[发明专利]电动机控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电动机控制器。更具体地，本发明涉及可在诸如电动车辆的使用电动机作为驱动源的车辆中减少转矩波动的电动机控制器。

背景技术

为解决环境污染问题并使用替代能源，已发展了电动车辆。

电动车辆包括用于驱动车辆的电动机和用于向电动机供电的高压电池。电池是驱动电动机的能量源，并可通过逆变器向电动机供电。

逆变器可将DC电压转换成三相AC电压(u相、v相和w相)，以通过电缆向电动机提供转换的AC电压，并且电动机控制器可通过脉宽调制(PWM)控制逆变器。

在电动车辆中，电动机的输出端子直接或间接连接到车辆的驱动单元，使得电动机的驱动转矩影响车辆的驱动。因此，与所需转矩命令对应的转矩应稳定输出，以使得诸如电动车辆的使用电动机作为驱动源的车辆被稳定地驱动。

然而，由于电动机的结构上的非线性和电动机控制器的特性，除所需转矩命令之外还会输出不必要的谐波分量，例如转矩波动。当谐波分量包括在电动机输出转矩中的时候，在特定电动机速度下会发生振动。

进一步地，当在包括电动机的驱动系统中发生的振动扩散到车辆时，乘坐舒适性会恶化并且车辆耐久性会降低。

上述在背景技术部分披露的信息仅用于增强理解本发明概念的背景，因此可能含有不形成已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明试图提供一种电动机控制器，其可减少在诸如电动车辆的使用电动机作为驱动源的车辆中发生的转矩波动。

本发明的一个方面涉及一种包括可变控制器、电流控制器和电力模块的电动机控制器。可变控制器被配置成接收转矩命令、电动机转子位置和电动机转速，根据电动机转子位置的变化改变第一轴电流命令和第二轴电流命令，并且输出第一轴电流命令和第二轴电流命令。电流控制器被配置成将第一轴电流命令和第二轴电流命令分别变换成第一轴电压命令和第二轴电压命令。电力模块被配置成提供通过脉宽调制而调制的第一轴电压命令和第二轴电压命令。

可变控制器可包括转矩控制器和可变最大转矩电流比(MTPA)控制器。转矩控制器可被配置成由电动机转子位置和电动机转速计算修正的电动机转子位置。可变MTPA可被配置成输出与修正的电动机转子位置对应的第一轴电流命令和第二轴电流命令。

可通过等式θ_{r_mod}＝α·(θ_r+β·ω_r·dt)+θ_{r_offset}计算修正的电动机转子位置(θ_{r_mod})，并且α和θ_{r_offset}是调整系数，β是时间延迟校正系数，θ_r是电动机转子位置，以及ω_r是电动机转速。

当不使用转矩控制器时，α可趋于零并且θ_{r_offset}可趋于θ_r。

可变MTPA控制器可在映射表中存储MTPA信息，并且输出与修正的电动机转子位置和转矩命令对应的第一轴电流命令和第二轴电流命令。

可变MTPA控制器可输出第一轴电流命令和第二轴电流命令，以导致第一轴电流和第二轴电流流过电动机的电动机线圈，并向电动机供应第一轴电压和第二轴电压以形成第一磁通量和第二磁通量。

可变MTPA控制器可输出第一轴电流命令和第二轴电流命令，使得第一磁通量和第二磁通量与第一轴电流和第二轴电流的组合根据电动机的两个轴电感的改变而改变。

可变MTPA控制器可输出第一轴电流命令和第二轴电流命令，使得用于输出相同转矩的第一轴电流和第二轴电流的组合根据修正的电动机转子位置而改变。

根据本发明的一个方面，由于MTPA控制器的两个轴电流和输出根据电动机转子位置适当组合，因此可使转矩波动最小化。

附图说明

提供附图用于在描述本发明的示例性实施例时进行参考，并且本发明的精神不应仅由附图解释。

图1是示出根据本发明示例性实施例的电动机控制器的框图。

图2是示出根据电动机转子位置的同步电感的图表。

图3是示出根据电动机转子位置的相同转矩曲线的图表。

图4是示出根据电动机转子位置的输出转矩的图表。

图5是示出根据电动机转子位置的转矩和电动机转速的图表。

具体实施方式

以下参考附图更完整地描述本发明，在附图中示出本发明的示例性实施例。本领域技术人员会认识到，所描述的实施例可以各种不同方式修改，所有这些修改都不背离本发明的精神或保护范围。