BR112016019726B1

BR112016019726B1 - Método e sistema limitador de tensão de quatro quadrantes, e, dispositivo de armazenamento legível por computador

Info

Publication number: BR112016019726B1
Application number: BR112016019726-7A
Authority: BR
Inventors: Robert J. Vovos; Arthur P. Lyons
Original assignee: Bae Systems Controls Inc
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2022-04-12
Also published as: BR112016019726A2; EP3111550A1; CA2940827C; CN106464170B; ES2826373T3; EP3111550A4; MX357492B; WO2015130908A1; PL3111550T3; EP3111550B1; US9935573B2; CA2940827A1; CN106464170A; US20160079901A1; MX2016011166A

Abstract

MÉTODO E SISTEMA LIMITADOR DE TENSÃO DE QUATRO QUADRANTES, E, DISPOSITIVO DE ARMAZENAMENTO LEGÍVEL POR COMPUTADOR. Métodos, sistemas e dispositivos de armazenamento legíveis por computador para um limitador de tensão de quatro quadrantes que limita uma tensão da fase comandada para dentro de uma capacidade segunda de volts de um inversor através da manutenção de um fluxo do rotor e da dobra para trás de um torque tanto sobre comandos de torque de motorização quanto de regeneração. Em uma modalidade: (a) em uma operação de motorização, um limite superior para uma tensão do eixo geométrico q é forçado; e (b) em uma operação de regeneração um limite inferior para a tensão do eixo geométrico q é forçado.

Description

FUNDAMENTOS

[001] Este pedido reivindica o benefício sob 35 U.S.C. § 119(e) do Pedido Provisório dos EUA N° de Série 61/946,558, depositado em 28 de fevereiro de 2014. Todo o conteúdo e descrição do pedido provisório acima mencionado é incorporado por referência, como se vê totalmente estabelecido aqui.

[002] O torque de máquina e o controle de fluxo devem ser mantidos mesmo quando a máquina é restringida pelo limite de tensão do inversor. Quando as segundas comandadas de volt para a máquina excederam as segundas disponíveis de volt a partir do inversor, corrente de fase excessiva irá fluir quando o controle de máquina será perdido. Condições de operação típicas que podem levar a tais situações incluem alta velocidade de máquina e/ou baixa tensão de ligação de cc do inversor.

SUMÁRIO

[003] Em um aspecto da invenção, a fim de prover um mecanismo robusto, o controle de máquina deve ser mantido quando se comanda tanto torque de motorização quanto de regeneração sob todas as condições de operação.

[004] Em um aspecto da invenção, um limitador de tensão de quatro quadrantes é provido, que apropriadamente limita a tensão de fase comandada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor através da manutenção de fluxo do rotor e da dobra para trás de torque tanto sob comandos de torque de motorização quanto de regeneração.

[005] Em uma modalidade, um método limitador de tensão de quatro quadrantes implementado por processador que limita uma tensão de fase comandada para dentro de uma segunda capacidade de tensão de um inversor é provido, o método limitador de tensão de quatro quadrantes compreendendo: em uma operação de motorização, forçar através do processador um limite superior para uma tensão do eixo q (eixo de quadratura); e em uma operação de regeneração, forçar através do processador um limite inferior para a tensão do eixo q.

[006] Em outra modalidade, um sistema limitador de tensão de quatro quadrantes que limita uma tensão de fase comandada para dentro de uma segunda capacidade de tensão de um inversor é provido, o sistema limitador de tensão de quatro quadrantes compreendendo um processador; uma memória que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas pelo processador, implementam: uma primeira unidade de força para forçar, em uma operação de motorização, um limite superior para uma tensão do eixo q; e uma segunda unidade de força para forçar, em uma operação de regeneração, um limite inferior para a tensão do eixo q.

[007] Em outra modalidade, um dispositivo de armazenamento legível por computador incluindo um programa de computador para limitar a tensão de quatro quadrantes que limita uma tensão de fase comandada para dentro de uma segunda capacidade de tensão de um inversor é provido, o programa de computador incluindo instruções para: em uma operação de motorização, forçar através do processador um limite superior para uma tensão do eixo q; e em uma operação de regeneração, forçar através do processador um limite inferior para a tensão do eixo q.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Vários objetivos, características e vantagens da presente invenção se tornarão aparentes para uma pessoa especializada na técnica, em vista da seguinte descrição detalhada, tomada em combinação com os desenhos anexos, nos quais: a figura 1A ilustra um gráfico associado com um mecanismo convencional, que resulta em sobrecorrentes quando a tensão é limitada na regeneração (em particular, um gráfico relacionado à Idq na regeneração quando a tensão é limitada); a figura 1B ilustra um gráfico associado com um mecanismo convencional quando a tensão é limitada na regeneração (em particular, um gráfico relacionado à Vdq na regeneração quando a tensão é limitada); a figura 2 ilustra uma série de segunda elipse de volt (de acordo com um aspecto da presente invenção), dada uma velocidade de máquina fixa e tensão de cc de inversor (pode ser visto que para todos os possíveis vetores de corrente um reduzido valor absoluto de Iq resulta em tensão de cc menos requerida para uma dada velocidade de operação); a figura 3 ilustra um gráfico associado com um mecanismo de limitação de tensão de acordo com um aspecto da presente invenção (em particular, um gráfico relacionado à Vdq na regeneração quando a tensão é limitada); a figura 4A ilustra um gráfico associado com um mecanismo de limitação de tensão de acordo com um aspecto da presente invenção (em particular, um gráfico relacionado à Idq na motorização quando a tensão é limitada); a figura 4B ilustra um gráfico associado com um mecanismo de limitação de tensão de acordo com um aspecto da presente invenção (em particular, um gráfico relacionado à Vdq na motorização quando a tensão é limitada); a figura 4C ilustra um gráfico associado com um mecanismo de limitação de tensão de acordo com um aspecto da presente invenção (em particular, um gráfico relacionado à Idq na regeneração quando a tensão é limitada). a figura 5 ilustra um diagrama de blocos de um dispositivo de acordo com um aspecto da presente invenção; a figura 6 ilustra um diagrama de blocos de um sistema de acordo com um aspecto da presente invenção; a figura 7 ilustra um diagrama de blocos de um componente de sistema de acordo com um aspecto da presente invenção; e a figura 8 ilustra um diagrama de blocos de um método de acordo com um aspecto da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[009] Para a finalidade de descrição e reivindicação da presente invenção, o termo “motorização” é destinado a se referir à condição na qual um motor está recebendo energia elétrica como uma entrada e está provendo torque como uma saída.

[0010] Para a finalidade de descrição e reivindicação da presente invenção, o termo “regeneração” (ou “gerar” ou “geração”) é destinado a se referir à condição na qual um motor está recebendo torque como uma entrada e está provendo energia elétrica como uma saída.

[0011] Para a finalidade de descrição e reivindicação da presente invenção, o termo “dobra para trás de torque” é destinado a se referir à redução de torque para um valor obtível, dadas as restrições físicas do sistema (por exemplo, a tensão de cc de inversor).

[0012] Para a finalidade de descrição e reivindicação da presente invenção, o termo “tensão limitada” (tal como o usado no contexto de tensão sendo limitada na motorização ou tensão sendo limitada na regeneração) é destinado a se referir a uma situação na qual o inversor é incapaz de produzir um torque e fluxo solicitados, porque a magnitude da tensão de CA requerida excede o que é fisicamente possível, dada a tensão de CC do inversor.

[0013] Para a finalidade de descrição e reivindicação da presente invenção, a seguinte notação será usada:

[0014] Referência será agora ser feita a um limitador de tensão convencional que provê um limite superior em vq absoluta. Em um tal limitador de tensão convencional, a prioridade de eixo D é corretamente dada a fim de manter o fluxo, permitindo o erro de id 0. Quando da motorização no limite de tensão, iq adicional é limitada pelo limite vq. Quando da geração no limite de tensão, iq vai para longe quando o limite de vq limita a tensão vq adicional, necessária para reduzir a corrente iq absoluta.

[0015] Em conexão com um tal limitador de tensão convencional, as seguintes equações se aplicam: Equações 1 e 2 [Tensões de Estator Orientadas ao Fluxo de Rotor]:

Equações 3-6 [Limites de tensão convencionais]:

[0016] Com referência agora à figura 1A, é ilustrado um gráfico associado com um mecanismo convencional que resulta em sobrecorrentes quando a tensão é limitada na regeneração (em particular, um gráfico relacionado à Idq na regeneração quando a tensão é limitada). Em conexão com essa figura 1A, id Ref (Referência) é mostrada como o traço “A”, iq Ref (Referência) é mostrada como o traço “B”, id Fb (Retroalimentação) é mostrada como o traço “C” e iq Fb (retroalimentação) é mostrada como o traço “D”. Nessa figura 1A, id Ref e iq Ref se referem a quantidades que se deseja e id Fb e iq Fb se referem a quantidades que se está recebendo. Como mostrado pela seta 1, existe imediata sobrecorrente porque tensão não pode aumentar a fim de puxar corrente de volta.

[0017] Com referência agora à figura 1B, é ilustrado um gráfico associado com um mecanismo convencional quando a tensão é limitada na regeneração (em particular, um gráfico relacionado à Vdq na regeneração quando a tensão é limitada). Em conexão com essa figura 1B, vq FF (Com alimentação em avanço) é mostrada como o traço “A”, vd FF (Com alimentação em avanço) é mostrada como o traço “B”, vq UL (Limite superior) é mostrada como o traço “C”, vq LL (Limite inferior) é mostrada como o traço “D”, vd UL (Limite superior) é mostrada como o traço “E”, vd LL (Limite inferior) é mostrada como o traço “F”, vd é mostrada como o traço “G” e vq é mostrada como o traço “F” (Com alimentação em avanço são as tensões d/q pré-ditas que são usadas como a “com alimentação em avanço” para os reguladores de corrente). Como mostrado pela seta 1, VqUL se reduz até limitar Vq. Como mostrado pela seta 2, Vd aumenta quando a energia de regeneração aumenta.

[0018] Com referência agora à figura 2, é ilustrada uma série de segunda elipse de volt (de acordo com um aspecto da presente invenção), dada uma velocidade fixa de máquina e tensão de cc de inversor fixa (pode ser visto que, para todos os possíveis vetores de corrente, um reduzido valor absoluto de Iq resulta tensão de cc menos requerida para uma dada velocidade de operação)

[0019] Ainda com referência à figura 2, as seguintes equações se aplicam: Equações 7 e 8 [Tensão de terminal]:

Equação 9 [Limite de Tensão do Inversor]:

Equação 10 [Alta Velocidade]:

[0020] Equação 11 [Limite de tensão do inversor em Termos de Corrente]:

[0021] Ainda com referência à figura 2, é visto que, nesse exemplo, que a tensão Idq limitada para 105mVs é mostrada como o traço “A”, A tensão Idq limitada para 122mVs é mostrada como o traço “B”, A tensão Idq limitada para 145mVs é mostrada como o traço “C”, e a tensão Idq limitada para 1300A é mostrada como o traço “D”.

[0022] Referência será agora feita a um limitador de tensão de acordo com um aspecto da presente invenção com relação à redução de Iq na geração (em particular, que, a fim de reduzir Iq absoluta na geração é necessário aumentar vq absoluta). A este respeito, as seguintes equações se aplicam (em conexão com as Equações 14 e 15; é notado que, em ambos os quadrantes de regeneração, vq deve aumentar a fim de reduzir iq absoluta; em conexão com as Equações 16 e 17, a relação se mantém em tensões de terminal dinâmicas): Equação 13 [Regulação de Corrente de Eixo Q]:

Equação 14 [Regeneração com Velocidade positiva]:

Equação 15 [Regeneração com Velocidade Negativa]:

Equações 16 e 17 [Tensão de Terminal Dinâmica]:

[0023] Referência será agora feita a um aspecto da presente invenção, em que o limitador na motorização opera como em um mecanismo convencional, mas em que o limitador na geração (regeneração) opera para limitar vq a partir de baixo (é sempre permitido que Vq aumente, reduzindo Iq e abaixando a tensão de terminal).

[0024] Com referência agora à figura 3, é ilustrado um gráfico associado com um mecanismo de limitação de tensão de acordo com um aspecto da presente invenção (em particular, um gráfico relacionado à Vdq na regeneração quando a tensão é limitada).

[0025] Em conexão com essa figura 3, vq FF (com alimentação em avanço) mostrada como o traço “A”, vd FF (com alimentação em avanço) é mostrada como o traço “B”, vq UL (Limite superior) é mostrada como o traço “C”, vq LL (Limite inferior) é mostrada como o traço “D”, vd UL (Limite superior) é mostrada como o traço “E”, vd LL (Limite inferior) é mostrada como o traço “F”, vd é mostrada como o traço “G” e vq é mostrada como o traço “F” (Com alimentação em avanço são as tensões d/q pré-ditas que são usadas como uma “com alimentação em avanço” para os reguladores de corrente). Como mostrado pela seta 1, o limite Vq desvanece a partir de baixo a fim de manter regulação de corrente por um tempo tão longo quanto possível.

[0026] Ainda com referência à figura 3, as seguintes equações se aplicam: Equações 18 e 19 [Eixo Q Limita VqFF Positiva]:

Equações 20 e 21 [O eixo D mantém a prioridade total]:

Equações 23 e 23 [O Eixo Q Limita VqFF Negativa]:

[0027] Com referência agora à figura 4A, é ilustrado um gráfico associado com um mecanismo de limitação de tensão de acordo com um aspecto da presente invenção (em particular, um gráfico relacionado à Idq na motorização quando a tensão é limitada). Em conexão com essa figura 4A, id Ref (Referência) é mostrada como o traço “A”, iq Ref (Referência) é mostrada como o traço “B”, id Fb (Retroalimentação) é mostrada como o traço “C” e iq Fb (retroalimentação) é mostrada como o traço “D”. Nessa figura 4A, id Ref e iq Ref se referem a quantidades que se deseja e id Fb e iq Fb se referem a quantidades que se está recebendo.

[0028] Com referência agora à figura 4B, é ilustrado um gráfico associado com um mecanismo de limitação de tensão de acordo com um aspecto da presente invenção (em particular, um gráfico relacionado à Vdq na motorização quando a tensão é limitada). Em conexão com essa figura 4B, vq FF (Com alimentação em avanço) é mostrada como o traço “A”, vd FF (Com alimentação em avanço) é mostrada como o traço “B”, vq UL (Limite superior) é mostrada como o traço “C”, vq LL (Limite inferior) é mostrada como o traço “D”, vd UL (Limite superior) é mostrada como o traço “E”, vd LL (Limite inferior) é mostrada como o traço “F”, vd é mostrada como o traço “G” e vq é mostrada como o traço “F” (Com alimentação em avanço são as tensões d/q pré-ditas que são usadas como a “com alimentação em avanço” para os reguladores de corrente).

[0029] Com referência agora à figura 4C, é ilustrado um gráfico associado com um mecanismo de limitação de tensão de acordo com um aspecto da presente invenção (em particular, um gráfico relacionado à Idq na regeneração quando a tensão é limitada). Em conexão com essa figura 4C, id Ref (Referência) é mostrada como o traço “A”, iq Ref (Referência) é mostrada como o traço “B”, id Fb (Retroalimentação) é mostrada como o traço “C” e iq Fb (retroalimentação) é mostrada como o traço “D”. Nessa figura 4C, id Ref e iq Ref se referem a quantidades que se deseja e id Fb e iq Fb se referem a quantidades que se está recebendo.

[0030] Com referência agora à figura 5, é ilustrado um diagrama de blocos de um dispositivo de acordo com um aspecto da presente invenção. Como visto nessa figura 5, o dispositivo 500 inclui o processador 502, o barramento de dados 504, ROM 506a, RAM 506b, o armazenamento persistente 506c, a exibição 508, o dispositivo de entrada 510, porta de entrada de dados 512a e porta de saída de dados 512b.

[0031] Com referência agora à figura 6, é ilustrado um diagrama de blocos de um sistema de acordo com um aspecto da presente invenção. Como visto nessa figura 6, em um exemplo, a implementação pode ser em um veículo. O veículo 600 pode incluir o propulsor 602 (conectado ao gerador de partida integrado (ISG) 604). Em um exemplo, o gerador de partida integrado pode ser de um tipo de ímã permanente de superfície. O veículo 600 pode também incluir o motor 606 (conectado a uma carga 606). A carga 608 pode compreender, por exemplo, o restante de uma linha de acionamento (excluindo o motor 606). Em um exemplo, o motor pode ser de um tipo de indução. Adicionalmente, o inversor 610 pode ser disposto entre o gerador de partida integrado 604 e a bateria 612 (que pode compreender uma ou mais baterias). Ainda adicionalmente, o inversor 614 pode ser disposto entre o motor 606 e a bateria 612. Ainda adicionalmente, em um inversor de exemplo 614 pode incluir no mesmo o dispositivo 500 do tipo mostrado na figura 5 (o dispositivo 500 pode se comunicar (tal como bidirecionalmente, com o inversor 614) por intermédio da porta de entrada de dados 512a e da porta de saída de dados 512b. Ainda adicionalmente, em um inversor de exemplo 610 pode incluir no mesmo o dispositivo 500 do tipo mostrado na figura 5 (o dispositivo 500 pode se comunicar (tal como bidirecionalmente, com o inversor 610) por intermédio da porta de entrada de dados 512a e da porta de saída de dados 512b.

[0032] Com referência agora à figura 7, é ilustrado um diagrama de blocos de um componente de sistema 701 de acordo com um aspecto da presente invenção. Este componente de sistema 701 é uma memória (tal como, por exemplo, de um tipo mostrado na figura 5) e inclui no mesmo instruções legíveis por computador que, quando executadas por um processador (tal como, por exemplo, de um tipo mostrado na figura 5), implementam a primeira unidade de força 703 (para forçar, em uma operação de motorização, um limite superior para a tensão do eixo q) e a segunda unidade de força 705 (para forçar, em uma operação de regeneração, um limite inferior para a tensão do eixo q).

[0033] Com referência agora à figura 8, é ilustrado um diagrama de blocos de um método de acordo com um aspecto da presente invenção. Como visto nessa figura 8, o processo começa na etapa 801. Na etapa 803 é determinado se o sistema está em uma operação de motorização ou uma operação de regeneração. Se o sistema estiver em uma operação de motorização (a seta “A”), um limite superior para a tensão do eixo q é forçado na etapa 805 (depois da etapa 805, o método pode se repetir iterativamente na etapa 801). Se, por um lado, for determinado na etapa 803 que o sistema está em uma operação de regeneração (a seta “B”), um limite inferior para a tensão do eixo q é forçado na etapa 807 (depois da etapa 807, o método pode se repetir iterativamente na etapa 801).

[0034] Como descrito aqui, em um aspecto da invenção, a fim de prover um acionamento robusto, o controle de máquina deve ser mantido quando se comanda tanto torque de motorização quanto de regeneração sob todas as condições de operação.

[0035] Como descrito aqui, em um aspecto da invenção, um limitador de tensão de quatro quadrantes é provido, que apropriadamente limita a tensão de fase comandada para dentro de uma capacidade do inversor através da manutenção de fluxo do rotor e da dobra para trás de torque tanto sob comandos de torque de motorização quanto de regeneração. Sob o fluxo do rotor orientação, pode ser mostrado que, quando o valor absoluto da corrente de eixo q é reduzido, tanto as segundas necessárias de volt quanto de torque gerado serão reduzidas. É desejável manter o fluxo a fim de manter correntes de baixa fase, como tal, a corrente de eixo deve ter a prioridade e, como tal, deve ser permitido que a tensão de eixo d (eixo direto) assuma qualquer valor que o inversor possa produzir. Na operação de motorização, o limite de tensão do eixo q é então limitado (tem um teto) para ser a capacidade restante de inversão em quadratura para a requerida tensão de eixo d (usada para regular o fluxo). Quando torque de regeneração é comandado (mais tensão é menos corrente), a tensão de eixo d (e/ou a corrente) mantém a prioridade, mas a tensão de eixo q é limitada (têm um piso) a partir de baixo do valor nominal necessário para manter o fluxo (como uma redução na tensão de eixo q causa com que a corrente de eixo q adicional flua - aumentando os necessários segundos de Volt). Neste aspecto da invenção, o limitador de tensão somente altera os modos (motorização ou regeneração) quando a corrente de eixo q e/ou a velocidade rotacional da máquina cruzam zero. Em ambas as situações, o vetor de tensão de fase será baixo em amplitude, eliminando que transientes de alteração de modo ocorram perto do limite de tensão do inversor.

[0036] Em um exemplo, um modo de motorização pode ter velocidade positiva ou negativa. Em outro exemplo, um modo de regeneração pode ter velocidade positiva ou negativa.

[0037] Em um exemplo, a corrente de eixo q pode ser dobrada para trás (isto é, o valor absoluto é reduzido) quando o inversor funciona fora de tensão (por exemplo, o eixo d recebe tudo o que quer).

[0038] Aspectos desta invenção são aplicáveis a qualquer máquina e inversor que operam sob controle orientado ao fluxo do rotor, incluindo máquinas de ímãs permanentes integrais, de imãs permanentes e indução.

[0039] Como descrito aqui, em vários aspectos da invenção, são técnicas para manter o controle e prover tanto torque quanto possível.

[0040] Em uma modalidade, um método limitador de tensão de quatro quadrantes implementado por processador que limita uma tensão de fase comandada para dentro de uma segunda capacidade de tensão de um inversor é provido, o método limitador de tensão de quatro quadrantes compreendendo: em uma operação de motorização, forçar através do processador um limite superior para uma tensão do eixo q; e em uma operação de regeneração, forçar através do processador um limite inferior para a tensão do eixo q.

[0041] Em um exemplo, a tensão de fase comandada é limitada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor através da manutenção de um fluxo do rotor e da dobra para trás de um torque tanto sob comandos de torque de motorização quanto de regeneração.

[0042] Em outro exemplo, na operação de motorização, o limite superior é uma capacidade restante de inversão, quando é permitido que uma tensão do eixo d assuma qualquer valor que o inversor possa produzir.

[0043] Em outro exemplo, na operação de regeneração, é autorizado que uma tensão de eixo d assuma qualquer valor que o inversor possa produzir.

[0044] Em outro exemplo, na operação de regeneração, o limite inferior é inferior a um valor nominal necessário para manter o fluxo.

[0045] Em outro exemplo, a operação de motorização tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) velocidade negativa; e a operação de regeneração tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) velocidade negativa.

[0046] Em outro exemplo, a operação de motorização e a operação de regeneração são usadas em um veículo.

[0047] Em outra modalidade, um sistema limitador de tensão de quatro quadrantes que limita uma tensão de fase comandada para dentro de uma segunda capacidade de tensão de um inversor é provido, o sistema limitador de tensão de quatro quadrantes compreendendo um processador; uma memória que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas pelo processador, implementam: uma primeira unidade de força para forçar, em uma operação de motorização, um limite superior para uma tensão do eixo q; e uma segunda unidade de força para forçar, em uma operação de regeneração, um limite inferior para a tensão do eixo q.

[0048] Em um exemplo, a tensão de fase comandada é limitada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor através da manutenção de um fluxo do rotor e da dobra para trás de um torque tanto sob comandos de torque de motorização quanto de regeneração.

[0049] Em outro exemplo, na operação de motorização, o limite superior é uma capacidade restante de inversão, quando é permitido que uma tensão do eixo d assuma qualquer valor que o inversor possa produzir.

[0050] Em outro exemplo, na operação de regeneração, é autorizado que uma tensão de eixo d assuma qualquer valor que o inversor possa produzir.

[0051] Em outro exemplo, na operação de regeneração, o limite inferior é inferior a um valor nominal necessário para manter o fluxo.

[0052] Em outro exemplo, a operação de motorização tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) velocidade negativa; e a operação de regeneração tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) velocidade negativa.

[0053] Em outro exemplo, a operação de motorização e a operação de regeneração são usadas em um veículo.

[0054] Em outra modalidade, um dispositivo de armazenamento legível por computador incluindo um programa de computador para limitar a tensão de quatro quadrantes que limita uma tensão de fase comandada para dentro de uma segunda capacidade de tensão de um inversor é provido, o programa de computador incluindo instruções para: em uma operação de motorização, forçar através do processador um limite superior para uma tensão do eixo q; e em uma operação de regeneração, forçar através do processador um limite inferior para a tensão do eixo q.

[0055] Em um exemplo, a tensão de fase comandada é limitada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor através da manutenção de um fluxo do rotor e da dobra para trás de um torque tanto sob comandos de torque de motorização quanto de regeneração.

[0056] Em outro exemplo, na operação de motorização, o limite superior é uma capacidade restante de inversão, quando é permitido que uma tensão do eixo d assuma qualquer valor que o inversor possa produzir.

[0057] Em outro exemplo, na operação de regeneração, é autorizado que uma tensão de eixo d assuma qualquer valor que o inversor possa produzir.

[0058] Em outro exemplo, na operação de regeneração, o limite inferior é inferior a um valor nominal necessário para manter o fluxo.

[0059] Em outro exemplo, a operação de motorização tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) velocidade negativa; e a operação de regeneração tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) velocidade negativa.

[0060] Em outros exemplos, quaisquer etapas descritas aqui podem ser realizadas em qualquer ordem apropriada desejada.

[0061] Aspectos desta invenção se referem a um dispositivo, um método e um programa (programa de computador).

[0062] Aspectos desta invenção podem ser utilizados em conexão com um veículo (por exemplo, um ônibus, um caminhão, um automóvel). Em um exemplo específico, aspectos desta invenção podem ser aplicados a um veículo híbrido.

[0063] Em um aspecto da invenção, um controlador (tal como um controlador de sistema) que recebe valores comandados (e que provê uma ou mais das técnicas descritas aqui) pode ser incluído em um inversor. Em outro aspecto da invenção, um controlador (tal como um controlador de sistema) que recebe valores comandados (e que provê uma ou mais das técnicas descritas aqui) pode ser distinto de um inversor (por exemplo, pode ser parte de um controlador do nível de veículo).

[0064] Em um aspecto da invenção, várias técnicas descritas aqui podem ser implementadas em um FPGA, um microcontrolador, e/ou em software (por exemplo, software de relógio fixo com um processador de tempo real).

[0065] Em um aspecto da invenção, um sistema de controle inclui um processador, pelo menos um dispositivo de armazenamento de dados, tal como, mas não limitado a, RAM, ROM e armazenamento persistente, e uma interface externa.

[0066] O processador é configurado para executar um ou mais programas armazenados em um dispositivo de armazenamento legível por computador. O dispositivo de armazenamento legível por computador pode ser RAM, armazenamento persistente ou armazenamento removível. Por exemplo, o processador pode executar instruções em um programa que pode ser carregado à RAM. O processador pode incluir uma ou mais unidades de processamento. O processador pode ser, mas não é limitado a, uma CPU ou uma GPU.

[0067] Um dispositivo de armazenamento é qualquer peça de hardware que é capaz de armazenar informação, tal como, por exemplo, sem limitação, dados, programas, instruções, códigos de programa, e/ou outra informação apropriada, ou em uma base temporária e/ou em uma base permanente.

[0068] Em outro aspecto da invenção, um ASIC, FPGA, um PAL e PLA podem ser usados como o processador.

[0069] Vários aspectos da presente invenção podem ser incorporados como um programa, software, ou instruções de computador incorporadas ou armazenadas em um computador ou máquina usável ou meio legível, ou um grupo de mídias que causa com que o computador ou máquina realize as etapas do método, quando executadas no computador, processador e/ou máquina. Um dispositivo de armazenamento de programas, legível por uma máquina, por exemplo, um meio legível por computador, incorporando de forma tangível um programa de instruções executáveis pela máquina para realizar várias funcionalidades e métodos descritos na presente invenção é também provido, por exemplo, um produto de programa de computador.

[0070] O meio legível por computador poderia ser um dispositivo de armazenamento legível por computador ou um meio de sinal legível por computador. Um dispositivo de armazenamento, legível por computador, pode ser, por exemplo, um sistema, aparelho, ou dispositivo magnético, óptico, eletrônico, eletromagnético, a infravermelhos, ou semicondutor, ou qualquer combinação apropriada dos precedentes; todavia, o dispositivo de armazenamento legível por computador não é limitado a esses exemplos, exceto um dispositivo de armazenamento legível por computador que exclui meio de sinal legível por computador. Exemplos adicionais do dispositivo de armazenamento legível por computador podem incluir: um disquete de computador portátil, um disco rígido, um dispositivo de armazenamento magnético, uma memória exclusivamente de leitura de disco compacto portátil (CD-ROM), uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória exclusivamente de leitura (ROM), uma memória exclusivamente de leitura programável apagável (EPROM ou memória Flash), um dispositivo de armazenamento óptico, ou qualquer combinação apropriada dos precedentes; todavia, o dispositivo de armazenamento legível por computador é também não limitado a esses exemplos. Qualquer meio tangível que pode conter, ou armazenar, um programa para uso por, ou em conexão com, um sistema, aparelho, ou dispositivo de execução de instruções, poderia ser um dispositivo de armazenamento legível por computador.

[0071] Um meio de sinal legível por computador pode incluir um sinal de dado propagado com código de programa legível por computador incorporado no mesmo, tal como, mas não limitado a, em banda de base ou como parte de uma onda portadora. Um sinal propagado pode assumir qualquer de uma pluralidade de formas, incluindo, mas não limitadas a, eletromagnéticas, ópticas, ou qualquer combinação apropriada das mesmas. Um meio de sinal legível por computador pode ser qualquer meio legível por computador (exclusive do dispositivo de armazenamento legível por computador) que pode comunicar, propagar, ou transportar um programa para uso por, ou em conexão com, um sistema, aparelho, ou dispositivo. Código de programa incorporado em um meio de sinal legível por computador pode ser transmitido usando qualquer meio apropriado, incluindo, mas não limitado a sem fio, com fio, cabo de fibra óptica, RF, etc., ou qualquer combinação apropriada dos precedentes.

[0072] Os termos “um sistema de controle” e “controlador”, como podem ser usados na presente invenção, podem incluir uma variedade de combinações de hardware, software, periféricos de computador, fixos e/ou portáteis, e dispositivos de armazenamento. O controlador e/ou sistema de controle pode incluir uma pluralidade de componentes individuais que são ligados em rede ou ligados de outra maneira para se comportarem colaborativamente, ou podem incluir um ou mais componentes autônomos. Os componentes de hardware e software do sistema de controle e/ou controlador da presente invenção podem incluir e podem ser incluídos em dispositivos fixos e portáteis, tais como computador de mesa, computador portátil, e/ou servidor, e rede de servidores (nuvem).

[0073] A terminologia usada aqui é para a finalidade de descrever somente modalidades particulares e não é destinada a ser limitativa do escopo da invenção e não é destinada a ser exaustiva. Muitas modificações e variações serão aparentes para aqueles de conhecimento comum na arte sem fugir do escopo e espírito da invenção.

Claims

1. Método limitador de tensão de quatro quadrantes implementado por processador que limita uma tensão da fase comandada para dentro de uma segunda capacidade de tensão de um inversor (610, 614), o método limitador de tensão de quatro quadrantes implementado por processador_(502) caracterizado pelo fato de que compreende: forçar através do processador (502) um limite superior para uma tensão do eixo q (eixo de quadratura) em uma operação de motorização, sob uma condição na qual o inversor (610, 614) é incapaz de produzir um torque solicitado; forçar através do processador (502) um limite inferior para a tensão do eixo q em uma operação de regeneração, o limite inferior sendo abaixo de um valor nominal necessário para manter o fluxo; e gerar um comando através do processador (502) ao inversor (610, 614) para forçar o limite superior e o limite inferior para a tensão do eixo q para limitar a tensão da fase comandada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor (610, 614).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tensão de fase comandada é limitada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor (610, 614) através da manutenção de um fluxo do rotor e da dobra para trás de um torque tanto sobre comandos de torque de motorização quanto de regeneração.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na operação de motorização, o limite superior é uma capacidade restante do inversor (610, 614) quando é permitido que uma tensão do eixo d (eixo direto) assuma qualquer valor que o inversor (610, 614) possa produzir.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na operação de regeneração, é autorizado que uma tensão de eixo d assuma qualquer valor que o inversor (610, 614) possa produzir.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a operação de motorização tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) de velocidade negativa; e a operação de regeneração tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) de velocidade negativa.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a operação de motorização e a operação de regeneração são usadas em um veículo (600).

7. Sistema limitador de tensão de quatro quadrantes que limita a tensão de fase comandada para dentro de uma segunda capacidade de tensão de um inversor (610, 614), o sistema limitador de tensão de quatro quadrantes caracterizado pelo fato de que compreende: um processador (502); e uma memória (701) que armazena instruções legíveis por computador que, quando executadas pelo processador, implementam: uma primeira unidade de força (703) para forçar, em uma operação de motorização, um limite superior para uma tensão do eixo q (eixo de quadratura) sob uma condição na qual o inversor (610, 614) é incapaz de produzir um torque solicitado; e uma segunda unidade de força (705) para forçar, em uma operação de regeneração, um limite inferior para a tensão do eixo q, o limite inferior sendo abaixo de um valor nominal necessário para manter o fluxo, em que forçar o limite superior e o limite inferior para a tensão do eixo q limita a tensão da fase comandada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor (610, 614).

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a tensão de fase comandada é limitada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor (610, 614) através da manutenção de um fluxo do rotor e da dobra para trás de um torque tanto sobre comandos de torque de motorização quanto de regeneração.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, na operação de motorização, o limite superior é uma capacidade restante do inversor (610, 614) quando é permitido que uma tensão do eixo d (eixo direto) assuma qualquer valor que o inversor (610, 614) possa produzir.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, na operação de regeneração, é autorizado que uma tensão de eixo d assuma qualquer valor que o inversor (610, 614) possa produzir.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: a operação de motorização tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) de velocidade negativa; e a operação de regeneração tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) de velocidade negativa.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a operação de motorização e a operação de regeneração são usadas em um veículo (600).

13. Dispositivo de armazenamento legível por computador (701), caracterizado pelo fato de que inclui instruções para limitar a tensão de quatro quadrantes que limita uma tensão de fase comandada para dentro de uma segunda capacidade de tensão de um inversor (610, 614) que, quando executadas por um processador (502), fazem com que: em uma operação de motorização, forçar um limite superior para uma tensão do eixo q (eixo de quadratura) sob uma condição na qual o inversor (610, 614) é incapaz de produzir um torque solicitado; e em uma operação de regeneração, forçar um limite inferior para a tensão do eixo q, o limite inferior sendo abaixo de um valor nominal necessário para manter o fluxo, em que forçar o limite superior e o limite inferior para a tensão do eixo q limita a tensão da fase comandada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor (610, 614).

14. Dispositivo de armazenamento legível por computador (701), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a tensão de fase comandada é limitada para dentro da segunda capacidade de tensão do inversor (610, 614) através da manutenção de um fluxo do rotor e da dobra para trás de um torque tanto sobre comandos de torque de motorização quanto de regeneração.

15. Dispositivo de armazenamento legível por computador (701), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que na operação de motorização, o limite superior é uma capacidade restante do inversor (610, 614) quando é permitido que uma tensão do eixo d (eixo direto) assuma qualquer valor que o inversor (610, 614) possa produzir.

16. Dispositivo de armazenamento legível por computador (701), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que na operação de regeneração, é autorizado que uma tensão de eixo d assuma qualquer valor que o inversor (610, 614) possa produzir.

17. Dispositivo de armazenamento legível por computador (701), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que: a operação de motorização tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) de velocidade negativa; e a operação de regeneração tem uma velocidade selecionada do grupo de: (a) velocidade positiva; e (b) de velocidade negativa.