[发明专利]控制旋转电机的方法,所用伺服控制系统及旋转电机

权利要求书

1.一种控制n相旋转电机的方法，该n相旋转电机由具有n个SPmLL开关、定义了mⁿ个定子相电压矢量状态的逆变器来提供交流，在可采用各种控制方案、每种方案都具有应用条件的一个伺服控制系统的作用下，所述电机的电磁扭矩Γ和定子磁通量|φs|从动于设定点Γ_ref、|φ_s|_ref，所述的伺服控制系统包括一组传感器，其所检测到的数值传送到一个采样观测器，所述观测器的输出，即在一给定的采样时间T_e内得到的采样，送入一个计算装置，所述计算装置输出控制信号，用于控制所述逆变器的所述SPmLL开关，在此方法中，根据所采用控制方案的所述应用条件，通过顺序地转换所述n个状态的所述次序以及所述n个状态所述次序中每一个的作用时间dt_k k∈{1，…，n}，所述计算装置一个接一个地依次计算出所述相电压矢量的n个状态，使所述扭矩Γ和所述磁通量|φ_s|接近于所述设定点Γ_ref、|φ_s|_ref，每次采样时，所述计算装置都计算出所述相位矢量当前状态的剩余作用时间以及更新的、将来状态的作用时间，与采样时间和计算时间异步进行，在所述当前状态的作用时间结束时，所述计算装置发送出SPmLL开关控制信号，使此开关从所述当前状态转换到下一状态。

2.根据权利要求1所述的控制方法，所述的计算装置在一个正交三维的参考计算坐标系内进行计算，此正交三维参考计算坐标系包括所述定子磁通量φ_s的定子平面(φ_sα，φ_sβ)和垂直于所述定子平面(φ_sα，φ_sβ)、代表所述扭矩Γ的轴，所述的设定点Γ_ref、|φ_s|_ref由圆η_ref表示，该圆位于与所述定子平面(φ_sα，φ_sβ)平行的平面内，其中心在所述的垂直轴上，半径为|φ_s|_ref，与所述垂直轴相交于Γ_ref；所述旋转电机提供的数值Γ、φ_s，由圆η上的一个点A(φ_sα，φ_sβ，Γ)来表示，圆η位于与所述定子平面(φ_sα，φ_sβ)平行的平面内，其中心在所述的垂直轴上，半径为|φ_s|，与所述垂直轴相交于Γ；在此方法中，所述控制方案是一个与旋转电机的旋转频率相异步的方案，其中通过所述n个状态的顺序作用，依次地计算出所述电压矢量的所述n个状态，从而使得所述点A(φ_sα，φ_sβ，Γ)会聚于圆η_cal的任一点D上，圆η_cal的中心位于所述垂直轴上，半径为|φ_s|_cal，与所述垂直轴相交于Γ_cal；在一预先给定的时间内，所述的计算装置计算出所述圆η_cal的方程，从而使得所述顺序作用时间、生成的平均扭矩Γ和平均定子磁通量|φ_s|大体上分别等于所述设定点Γ_ref、|φ_s|_ref。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，n可等于3，所述控制方案以一个SOCMLI作用周期为基础，所述计算装置应寻找出由顺序的三种状态一包括初始状态V_i、与V_i相邻的两种状态V_adj中之一以及零位状态(V₀)组成的、所述电压矢量的一个唯一三元组(V_o，V_i，V_adj)i∈{2，…，mⁿ-1}，此三种状态相应的作用时间dt_i、dt_adj、dt_o都是正值，并且所述的作用时间之和等于所述逆变器转换时间T_d的一半。