的直流电流，或者直流总线上的不想要的直流电流随时间的波动，其使得旋转电机的控制(例如，电动马达转速或指令转矩)容易出错。为了解决直流总线上的升高的电流纹波的问题，例如，若干现有技术的车辆在直流总线上使用较大的电容器组形式进行更大的(或成比例地升高的)电容滤波。然而，更大的电容滤波可能会增加车辆的成本和重量，这可能会导致降低的燃油经济性。因此，需要降低直流总线上的电流纹波，以减小较大的电容器组所需的尺寸和相关的成本。

发明内容

在根据本发明的一个实施例中，系统能够在直流总线上的纹波电流降低的情况下控制车辆的推进。该系统包括用于施加转动能到车辆的相应的第一车轮的第一马达。第二马达被布置用于施加转动能到车辆的相应的第二车轮。第一换流器被连接到第一马达，其中第一换流器能够从直流总线接收直流电能。第一换流器被配置为提供具有相应的参考相位的第一组交流电流。第二换流器被连接到第二马达。第二换流器能够从直流总线接收直流电能。第二换流器被配置为提供具有相对于参考相位的相移的第二组交流电流，使得所述相移对于减少直流总线上的直流电流纹波是有效的。

附图说明

图1是用于控制旋转电机以减少在直流总线上的电流纹波的系统的一个实施例的方框图。

图2是用于控制旋转电机以减少在直流总线上的电流纹波的系统的另一个实施例的方框图。

图3是用于控制旋转电机以减少在直流总线上的电流纹波的系统的又一个实施例的方框图。

图4示出直流数据总线上的直流电流随时间变化的一组图表，用于在连接到直流数据总线的旋转电机之间或者之中的不同程度的相位同步。

具体实施方式

纹波是指直流总线的别样的直流电流(DC)或电压的变化。纹波可以被建模为幅度降低的交流电流信号分量(例如，一般为锯齿波形)，其与更大幅度的直流电流分量结合以在直流总线上形成集合信号。纹波的峰-峰幅度或者纹波的均方根幅度可以表示为直流电流分量或在直流总线上的集合信号的百分比。

电容器或电容器组可以与纹波额定值相关，纹波额定值是可以以纹波电流的相应频率(例如，换流器的开关频率)施加到电容器的最大电流。

根据一个实施例，图1示出了系统11，其能够在直流(DC)总线12上的电流纹波或纹波电流减少的情况下控制车辆的推进。

电能量源10连接到直流(DC)总线12的正极端和负极端。例如，电能量源10可以包括电池、燃料电池、发电机的输出、交流发电机的整流输出或另外的电能量源。

直流(直流)总线12具有正极端和负极端。第一电容器14连接在直流总线12的正和负极端之间。第一电容器14跨接在第一换流器22的直流输入端(或相应的输入导体)之间。第二电容器18连接在直流总线12的正极端和负极端之间。第二电容器18跨接在第二换流器24的直流输入端(或相应的输入导体)之间。在一个实施例中，第一电容器14和第二电容器18被选择为：(1)满足在最大预期纹波电流处的纹波额定值，和(2)具有对应的电容，该电容足以合理平滑纹波电流，以与第一换流器22和第二换流器24的交流输出信号之间的相移协作实现目标纹波幅度(例如，小于集合直流总线信号的大约百分之五)相移，这将在后面被更详细地描述。