BR112015002624B1 - sistema de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica, veículo automotivo, e, processo de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica - Google Patents
sistema de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica, veículo automotivo, e, processo de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica Download PDFInfo
- Publication number
- BR112015002624B1 BR112015002624B1 BR112015002624-9A BR112015002624A BR112015002624B1 BR 112015002624 B1 BR112015002624 B1 BR 112015002624B1 BR 112015002624 A BR112015002624 A BR 112015002624A BR 112015002624 B1 BR112015002624 B1 BR 112015002624B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- component
- current
- command
- direct
- quadratic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 230000017105 transposition Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 14
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
- B60K23/08—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/05—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for damping motor oscillations, e.g. for reducing hunting
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
SISTEMA DE COMANDO DO TORQUE ELETROMAGNÉTICO DE UMA MÁQUINA ELÉTRICA, VEÍCULO AUTOMOTIVO, E, PROCESSO DE COMANDO DO TORQUE ELETROMAGNÉTICO DE UMA MÁQUINA ELÉTRICA Sistema de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica notadamente para veículo automotivo. Sistema de comando (1) do torque eletromagnético de uma máquina elétrica (10) trifásica com ímãs permanentes, compreendendo meios de medição (2) da corrente, meios de transposição (3) aptos a transpor as três correntes medidas em um componente direto (Id) e um componente quadrático (lq) de corrente a partir de uma transformada dos sistemas trifásicos, os meios de transformação (4) aptos a converter um ponto de ajuste de torque (Creqem) em um ponto de ajuste (lreq) para o componente quadrático (lq) de corrente e um ponto de ajuste (lreq) para o componente direto (Id) de corrente, meios de determinação das tensões de comando (U1, U2, U3), e meios de comando (9) aptos a aplicar as tensões de comando (U1, U2, U3) determinadas à máquina elétrica (10).
Description
[0001] A invenção refere-se a um processo de comando de um torque eletromagnético de uma transmissão de um veículo automotivo munido com uma máquina elétrica de acionamento e, notadamente, de uma transmissão híbrida de um veículo automotivo munido de um motor térmico e de uma máquina elétrica de acionamento.
[0002] Uma transmissão híbrida compreende geralmente duas árvores primárias concêntricas portando, cada uma, pelo menos um pinhão de descida sobre uma árvore secundária ligada às rodas do veículo e um primeiro meio de acoplamento entre as duas árvores primárias podendo ocupar três posições: uma primeira na qual o motor térmico é desacoplado da cadeia cinemática ligando a máquina elétrica às rodas, uma segunda na qual o motor térmico aciona as rodas independentemente da máquina elétrica, e uma terceira na qual o motor térmico e a máquina elétrica são acoplados de modo a adicionar em direção das rodas os seus torques respectivos.
[0003] Existem igualmente três posições para ligar a árvore primária ligada ao motor elétrico com a árvore secundária: uma primeira na qual o motor elétrico não é acoplado diretamente à secundária, uma segunda na qual o motor elétrico é diretamente ligado à secundária com uma primeira relação, e uma terceira na qual o motor elétrico é diretamente ligado à secundária com uma segunda relação.
[0004] No caso onde apenas a máquina elétrica fornece o torque de tração ao veículo automotivo, ou seja, em um caso de tração meramente elétrico, como em um veículo automotivo com tração meramente elétrica, o torque fornecido pela máquina elétrica deve ser controlado. O torque de uma máquina elétrica sendo diretamente ligado às correntes circulando na mesma, estas correntes devem ser comandadas de modo preciso.
[0005] Em uma máquina elétrica, notadamente uma máquina sincrônica trifásica com ímãs permanentes e com fluxo axial, as correntes nas três fases do estator são sinusoidais e defasadas cada um de
.Estas correntes criam um campo magnético giratório na máquina elétrica. O rotor é composto de ímãs permanentes, por exemplo, entre 1 e 5 pares de pólos. Como uma bússola, o rotor alinha-se naturalmente sobre o campo magnético giratório criado pelo rotor. Assim, a frequência de rotação do rotor é igual à frequência das correntes do estator (sincrônico). São as amplitudes das correntes do estator e a potência dos ímãs do rotor que criam o torque necessário à rotação da máquina. Para comandar estas correntes, é necessário, portanto, aplicar a cada fase do estator tensões sinusoidais defasadas de 
cada uma igualmente.
[0006] Geralmente, é mais simples aplicar uma regulação sobre as constantes do que sobre os sinais sinusoidais. Uma transformada dos sistemas trifásicos como a transformada de Park é geralmente utilizada para projetar um sistema trifásico sobre um espaço bidimensional a fim de se encontrar com um sistema monofásico equivalente. É assim possível transpor as três correntes e as três tensões sinusoidais do estator relativas às três fases de um sistema trifásico em um espaço onde os três sinais sinusoidais de corrente ou de tensão são expressos sob a forma de dois sinais constantes de corrente ou de tensão, um sobre o eixo direto Xd e o outro sobre o eixo em quadratura Xq. Para isto, o ponto de referência de Park se apóia sobre um ponto de referência ligado ao campo giratório, ou seja, neste caso da máquina sincrônica, a um ponto de referência ligado ao rotor.
[0007] Trabalhando-se com correntes e tensões expressas no espaço de Park, é assim possível atuar sobre correntes ou tensões constantes antes que em sinais sinusoidais para regular a máquina trifásica a comandar.
[0008] Fazendo-se a transformada inversa, é possível retornar ao ponto de referência normal da máquina e, portanto, saber exatamente quais tensões ou quais correntes aplicar sobre cada fase da máquina.
[0009] A utilização de uma bateria como alimentação da máquina elétrica trifásica impõe tensões suplementares pelo fato de que as tensões aplicáveis são limitadas pelas capacidades da bateria. Não é, com efeito, possível atingir certos pontos de ajuste devido a estas limitações. Um ponto de ajuste fora do espaço atingível é frequentemente gerador de instabilidade.
[0010] Um objetivo da invenção é assegurar a estabilidade das correntes na máquina quando de sua regulação apesar das limitações em tensão. Se, com estas tensões, os pontos de ajuste permanecem inatingíveis, então o objetivo é então aproximar-se ao máximo do ponto de ajuste.
[0011] O documento US 6 1 8 1091 descrevem um processo de comando de uma máquina sincrônica com ímãs permanentes em que a saturação é evitada modificando-se o funcionamento do módulo de modulação de largura de fase (PWM) assegurando as tensões sobre cada ramificação do motor. Neste processo de comando conhecido, o torque eletromagnético acessível pela máquina sincrônica é reduzido a fim de evitar a saturação em tensão, notadamente comandando diretamente um componente de corrente no espaço de Park.
[0012] Em geral, para comandar o componente quadrático de corrente, utiliza-se um mapa dando o componente direto da corrente em função do ponto de ajuste de componente quadrático a atingir. Este processo apresenta a desvantagem de precisar realizar uma campanha de elaboração dos mapas das correntes. Além disso, nada permite assegurar a obtenção de correntes ótimas para um torque eletromagnético dado. Com efeito, com este método cartográfico, para assegurar-se de não entrar nas condições de saturação de tensão, prevê-se uma margem de segurança sobre o valor do componente direto de corrente, isto é, que o componente direto de corrente é diminuído acima do necessário para não correr o risco de ver saturações em comando do sistema. Esta margem de segurança é feita em detrimento do rendimento da máquina.
[0013] Tal redução do componente direto da corrente implica uma redução das tensões e, portanto, uma diminuição do torque eletromagnético acessível.
[0014] A invenção propõe-se fornecer um processo de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica com ímãs permanentes permitindo assegurar a estabilidade das correntes na máquina elétrica qualquer que seja o regime da máquina elétrica e com ganhos constantes predeterminados do regulador.
[0015] De acordo com um aspecto da invenção, é proposto, em um modo de realização, um sistema de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica trifásica com ímãs permanentes, compreendendo meios de medição da corrente fornecida sobre as três fases da máquina, meios de transposição aptos a transpor as três correntes medidas em um componente direto e um componente quadrático de corrente a partir de uma transformada dos sistemas trifásicos, meios de transformação aptos a converter um ponto de ajuste de torque em um ponto de ajuste para o componente quadrático de corrente e um ponto de ajuste para o componente direto de corrente, meios de determinação das tensões de comando, e os meios de comando aptos a aplicar as tensões de comando determinadas à máquina elétrica.
[0016] De acordo com uma característica geral da invenção, os meios de determinação compreendem um primeiro módulo de cálculo recebendo os referidos componentes diretos e quadrático de corrente, bem como os referidos pontos de ajuste, o primeiro módulo de cálculo sendo apto a aplicar uma mudança de variáveis e a fornecer um conjunto de variáveis de comando a um módulo de regulação apto a fornecer parâmetros de comandos calculados a partir de um sistema de equações em função das variáveis de comando, o sistema de equações isolando os termos de perturbações devidas ao fluxo gerado pelos ímãs do rotor da máquina elétrica dos termos contribuindo para o torque eletromagnético, e um segundo módulo de cálculo apto a calcular as tensões de comando a partir dos componentes direto e quadrático de tensão determinados a partir dos parâmetros de comando.
[0017] A mudança de variável permite transformar o sistema de equação regulando o torque eletromagnético expresso no espaço de Park em um sistema de equações compreendendo variáveis endógenas próprias do torque eletromagnético e variáveis exógenas próprias das perturbações devidas ao fluxo. Esta mudança de variável permite assim isolar em frequência as perturbações do comando do torque eletromagnético e, assim, compensar as perturbações.
[0018] Este sistema de comando permite igualmente diminuir as ondulações de corrente da máquina elétrica e, assim, aplainar o torque eletromagnético da máquina elétrica.
[0019] A transformada dos sistemas trifásicos pode ser uma transformada de Park. Ela pode igualmente ser uma transformada de Fortescue, uma transformada de Clarke, ou uma transformada de Ku.
[0020] No espaço de Park, as variáveis compreendem um componente direto e um componente quadrático aplicados sobre os dois eixos do plano de Park (eixo direto e eixo em quadratura) da máquina sincrônica. Os componentes direto e quadrático de tensão são expressos em função do componente direto e do componente quadrático da corrente da máquina sincrônica.
[0021] Com vantagem, a máquina sincrônica possui uma simetria entre o eixo direto e o eixo em quadratura do plano da transformada dos sistemas trifásicos permitindo obter um componente direto de indutância equivalente sensivelmente equivalente ao componente quadrático de indutância equivalente.
[0022] Esta simetria pode ser obtida quando da fabricação da máquina elétrica utilizando pólos lisos e não salientes. Ela permite expressar o torque eletromagnético da máquina elétrica em função de um fator único de fluxo devido aos ímãs da máquina elétrica.
[0023] No espaço de Park, o sistema de equações a regular é expresso a partir das variáveis de comando de acordo com a expressão:
com Ls=Ld=Lq uma indutância equivalente, e Rs=Rd=Rq uma resistência equivalente, Xd= I$ + l%e Xq= lq - ld, ldrepresentando o componente direto da corrente fornecida pela máquina elétrica e lq o seu componente quadrático, e Ud= ldVa + IqVqθ Uq = -Vd+ Vq, Vd representando o componente direto da tensão nos terminais da máquina elétrica e V o seu componente quadrático.
[0024]
correspondem respectivamente ao componente direto e ao componente quadrático das perturbações expressas no espaço de Park, Φfrepresentando o fluxo gerado pelos ímãs da máquina, e wr representando a velocidade de rotação do campo magnético da máquina.
[0025] Os parâmetros de comando, partir dos quais são determinados os componentes quadrático e direto de tensão depois das tensões de comando, são calculados partir da expressão:
com Kd, Kid, Kq, Kjq representando ganhos constantes predeterminados, e 
representando o ponto de ajuste de corrente do componente direto e lqeqrepresentando o ponto de ajuste de corrente do componente quadrático.
[0026] De acordo com outro aspecto da invenção, é proposto em um modo de implementação um processo de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica trifásica com ímãs permanentes, compreendendo a medição da corrente fornecida sobre as três fases da máquina elétrica, uma transposição das três correntes medidas em um componente direto e um componente quadrático de corrente a partir de uma transformada dos sistemas trifásicos, a recepção de dois pontos de ajuste para o componente quadrático e o componente direto de corrente no plano ligado à transformada dos sistemas trifásicos, uma determinação das tensões de comando, e um comando das tensões a aplicar à máquina elétrica, caracterizado pelo fato de que a determinação das tensões de comando compreende uma mudança de variável fornecendo variáveis de comando, uma regulação dos parâmetros de comandos calculados a partir de um sistema de equações expresso em função das variáveis de comando, o sistema de equações isolando os termos de perturbações devidas ao fluxo gerado pelos ímãs do rotor da máquina elétrica dos termos contribuindo para o torque eletromagnético, e um cálculo das tensões de comando a partir dos componentes direto e quadrático de tensão determinados a partir dos parâmetros de comando.
[0027] Outras vantagens e características da invenção aparecerão no exame da descrição detalhada de um modo de implementação e um modo de realização, de nenhum modo limitativos, e dos desenhos em anexo, nos quais:
[0028] - A figura 1 apresenta um organograma de um processo de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica trifásica com ímãs permanentes de acordo com um modo de realização:
[0029] - a figura 2 ilustra, de modo esquemático, um sistema de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica trifásica com ímãs permanentes, de acordo com um modo de realização da invenção.
[0030] Na figura 1, é representado um organograma, de acordo com um modo de implementação da invenção, de um processo de comando do torque eletromagnético de uma máquina sincrônica trifásica com ímãs permanente.
[0031] Em uma primeira etapa 110, mede-se a corrente li, l2, I3 para cada uma das três fases da máquina sincrônica trifásica com ímãs permanentes.
[0032] Em uma segunda etapa 120, aplica-se a transformada de Park às três correntes medidas li, l2, l3, de modo a expressar a corrente fornecida pela máquina elétrica em um ponto de referência girando de acordo com um componente direto ld de corrente e um componente quadrático lq de corrente.
[0033] No espaço de Park, 0 sistema de equações a comandar para a máquina sincrônica é 0 seguinte:
com Vd e Vq as tensões aplicadas sobre os dois eixos respectivamente direto e em quadratura do plano de Park da máquina elétrica, ld e lq as correntes circulando na máquina sobre os dois eixos respectivamente direto e em quadratura do plano de Park, Rs a resistência equivalente do estator da máquina, Ld e Lq as indutâncias equivalentes sobre cada eixo respectivamente direto e em quadratura do plano de Park da máquina, a)r a velocidade de rotação do campo magnético da máquina que equivale à velocidade de rotação do rotor multiplicada pelo número de pares de pólos da máquina, e Φf0 fluxo gerado pelos ímãs do rotor.
[0034] O torque eletromagnético gerado pela máquina sincrônica pode calcular-se partir da expressão seguinte:
com Cem o torque eletromagnético gerado pela máquina, p o número de pares de pólos do rotor da máquina, e ΦdQ Φqos componentes do fluxo gerado sobre 5 os eixos respectivamente direto e em quadratura da máquina que são expressos sob a forma:
[0035] No caso presente, a máquina sincrônica possui uma simetria entre o eixo direto e o eixo em quadratura de espaço de Park que permite obter a 10 propriedade notável Ld=Lq, e assim escrever
[0036] Em tal máquina, para comandar o torque limitando no máximo as perdas Joules geradas pelo componente direto /dda corrente, é necessário dispor de modo a ter um componente direto ld da corrente o mais próximo de zero, porque 15 somente o componente quadrático lq contribui para o torque eletromagnético.
[0037] Em uma etapa 130, recebe=se um primeiro ponto de ajuste lq reqpara o componente quadrático lq de corrente e um segundo ponto de ajuste ld_req para o componente direto ld de corrente no plano ligado à transformada dos sistemas trifásicos.
[0038] Em uma etapa seguinte 140, aplica-se uma mudança de variáveis considerando:
[0039] O que permite expressar o sistema de comando (1) sob a forma:
[0040] Além disso, sendo dado que
,é possível escrever colocando 
com Ud e Uq os parâmetros de comandos compreendendo, cada, respectivamente variáveis endógenas dependentes das variáveis Xq, Xd ou de sua derivada permitindo comandar o torque eletromagnético Cem, e uma variável exógena Pq(t) ou Pd(t) que são perturbações.
[0041] As variáveis de perturbações Pq(t) ou Pd(t) sendo exógenas, o sistema (7) permite realizar um isolamento frequencial das perturbações em relação aos termos que governam o torque eletromagnético.
[0042] Assim, é possível compensar as perturbações e controlar o torque eletromagnético realizando, em uma etapa 150, uma regulação sobre os parâmetros de comandos Ud e Uq. Esta regulação permite aplainar as ondulações de corrente geradas pela máquina elétrica. Além disso, o sistema de equação (7) mostra que a regulação dos parâmetros de comando Ud e Uq é realizada sem dependência do regime do rotor da máquina elétrica.
[0043] Os valores dos parâmetros de comando Ud e Uq são calculados a partir do sistema:
com Kd, Kid, Kq, Kiq representando ganhos constantes predeterminados, e 
[0044] Em uma etapa 160, determinam-se os valores dos componentes de tensão Vd e Vq aplicados sobre os dois eixos respectivamente direto e em quadratura do plano de Park da máquina elétrica a partir dos parâmetros de comando Ude Uqe do sistema matricial:
[0045] Aplica-se, em seguida, em uma etapa 170, uma transformada inversa de Park a partir das componentes direto e quadrático de tensão Vd e Vq, de modo a obter os valores das tensões de comando Ui, U2, U3 do ondulador acoplado entre a bateria de alimentação do veículo automotivo e a máquina elétrica.
[0046] Em uma etapa final 180, aplicam-se, aos terminais da máquina elétrica, as tensões U12, U23, U31 geradas pelo ondulador a partir da tensão monofásica Vbat da bateria e dos valores das tensões de comandos Ui, U2, U3.
[0047] Na figura 2, é ilustrado um sistema de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica trifásica com ímãs permanentes implementando o processo de comando de acordo com a invenção, segundo um modo de realização da invenção.
[0048] O sistema de comando 1 do torque eletromagnético de uma máquina sincrônica 10 trifásica com ímãs permanentes compreende meios de medição 2 da corrente fornecida sobre as três fases li, l2, l3, da máquina elétrica 10. Estes meios de medição 2 são acoplados a meios de transposição 3 permitindo transpor as três correntes medidas em um componente direto ld e um componente quadrático lq de corrente a partir da transformada de Park. O sistema de comando 1 compreende igualmente meios de transformação 4 aptos a converter o ponto de ajuste de torque Cemem ponto de ajuste lqeq para o componente quadrático lq de corrente e em ponto de ajuste ldeqpara 0 componente direto ld de corrente, e os primeiros meios de mudança de variável 5 aptos a determinar novas variáveis de corrente Xq e Xd e novos pontos de ajuste de corrente Xdeqe lqeqa partir dos componentes direto e quadrático de corrente ld e lq e pontos de ajuste correspondentes lq_req e ld_req e equações:
[0049] O sistema de comando 1 compreende um regulador 6 apto a determinar parâmetros de comando Ud e Uq compreendendo cada respectivamente variáveis endógenas dependendo das variáveis Xq, Xd ou de sua derivada e permitindo comandar o torque eletromagnético Cem, e uma variável exógena Pq(t) ou Pd(T) que representa perturbações devidas ao fluxo gerado pelos ímãs do rotor, os parâmetros de comando Ud e Uq sendo expressos de acordo com o sistema (7) e calculados de acordo com o sistema (8).
[0050] O sistema de comando 1 compreende meios de determinação 7 dos componentes de tensão Vd e Vq aplicados sobre os dois eixos respectivamente direto e em quadratura do plano de Park da máquina elétrica a partir dos parâmetros de comando Ude Uqe do sistema matricial (9).
[0051] Ele compreende meios de transposição inversa 8 aptos a aplicar uma transformada inversa de Park a partir dos componentes direto e quadrático de tensão Vd e Vq, de modo a obter os valores de tensões de comando Ui, U2, U3 do ondulador 11 acoplado entre a bateria 12 de alimentação do veículo automotivo e a máquina elétrica 10. Ele compreende por último meios de comando 9 aptos a comandar o ondulador 11 a partir dos valores das tensões de comando Ui, U2, U3 determinadas.
[0052] A invenção permite assim comandar o torque eletromagnético de uma máquina elétrica com ímãs permanentes assegurando a estabilidade das correntes na máquina elétrica qualquer que seja o regime da máquina elétrica.
[0053] Deve-se notar que a invenção pode ser facilmente transposta pelo versado na técnica a uma máquina elétrica dissimétrica entre o eixo direto e o eixo em quadratura do espaço de Park e, portanto, para a qual Ld é diferente de Lq, esta transposição sendo efetuada gerando diferentemente os pontos de ajuste de corrente seguindo estes dois eixos a fim de realizar os torques solicitados.
Claims (8)
1. Sistema de comando (1) do torque eletromagnético de uma máquina elétrica (10) trifásica com ímãs permanentes, compreendendo meios de medição (2) da corrente fornecida sobre as três fases da máquina (10), meios de transposição (3) aptos a transpor as três correntes medidas em um componente direto (ld) e um componente quadrático (lq) de corrente a partir de uma transformada dos sistemas trifásicos, meios de transformação (4) aptos a converter um ponto de ajuste de torque (C^) em um ponto de ajuste (/£e<7) para o componente quadrático (lq) de corrente e um ponto de ajuste (/^e<?) para o componente direto (ld) de corrente, meios de determinação das tensões de comando (U-i, U2, U3), e meios de comando (9) aptos a aplicar as tensões de comando (Ui, U2, U3) determinadas à máquina elétrica (10), caracterizadopelo fato de que os meios de determinação compreendem um primeiro módulo de cálculo (5) recebendo os referidos componentes diretos e quadráticos (ld, lq) de corrente bem como os referidos pontos de ajuste (lq_reqθ ld_req), o primeiro módulo de cálculo (5) sendo apto a aplicar uma mudança de variáveis e fornecer um conjunto de variáveis de comando (Xd, Xq, Xq req, Xdreq) a um módulo de regulação (6) apto a fornecer parâmetros de comandos (Ud, Uq) calculados a partir de um sistema de equações em função das variáveis de comando (Xd, Xq, Xq_req. Xd_req). o sistema de equações isolando os termos de perturbações (Pd, Pq) devidas ao fluxo gerado pelos imãs do rotor da máquina elétrica (10) dos termos contribuindo para o torque eletromagnético, e um segundo módulo de cálculo (8) apto a calcular as tensões de comando (Ui, U2, U3) a partir dos componentes direto e quadrática de tensão (Vd, Vq) determinados a partir dos parâmetros de comando (Ud, Uq).
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a máquina elétrica (10) possui uma simetria entre o eixo direto e o eixo em quadratura do plano da transformada dos sistemas trifásicos permitindo obter um componente direto (Ld) de indutância equivalente sensivelmente equivalente ao componente quadrático (Lq) de indutância equivalente.
3. Sistema de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizadopelo fato de compreender meios de transposição (3) aptos a aplicar uma transformada de Park às correntes medidas para obter o componente direto (ld) e o componente quadrático (lq) de corrente.
4. Veículo automotivo equipado com uma máquina elétrica, caracterizado pelo fato de comportar um sistema de comando, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3.
5. Veículo automotivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender uma transmissão híbrida munida, por outro lado, com um motor térmico.
6. Processo de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica (10) trifásica com ímãs permanentes, compreendendo a medição da corrente fornecida sobre as três fases da máquina elétrica (10), uma transposição das três correntes medidas em um componente direto (ld) e um componente quadrático (lq) de corrente a partir de uma transformada dos sistemas trifásicos, a recepção de dois pontos de ajuste (lq_reqθ ld_req) para o componente quadrático (lq) e o componente direto (ld) de corrente no plano ligado à transformada dos sistemas trifásicos, uma determinação das tensões de comando (Ui, U2, U3), e um comando das tensões a aplicar à máquina elétrica (10), caracterizado pelo fato de que a determinação das tensões de comando (Ui, U2, U3) compreende uma mudança de variável fornecendo variáveis de comando (Xd, Xq, Xq_req, Xd req), uma regulação de parâmetros de comandos (Ud, Uq) calculados a partir de um sistema de equações expresso em função das variáveis de comando (Xd, Xq, Xqreq, Xd_req), o sistema de equações isolando os termos de perturbações (Pd, Pq) devidas ao fluxo gerado pelos ímãs do rotor da máquina elétrica (10) dos termos contribuindo para o torque eletromagnético, e um cálculo das tensões de comando (Ui, U2, U3) a partir dos componentes direto e quadrático de tensão (Vd, Vq) determinados a partir dos parâmetros de comando (lld, Uq).
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a máquina elétrica (10) possui uma simetria entre 0 eixo direto e o eixo em quadratura do plano da transformada dos sistemas trifásicos permitindo obter um componente direto (Ld) de indutância equivalente sensivelmente equivalente ao componente quadrático (Lq) de indutância equivalente.
8. Processo de acordo com uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a transformada dos sistemas trifásicos é uma transformada de Park.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1257616 | 2012-08-06 | ||
| FR1257616A FR2994355B1 (fr) | 2012-08-06 | 2012-08-06 | Systeme de commande du couple electromagnetique d'une machine electrique notamment pour vehicule automobile |
| PCT/FR2013/051788 WO2014023888A2 (fr) | 2012-08-06 | 2013-07-25 | Systeme de commande du couple electromagnetique d'une machine electrique notamment pour vehicule automobile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112015002624A2 BR112015002624A2 (pt) | 2017-07-04 |
| BR112015002624B1 true BR112015002624B1 (pt) | 2021-01-19 |
Family
ID=47989048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR112015002624-9A BR112015002624B1 (pt) | 2012-08-06 | 2013-07-25 | sistema de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica, veículo automotivo, e, processo de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150222214A1 (pt) |
| EP (1) | EP2880756B1 (pt) |
| JP (1) | JP6257624B2 (pt) |
| KR (1) | KR102140324B1 (pt) |
| CN (1) | CN104541446B (pt) |
| BR (1) | BR112015002624B1 (pt) |
| ES (1) | ES2638942T3 (pt) |
| FR (1) | FR2994355B1 (pt) |
| IN (1) | IN2015DN00977A (pt) |
| RU (1) | RU2641723C2 (pt) |
| WO (1) | WO2014023888A2 (pt) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9406892B2 (en) * | 2015-01-07 | 2016-08-02 | Universal Display Corporation | Organic electroluminescent materials and devices |
| FR3055418B1 (fr) * | 2016-08-24 | 2018-09-14 | Safran Aircraft Engines | Procede de test integre du fonctionnement electrique de l'inversion de poussee d'un turboreacteur d'un aeronef, et systeme associe |
| CN108374659A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-08-07 | 中国矿业大学 | 一种用于采煤机的动态辨识及控制参量再修正系统及方法 |
| FR3089368A1 (fr) * | 2018-11-30 | 2020-06-05 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de commande d’une machine tournante triphasée et système de commande associé |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3026202A1 (de) * | 1980-07-10 | 1982-02-04 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Drehfeldmaschinenantrieb mit einer umrichtergespeisten drehfeldmaschine und einer mit zwei wechselspannungsintegratoren und einer rechenmodellschaltung verbundenen umrichtersteuerung |
| RU2141719C1 (ru) * | 1998-03-25 | 1999-11-20 | Мищенко Владислав Алексеевич | Способ векторного управления синхронным электродвигателем с постоянными магнитами на роторе и электропривод для осуществления этого способа |
| US6069467A (en) * | 1998-11-16 | 2000-05-30 | General Electric Company | Sensorless rotor tracking of induction machines with asymmetrical rotor resistance |
| US6181091B1 (en) * | 1999-07-22 | 2001-01-30 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for control of a multi-pole brushless DC motor in the event of saturation detection |
| JP2002223582A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Hitachi Ltd | 永久磁石式同期モータの制御装置および方法 |
| DE10219821A1 (de) * | 2002-05-03 | 2003-11-20 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer permanentmagneterregten Synchronmaschine mit reduzierten Leistungspendelungen im oberen Drehzahlbereich |
| JP4019842B2 (ja) * | 2002-07-30 | 2007-12-12 | 日産自動車株式会社 | モータ制御装置 |
| US7095209B2 (en) * | 2004-09-29 | 2006-08-22 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus to regulate torque provided to loads |
| KR100655702B1 (ko) * | 2004-12-20 | 2006-12-11 | 현대자동차주식회사 | 영구자석 동기 모터 제어방법 |
| US7339344B2 (en) * | 2005-08-25 | 2008-03-04 | International Rectifier Corporation | Self tuning method and apparatus for permanent magnet sensorless control |
| ATE445930T1 (de) * | 2006-06-15 | 2009-10-15 | Abb Oy | Verfahren und system in zusammenhang mit dauermagnetischen synchronmaschinen |
| JP4135753B2 (ja) * | 2006-06-30 | 2008-08-20 | 日産自動車株式会社 | モーター制御装置およびモーター制御方法 |
| JP4372775B2 (ja) * | 2006-08-09 | 2009-11-25 | 本田技研工業株式会社 | モータ制御装置 |
| FR2911698B1 (fr) * | 2007-01-24 | 2009-07-10 | Airbus France Sas | Dispositif de commande d'actionneur electromecanique. |
| JP4385185B2 (ja) * | 2007-04-04 | 2009-12-16 | 本田技研工業株式会社 | 電動機の制御装置 |
| US7659688B2 (en) * | 2007-05-03 | 2010-02-09 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and system for resolver alignment in electric motor system |
| FR2919772B1 (fr) * | 2007-08-03 | 2010-05-14 | Renault Sas | Procede de commande de l'alimentation d'un moteur electrique triphase a partir d'une source de tension continue et dispositif pour sa mise en oeuvre. |
| US7952308B2 (en) * | 2008-04-04 | 2011-05-31 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus for torque ripple reduction |
| RU2397671C1 (ru) * | 2009-05-19 | 2010-08-27 | Олег Иванович Квасенков | Способ комплексной переработки тописолнечника |
| JP5417195B2 (ja) * | 2010-01-19 | 2014-02-12 | 国産電機株式会社 | 永久磁石モータのトルクリプル抑制制御装置、電動パワーステアリングシステム |
| JP5116785B2 (ja) * | 2010-02-25 | 2013-01-09 | 株式会社日立製作所 | 交流電動機の駆動装置及び電動機車両 |
| JP2011211815A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Kokusan Denki Co Ltd | 永久磁石モータの制御装置 |
| US8867181B2 (en) * | 2011-09-23 | 2014-10-21 | GM Global Technology Operations LLC | Protection of motor drive systems from current sensor faults |
| US8664901B2 (en) * | 2012-02-15 | 2014-03-04 | GM Global Technology Operations LLC | Method and system for estimating electrical angular speed of a permanent magnet machine |
| US8896245B2 (en) * | 2012-03-26 | 2014-11-25 | Gm Global Technology Operations Llc. | Methods, systems and apparatus for generating voltage command signals for controlling operation of an electric machine |
-
2012
- 2012-08-06 FR FR1257616A patent/FR2994355B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-07-25 EP EP13756597.4A patent/EP2880756B1/fr active Active
- 2013-07-25 US US14/420,093 patent/US20150222214A1/en not_active Abandoned
- 2013-07-25 CN CN201380042650.6A patent/CN104541446B/zh active Active
- 2013-07-25 WO PCT/FR2013/051788 patent/WO2014023888A2/fr active Application Filing
- 2013-07-25 IN IN977DEN2015 patent/IN2015DN00977A/en unknown
- 2013-07-25 KR KR1020157005658A patent/KR102140324B1/ko active IP Right Grant
- 2013-07-25 RU RU2015107757A patent/RU2641723C2/ru active
- 2013-07-25 JP JP2015525920A patent/JP6257624B2/ja active Active
- 2013-07-25 BR BR112015002624-9A patent/BR112015002624B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2013-07-25 ES ES13756597.4T patent/ES2638942T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2994355B1 (fr) | 2014-08-29 |
| WO2014023888A3 (fr) | 2014-11-13 |
| IN2015DN00977A (pt) | 2015-06-12 |
| CN104541446A (zh) | 2015-04-22 |
| JP6257624B2 (ja) | 2018-01-10 |
| ES2638942T3 (es) | 2017-10-24 |
| CN104541446B (zh) | 2018-02-23 |
| EP2880756B1 (fr) | 2017-06-28 |
| RU2015107757A (ru) | 2016-09-27 |
| KR20150041643A (ko) | 2015-04-16 |
| FR2994355A1 (fr) | 2014-02-07 |
| US20150222214A1 (en) | 2015-08-06 |
| WO2014023888A2 (fr) | 2014-02-13 |
| EP2880756A2 (fr) | 2015-06-10 |
| BR112015002624A2 (pt) | 2017-07-04 |
| RU2641723C2 (ru) | 2018-01-22 |
| KR102140324B1 (ko) | 2020-07-31 |
| JP2015526057A (ja) | 2015-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3504787B1 (en) | Systems and methods for reducing dc link voltage dynamics with limited energy storage element | |
| US9455660B2 (en) | Method for controlling the electromagnetic torque of a high-speed-synchronous machine | |
| US20160204727A1 (en) | Controller and control method for rotary electric machine | |
| BR112015002624B1 (pt) | sistema de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica, veículo automotivo, e, processo de comando do torque eletromagnético de uma máquina elétrica | |
| US20190052211A1 (en) | Control apparatus for ac motor | |
| US20130119900A1 (en) | Motor torque ripple compensation | |
| CN105099316A (zh) | 一种电励磁同步电机的电流协调控制方法 | |
| Sarhan | Efficiency optimization of vector-controlled induction motor drive | |
| Shriwastava | Sensorless field-oriented control of PMSM drive system for automotive application | |
| Ke et al. | Sensorless speed tracking control with backstepping design scheme for permanent magnet synchronous motors | |
| Nguyen et al. | Predictive Torque Control-A solution for mono inverter-dual parallel PMSM system | |
| CN104852652A (zh) | 同步风力发电机闭环矢量控制方法和系统 | |
| Qian et al. | Research on the application of flux-weakening control in PMSM with wide range speed variation | |
| Jannati et al. | Modeling and RFOC of faulty three-phase IM using Extended Kalman Filter for rotor speed estimation | |
| Lin et al. | Comparative study on direct torque control of interior permanent magnet synchronous motor for electric vehicle | |
| Kellner et al. | Two five-phase induction motors used as an electronic differential | |
| US20160111993A1 (en) | Method for controlling a synchronous electrical machine, corresponding system and motor vehicle comprising the system | |
| Diana et al. | Multi-n-phase SMPM drives | |
| Popescu et al. | New Achievements in the Rotor Field-Oriented Control for Autonomous Locomotives: Part 1: System synthesis and theoretical investigations | |
| Song et al. | Flux-weakening control for starter-generator system based on high-speed permanent-magnet synchronous machine | |
| Wang et al. | Research on dual-plane vector control of fivephase fault-tolerant permanent magnet machine | |
| Oliveira et al. | Implementation and control of an AC/DC/AC converter for double wound flywheel application | |
| US20230137395A1 (en) | Method for controlling a rectifier connected to a permanent-magnet synchronous electric generator to provide a direct voltage, corresponding device and computer program | |
| Su et al. | A novel vector control strategy for variable frequency AC power system based on the dual stator-winding induction generator | |
| Arnold et al. | Modelling and field orientated current control of a two-star 6-phase IPMSM for gearless wheel drives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 25/07/2013, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |
|
| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 11A ANUIDADE. |