[发明专利]用温度补偿控制电动机的方法和系统

说明书

本发明根据35U.S.C.119(e)要求2011年2月23日提交的、名称为“METHOD AND SYSTEM CONTROLLlNG AN ELECTRICAL MOTOR WITH TEMPERATURE COMPENSATION”的第61／445,650号美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用温度补偿控制电动机的方法和系统。

背景技术

电动机可具有带永磁体的转子和定子，例如内置永磁体(IPM)电动机或IPM同步电动机。由于与转子相关的磁体中的温度变化，因此，内置永磁体(IPM)电动机或IPM同步电动机可能具有变化的磁场强度。依次地，如果磁场强度降低，电动机的输出转矩和运转效率倾向于降低。与定子壳体或定子绕组相反，特定的电动机不具有用于测量转子上的磁体的温度的温度传感器。此外，转子磁体温度相对于定子绕组温度或电动机的不同速度区域处的冷却剂温度可能具有被较差的限定的、不稳定或不一致的关系。因此，需要一种用温度补偿控制电动机的改进的方法和系统。

发明内容

根据一个实施例，公开了用于控制包括定子和带有相关联的转子磁体的转子的电动机的方法和系统。温度估算模块基于与基准磁通强度相对比的工作磁通强度估算与所述转子相关联的磁体的温度变化，其中，所述基准磁通强度是在已知的环境温度下并针对所述电动机的预定的工作范围被确定的。温度估算模块或所述系统建立所估算的温度变化与电动机的目标输出转矩的磁转矩分量之间的、符合所述预定的工作范围的关系。电流调整模块或数据处理系统根据所建立的关系调整用于所述电动机的命令(例如，正交轴电流命令或正交轴电流)，以补偿与所估算的温度变化相关联的轴转矩变化。

附图说明

图1是用于用可温度补偿控制电动机的系统的一个实施例的方块图。

图2是与图1一致的电子数据处理系统的方块图。

图3是比图1更详细地示出了该系统的一部分的方块图。

图4是用于用温度补偿控制电动机的方法的第一实施例的流程图。

图5是用于用温度补偿控制电动机的方法的第二实施例的流程图。

图6是用于用温度补偿控制电动机的方法的第三实施例的流程图。

具体实施方式

根据一个实施例，图1公开了用于控制电动机117(例如，内永磁体(IPM)电动机)或其他交流电机的系统。在一个实施例中，除电动机117外，该系统可以被称为逆变器或电动机控制器。

该系统包括电子模块、软件模块，或以上二者。在一个实施例中，电动机控制器包括电子数据处理系统120，以支持一个或多个软件模块的软件指令的存储、处理或执行。电子数据处理系统120如图1中的虚线所示，并且在图2中被更详细地示出。

电子数据处理系统120被连接到逆变器电路188。逆变器电路188包括半导体驱动电路，该半导体驱动电路驱动或控制切换半导体(例如，绝缘栅双极晶体管(IGBT)或其他功率晶体管)以输出用于电动机117的控制信号。依次地，逆变器电路188被连接到电动机117。电动机117与传感器115(例如，位置传感器、分解器或编码器位置传感器)关联，传感器115与电动机轴126或转子相关联。例如，传感器115和电动机117被连接到数据处理系统120，以提供反馈数据(例如，诸如i_a，i_b，i_c的电流反馈数据)、原始位置信号、以及其他可能的反馈数据或信号。例如，其他可能的反馈数据包括但不限于：绕组温度读数、逆变器电路188的半导体温度读数、三相电压数据、或电动机117的其他热学信息或性能信息。

在一个实施例中，转矩指令生成模块105被连接到d-q轴电流生成管理器109(例如，d-q轴电流生成查找表)。d-q轴电流指的是可应用于矢量控制式交流电机(例如电动机117)中的直轴电流和正交轴电流。d-q轴电流生成管理器109的输出和电流调整模块107(例如，d-q轴电流调整模块)的输出被提供给加法器119。依次地，加法器119的一个或多个输出(例如，直轴电流数据(i_d^*)和正交轴电流数据(i_q^*)被提供或连接至电流调整控制器111。