[发明专利]具有电压谐波整形的电机控制

说明书

本公开涉及具有电压谐波整形的电机控制。一种用于电动机的控制系统，包括电流感测装置，所述电流感测装置被布置为产生指示所述电机中的电流的电流感测输出；电流控制装置，所述电流控制装置被布置为接收电流感测输出并输出指示要施加到所述电机的电压的电压需求；以及电压需求校正装置，所述电压需求校正装置被布置为产生校正信号并使用所述校正信号和电压需求以产生用于电压谐波整形的校正后的电压需求。

本申请是2011年4月14日提交的、申请号为201180026613.7、发明名称为“具有电压谐波整形的电机控制”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电动机控制，确切地说涉及对施加到电动机绕组的电压中谐波的控制。它能够用于例如校正由电机驱动器输出的电压中的谐波误差，并且把谐波添加到输入到电机的电压以校正该电机转矩输出的谐波变化。

背景技术

电动执行器的闭环电流控制器典型情况下采用图1所示的形式。响应于所请求的目标电流使用矢量控制，对电机的每个相绕组都施加了电压并测量了最终产生的电流。然后控制器，典型情况下是PI控制器，使用测出的电流控制所请求的电压以实现目标电流。给出电机电气位置的信号也是必需的，以便能够在正确的时间以正确的相位施加电压。在图1的系统中显示了位置传感器，但是本发明同样适用于无位置传感器的系统，其中位置信号从其他传感器测量结果估算。

典型情况下对于3相电机，驱动器包括6FET电桥，被布置为以PWM模式对电机端子施加已知的电压以实现所期望的闭环电流。由于被施加到电机以产生所期望电压的PWM切换模式，所以可能引入附加的有害谐波频率形式的驱动级非线性，如图2所示。

发明内容

本发明提供了用于电动机的控制系统，所述系统包括电流感测装置，被布置为产生电流感测输出，电流感测输出可以指示所述电机中的电流；以及电流控制装置，其可以被布置为接收所述电流感测输出并输出可以指示要施加到所述电机的电压的电压需求。所述系统可以进一步包括电压需求校正装置。所述电压需求校正装置可以被布置为产生校正信号。它可以被布置为产生校正后的电压需求，在某些情况下通过使用所述校正信号和所述电压需求。

所述电压需求校正装置可以被布置为监视所述电流感测输出，从而测量所述电压需求中的失真，并且可以被布置为产生所述校正信号以便至少部分地校正所述失真。

所述校正装置可以被布置为识别失真频率。它可以被布置为产生所述校正信号以便在所述失真频率处改变所述电压需求的分量。例如，它可以被布置为识别出所述电流感测输出的具有等于所述失真频率的频率的分量，以及测量该分量的幅度以测量所述失真。在这种情况下，它可以被布置为变换所述电流感测输出以使得所述识别出的分量或者所述识别出的频率分量的至少一部分或分量变成DC分量，并且测量所述DC分量的幅度。它可以被布置为将所述识别出的分量变换成两个DC分量。这两个分量可以例如对应于所述识别出的频率分量的两个不同的相位分量。比如D和Q轴的分量，或α和β分量。

所述校正装置可以被布置为产生所述校正信号，以便减小所述识别出的分量，或者它也可以被布置为增大所述识别出的分量。所述减小或增大可以按照可变的量以便校正测出的失真，或者它也可以按照固定的量，例如校正所述系统的已知失真。例如，它可以被布置为按固定幅度产生所述校正信号以便校正所述电机的转矩谐波。

所述校正装置可以被布置为把所述校正信号与所述电压需求结合以产生所述校正后的电压需求。

所述电机可以具有固定的绕组和相对于所述绕组旋转的转子。所述电流感测装置可以包括电流传感器，电流传感器被布置为测量在所述电机绕组中的电流，并且可以包括变换装置，变换装置被布置为将所述测出的电流变换到所述转子的参考系中。所述电流感测输出可以定义正在旋转的参考系(例如具有D和Q分量的转子参考系)中的电流，也可以定义在固定的、具有α和β分量的参考系中的电流。