[发明专利]电机控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明有关一种用以控制电机的方法和系统，尤其涉及一种用以控制交流电机的方法和系统。

背景技术

交流电机由控制系统输出的电压矢量控制并且产生电机力矩来驱动混合动力汽车或电动汽车的车轮。电压矢量是由直流电压转变而来。电机力矩随着电压幅值和电压相角的改变而改变。目前，电机力矩通过同时调节电压幅值和电压相角来控制。然而这样很难确定一个电压幅值和电压相角的组合来保证电机力矩尽可能大从而保证直流电压利用率尽可能高。

现有一种方法用来提高电机力矩和直流电压利用率，该方法通过固定电压幅值并改变电压相角来实现，如此仅通过改变电压相角来控制电机力矩。例如，IEEE工业电子学汇刊2005年6月52卷第3号(IEEE Transactions on Industrial Electronics，Vol.52，No.3，June 2005)中的“永磁同步电机的力矩控制的开发和测试(Development and testing of the torque control for the permanent-magnet synchronous motor)”。然而这种方法在推导过程中假设了很多近似，做了大量的简化，难以保证电机力矩相对于电压相角线性变化。这一方法的缺点是不能快速连续地计算和控制电机力矩。

因此，有必要提供一种电机控制方法和系统来解决上面提及的技术问题。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种电机控制方法。该方法包括：通过信号单元获得电机的电信号，电信号包括电机力矩和角速度；通过计算单元计算电压矢量的电压相角，计算单元的输入包括命令力矩、电机力矩、角速度及电压矢量的电压幅值，其中电压相角是变量且电压幅值是常量；通过调制器调制由所述电压相角和所述电压幅值形成的所述电压矢量成控制逆变器的开关信号；通过逆变器根据开关信号转换直流电压为电压矢量；以及提供电压矢量给电机；在角速度不变和电压相角的单调区间内电机力矩相对于电压相角线性变化。

本发明的另一个方面在于提供一种控制方法，用以控制电机产生的电机力矩。该控制方法包括：固定从逆变器输出的电压矢量的电压幅值；以及调节电压矢量的电压相角来控制电机力矩；在电机的角速度不变和电压相角的单调区间内电机力矩相对于电压相角线性变化。

本发明的再一个方面在于提供一种控制系统，用以控制电机。该控制系统包括：信号单元，用以输出电机的电信号，电信号包括电机力矩和角速度；控制器，与信号单元连接并设有计算单元，计算单元用以计算电压矢量的电压相角，计算单元的输入包括命令力矩、电机力矩、角速度及电压矢量的电压幅值，电压相角是变量且电压幅值是常量；在角速度不变和电压相角的单调区间内电机力矩相对于电压相角线性变化。

本发明的控制方法和系统中通过改变电压相角来控制电机力矩，且电机力矩与电压相角成线性变化，从而可快速连续地控制电机力矩。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1所示为本发明电机系统的一实施例的模块图。

图2所示为用于图1所示的电机系统中的控制器的计算单元的一实施例的模块图。

图3所示为用于图1所示的电机系统中的控制器的计算单元的另一实施例的模块图。

具体实施方式

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”“后部”“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

图1是本发明一种实施例的电机系统100的模块图。在图1所示的实施例中，电机系统100包括电机10和控制电机10的控制系统200。控制系统200包括与电机连接的逆变器20、与逆变器20连接的直流电源30、与逆变器20连接的调制器40、与调制器40连接的控制器50及与控制器50连接的信号单元60。