CN101174812A - 用于控制同步电机驱动系统的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制同步电机的方法和系统。所述方法包括产生一d轴电流命令和q－轴电流命令；从所述q－轴电流命令产生修正电流命令，将d轴电流命令转换成第一电压命令，将所述修正电流命令转换成第二电压命令；和将第一和第二电压命令提供给同步电机。所述修正电流命令限制永磁电机产生的终端电压。

Description

用于控制同步电机驱动系统的方法和系统

技术领域

[0001]本发明总的来说涉及控制交流(AC)电机，更具体的说涉及用于控制同步电机例如永磁电机和同步磁阻电机的系统和方法。

背景技术

[0002]交流电机应用在包括车辆领域的各种领域，交流感应电机具有简单、坚固的结构，易于维修，且性价比高。应用在车辆上的交流电机通常通过电压源变换器控制这样所述电机相电流是正弦的。提供正弦形状的输入电流至所述交流电机通常产生没有额外调和的扭矩，其可以是交流电机中的转矩震动源。

[0003]在车辆应用中，一个设计要点是最佳化可利用的直流电总线电压(例如，通过电池组提供)的利用率。总线电压利用率的最大化通常改善高速驱动和整个系统的效率。一些交流电机是永磁(PM)电机。永磁电机通常具有大功率密度和高效率的特性并被如此便利的用于车辆驱动中。电机具有由于电压源变换器电流限制引起的电流限制，和由于可利用的直流总线电压引起的电压限制。在高速下，所述永磁电机，没有电压控制，产生机械磁通，或反电动势，其会增加超过所述直流总线电压。例如，所述永磁电机的相电压随着电机速度的增加而增加。超过一预定速度时，所述永磁电机的相电压变成大于总线电压。为了保持永磁电机的电流控制，所述反电动势使用场-削弱被减少。在永磁电机中，所述磁通不能固有地减少，如此通常应用消磁电流来减少永磁电机的磁铁或总磁通量。

[0004]为了实现永磁电机的效率优化控制，永磁电机的非线性特性可以被测量并被用来研制非线性的电机模型。这些模型被用来确定最优效率的控制参数，这些控制参数通常作为对照表被加到所述控制器用于电机的效率最优控制。所述控制参数还可以由内部的电压和电流限制确定。在理想操作期间，使用这些控制参数的反馈控制通常足够来在稳态条件下提供永磁电机的稳态控制。为了保持在高速时的电流控制，当所述有效电压被限制时，可能需要额外的协助，尤其在过渡工况期间或在实际的机器参数和测量的参数不匹配的情况下。一磁场削弱电压环路通常用来修正所述模型和用于稳定机器操作的实际的机器参数之间的误差。

[0005]一些强的磁铁磁通永磁电机具有高的空载损失(例如，自旋损失)和故障问题。弱的磁通永磁电机可以被选择其中所述磁铁磁通故意地保持较低以避免与永磁电机相关的问题。现在，d轴电流控制方法已经被用来场削弱在强的磁铁磁通永磁电机中的反电动势。例如，可以应用一负的d轴电流以产生消磁磁通元件，其减少所述磁铁磁通和所述磁铁反电动势。由于在电机电压上所述d轴电流的弱的影响，这些d轴电流控制方法对弱的磁通永磁电机来说具有局限的成果。例如，在操作的非线性过调制区域，在所述电机磁通上的d轴电流的弱的影响可以通过增加总电压幅度而不是减少总电压幅度来削弱弱的磁通永磁电机的场削弱操作。D轴电流控制还不能在高速运转的具有大的消磁电流的强磁通电机中有效运用。在大的消磁电流情况下，d轴磁通可以颠倒用于强的磁通电机的信号(即，变成负的)。所述d轴磁通的颠倒发生在弱的磁通电机中很地低的消磁电流并因此在低速情况下。正如前面提到的那样，所述d轴电流在弱的磁通电机中具有弱的对电压的影响。另外，由于所述d轴磁通信号颠倒，其也可能在强磁通电机中成立，通过应用更多d轴电流企图降低电压通常增加所述电机的终端电压，从而增加消磁控制的不稳定。

[0006]通过克服电机电压，可以在电机中产生电流。除反电动势之外，所述电流调节器应该克服电阻性的电压降和电感电压降。所述电感电压降可以是高的，尤其在具有磁阻的电机(例如，内部永磁电机或同步的磁阻电机)的q-轴中。通过降低电机终端电压，电流控制可以得到保持。对于一些高磁通永磁电机，通过引入消磁电流(例如，负的d轴电流)降低高速下永磁电机的反电动势间接地降低了电机的终端电压，因为一强的影响(例如，永磁场)作用在电压上。然而，对于其他的电机，例如弱的磁通永磁电机，同步磁阻电机，乃至一些强永磁磁通电机，控制所述d轴电流以减少反电动势可能对电机终端电压具有理想的效果。

[0007]相应地，提供一种用于控制永磁的或同步磁阻电机驱动系统的方法，该方法减少所述电机终端电压而保持电流控制，特别是在高速下。另外，提供一种用于永磁或同步磁阻电机驱动系统的控制系统，该控制系统减少所述电机终端电压而保持电流控制，特别是在高速下。此外，本发明其他合适的特征和特性从结合附图和上述技术领域以及背景技术的详细说明和附加的权利要求中将变得更加明显。

发明内容

[0008]提供一种用于控制同步电机的系统和方法，所述电机包括但不限于永磁电机和同步磁阻电机。在一实施例中，提供一种用于控制同步电机的方法。所述同步电机在操作期间产生终端电压和所述方法包括下述步骤：产生d-轴电流命令和q-轴电流命令；从所述q-轴电流命令产生修正电流命令，将第一电流命令转换成第一电压命令，将所述修正电流命令转换成第二电压命令；和将第一和第二电压命令提供给同步电机。所述修正电流命令限制同步电机产生的终端电压。

[0009]在另一实施例中，用于驱动永磁电机的方法包括下述步骤：从电流命令表产生第一和第二电流命令，从第二电流命令产生一修正电流命令，将第一电流命令与一第一测量电流相比较以产生第一调节电压，将修正电流命令与第二测量电流相比较以产生第二调节电压；和将第一和第二调节电压命令提供给永磁电机。在所述永磁电机的非线性操作期间所述修正电流命令限制永磁电机的终端电压。

[0010]在另一实施例中，用于通过电压命令控制同步电机的系统包括具有用于接收第一电流命令和修正电流命令的输入的第一组件，具有用于接收电源电压和所述电压命令的输入的第二组件；与第一和第二组件连接并被构造成产生反馈电流的转换器，与一比较器连接并被构造成从反馈电流产生一极限电流的电流限制器。所述修正电流命令由第二电流命令和所述极限电流的和获得。第一组件被构造成从第一电流命令确定第一磁通匝数和从所述修正电流命令确定第二磁通匝数以及从第一和第二磁通匝数产生调制指数命令。第二组件被构造成从所述电压命令和电源电压确定一调制指数。调节基准基于所述调制指数命令产生。所述反馈电流匹配所述调制指数和所述调节基准。

附图说明

[0011]以下将结合下列附图对本发明进行说明，其中相同的数字表示相同的元件，以及：

[0012]图1是驱动系统的方框图，该驱动系统包含根据本发明示例性实施例的永磁电机；

[0013]图2是一方框图，该方框图说明了图1所示驱动系统的电流控制系统；

[0014]图3是一方框图，该方框图详细地说明了图2中的电流控制系统；和

[0015]图4是用于控制根据本发明示例性实施例的永磁电机的方法的程序框图。

具体实施方式

[0016]下面的详细说明实际上只是示意性的，不是对本发明或其应用和运用的限制。进一步说，也不局限于先前的技术领域，背景技术，发明内容或后面的详细说明中存在的任何明示或默示。

[0017]本发明是一种用于控制同步电机的系统和方法，所述电机包括但不限于永磁(PM)电机和同步磁阻电机。通常，所述系统包括电流命令源，与电流命令源连接的电流调节器，和与电流调节器以及电流命令源连接的场-衰减电压控制模块。所述电流命令源使用电流命令表产生d-和q-轴电流命令，所述命令表使预定控制参数最优化(例如，系统效率)。所述磁场削弱电压控制模块产生用于改变所述q-轴电流命令的反馈电流以允许所述电流调节器没有电流调整损失地在非线性过调制区域操作。电流调节器转换包含修正q轴电流命令的电流命令，并向电压源变换器提供占空比，电压源变换器依次施加合适的电压(例如，三相电压)至永磁电机以产生用于永磁电机的控制电流。本发明的系统和方法还可以应用在同步的磁阻电机中。

[0018]参见图1，显示了具有根据本发明一个实施例的永磁电机16的驱动系统10。驱动系统10包括控制器12，与控制器12连接的电压源变换器14，与电压源变换器14连接的永磁电机16，以及探测器30，探测器30具有与电压源变换器14连接的第一输入，与永磁电机16连接的第二输入，和与控制器12连接的输出，控制器12提供至所述控制器的各种系统输出的量的测量。控制器12从所述测量的量产生占空比命令并向电压源变换器14提供占空比命令。电压源变换器14从电源电位(例如，电池组势能或直流总线电压(V_DC))使用所述占空比命令产生三相电压(例如，Va，Vb Vc)并用所述三相电压驱动所述永磁电机16。探测器30获取的测量量包括，但不限于，电源电压(Vdc)，实测的相电流(例如，I_a，I_b，和I_c，尽管对没有中性点的Y形连接的电机来说，二相电流的测量就已经足够)，转子转速(ω_r)和转子相位角(θ_r)。

[0019]电压源变换器14将电源电压(V_dc)转换成用于驱动永磁电机16的交流电压。电压源变换器14还可以改变施加到永磁电机16上的电压值，这样允许控制器12控制永磁电机电流。电压源变换器14施加到永磁电机的电压值由调制指数表示。例如零的调制指数表示所述施加电压为零，1的调制指数表示电压源变换器14已经向至永磁电机施加满的电池电压(例如，通过六-步骤操作)。在这些调制指数值之间，电压源变换器14可以改变所述电压，例如通过脉冲宽度调制(PWM)。直到大约0.9069(例如，大约所述总线电压的90.6％)的调制指数，电压源变换器14线性地控制所述永磁电机的电压。超过大约0.9069的调制指数，电压源变换器14在过调制区域操作，其中电压的控制是非线性的。

[0020]使用所述测量量，控制器12产生占空比命令。控制器12包括处理器18处理器存储器20，电机特性存储器22，输入缓冲器28，输出缓冲器24，和彼此相连的临时存储器26。所述测量量由输入缓冲器28接收并可以在控制器12的操作期间保存在所述电机特性存储器，处理器存储器，或临时存储器26中。在一示例性实施例中，控制器12执行一或多个程序(例如，优化用于预定控制参数的电流命令，以说明永磁电机的在过调制区域操作，等等)来确定任何被用于确定占空比命令的先兆因素(例如，修正的电流命令，电压命令，等等)。

[0021]参见图1和2，图2是一方框图，该方框图说明了根据本发明示例性实施例的驱动系统10的电流控制系统40。电流控制系统40通过控制器12执行。所述电流控制系统40的一或多个元件可以嵌在软件或程序包，硬件内，例如专用集成电路(ASIC)，电子电路，处理器(共一个或多个专一个或多个或集群)以及执行一个或多个软件或固定软件的存贮器，组合逻辑电路，和/或其他合适的提供上述功能的元件或它们的组合。

[0022]通常，电流控制系统40包括电流命令表42，电流命令求和单元48，磁场削弱模块46，和电流调节器44。电流命令表42的第一输出与求和单元48的第一输入连接。磁场削弱模块46具有与求和单元48的输出连接的第一输入，与电流命令表42的第二输出连接的第二输入，和与求和单元48的第二输入连接的输出。电流调节器具有与电流命令表42的第一输出连接的第一输入，与求和单元48的输出连接的第二输入，与电压源变换器14连接的第一输出，和与磁场削弱模块46连接的第二输出。最优化的电流命令(例如，d轴电流命令(I_d ^*)和q-轴电流命令(I_q ^*))由电流命令表42产生，所述磁场削弱模块46产生一反馈电流(ΔI_q ^*)以(必要时)通过所述求和单元48改变所述q-轴电流命令。修正的q-轴电流命(I_q ^**)，与所述d轴电流命令(I_d ^*)结合，被供应至电流调节器44并允许当在过渡操作期间要求没有电流调整损失时电流调节器44运行在非线性的过调制区域。

[0023]电流命令表42可以存储在(例如，作为一对照表)处理器存储器20中并优选优化预定的控制参数(例如，系统效率)。电流命令表42可以由许多用于优化理想控制参数的模型获得并利用永磁电机16的电压和电流限制以向所述永磁电机施加适量的d-和q-轴电流进而高效率的产生所述理想扭矩并通过控制所述电机终端电压保持电流调整的稳定性。对一具体的扭矩命令(T^*)来说，转子转速(ω_r)，和电源势能(V_dc)，例如通过探测器30收集并提供给控制器12，优化的d轴电流命令(I_d ^*)和q-轴电流命令(I_q ^*)由电流命令表42确定。

[0024]为了产生反馈电流(ΔI_q ^*)，磁场削弱模块46对提供给电流调节器44的电流命令(例如，所述优化的d轴电流命令(I_d ^*)和所述修正的q-轴电流命令(I_q ^**))进行采样。另外，磁场削弱模块46对电流调节器44内产生的同步结构电压命令进行采样。基于采集到的电流命令，采集到的同步结构电压命令，测量的转子转速(ω_r)，测量的转子相位角(θ_r)，和永磁电机16的电机每相电阻R_s，所述磁场削弱模块46确定所述反馈电流(ΔI_q ^*)。在理想操作下，反馈电流命令(ΔI_q ^*)将要成为零且没有修改q-轴电流命令I^* _q的需要因为工作在变换器电压和电流限制内时控制表42被产生。然而，就非理想的状况而言，所述反馈电流ΔI_q ^*修正实际电机参数和标准电机参数之间的误差借此允许在所有速度和电机扭矩水平的稳定电流控制。

[0025]参见图2和3，图3是一方框图，该图更详细地说明了所述电流控制系统40。在该示例性实施例中，电流调节器44包括比较器50和52，分别与比较器50和52连接的比例-积分(PI)控制器54和56，分别与所述PI控制器54和56连接的求和单元58和60，与求和单元58和60连接的过调制组件62，与过调制组件62连接的变换组件64，和与变换组件64连接的占空比组件66。比较器50从命令表42接收d轴电流命令(I^* _d)并将所述d轴电流命令(I^* _d)和测量的d轴电流(I_d)进行比较以产生d轴电流误差。比较器52接收修正的q-轴电流命令(I^** _q)并将所述q-轴修正的电流命令(I^** _q)与测量的q-轴电流(I_q)比较以产生q-轴电流误差。PI控制器54和56转换所述电流误差(例如，分别转换d-和q-轴电流误差)成同步的构造电压命令(例如，d-和q轴同步的结构电压命令，分别地)，所述求和单元58和60将每个同步的结构电压命令加上相应的前馈。在一示例性实施例中，所述前馈项是旋转电动势和越过所述定子的电阻降的和并被加到PI控制器54和56的输出上以改善驱动系统10的瞬态特性。例如，求和单元58将前馈项(-r_q ^*+I_d ^*R_S)加到d轴同步的构造电压命令上，比较器60将前馈项(r_d ^*+I_q ^*R_S)加到q-轴同步的构造电压命令上，其中^*q是q轴磁通匝数命令，^*d是d轴磁通匝数命令。抗-结束电流调节器可以用来最小化电流过冲。

[0026]求和单元58的输出提供给过调制组件62，过调制组件62执行一控制算法，该算法说明同步的构造电压命令的非线性的控制。变换组件64将来源于过调制组件62的同步的构造电压命令(U^* _sd和U^* _sq)使用测量的转子相位位置(θ_r)转换成静止的构造电压命令(U_α ^*和U_β ^*)。占空比组件66从所述变换组件64和电源电压(V_dc)(例如，所述测量直流总线电压)接收所述稳态的构造电压命令(U_α ^*和U_β ^*)。使用脉冲宽度调制，来自电压源变换器14的所述信号的宽度或占空比确定施加到永磁电机16的电压幅度，且占空比组件66从所述稳态的构造电压命令确定这些占空比。

[0027]由电压源变换器14产生的合适的电压幅度在电机相位产生受控的d-和q-轴电流命令，所述磁场削弱组件46修正所述q-轴电流命令以控制所述电机终端电压。在该示例性实施例中，所述磁场削弱组件46包括静态的磁通表68，从所述静态的磁通表68使用所述受控的d-和q-轴磁通匝数受控的调制指数组件70被计算，使用施加到电机终端的电压一实际的调制指数组件72被计算，与调制指数组件72连接的比较器74，与比较器74连接的PI控制器76，和与PI控制器76连接的电流限制器78。求和单元58和60的输出(例如，具有增加的前馈项的同步的构造电压命令)由调制指数组件72采样，调节指数(M_index)使用电源电压(V_dc)计算。所述d-和q-轴磁通匝数命令(^*d和^*q)使用静态的磁通表68，采集的d轴电流命令(I^* _d)，和修正的q-轴电流命令(I^** _q)确定，并提供给调制指数组件70。调制指数组件70使用所述d和q-轴磁通匝数命令(^*d和^*q)，所述d轴电流命令(I^* _d)，所述修正的q轴电流命令(I^** _q)，永磁电机16的电机的每相电阻(R_s)，电源势能(V_dc)，和测量的转子转速(ω_r)确定调制指数命令(M^* _index)。例如，所述调制指数命令(M^* _index)由下列等式确定：

$V_d^{*}=i_d^{*}{R}_s-w_e{\mathrm{\ψ}}_q^{*}$

$V_q^{*}=i_q^{*}{R}_s-w_e{\mathrm{\ψ}}_d^{*}$

$V_s^{*}=\sqrt{V_d^{*2}+V_q^{*2}}$

$M_{\mathrm{index}}^{*}=\frac{V_s^{*}}{\frac{2}{\mathrm{\π}}{V}_{\mathrm{dc}}}$

[0028]使用所述调制指数命令(M^* _index)，控制器12确定一用于调节基准(M_ref)的值。在调制指数命令(M^* _index)小于预定低调制指数限制(M_lower)或大于预定高调制指数限制(M_upper)的情况下，调节基准(M_ref)被赋值为高调制指数限制(M_upper)。所述低调制指数限制(M_lower)和高调制指数限制(M_upper)建立了永磁电机16的在过调制区域操作的限制。在一示例性实施例中，所述高调制指数限制(M_upper)被设定为大约六-步骤操作值的百分之九十五(95％)以提供一界限从而通常说明过渡工况和保持电流稳定度。在调制指数命令(M^* _index)不小于所述低调制指数限制(M_lower)且不大于所述高调制指数限制(M_upper)的情况下，所述调节基准(M_ref)被赋值为调制指数命令(M^* _index)。当所述调制指数命令(M^* _index)小于所述低调制指数限制(M_lower)时，电压环路是不启动的。当所述调制指数命令(M^* _index)大于所述低电平调制指数限制(M_lower)且小于所述高调制指数限制(M_upper)时，所述电压环路是启动的。当所述调制指数命令(M^* _index)大于所述高电平调制指数限制(M_upper)时，电压环路是启动的。

[0029]另外，控制器12使用所述调制指数命令(M^* _index)确定用于所述电流限制器78的一正饱和极限(I^pos _qsat)和一负饱和极限(I^neg _qsat)。在调制指数命令(M^* _index)大于低电平调制指数(M_lower)的情况下，所述正饱和极限(I^pos _qsat)被赋值为K₁×I_q ^*且所述负饱和极限(I^neg _qsat)被赋值为-K₂×I_q ^*，其中K₁和K₂是在零和一之间的预定常数。在调制指数命令(M^* _index)小于或等于所述低调制指数限制(M_low)的情况下，所述正饱和极限(I^pos _qsat)被赋值为零而所述负饱和极限(I^neg _qsat)被赋值为-K₂×I_q ^*。当M^* _index小于M_low时电流限制器78中所述极限的设定随着M_ref的选择而禁止电压环路。在一示例性实施例中，K₁≤0.2和K₂≤0.4。

[0030]比较器74产生所述调节基准(M_ref)绝对值的平方与所述调制指数(M_index)绝对值的平方的差值，受控的和实际的调制指数平方的差值。PI控制器76产生合适的q-轴电流反馈以匹配所述调制指数(M_index)和所述调节基准(M_ref)。电流限制器78确定用于反馈电流(ΔI^*)的上下限(例如，所述正饱和极限(I^pos _qsat)和所述负饱和极限(I^neg _qsat))。在反馈回路结构中使用磁场削弱组件46计算用来确定最佳控制参数的机械模型和实际的机器操作特性之间的变化。

[0031]图4是用于控制同步电机的方法100的程序框图，所述同步电机是根据本发明示例性实施例的永磁电机，同步的磁阻电机等等。在步骤105产生一d轴电流命令和q-轴电流命令。所述d-和q-轴电流命令优选使用一优化的电流命令表基于所述扭矩命令，同步电机的转子转速(r)，和电源电压(V_dc)产生。在步骤110修正的电流命令由q-轴电流命令产生，q-轴电流命令限制由同步电机经过磁场削弱产生的所述电机的终端电压。在一实施例中，调制指数由第一和第二修正电压命令确定，基准调制指数由d轴磁通匝数(^*d)和q轴磁通匝数(^*q)确定，误差由比较所述调制指数和基准调制指数确定，所述误差被转变为第一值，第一值限制在一正值和一负值之间以产生一第二值，第二值被加到第二电流命令以产生所述修正电流命令。为了确定所述误差一调制指数命令由d轴电流命令，q-轴电流命令，d轴磁通匝数(^*d)，所述q-轴磁通匝数(^*q)，同步电机的电机每相电阻(R_s)，直流电源电压，和同步电机的转子转速(r)产生。在所述调制指数命令不小于下限且调制指数命令不大于上限的情况下，所述基准调制指数被赋值为调制指数命令。在所述调制指数命令小于下限或调制指数命令大于上限的情况下，所述基准调制指数被赋值为上限。为了限制第一值，在所述调制指数命令大于预定下限的情况下，最大值被赋值为K₁×I_q ^*且最小值被赋值为-K₂×I_q ^*，当所述调制指数命令不大于所述下限时，所述最大值被赋值为零且最小值被赋值为-K₂×I_q ^*。

[0032]在步骤115第一电流命令被转换成第一电压命令。在步骤120所述修正的电流命令被转换成第二电压命令。在步骤125第一和第二电压命令被提供给所述同步电机(例如，通过一电压源变换器)。

[0033]在另一实施例中，第一修正电压命令由第一电压命令和前馈项(-r_q ^*+I_q ^*R_S)的和产生，第二修正电压命令由第二电压命令和前馈项(r_q ^*+I_q ^*R_S)的和产生。d轴磁通匝数(^*d)由d轴电流命令获得，q-轴磁通匝数(^*q)由q-轴电流命令获得。

[0034]在另一实施例中，第一同步的命令由第一调节电压产生，第二同步的命令由第二调节电压产生，第一和第二同步的命令被转换为第一和第二稳态的命令，第一，第二，和第三占空比由第一和第二稳态命令确定，第一，第二，和第三占空比被提供给电压源变换器。电压源变换器控制所述同步电机。

[0035]尽管前面已经说明了至少一个示例性实施例，但应当认识到还存在许多的变化。还应当理解所述示例性实施例或多个示例性实施例只是范例，决不是以任何方式对本发明的范围，应用，或结构进行限制。相反地，前述详细说明给本领域技术人员提供了实施所述示例性实施例或多个示例性实施例所需的便利的方法。应当理解，在不脱离由附加的权利要求及权利要求法定的等同物确定的本发明的范围的情况下，可以在元件的作用和布置方面进行各种变化。

Claims (20)

1.一种用于控制同步电机的方法，所述同步电机在其操作期间产生终端电压，所述方法包括下述步骤：

产生一d轴电流命令和q-轴电流命令；

从所述q-轴电流命令产生修正电流命令，所述修正电流命令限制同步电机产生的终端电压；

将d轴电流命令转换成第一电压命令；

将所述修正电流命令转换成第二电压命令；和

将第一和第二电压命令提供给同步电机。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

从第一电压命令和-ω_rψ_q ^*+I_d ^*R_s的和产生第一修正电压；和

从第二电压命令和ω_rψ_d ^*+I_q ^*R_s的和产生第二修正电压；

其中ω_r是同步电机的转子转速，ψ_d ^*是d轴磁通匝数，ψ_q ^*是q轴磁通匝数，I_d ^*是第一电流命令，I_q ^*是第二电流命令，以及R_s是同步电机的每相电阻。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

从所述d轴电流命令确定所述d轴磁通匝数(ψ_d ^*)；和

从所述q轴电流命令确定所述q轴磁通匝数(ψ_q ^*)。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述产生修正电流命令的步骤包括：

从第一和第二修正电压命令导出调制指数；

从所述d轴磁通匝数(ψ_d ^*)和所述q-轴磁通匝数(ψ_q ^*)确定基准调制指数；

通过比较所述调制指数和基准调制指数确定一误差；

将所述误差转换成第一值；

限制所述第一值在一正值和一负值之间以产生一第二值；和

将第二值加到第二电流命令上以产生所述修正电流命令。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述确定误差的步骤包括：

由d轴电流命令，q-轴电流命令，d轴磁通匝数(ψ_d ^*)，所述q-轴磁通匝数(ψ_q ^*)，同步电机的电机每相电阻(R_s)，直流电源电压，和同步电机的转子转速(ω_r)产生调制指数命令；

当所述调制指数命令不小于下限且调制指数命令不大于上限的情况下，所述基准调制指数被赋值为调制指数命令；和

当所述调制指数命令小于下限或调制指数命令大于上限时，所述基准调制指数被赋值为上限。

6.如权利要求4所述的方法，  其中所述限制第一值的步骤包括：

当所述调制指数命令大于预定下限时，将最大值赋值为K₁×I_q ^*，最小值赋值为-K₂×I_q ^*；

当所述调制指数命令不大于所述下限时，将最大值赋值为零，最小值赋值为-K₂×I_q ^*；

其中K₁在0和1之间的第一预定常数，K₂是在0和1之间的第二预定常数，以及I_q ^*是q-轴电流命令。

7.一种用于驱动永磁电机的方法，所述方法包括下述步骤：

从电流命令表产生第一和第二电流命令；

从第二电流命令产生一修正电流命令，在所述永磁电机的非线性操作期间所述修正电流命令限制永磁电机的终端电压；

将第一电流命令与第一测量电流相比较以产生第一调节电流；

将修正电流命令与第二测量电流相比较以产生第二调节电流；和将第一和第二调节电流提供给永磁电机。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述产生步骤包括从扭矩命令，永磁电机的转子转速，和电源电压产生d轴电流命令和q-轴电流命令。

9.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

将第一调节电流转换成第一电压命令；和

将第二调节电流转换成第二电压命令；

将-ω_rψ_q ^*+I_d ^*R_s加到第一电压命令上以产生第一调节电压；和

将ω_rψ_d ^*+I_q ^*R_s加到第二电压命令上以产生第二调节电压；

其中ω_r是永磁电机的转子转速，ψ_d ^*是d轴磁通匝数，ψ_q ^*是q轴磁通匝数，I_d ^*是第一电流命令，I_q ^*是第二电流命令，以及R_s是永磁电机的每相电阻。

10.如权利要求9所述的方法，进一步包括下述步骤：

从第一调节电压产生第一同步的命令；

从第二调节电压产生第二同步的命令；

将第一和第二同步的命令转换成第一和第二稳态命令；

从第一和第二稳态命令确定第一，第二，和第三占空比；和

提供第一，第二，和第三占空比至电压源变换器，电压源变换器控制所述永磁电机。

11.如权利要求9所述的方法，其中所述产生修正电流命令的步骤包括：

从第一和第二调节电压导出调制指数；

通过比较所述调制指数和基准调制指数确定一误差；

将所述误差转换成第一值；

限制第一值以产生一第二值；  和

将第二值加到第二电流命令上以产生所述修正电流命令。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述确定误差的步骤包括：

从第一电流命令和所述修正电流命令确定调制指数命令；

当所述调制指数命令不小于下限且调制指数命令不大于上限的情况下，所述基准调制指数被赋值为调制指数命令；

当所述调制指数命令小于下限时，所述基准调制指数被赋值为上限，以及

当所述调制指数命令大于上限时，所述基准调制指数被赋值为上限。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述限制的步骤包括限制第一值在第一界限和第二界限之间，当所述调制指数命令大于所述下限时，其中第一界限是K₁×I_q ^*，第二界限是-K₂×I_q ^*，当所述调制指数命令不大于下限时，其中第一界限是零和第二界限是-K₂×I_q ^*，其中K₁是一第一预定的在0和1之间的常数，K₂是第二预定的在0和1之间的常数，以及I_q ^*是第二电流命令。

14.如权利要求13所述的方法，其中K₁≤0.2和K₂≤0.4。

15.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

从第一电流命令，所述修正电流命令，和静态的磁通表格确定第一和第二磁通匝数；和

从第一和第二磁通匝数，第一和第二电流命令，永磁电机的每相电阻，电源电压和永磁电机的转子转速确定调制指数命令。

16.一种用于通过电压命令控制同步电机的系统，所述系统包括：

具有用于接收第一电流命令和修正电流命令的输入的第一组件，所述修正电流命令由第二电流命令和极限电流的和获得，所述第一组件构造成：

从所述第一电流命令确定第一磁通匝数和从所述修正电流命令确定第二磁通匝数；和

从所述第一和第二磁通匝数产生调制指数命令；

具有用于接收电源电压和所述电压命令的输入的第二组件；所述第二组件被构造成：

从所述电压命令和电源电压确定一调制指数；和

基于所述调制指数命令产生一调节基准；

与第一和第二组件连接并被构造成产生反馈电流的转换器，所述反馈电流匹配所述调制指数和所述调节基准；和

与所述比较器连接并被构造成从所述反馈电流产生所述极限电流的电流限制器。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述同步电机具有一转子转速，以及所述系统进一步包括：

具有一输出的第三组件，第三组件与第一调制指数组件连接，所述第三组件被构造成从扭矩命令，所述永磁电机的转子转速，和所述电源电压产生所述第一和第二电流命令。

18.如权利要求16所述的系统，其中所述转换器包括：

用于产生所述调制指数和所述调节基准之间差值的比较器；和

具有与所述比较器连接的输入和与所述电流限制器连接的输出的比例-积分(PI)控制器，所述PI控制器被构造成从所述差值产生所述反馈电流。

19.如权利要求16所述的系统，其中所述第二组件进一步地被构造成：

当所述调制指数命令不小于预定下限且调制指数命令不大于预定上限时，所述调节基准被赋值为调制指数命令；

当所述调制指数命令小于预定下限时，所述调节基准被赋值为所述预定上限；以及

当所述调制指数命令大于预定上限时，所述调节基准被赋值为所述预定上限；

20.如权利要求16所述的系统，其中所述电流限制器进一步地被构造成：

当所述调制指数命令大于预定下限时限制所述反馈电流在K₁×I_q ^*和-K₂×I_q ^*之间；

当所述调制指数命令小于或等于所述预定下限时限制所述反馈电流在0和-K₂×I_q ^*之间；

其中K₁是一第一预定的在0和1之间的常数，K₂是第二预定的在0和1之间的常数，以及I_q ^*是第二电流命令。

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