[发明专利]永磁同步电机的电机电流限制

说明书

描述了应用于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)的电机电流限制的技术方案。示例系统包括永磁同步电机和电机控制系统。电机控制系统配置为，接收转矩指令并基于给定电压和给定的最大电机电流限制确定是否可以满足转矩指令。电机控制系统还配置为，响应于确定可以满足转矩指令，确定满足转矩指令的最小电流。电机控制系统还配置为，将最小电流作为最小电流指令发送到永磁同步电机。

技术领域

本公开一般涉及用于电动助力转向系统的永磁同步电机的电机电流限制。

背景技术

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machines，PMSM)由于其高功率密度、卓越的控制性能和可靠性而广泛用于电力驱动应用。通常，利用电流和位置测量值，通过反馈电流控制间接地执行永磁同步电机的转矩控制。磁场定向控制(Field OrientedControl，FOC)是最常用的电流控制技术，其中所有交流信号通过坐标系变换转换为直流信号。然后，控制系统在同步旋转坐标系或d/q坐标系中执行。

发明内容

根据一个或多个实施例，一种系统包括永磁同步电机和电机控制系统。电机控制系统配置为，接收转矩指令并基于给定电压和给定的最大电机电流限制确定是否可以满足转矩指令。电机控制系统还配置为，响应于确定可以满足转矩指令，确定满足转矩指令的最小电流。电机控制系统还配置为，将最小电流作为最小电流指令发送到永磁同步电机。

根据一个或多个实施例，一种方法包括由处理设备接收转矩指令和电压。该方法还包括由处理设备基于转矩指令和电压确定电流指令。该方法还包括由处理设备基于电流指令估算永磁同步电机的电机电流。该方法还包括由处理设备确定电机电流是否小于最大电机电流阈值。该方法还包括，响应于确定电机电流不大于最大电机电流阈值，将电机电流作为最小电流指令发送到永磁同步电机。

根据一个或多个实施例，电机控制系统配置成，基于给定电压和给定的最大电机电流限制来确定是否可以满足转矩指令。电机控制系统还配置为，响应于确定不能满足转矩指令，迭代地修改转矩指令直到可以满足转矩指令。电机控制系统还配置为，响应于确定可以满足修改的转矩指令，确定满足转矩指令的最小电流。

从以下结合附图的描述，这些和其他优点和特征将变得更加明显。

附图说明

在说明书结尾处的权利要求书中特别指出并清楚地要求保护本公开的对象。通过以下结合附图的详细描述，本公开的前述和其他特征以及优点将变得显而易见，其中：

图1描绘了根据本公开的各个方面的电动助力转向系统的示例性实施例的框图；

图2描绘了用于PMSM的示例性转矩控制算法的框图；

图3A描绘了根据本公开的各个方面的PMSM运行模式的运行轨迹分析；

图3B描绘了根据本公开的各个方面的对MTPA轨迹进行的PMSM运行轨迹分析。

图3C描绘了根据本公开的各个方面的对MSM电压性能进行的PMSM运行轨迹分析；

图4描绘了根据本公开的各个方面的凸极式PMSM驱动中的转矩、电机电流、电压和供电电流的波形图；

图5描绘了用于考虑根据本公开的各个方面的PMSM驱动的最大电机电流限制的电机电流管理方案的流程图；

图6描绘了使用传统电机电流管理技术仿真结果的转矩、电机电流、电压和电池电流的波形图；

图7描绘了通过根据本公开的各个方面的应用电机电流管理技术实现的仿真结果的转矩、电机电流、电压和电池电流的波形图；和

图8描绘了用于根据本公开的各个方面的永磁同步电机的电机电流限制方法的流程图。

具体实施方式