[发明专利]控制方法及相关联的控制系统

说明书

本发明涉及一种用于控制具有永磁体的三相同步磁阻或同步旋转电机(4)的方法，包括以下步骤：测量旋转电机(4)的定子的每一相中流动的电流(i_A、i_B、i_C)；通过单个比例积分控制器来对以下各项进行第一计算：用于按所测得的每一电流(i_A、i_B、i_C)来控制逆变器(10)的换向控制信号，以及该旋转电机(4)所提供的机械转矩的目标值(T_ref)或者该旋转电机(4)的转子相对于该定子的角速度的目标值，该逆变器(10)被配置成在DC电源(8)与旋转电机(4)的定子的每一相之间传递电功率；通过计算出的换向控制信号来控制逆变器(10)。

技术领域

本发明涉及控制永磁同步或同步磁阻三相旋转电机的方法。本发明还涉及控制系统。本发明涉及旋转电机控制领域，尤其涉及控制永磁同步电机和同步磁阻电机的领域。

背景技术

使用诸如永磁同步电机或同步磁阻电机，具体而言是永磁辅助式同步磁阻电机之类的旋转电机是公知的。此类旋转电机例如在推进领域中被用来例如在诸如机动交通工具等交通工具上生成引擎扭矩。

文献FR-3,051,296 A1描述了例如永磁体辅助式同步磁阻电机。

此类旋转电机是有优势的，因为当达到所谓的“电压饱和”状态时，仍可能通过执行被称为“去磁通(defluxing)”的操作来提高电机的转子的转速，同时显著地限制旋转电机所提供的机械转矩的减小。当转速降低时，旋转电机所提供的机械转矩的这一减小是在不执行这一去磁通时出现的常见的不想要的现象。

在本发明的意义上，“电压饱和状态”被理解为以下情况：施加至旋转电机的端子的电压变得等于其值取决于旋转电机连接到的电气装置的最大可用电压，以使得提高旋转电机的电源电压不再是可能的。

此外，在本发明的意义上，“去磁通”被理解为控制这一旋转电机的方法，包括各相位(即，旋转电机的定子的绕组)处的电流注入，以便至少部分地补偿所述旋转电机的转子的磁体所产生的磁场。

这一控制方法通常包括计算作为在附连到转子的旋转参考系中表达的虚拟电流和电压的“直流”和“正交”电流和电压，以及使用两个伺服系统，一个与所谓的直流量相关，而另一个与所谓的正交量相关，以便确定将要施加给旋转电机的每一相的电压。

上文提及的旋转电机是同步的，去磁通涉及定子和转子的旋转磁场之间的同步。在附连到转子的旋转参考系中所表达的转子磁体和电流的磁场的相应方向之间形成的角度被称为“去磁通角”。

去磁通由此包括产生由定子电流引发的磁场以便至少部分地补偿转子的磁场的影响，以降低旋转电机的端电压。旋转电机由此能够吸收更多电流并因此能够在相同的速度下提供比没有这一去磁通的电机更高的机械转矩。去磁通因此在这种程度上是有优势的，因为它限制了旋转电机产生的机械转矩损失，并且它提高了转子在给定转矩值下的转速，且旋转电机的端电压未超过最大电压。由此，甚至在电压饱和状态下，旋转电机消耗的功率被维持在等于比缺少去磁通更高的功率，这导致更好的性能。

值得注意的是，同步磁阻电机具有高去磁通能力，这允许从其功率的很大一部分中受益，直至达到其最大速度。

然而，这一控制方法并非是完全令人满意的。

的确，在如上所述的常规控制方法中，电机的效率不是令人满意的。

这尤其源自以下事实：在这一常规控制方法中未向旋转电机的端子施加最大可用电压。这是因为以下事实：如果施加给电机的电压是最大的，则只有所述电压的相位将会是控制旋转电机的自由度，这将造成稳定性问题。

因此，在如上所述的常规控制方法中，通常决定向旋转电机施加低于最大可用电压的电压，以受益于两个控制自由度(向旋转电机的端子施加的电压的相位以及电压的范数)。