[发明专利]用于旋转电机的控制系统

说明书

一种包括定子(31)和转子(30)的多相和同步旋转电机的控制系统，所述控制系统包括：‑电子板(16)，用于根据菲涅耳参考系中的强度矢量(I)生成定子切换信号；‑逆变器(29)，能够根据定子切换信号对电压源(1)进行切换，以向每个定子绕组(8,9,10)供应电压和具有电脉冲(we)的电流，使得定子生成定子磁通量(PHI)，该定子磁通量(PHI)在派克变换后具有分量PHId和PHIq；本发明提出，在从利用幅度宽度调制的矢量控制模式(22)改变为全波控制模式(24)时，逆变器(29)和电子板(16)被配置为根据利用固定电压的控制模式(23)操作，其中逆变器(29)和电子板(16)根据其中电流矢量(I)的Iq分量被控制的幅度宽度调制的控制模式操作，对应电压矢量(V)的模数具有由电子板(16)确定的值。

技术领域

本发明涉及一种用于旋转电机的控制系统及其对应的控制处理。该系统尤其包括AC-DC转换器-也已知为逆变器。

本发明更具体地应用于可逆多相类型的旋转电机，已知为阿尔特诺启动器(alterno-starters)，其用于汽车工业中。

背景技术

逆变器使得能够从DC源生成操作多相旋转电机所必需的多相电流。

通常，逆变器包括形成几个动力臂的切换构件，每个动力臂包括两个级别上的经典桥架构中的两个切换构件。

同一动力臂的一对切换构件的中点连接到旋转电机的定子的相绕组。

法雷奥电机设备公司(VALEO ELECTRONIQUE)的法国专利申请FR2745445描述了在交流发电机的定子输出端的整流桥，其也用作电动机的相的控制桥，桥臂的功率晶体管由控制单元供应的方波信号序列控制。这种“全波”控制对于本领域技术人员来说是公知的。

切换构件也可以通过称为MLI(或英语PWM，“脉冲宽度调制”的首字母缩写)的脉冲宽度调制处理来调节。

图1以概要的方式图示了脉冲宽度调制矢量控制的原理，电机104在三相情况下图示。

对于该控制，调节两个值Id和Iq，它们是使用作为菲涅耳参考系中的电压矢量的分量的两个控制值Vd和Vq的、菲涅耳参考系中的强度矢量的分量。

例如，对两个值Vd和Vq执行逆派克变换T^-1，并且对于每个相位从它们推导出电压100。

通过计算101从逆变器29的每个切换元件的电压100确定切换信号102。计算切换信号102，使得供应到机器的电相的电压取值100。这些切换信号102属于MLI类型。

打算用于机器104的每个相的电流103离开逆变器29。

然后执行变换T，例如派克变换，以从电流103确定菲涅耳参考系中的两个Id值和Iq。

将两个Id和Iq值作为参考值，例如取决于机器的参考扭矩C，然后通过比例积分微分型处理器提交用于校正，以分别推导出Vd和Vq。

法雷奥电机设备公司(VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR)的法国专利申请FR2895598描述了多相逆变器的特定MLI控制处理，其同时使能减少通过切换的任何损耗并且允许减小去耦电容器中的有效电流，以便减小电源电压的波动。

法雷奥电机设备公司(VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR)的法国专利申请FR3004299公开了例如根据旋转电机的转子的转动速度改变控制策略。

加拿大专利申请CA2027983描述了每当转动速度增加时就在MLI控制到全波控制之间转换的策略。特别地，提出了当电流斩波量超过某一数量时在两个控制之间的切换。还描述了转换策略的类似实施例。