CN100359796C - 用于动态改变电机赋能电流的波形曲线的电机控制系统 - Google Patents

用于动态改变电机赋能电流的波形曲线的电机控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN100359796C
CN100359796C CNB038128276A CN03812827A CN100359796C CN 100359796 C CN100359796 C CN 100359796C CN B038128276 A CNB038128276 A CN B038128276A CN 03812827 A CN03812827 A CN 03812827A CN 100359796 C CN100359796 C CN 100359796C
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
schemes
motor control
control schemes
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB038128276A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1659777A (zh
Inventor
博里斯·A·马斯洛夫
马修·菲姆斯特
袁国辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WAVECREST LAB LLC
Original Assignee
WAVECREST LAB LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/173,610 external-priority patent/US6727668B1/en
Priority claimed from US10/290,537 external-priority patent/US6794839B1/en
Priority claimed from US10/353,075 external-priority patent/US6940242B1/en
Application filed by WAVECREST LAB LLC filed Critical WAVECREST LAB LLC
Publication of CN1659777A publication Critical patent/CN1659777A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100359796C publication Critical patent/CN100359796C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

提供了一种用于具有多个定子相部件的多相电机的控制系统,每个定子相部件包括形成在芯元件上的相绕组和转子。多个电机控制方案存储在存储器中,或者在电机操作过程中动态地计算。依据用户或者系统的选择,由控制器选择该电机控制方案之一用于执行。控制器产生控制信号,将该控制信号施加到赋能电路,用于根据选出的电机控制方案向相绕组提供带有特定电流波形曲线的电流。控制器具有输入端,用于接收表示所需电机扭矩的用户启动的扭矩命令信号。每个电机控制方案提供了电机驱动电流,其对应于在控制器输入端接收到的扭矩命令信号。在自动模式中,控制器访问适当的控制方案,用以满足系统的扭矩跟踪的需要。

Description

用于动态改变电机赋能电流的波形曲线的电机控制系统
相关申请
本申请包含的主题涉及Maslov等人于2001年4月5日提交的共同未决的美国申请No.09/826,423、Maslov等人于2001年4月5日提交的共同未决的美国申请No.09/826,422、Maslov等人于2001年10月1日提交的美国申请No.09/966,102、Pyntikov等人于2001年11月27日提交的美国申请No.09/993,596、Maslov等人于2002年6月19日提交的美国申请No.10/173,610和Maslov等人于2002年11月8日提交的美国申请No.10/290,537。这些申请的公开内容在此处并入列为参考。
发明领域
本发明涉及电动机的控制,更特定地,涉及多个电机控制方案的独立实现,用于影响相关的定子电流波形曲线。
发明背景
上文认定的共同未决的专利申请描述了建立的有效的电动机驱动的挑战。对电机绕组的电子控制脉冲赋能提供了更加灵活的管理电机特性的前景。通过控制脉冲宽度、占空系数和能量源对适当定子绕组的开关应用,可以获得更多功能上的多样性。结合该绕组使用永磁体对于限制电流消耗是有利的。
在车辆驾驶环境中,其中牵引电机可利用的功率受到车载电源的限制,非常需要的是,在牵引电机操作的所有条件中,在最小功率消耗下获得高的扭矩输出能力,同时维持高的效率。共同未决的申请中描述的电机结构配置致力于这些目的。如在这些申请中所描述的,可将电磁体芯部分配置为环形环中的隔离的透磁结构,用以提供增加的磁通量集中度。电磁体芯部分的隔离允许在磁芯中独立地集中磁通量,同时具有最小的磁通量损失或者使得同其他电磁体部件的相互作用引起的有害互感干扰影响最小。
上文认定的共同未决申请10/173,610描述了用于多相电机的控制系统,其补偿独立相电路元件中的变化。通过使每个相的控制环路与其对应的绕组和结构紧密匹配,获得了高度精确控制能力。由控制器管理每个相绕组的连续开关赋能,该控制器根据与各自的定子相部件和所选驱动算法相关的参数来产生信号。通过具有正弦波形的电流为相绕组赋能,以用于高效操作。控制系统改变输出电流,以响应并且准确地跟踪用户的扭矩命令输入。
通过该变换策略获得的正弦电流波形曲线可以通过有效操作来延长电池寿命。然而,在车辆驾驶操作中,可能需要扭矩能力大于可从最有效率的控制方案获得的扭矩。典型地,定额用于最大的电流放电速率(例如,10.0amp)的电源。如果系统的用户要求了与该最大电流牵引相关的扭矩命令,则在具有上文所述的配置的电机中,正弦电流波形曲线的电机扭矩输出被限于例如约54.0Nm。在车辆驾驶应用中,通过用户使扭矩输入命令与用于改变速度的命令相关。在典型的驾驶操作中,用户扭矩要求可以经历广泛的变化,而具有很小的长期可预见性。驾驶员可能要求大于系统在最大扭矩下通过正弦电流波形所能够提供的加速度或速度。驾驶条件,诸如陡峭的上坡坡度或者重的车辆负荷等等可能强加了其他的对可用速度和加速度的限制。其他的非车辆应用可以具有相似的高扭矩要求。
因此存在对电机控制系统的需要,其能够以高效率运行,并且能够在用户要求时提供增加的扭矩输出。上文认定的申请10/290,537针对了这一需要,其使得可以利用多个关于电机驱动的电机控制方案,每个电机控制方案可以提供唯一的电流波形曲线。可以由用户选择该电机控制方案之一以获得具有满足操作目标的最大能力的电流波形曲线。例如,可以选择产生高效操作的控制方案,诸如正弦波形,并且可以选择提供较高扭矩的另一控制方案,虽然其具有较低的操作效率。可以根据与扭矩和效率相关的用户的需要或者目的或者其他因素,例如,低的扭矩纹波和噪声等等,在任何特定的时刻在该电机控制方案中进行选择。选出的电机控制方案将被实现以产生控制信号,从而提供具有相关波形曲线的电机赋能电流。
在车辆牵引应用中,例如,用户曲线选择向驾驶员提供了车辆的灵活性,用以调整操作以达到目的。例如,如果驾驶员需要在最短的时间内达到目的地,则可以选择高扭矩的曲线,并且在整个路程中维持该曲线以提供最大的速度和加速度能力。然而,如果较多的考虑是使车载能量源保留用于相对长的路程,则可以始终选择高效率的曲线,有可能在受限基础上的多种点上由用户选择高扭矩的曲线。对与例示的波形,特别是高效率的正弦波形和高扭矩的方波形状的波形的更加详细的描述,可以参考(所认定的)申请。
然而,车辆操作的可变条件和变化要求可能要求比驾驶员所能够跟得上的变化更加频繁或者更加迅速的曲线变化。驾驶员的扭矩要求可以充分地满足高效率的曲线模式的选择,除了在相对短暂的情况中之外,例如短暂情形、上坡坡度等等。在这些情况中,驾驶员可能不会对变化的条件做出充分的反应,以在从高效率曲线到高扭矩曲线的选择中获得最佳优势。当高扭矩需求条件减少时,可能会延迟返回到高效率曲线直到用户认识到不再需要高扭矩曲线时,这样从电池中消耗了不必要的电流。因此,所需的是,仅在需要大于可从高效率模式中获得的扭矩时,才使用高扭矩模式。
需要这样的系统,即其中在动态基础上自动选择电机控制方案,以提供适当的赋能电流波形曲线。
发明内容
本发明通过为电机驱动提供多个电机控制方案满足了这一要求,每个电机控制方案可以产生唯一的电机赋能电流波形曲线。在电机操作的整个过程中连续监视一个或者多个条件。根据与被监视的条件相关的标准动态地自动选择电机控制方案之一。根据所选的具有适当电流波形曲线的电机控制方案为电机赋能。本发明在具有铁磁独立的定子电磁体的电机中提供了额外的优点。
电机控制方案可以包括:高效率电机控制方案,其提供用于相对优化的操作效率的电流波形曲线;和高扭矩电机控制方案,其提供用于相对高的操作扭矩响应的电流波形曲线。该系统响应于表示扭矩要求的用户输入信号。检测该用户输入信号,并且监视系统满足扭矩要求的能力,用以由此选择适当的电机控制方案。系统满足扭矩要求的能力是电机速度的函数,其连续地被检测以有助于扭矩要求监视函数。实现了高效率的电机控制方案,除非相应的电流波形曲线不能满足扭矩要求;否则,实现了高扭矩的电机控制方案。
本发明另外的优点在于,可以向用户提供选项,用以通过输入人工选择来脱离自动曲线选择。例如,用户可以选择在整个操作过程中使用高效率模式,以保证可以在尽可能长的路程上保存电源,即使偶然会牺牲最大的可利用扭矩。
本发明可用于多相电机的控制系统中,该多相电机具有:多个定子相部件,每个定子相部件包括形成在芯元件上的相绕组;和永磁体转子。优选地,每个定子芯元件包括与其他的芯元件隔开而不直接接触的铁磁材料,由此每个定子相部件形成了独立的电磁体单元。通过联接到控制器的电路由直流电源提供定子赋能电流。控制器可以访问多个存储电机控制方案中的任何一个,用以实现具有相应波形曲线的定子赋能电流。控制器动态地响应于一个或者多个被监视的条件,以影响对电机控制方案的选择。存储的电机控制方案确定了电流波形曲线,并且在被访问时并入到控制器的操作之中。例如,电机控制方案可以包括:效率电机控制方案,其提供用于相对优化的操作效率的电流波形曲线,诸如基本上是正弦的波形;和高扭矩电机控制方案,其提供用于相对高的操作扭矩响应的电流波形曲线,诸如基本上是矩形的波形。
用户输入联接到接收到扭矩要求信号的控制器。另一至控制器的输入接收表示电机速度的信号,其得自转子位置的连续检测。基于这些信号,控制器可以实时地得到电机扭矩要求和所需用于满足该扭矩要求的控制电压。如果维持正弦波形曲线所需的电压超过电源电压,则控制器选择高扭矩曲线模式操作,从曲线存储器中获得关于该模式的数据。作为关于曲线选择的重复实时计算的替代方案,可以在存储器中存储查询表,其使曲线选择与扭矩要求输入和被监测速度相关联。
通过下文的详细描述,对于本领域的技术人员,本发明的另外的优点将变得易于理解,其中简单地通过说明执行本发明所考虑的最佳方式,仅示出和描述了本发明的优选实施例。如将认识到的,本发明可以具有其他的和不同的实施例,并且其几处细节可以在多种显著方面进行修改,所有这些都没有偏离本发明。因此,附图和描述应被认为是说明性的,而非限制性的。
附图简述
在附图的图示中,本发明是作为示例,而非作为限制而被描述,并且在附图相似的参考数字表示相似的元件,其中:
图1是示出了可由本发明使用的配置中的转子和定子元件的示例性示图。
图2是根据本发明的电机控制系统的框图。
图3是说明用于图2的控制系统的扭矩控制器方法的框图。
图4是根据本发明的用于曲线选择功能的操作的流程图。
图5是根据本发明表示针对扭矩和速度范围选择曲线模式的曲线图。
发明详述
本发明适用于诸如共同未决的申请09/826,422中公开的电机,尽管本发明可以用于多种包括永磁体电机的其他电机。因此图1是示出了如该申请所述的转子和定子元件的示例性示图,其公开内容在此处并入。转子部件20是具有永磁体21的环形环结构,该永磁体21基本上均匀地沿圆柱形支撑板25分布。该永磁体是沿环形环的内圆周交替改变极性的转子极。转子环绕定子部件30,转子和定子部件由环形径向气隙隔开。定子30包括多个具有相同构造的电磁体芯部分,其沿气隙均匀地分布。每个芯部分包括一般为U形的磁体结构36,其形成了两个具有面对气隙的表面32的极。该极对的支腿由绕组38缠绕,尽管芯部分可被构建为容纳形成在极对链接部分上的单个绕组。每个定子电磁体芯结构是分立的,并且同相邻的定子芯元件是磁隔离的。定子元件36固定到非透磁支撑结构上,由此形成环形环配置。该配置消除了来自相邻定子极组的杂散互感磁通量影响的发散。这样定子电磁体是包括各自的定子相的独立的单元。下文更加全面描述的本发明的概念也适用于其他电机结构,包括支撑所有相绕组的整体定子芯。
图2是根据本发明的电机控制系统的框图。通过混合供电模块42,由从d-c电源40提供的驱动电流为多个多相电机定子相绕组38以可开关方式进行赋能。该供电模块可以包括通过脉冲宽度调制转换器联接到控制器44的电子开关组和栅极驱动器。每个相绕组连接到开关电桥,其具有相连的控制端子,用以接收来自控制器的脉冲调制输出电压。可替换地,开关电桥和栅极驱动器部件可以由链接到控制器输出电压的放大器取代。对于绕组供电电路的更加详细的描述,可以参考上文认定的申请10/290,537。
由多个电流传感器45中各自的一个检测每个相绕组中的电流,该电流传感器45的输出提供给控制器44。控制器可以具有多个用于该目的的输入,或者在替换方案中,来自电流传感器的信号被多路利用并且被连接到单一的控制器输入。转子位置和速度传感器46向控制器提供转子位置和速度反馈信号。该传感器可以包括公知的分解器、编码器或者其他等效装置、和速度近似器,其以公知的方式将位置信号转换为速度信号。控制器通过主电源总线连接到电源40。该控制器还配备有用户输入,包括扭矩要求输入47和曲线选择输入48。
该控制器可以包括微处理器或者等效的微控制器,诸如TexasInstrument的数字信号处理器TMS320LF2407APG。程序RAM存储器50、程序ROM 52、DATA RAM 54和曲线存储器56连接到控制器。这些所说明的单元仅表示任何公知的存储配置,通过该存储配置,控制器可以访问存储的随机数据和程序数据。为了说明本发明的概念,在图中单独地示出了曲线存储器56。曲线存储器可以包括ROM,在ROM存储了电机控制方案的程序部分,该程序规定了通过实现相关控制方案而获得的电机电流波形曲线。该曲线存储器的数据可以以曲线函数库和/或查询表的形式存储。曲线存储器数据结构可以具有实时计算和优化程序的形式。作为替换方案,或者除了ROM以外,可以提供在实时的电机操作过程中计算值的单元。
在车辆驾驶应用实例中,扭矩要求输入47表示用户油门所要求的扭矩。加大油门表示增加速度的命令,其可以通过增加扭矩实现。可替换地,其可以表示增加扭矩的命令,以便于在诸如上坡驾驶的重的负荷条件下维持车辆的相同速度。在操作中,控制系统扭矩跟踪功能应针对任何给出的扭矩要求输入,根据变化的外部条件,诸如驾驶条件、负荷坡度、地形等的变化,维持稳定状态的扭矩操作,并且应响应扭矩要求输入中的变化以适应驾驶员的油门命令。控制系统响应扭矩输入要求的方式取决于所实现的特定电机控制方案。可以利用多个电机控制方案获得适当的响应。每个控制方案导致特定的电机电流波形曲线,其具有与效率、扭矩能力、响应能力和功率消耗等相关的唯一特性。
图3是说明了上文认定和并入此处的共同未决申请10/173,610中使用的电机控制方案的框图。对于该操作的详细描述可以参考该申请。为了建立所需的相电流,对相绕组的驱动器应用下列每相电压控制表达式:
Vi(t)=LidIdi/dt+RiIi+Ei+ksei
图3说明了通常由参考数字60表示的方法,通过该方法,控制器使用扭矩要求输入和从相电流传感器、位置传感器和速度检测器接收的信号来实时地驱动该电压控制表达式的分量。函数模块70表示上述表达式的分量的公式和求和,用以实时地获得控制电压。作为模块70的输入示出的每个函数模块62、64、66、68、72、74和76表示分量的多种要素的产生,该要素获得自控制器接收的实时输入或者参数常数。模块62表示精确扭矩跟踪函数,根据下列表达式选择每相所需电流轨迹:
I di = ( 2 τ d N S K τi ) sin ( N r θ i )
其中Idi表示每相所需的电流轨迹,τd表示用户要求的扭矩命令,Nr表示相绕组的总数,Kτi表示每相扭矩传输系数,而θi表示第i个相转子位置信号。每相电流幅度取决于每相的扭矩传输系数Kτi值。
在操作中,控制器44按照在控制器中建立的顺序,连续地向用于各自相绕组独立赋能的混合供电模块输出控制信号Vi(t)。每个连续的控制信号Vi(t)与相应相绕组中检测的特定电流、即刻检测的转子位置和速度相关,并且还与模型参数Kei和Kτi相关,该参数是关于各自的相而特殊预定的。实时地连续地执行图3中说明的计算。模块62中示出的表达式在该电机控制方案中通过使用正弦波形曲线提供了用于跟踪扭矩输出控制信号Vi(t)的所需电流分量。该正弦波电流轨迹Isin(t)由下式产生:
Isin=Imsin(Nrθi)
其中Im表示相电流的幅度,Nr表示永磁体对的数目,而θi表示测量的每相转子位置信号。如上文认定的共同未决申请10/290,537中描述的,该正弦电流波形曲线提供了有效率的电机操作。
针对图3的扭矩跟踪函数,可以使用关于模块62的不同表达式以获得用于证明其他方面的不同电流波形曲线,尽管牺牲了通过正弦波形曲线获得的某些效率。对于更高的扭矩操作,图3中示出的模块62的表达式可以由下式替换,其产生方波电流波形轨迹Isq(t),诸如:
Isq=Im sgn(sin(Nrθi))
其中sgn(x)表示标准的正负号函数,并且被定义为:如果x>0,则其为1,如果x=0,则其为0,以及如果x<0,则其为-1。关于更加详细的描述,可以再次参考共同未决申请10/290,537,其比较了通过上文讨论的电机控制方案获得的两个不同电流波形曲线的效率和扭矩特征。
曲线存储器56存储由控制器使用的、用于获得满足上文例示的表达式的电流值的数据。对于方波曲线,可以预先存储表达式LidIdi/dt。数据可以作为查询表存储在曲线函数库中,每个电机控制方案具有相应的查询表。查询表中的每个条目表示对于相应电机控制方案的关于扭矩要求值和转子位置的特定组合的电流值,如图3中的模块62的输出所示。如果选择了产生正弦波形的控制方案,则访问相应的曲线存储器数据。如果选择了产生方波曲线的控制方案,则访问相应的方波曲线存储器数据。可替换地,曲线存储器可以存储关于每个曲线的数据,由控制器实时地使用该数据重复计算所需的电流值Idi。尽管上文为了说明描述了用于正弦波波形和方波波形的表达式,但是可以使用其他的波形曲线,诸如锯齿波等,以用于多种操作目的。
在电机操作过程中,可以由控制器在适当的时刻自动地选择曲线数据。可替换地,用户可以通过在控制器输入48处输入曲线选择信号来选择对应于曲线之一的操作模式。参考图4所示的流程图描述了曲线选择操作。该描述涉及特定的示例,其中曲线存储器包括:用于实现高效率曲线电机控制方案的数据,诸如用于产生正弦电机电流波形的控制方案,和用于实现高扭矩曲线的数据,诸如用于产生方波电机电流波形的控制方案。该示例仅是说明性的,关于其他曲线的数据也可以存储在曲线存储器中,并且适于在需要不同电流波形的操作条件下可以访问这些数据。
在不存在由控制器探测的曲线选择信号的情况中,调用自动曲线选择模式。在步骤100中,控制器探测在输入48处是否接收到用户曲线选择信号,用以确定是否调用自动模式。如果步骤100中的确定结果是否定的,则控制器在步骤102中确定接收到的曲线选择信号是否是高扭矩曲线选择。如果不是,则控制器在经过任一适当的延时之后在步骤104中访问曲线存储器,用以从高效率曲线查询表中检索数据。检索的数据产生了关于扭矩要求和检测的转子位置电平的所需的电流值Idi。相反地,如果选择了高扭矩曲线,如步骤102中所确定的,则在步骤106中访问相应的查询表,并且获得关于该表的适当的Idi值。处理流程从步骤104和106返回步骤100,用于确定是否还存在接收到的用户曲线选择以及该选择的性质,用于以上文所述的方式继续该流程。步骤104和106中的操作发生在步骤102中的选择之后的一段时间之后,该时间段是足够长到能够以克服曲线转变中的瞬间效应。因此,处理流程返回到步骤100的延时延长了若干个连续的反馈采样。
如果没有出现用户曲线选择输入信号,并且系统未被关闭,则控制器在步骤100中确定将被自动选中的波形曲线。在该自动模式中,控制器在步骤108中确定处于高效率曲线电机控制方案中的系统是否具有满足针对用户要求的扭矩输入的扭矩跟踪需要的能力。可以参考来自图3中模块70的输出的控制器Vi(t)值进行该确定,其可得自用户要求的扭矩输入值和电机速度值。如果得到的控制电压不超过电源的电压电平,则可以满足扭矩要求。如果如步骤108所确定的,得到的该输出电平未超过电源电压,则控制器可以施加高效率电机控制方案所需的电压用于扭矩跟踪。然后,控制器在经过任一适当的延时之后在步骤110中访问曲线存储器,用以从高效率曲线查询表中检索数据。相反地,如果得到的电压电平高于电源电压,则在步骤108中确定已超过电源容量。然后,控制器在经过任一适当的延时之后在步骤112中访问曲线存储器,用以从高扭矩曲线查询表中检索数据。处理流程从步骤110和112返回步骤100,用于以上文所述的方式继续该流程。如果操作从一个操作曲线模式变化到另一个,则上文所讨论的延时是适当的。
尽管可以通过实时地重复计算扭矩能力阈值执行了步骤108表述的自动模式曲线选择,但是针对扭矩要求和电机速度的多种组合的电压计算可以预先进行,并且链接到曲线存储器中查询表中的适当的曲线。图5是曲线图,表示根据说明性示例的在该查询表中的边界,该边界是对于扭矩值和速度值的在关于高效率曲线模式选择和高扭矩曲线模式选择之间的范围。通过对上文所述的控制器电压/电源电压进行关于速度/要求扭矩的组合幅度的比较来制定该查询表。曲线图的横坐标表示速度,而纵坐标表示所要求的扭矩,该曲线渐进于两个轴,在曲线上方的速度/扭矩的组合超出了系统在高效率曲线操作模式中跟踪扭矩的能力。控制器访问该查询表时将选择由曲线下面的点表示的速度/扭矩组合的高效率曲线模式,并控制器选择用于其他的点的高扭矩曲线模式。
在本公开内容中,仅示出和描述了本发明的优选实施例和数个其多样性的示例。应当理解,本发明如此处表述的本发明的概念的范围内能够用于多种其他组合和环境中,并且能够在进行变化和修改。例如,可以使用多种其他波形曲线。由此曲线存储器可以存储多个曲线,控制器响应于特定的曲线选择命令可以访问这些曲线。针对适当的曲线模式选择,可由控制器制定具有变动的复杂性的多种查询表。

Claims (22)

1.一种用于控制多相电机的方法,包括以下步骤:
输入用户要求的电机控制方案;
输入用户操作信号;
计算电机操作条件;
存储或计算对不同电机操作条件的多个电机控制方案;
基于所输入的用户要求的电机控制方案、用户操作信号、以及所计算出的电机操作条件来选择电机控制方案;以及
根据所选择的电机控制方案产生一个或多个电机控制信号,其中所述用户要求的电机控制方案包括高扭矩电机控制方案或高效率电机控制方案。
2.权利要求1的方法,其中所述用户要求的电机控制方案包括至少两个或多个方案。
3.权利要求1的方法,其中所述用户要求的电机控制方案包括低扭矩纹波或低噪声。
4.权利要求1的方法,其中所述电机控制信号改变给电机的电流波形的形状。
5.权利要求1的方法,其中所述电机操作条件包括电机速度。
6.权利要求1的方法,其中所述电机操作条件包括多于一个因素。
7.权利要求1的方法,其中所述电机控制方案选择步骤进一步包括:
确定用户输入的操作信号是否能够满足所要求的电机控制方案和电机操作条件,如果所述用户要求的电机控制方案能够满足该输入操作信号,则使用所述用户要求的电机控制方案。
8.权利要求1的方法,其中所述电机控制方案选择步骤进一步包括:
确定用户输入的操作信号是否能够满足所述用户要求的电机控制方案和电机操作条件,如果所述用户要求的电机控制方案不能满足用户输入的操作信号,则不使用所述用户要求的电机控制方案并选择不同的电机控制方案。
9.权利要求7的方法,其中根据电机操作条件和用户输入的操作信号所要求的控制电压来计算电源电压电平。
10.权利要求1的方法,其中所选择的电机控制方案包括对于一个或多个电机操作条件的扭矩要求和电机速度数据。
11.权利要求10的方法,其中所述电机的定子包括多个铁磁独立的电磁体,该每个电磁体在其上都缠绕有相绕组之一。
12.权利要求1的方法,其中所述高扭矩电机控制方案是用于产生方波电机电流波形的控制方案;所述高效率电机控制方案是用于产生正弦电机电流波形的控制方案。
13.一种多相电机控制系统,包括:
赋能电路,用于从直流电源向电机定子绕组提供赋能电流;
用户要求的电机控制方案输入装置;
用户操作信号;
联接到所述赋能电路的控制器,该控制器具有多个输入;
联接到该控制器的电机操作条件检测装置;
联接到该控制器的计算装置,用于确定多个不同的电机控制方案;
其中所述控制器动态地响应于所述用户要求的电机控制方案、所述用户输入的操作信号、以及所述电机操作条件,选择电机控制方案,并根据从高扭矩电机控制方案和高效率电机控制方案中所选出的电机控制方案,用相应的电流对电机赋能。
14.权利要求13的电机控制系统,其中计算或存储所述的多种不同的电机控制方案。
15.权利要求14的电机控制系统,其中所选择的电机控制方案与电源通信连接。
16.权利要求15的电机控制系统,其中根据所选择的电机控制方案来改变电流的形状。
17.权利要求13的电机控制系统,其中所述电机操作条件的传感器包括电机速度传感器。
18.权利要求13的电机控制系统,其中所选择的电机控制方案包括查询表,该查询表具有基于用户输入的扭矩要求和电机速度的条目。
19.权利要求13的电机控制系统,其中所述电机具有带有多个相绕组的定子。
20.权利要求19的电机控制系统,其中所述定子包括多个铁磁独立的电磁体,该每个电磁体在其上缠绕有相绕组之一。
21.权利要求13的电机控制系统,其中所述电机具有带有多个永磁体的转子。
22.权利要求13的电机控制系统,其中所述高扭矩电机控制方案是用于产生方波电机电流波形的控制方案;所述高效率电机控制方案是用于产生正弦电机电流波形的控制方案。
CNB038128276A 2002-06-19 2003-04-30 用于动态改变电机赋能电流的波形曲线的电机控制系统 Expired - Fee Related CN100359796C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/173,610 US6727668B1 (en) 2002-06-19 2002-06-19 Precision brushless motor control utilizing independent phase parameters
US10/173,610 2002-06-19
US10/290,537 US6794839B1 (en) 2002-11-08 2002-11-08 Precision motor control with selective current waveform profiles in separate stator core segments
US10/290,537 2002-11-08
US10/353,075 2003-01-29
US10/353,075 US6940242B1 (en) 2003-01-29 2003-01-29 Motor control system for dynamically changing motor energization current waveform profiles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1659777A CN1659777A (zh) 2005-08-24
CN100359796C true CN100359796C (zh) 2008-01-02

Family

ID=32180409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038128276A Expired - Fee Related CN100359796C (zh) 2002-06-19 2003-04-30 用于动态改变电机赋能电流的波形曲线的电机控制系统

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1522141B1 (zh)
JP (1) JP2005522178A (zh)
KR (1) KR20050012778A (zh)
CN (1) CN100359796C (zh)
AU (1) AU2003221991A1 (zh)
BR (1) BR0311506A (zh)
WO (1) WO2004001945A2 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004073156A1 (en) * 2003-02-06 2004-08-26 Wavecrest Laboratories Llc Adaptive electric motors and generators providing improved performance and efficiency
US7197390B2 (en) 2003-03-13 2007-03-27 Wavecrest Laboratories Llc Electric vehicle with adaptive cruise control system
US7312592B2 (en) * 2004-04-26 2007-12-25 Maslov Boris A Adaptive system for optimizing excitation current waveform profiles for electric motors
KR100957330B1 (ko) 2007-12-13 2010-05-12 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 구동모터 토크 제어 방법
TWM599500U (zh) 2018-08-28 2020-08-01 美商米沃奇電子工具公司 電池動力式獨立運作馬達單元、排污泵系統、噴洗器系統、壓實機系統及搗錘系統

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4333042A (en) * 1978-10-06 1982-06-01 Fujitsu Fanuc Limited System for driving a motor by a pulse width modulation inverter
US4779031A (en) * 1985-12-30 1988-10-18 Intellico, Inc. Motor system
WO1990011641A1 (en) * 1989-03-28 1990-10-04 Pacific Scientific Company Electronically commutated reluctance motor
EP0501437A2 (en) * 1991-02-27 1992-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Parameter setting apparatus for motor control unit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0334112B1 (de) * 1988-03-21 1995-01-18 Siemens Aktiengesellschaft Pulsumrichtergespeiste Drehfeldmaschine
JP3633270B2 (ja) * 1998-03-26 2005-03-30 トヨタ自動車株式会社 モータ制御装置およびモータ制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4333042A (en) * 1978-10-06 1982-06-01 Fujitsu Fanuc Limited System for driving a motor by a pulse width modulation inverter
US4779031A (en) * 1985-12-30 1988-10-18 Intellico, Inc. Motor system
WO1990011641A1 (en) * 1989-03-28 1990-10-04 Pacific Scientific Company Electronically commutated reluctance motor
EP0501437A2 (en) * 1991-02-27 1992-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Parameter setting apparatus for motor control unit

Also Published As

Publication number Publication date
EP1522141B1 (en) 2007-11-14
WO2004001945A2 (en) 2003-12-31
CN1659777A (zh) 2005-08-24
BR0311506A (pt) 2005-02-22
JP2005522178A (ja) 2005-07-21
AU2003221991A1 (en) 2004-01-06
AU2003221991A8 (en) 2004-01-06
WO2004001945A3 (en) 2004-05-06
KR20050012778A (ko) 2005-02-02
EP1522141A2 (en) 2005-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2004219172B2 (en) Electric vehicle with adaptive cruise control system
CN100397778C (zh) 利用独立相参数的无刷电机
US20040145330A1 (en) Phase advance angle optimization for brushless motor control
US8169096B2 (en) Power generator and motor device
CN100397780C (zh) 具有自适应电流波形的电机控制系统和方法
US6794839B1 (en) Precision motor control with selective current waveform profiles in separate stator core segments
US6812661B2 (en) Multiphase motor having winding connections specific to respective operating speed ranges
CN101019304A (zh) 用于最优化电机的励磁电流波形轮廓的自适应系统
CN100359796C (zh) 用于动态改变电机赋能电流的波形曲线的电机控制系统
US6919700B2 (en) Adaptive control of motor stator current waveform profiles
JP4267626B2 (ja) 適応電流プロファイルを用いたモーター制御システムおよび方法
US6836087B2 (en) Multiphase motor voltage control for phase windings of different wire gauges and winding turns
DE60317514T2 (de) Motorsteuerungssystem und verfahren mit adaptivem stromverlauf
Anita et al. Torque fault compensation in electric vehicle switched reluctance motor drives: A jellyfish search optimization method
WO2004070882A2 (en) Multiphase motor voltage control for phase windings of different wire gauges and winding turns
JPS62193597A (ja) パルスモ−タ駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080102

Termination date: 20160430