CN102122914B - 感应马达控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及感应马达控制系统和方法。提供一种用于与感应马达相关的逆变器组件的控制系统。所述系统包括电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q-轴电流指令和d-轴电流指令。所述电流确定模块还配置成基于观测磁链和磁链指令产生q-轴电流指令。所述系统还包括：马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于由所述电流确定模块产生的q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马达电流控制模块产生的q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器组件的占空因数信号。

Description

感应马达控制系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及感应马达，且更具体地涉及用于控制在混合动力车辆和其它应用中可见的感应马达的系统和方法。
背景技术
近年来，技术的发展以及时尚风格的变化使得机动车的设计产生了实质性改变。其中一种改变涉及机动车（特别是替代燃料车辆，例如混合动力、电动、以及燃料电池车辆）内各种电气系统的功率使用以及复杂度。这些车辆中的许多使用电动马达（例如，感应马达）来将电功率转换为机械功率以给车辆提供牵引功率。
机动车辆应用通常使用三相AC感应马达。在感应马达中，定子包括多个缠绕极，所述极承载供应电流以感应穿过转子的磁场。通常，电子控制系统基于驾驶员指令的扭矩和测量系统量来产生占空因数指令。基于占空因数指令，逆变器组件然后施加合适的电压以产生用于感应马达的电流指令。
电子控制系统通常指令d-轴电流和q-轴电流两者。具体地，d-轴电流指令基于从扭矩指令和当前操作状况获得的d-轴磁链指令产生。一些常规系统在扭矩指令和实际扭矩响应之间可具有延迟。具体地，在瞬变时段期间，真实的d-轴磁链比d-轴电流变化更慢，由于马达的内在转子时间常数而在其上建立，从而可能引起扭矩延迟。
因此，期望具有减少感应马达中的扭矩延迟的改进控制系统和方法。此外，由随后的详细描述和所附权利要求书结合附图以及前面的技术领域和背景技术，本发明的其它期望特征和特性将变得显而易见。
发明内容
根据示例性实施例，提供一种用于与感应马达相关的逆变器组件的控制系统。所述系统包括电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q-轴电流指令和d-轴电流指令。所述电流确定模块还配置成基于观测磁链和磁链指令产生q-轴电流指令。所述系统还包括：马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于由所述电流确定模块产生的q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马达电流控制模块产生的q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器组件的占空因数信号。
根据示例性实施例，提供一种用于控制感应马达的逆变器的方法。所述方法包括：接收扭矩指令；基于扭矩指令产生磁链指令；接收观测磁链；基于磁链指令和观测磁链产生q-轴电流指令；基于磁链指令产生d-轴电流指令；基于q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及基于q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器的占空因数信号。
方案1. 一种用于与感应马达相关的逆变器组件的控制系统，所述系统包括：
电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q-轴电流指令和d-轴电流指令，其中，所述电流确定模块还配置成基于观测磁链和磁链指令产生q-轴电流指令；
马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于由所述电流确定模块产生的q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及
PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马达电流控制模块产生的q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器组件的占空因数信号。
方案2. 根据方案1所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于标定因子来产生q-轴电流指令。
方案3. 根据方案2所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于磁链指令和观测磁链确定标定因子。
方案4. 根据方案3所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于磁链指令与观测磁链的比率来选择标定因子。
方案5. 根据方案4所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令与观测磁链的比率大于第一标定因子时选择第一标定因子。
方案6. 根据方案5所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令与观测磁链的比率小于第二标定因子时选择第二标定因子。
方案7. 根据方案6所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令与观测磁链的比率在第一标定因子和第二标定因子之间时选择第三标定因子。
方案8. 根据方案7所述的控制系统，其中，第三标定因子的值大约为1。
方案9. 根据方案1所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成通过用标定因子来修正计算的q-轴电流指令而产生q-轴电流指令。
方案10. 根据方案9所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在瞬变时段期间用标定因子来修正计算的q-轴电流指令。
方案11. 根据方案1所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于磁链指令与观测磁链的比率来产生q-轴电流指令，从而减少马达的瞬变扭矩响应。
方案12. 一种用于控制感应马达的逆变器的方法，所述方法包括以下步骤：
接收扭矩指令；
基于扭矩指令产生磁链指令；
接收观测磁链；
基于磁链指令和观测磁链产生q-轴电流指令；
基于磁链指令产生d-轴电流指令；
基于q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及
基于q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器的占空因数信号。
方案13. 根据方案12所述的方法，其中，产生q-轴电流指令的步骤包括基于标定因子来产生q-轴电流指令。
方案14. 根据方案13所述的方法，其中，产生q-轴电流指令的步骤包括基于磁链指令与观测磁链的比率来选择标定因子。
方案15. 根据方案14所述的方法，其中，选择步骤包括：在磁链指令与观测磁链的比率大于第一标定因子时选择第一标定因子。
方案16. 根据方案15所述的方法，其中，选择步骤包括：在磁链指令与观测磁链的比率小于第二标定因子时选择第二标定因子。
方案17. 根据方案16所述的方法，其中，选择步骤包括：在磁链指令与观测磁链的比率在第一标定因子和第二标定因子之间时选择第三标定因子。
方案18. 根据方案17所述的方法，其中，第三标定因子的值大约为1。
方案19. 根据方案12所述的方法，其中，产生q-轴电流指令的步骤包括在瞬变时段期间用标定因子来修正计算的q-轴电流指令。
方案20. 一种用于感应马达的逆变器的控制系统，所述控制系统包括：
电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q-轴电流指令和d-轴电流指令，其中，所述电流确定模块还配置成通过用基于磁链指令与观测磁链的比率的标定因子来修正计算的q-轴电流指令而产生q-轴电流指令；
其中，所述电流确定模块配置成：在磁链指令与观测磁链的比率大于第一标定因子时选择第一标定因子；在磁链指令与观测磁链的比率小于第二标定因子时选择第二标定因子；以及在磁链指令与观测磁链的比率在第一标定因子和第二标定因子之间时选择第三标定因子；
马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于由所述电流确定模块产生的q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及
PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马达电流控制模块产生的q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器的占空因数信号。
附图说明
本发明将在下文中结合附图加以描述，在附图中，类似的附图标记表示类似的元件，并且其中：
图1是包括根据示例性实施例的感应马达控制系统的示例性机动车的示意图；
图2是图1的示例性控制系统的示意性框图；
图3是示出了使用常规控制系统的指令和观测扭矩随时间的曲线图；以及
图4是示出了使用图2的示例性控制系统的指令和观测扭矩随时间的曲线图。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上仅为示例性的且不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。此外，并非旨在受限于前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明确的或隐含的理论。
广泛而言，本文公开的示例性实施例涉及用于感应马达的逆变器组件的控制系统。控制系统使用动态Iq控制来减少扭矩延迟，尤其是在瞬变时段期间。在一个示例性实施例中，控制系统使用基于观测和指令磁链选择的标定因子来修正q-轴电流指令。
图1示出了根据示例性实施例的车辆或机动车100，其包括感应马达102、能量源104、逆变器组件106、电子控制系统108和驱动轴110。在示例性实施例中，能量源104与控制系统108和逆变器组件106操作连通和/或电联接。逆变器组件106被联接到感应马达102，感应马达102又联接到驱动轴110。逆变器组件106与控制系统108操作连通和/或电联接且配置成从能量源104提供电能和/或功率给感应马达102，如下文更详细讨论的那样。
取决于实施例，机动车100可以是多种不同类型的机动车中的任一种，例如，摩托车、轻便摩托车、轿车、货车、卡车、或运动型多功能车辆（SUV），并且可以是两轮驱动（2WD）（即，后轮驱动或前轮驱动）、四轮驱动（4WD）或全轮驱动（AWD）。机动车100还可结合有多种不同类型的发动机中的任一种或组合，例如，汽油或柴油燃料内燃机、“灵活燃料车辆”（FFV）发动机（即，使用汽油和酒精的混合物）、燃料电池车辆发动机、气体化合物（例如，氢气和天然气）燃料发动机、燃烧/电动马达混合动力发动机、或电动马达。
在图1所示的示例性实施例中，感应马达102可包括发电机、牵引马达或本领域已知的其它合适马达。感应马达102可以是多相交流（AC）马达且包括一组绕组（或线圈），每个绕组对应于感应马达102的一个相。虽然在图1中未示出，但是感应马达102包括定子组件（或定子）和转子组件（或转子），如本领域技术人员理解的那样。在示例性实施例中，感应马达102还可以包括在其中整体形成的变速器，使得感应马达102和变速器通过驱动轴110机械地联接到至少一些车轮。
取决于实施例，能量源104可包括蓄电池、燃料电池或其它合适的电压源。应当理解的是，虽然图1示出了机动车100具有一个能量源104，但是本文讨论的原理和主题与能量源的数量或类型无关，且适用于具有任何数量能量源的车辆。
在示例性实施例中，逆变器组件106包括一个或多个逆变器，每个包括带有反并联二极管（antiparallel diode）的开关。在各个实施例中，开关用绝缘栅双极晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和/或类似物实施。感应马达102的绕组电连接在开关之间以提供电压且在感应马达102中产生扭矩。
如上所述，控制系统108与逆变器组件106操作连通和/或电联接。总体而言，控制系统108可以是能够将控制信号提供给逆变器组件106的各个部件的任何装置、模块、电路、逻辑和/或类似物。控制系统108还可以包括各种传感器和机动车控制模块，且还可以包括处理器和/或存储器，所述处理器和/或存储器包括在其上（或在其它计算机可读介质中）存储的指令，用于执行下文所述的过程和方法。具体地，控制系统108响应于从机动车100驾驶员接收的指令（即，经由加速踏板），且将指令提供给逆变器组件106以使用高频脉宽调制（PWM）来管理由逆变器组件106提供给感应马达102的电压。在示例性实施例中，控制系统108采用动态Iq控制来改进感应马达102的扭矩响应，尤其是在瞬变时段期间，如下文更详细所述。
图2是更详细地示出控制系统108的示意性框图。如上所述，能量源104被联接到逆变器组件106，逆变器组件106又联接到感应马达102。控制系统108被联接到逆变器组件106，且配置成将占空因数指令提供给逆变器组件106。
在示例性实施例中，控制系统108包括电流确定模块210、马达电流控制模块250、PWM调制器260和马达速度位置模块270。控制系统108还可包括用于控制感应马达102和机动车100（图1）的其它方面的其它模块。如本文使用的，下标d和q是在转子在感应马达内旋转时笛卡尔参考同步坐标中的量，其中，q-轴（或正交轴）垂直于转子极轴（即，扭矩产生），且d-轴（或直轴）平行于转子极轴（即，没有扭矩产生）。
如图2所示，电流确定模块210接收扭矩指令（Te *），其表示感应马达102需要的扭矩量且可以例如由驾驶员提供。最初，转子通量参考表212基于能量源104的电压（VDC）和感应马达102的转子速度（ωr）指示d-轴磁链指令（                                                
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE001
）。转子速度（ωr）和电压（VDC）可以例如由传感器或任何合适的确定装置来提供。
对于d-轴，d-轴磁链指令（
Figure 70034DEST_PATH_IMAGE001
）是电流表218的输入，表示与d-轴磁链指令（
Figure 177055DEST_PATH_IMAGE001
）相对应的d-轴电流指令（Id *）。现在参考处理块222，d-轴和q-轴电压（Vd, Vq）的平方和的平方根提供给低通滤波器元件224。d-轴和q-轴电压（Vd, Vq）可例如由马达电流控制模块250提供，如下文更详细所述。在差分元件226中从参考电压（VREF）减去低通滤波器元件224的输出，差分元件226的结果输入到比例积分（PI）调节器228以产生反馈d-轴电流指令（Id_FB *）。在求和元件230中，来自于PI调节器228的反馈d-轴电流指令（Id_FB *）和来自于电流表218的d-轴电流指令（Id *）的求和产生修正d-轴电流指令（Id **）。修正d-轴电流指令（Id **）作为输入提供给变化速率限制器232，变化速率限制器232限制d-轴电流的变化速率以产生d-轴电流指令输出值（Id ** slew）。
来自于元件230的修正d-轴电流指令（Id **）也提供给通量观测器元件234以产生观测d-轴磁链（
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE002
）。观测d-轴磁链（）将在下文更详细地讨论。
对于q-轴，扭矩指令（Te *）在除法元件236中除以d-轴磁链指令（
Figure 476635DEST_PATH_IMAGE001
），且然后在处理元件238中乘以2Lr/(3LmPP)以产生q-轴电流指令（Iq *），其中，Lr是感应马达转子的自感，Lm是感应马达中定子和转子之间的互感，PP是极对数。元件236、238总体上对应于下述扭矩方程（1）：
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE003
    （1）
根据示例性实施例，q-轴电流指令（Iq *）由来自于动态Iq控制元件240的标定因子（K）修正。如下文更详细所述，标定因子改进了感应马达102的扭矩响应。在任何情况下，动态Iq控制元件240接收来自于元件216的d-轴磁链指令（
Figure 228691DEST_PATH_IMAGE001
）和来自于通量观测器元件234的观测d-轴磁链（
Figure 238104DEST_PATH_IMAGE002
）。动态Iq控制元件240包括预定Kmax和Kmin值。Kmax和Kmin值可以根据经验和通过试验确定和调节以实现在各种操作状况下的满意动态扭矩响应。如果d-轴磁链指令（）与观测d-轴磁链（
Figure 704037DEST_PATH_IMAGE002
）的比率大于Kmax，那么动态Iq控制元件240输出Kmax作为标定因子（K）。如果d-轴磁链指令（
Figure 310599DEST_PATH_IMAGE001
）与观测d-轴磁链（
Figure 303963DEST_PATH_IMAGE002
）的比率在Kmin和Kmax之间，那么动态Iq控制元件240输出该比率值作为标定因子（K）。在稳态期间，该比率可具有大约1的值。最后，如果d-轴磁链指令（
Figure 245243DEST_PATH_IMAGE001
）与观测d-轴磁链（
Figure 982255DEST_PATH_IMAGE002
）的比率小于Kmin，那么动态Iq控制元件240输出Kmin作为标定因子（K）。因此，动态Iq控制元件算法可以在方程（2）中概括如下：
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE004
  （2）
q-轴电流指令（Iq *）在元件242中乘以标定因子（K）以产生修正q-轴电流指令（Iq **）。修正q-轴电流指令（Iq **）是变化速率限制器244的输入，变化速率限制器244限制q-轴电流的变化速率以产生q-轴电流指令输出值（Iq ** slew）。
现在参考元件246和元件246，来自于限制器244的q-轴电流指令输出值（Iq ** slew）在处理元件246中乘以Lr/Lm，且得到的输出在除法元件248中除以估计d-轴磁链（
Figure 443323DEST_PATH_IMAGE002
），以产生指令转子滑移速度（ω* slip），指令转子滑移速度（ω* slip）输出到马达速度位置模块270。
马达速度位置模块270在求和元件272中将指令转子滑移速度（ω* slip）与转子速度（ωr）相加以产生电转子速度单位（ωe）。此外，马达速度位置模块270在元件274中将指令转子滑移速度（ω* slip）积分以产生转子滑移角（
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE005
），其然后在元件276中与相对转子角（
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE006
）相加以产生旋转位置的电角度单位（）。
马达电流控制模块250接收q-轴电流指令输出值（Iq ** slew）和d-轴电流指令输出值（Id ** slew）作为输入，以产生q-轴电压指令（Vq *）和d-轴电压指令（Vd *）。PWM调制器260接收q-轴电压指令（Vq *）和d-轴电压指令（Vd *）且产生至逆变器组件106的占空因数指令（DA, DB, DC）。使用占空因数指令（DA, DB, DC），逆变器组件106产生来自于供应电势（例如，蓄电池电势或DC总线电压（Vdc））的三相AC电压（例如，Va, Vb, Vc）且用三相电压驱动感应马达102。
因此，在示例性实施例中，控制系统108采用动态Iq控制来改进感应马达102的扭矩响应。在常规控制系统中，扭矩响应可能由于内在转子时间常数而被延迟，转子时间常数可以表示为
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE008
。在观测磁链和电流之间的关系可以在方程（3）中表示如下：
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE009
（3）
如上文方程（1）所述，磁链（）的延迟响应导致延迟扭矩响应。由于在发生饱和时转子时间常数
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE011
随着Lr减少，该扭矩延迟在高扭矩/电流范围时会较低。然而，在常规控制系统中的响应在低扭矩/电流范围时会较慢，即，较高转子时间常数
Figure 113646DEST_PATH_IMAGE011
导致较低磁链（
Figure 2011100009163100002DEST_PATH_IMAGE012
）。
在图3和4中示出了在常规控制系统和示例性控制系统之间的比较。图3是示出了使用常规控制系统的指令和观测扭矩随时间的曲线图；图4是示出了使用图2的控制系统的指令和观测扭矩随时间的曲线图。在图3和4中的每个图中，在大约0.5秒时扭矩指令跳至目标扭矩。如图3所示，与常规控制系统相关的感应马达直到大约1秒时才达到目标扭矩。相比而言，如图4所示，与上述电子控制系统相关的感应马达更快地达到目标扭矩（在扭矩指令之后小于0.1秒）。在示例性实施例中，这些试验情形在低、中和高速（例如，0，4095和8190 rpm）以及在低和高扭矩瞬变（例如，0-10％和0-100％）（升高和降低两种情况）时同样适用。
为了简要起见，这里不对涉及AC马达、AC马达控制方案、以及系统的其他功能性方面（以及系统的单个操作部件）的常规技术进行详细描述。此外，在本文包括的不同视图中所示的连线意在表示各个元件之间的示意性功能关系及/或物理联接。应当注意，在本发明的实施例中可出现各种替代或附加功能关系或物理连接。
本发明的实施例已经参照功能和/或逻辑块部件和各种过程步骤来描述。然而应当理解的是，这种块部件可以通过配置成执行特定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，本发明的实施例可以采用各种集成电路部件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查询表等，其可以在一个或多个微处理器或其它控制装置的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将理解，本发明的实施例可以结合任何数量的电动马达应用实施，且本文所述的系统仅仅是本发明的一个示例性实施例。然而，等价构思可容易地应用于其它车辆、工业、航空和/或其它装置。实际上，无论如何，本文所述的各种构思可容易地适用于任何调制逆变器系统。
虽然已经在上述详细描述中阐述了几个示例性实施例，但应当理解存在大量的变型。还应当理解的是，示例性实施例仅仅是示例，并不意在以任何方式限制本发明的范围、应用或配置。相反，上述详细描述将为本领域的技术人员提供实施示例性实施例或多个示例性实施例的便捷路径。应当理解的是，可对元件的功能及设置进行各种改变而不脱离由所附权利要求及其合法等价物所阐述的本发明的范围。

Claims (19)

1.一种用于与感应马达相关的逆变器组件的控制系统，所述系统包括：
电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q-轴电流指令和d-轴电流指令，其中，所述电流确定模块还配置成基于观测磁链和磁链指令产生q-轴电流指令；
马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于由所述电流确定模块产生的q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及
PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马达电流控制模块产生的q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器组件的占空因数信号，
所述电流确定模块配置成基于磁链指令与观测磁链的比率来产生q-轴电流指令，从而减少马达的瞬变扭矩响应。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于标定因子来产生q-轴电流指令。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于磁链指令和观测磁链确定标定因子。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成基于磁链指令与观测磁链的比率来选择标定因子。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令与观测磁链的比率大于第一标定因子时选择第一标定因子。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令与观测磁链的比率小于第二标定因子时选择第二标定因子。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在磁链指令与观测磁链的比率在第一标定因子和第二标定因子之间时选择第三标定因子。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其中，第三标定因子的值为1。
9.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成通过用标定因子来修正计算的q-轴电流指令而产生q-轴电流指令。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其中，所述电流确定模块配置成在瞬变时段期间用标定因子来修正计算的q-轴电流指令。
11.一种用于控制感应马达的逆变器的方法，所述方法包括以下步骤：
接收扭矩指令；
基于扭矩指令产生磁链指令；
接收观测磁链；
基于磁链指令和观测磁链的比率来产生q-轴电流指令；
基于磁链指令产生d-轴电流指令；
基于q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及
基于q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器的占空因数信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，产生q-轴电流指令的步骤包括基于标定因子来产生q-轴电流指令。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，产生q-轴电流指令的步骤包括基于磁链指令与观测磁链的比率来选择标定因子。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，选择步骤包括：在磁链指令与观测磁链的比率大于第一标定因子时选择第一标定因子。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，选择步骤包括：在磁链指令与观测磁链的比率小于第二标定因子时选择第二标定因子。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，选择步骤包括：在磁链指令与观测磁链的比率在第一标定因子和第二标定因子之间时选择第三标定因子。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，第三标定因子的值为1。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，产生q-轴电流指令的步骤包括在瞬变时段期间用标定因子来修正计算的q-轴电流指令。
19.一种用于感应马达的逆变器的控制系统，所述控制系统包括：
电流确定模块，所述电流确定模块配置成基于扭矩指令产生q-轴电流指令和d-轴电流指令，其中，所述电流确定模块还配置成通过用基于磁链指令与观测磁链的比率的标定因子来修正计算的q-轴电流指令而产生q-轴电流指令；
其中，所述电流确定模块配置成：在磁链指令与观测磁链的比率大于第一标定因子时选择第一标定因子；在磁链指令与观测磁链的比率小于第二标定因子时选择第二标定因子；以及在磁链指令与观测磁链的比率在第一标定因子和第二标定因子之间时选择第三标定因子；
马达电流控制模块，所述马达电流控制模块被联接到所述电流确定模块且配置成基于由所述电流确定模块产生的q-轴电流指令和d-轴电流指令来产生q-轴电压指令和d-轴电压指令；以及
PWM调制器，所述PWM调制器被联接到所述马达电流控制模块且配置成基于由所述马达电流控制模块产生的q-轴电压指令和d-轴电压指令来产生用于操作逆变器的占空因数信号。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120068657A1 (en) * 2010-09-20 2012-03-22 Remy Technologies, L.L.C. Electric machine system including an electric machine having switched stator windings
US9240744B2 (en) * 2012-07-12 2016-01-19 GM Global Technology Operations LLC Methods, systems and apparatus for adjusting current and/or torque commands used to control operation of an asynchronous machine
JP6246496B2 (ja) * 2013-05-20 2017-12-13 Ntn株式会社 電気自動車の制御装置
KR101840509B1 (ko) * 2014-04-29 2018-03-20 엘에스산전 주식회사 동기전동기 센서리스 벡터제어를 위한 회전각 추정장치
CN105207561B (zh) * 2015-09-08 2018-06-01 湖南工程学院 一种用于电机的磁链观测方法及设备
US10295599B2 (en) * 2017-08-11 2019-05-21 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and method for monitoring magnet flux degradation of a permanent magnet motor
JP7155692B2 (ja) 2018-07-13 2022-10-19 株式会社デンソー 回転電機の制御装置
US10601358B1 (en) * 2018-10-11 2020-03-24 GM Global Technology Operations LLC Comprehensive smart-clamp strategy for inverter systems
US20200114900A1 (en) * 2018-10-12 2020-04-16 GM Global Technology Operations LLC Motor control systems and methods of vehicles for field weakening
US20200127588A1 (en) * 2018-10-19 2020-04-23 GM Global Technology Operations LLC Symmetric control of an asymmetric ac motor via a flux regulator operating based on a targeted time constant versus sampling period ratio
GB2579632B (en) * 2018-12-07 2023-01-11 Trw Ltd A method of controlling a permanent magnet synchronous motor and a motor circuit
US11489471B2 (en) * 2019-12-16 2022-11-01 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for detecting stator winding faults and degradation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7385371B2 (en) * 2004-09-22 2008-06-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Vector controller for induction motor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2861680B2 (ja) 1992-10-13 1999-02-24 株式会社日立製作所 電気自動車用故障検出法及びそれを用いたフェールセイフ制御方法
US5481168A (en) 1993-01-29 1996-01-02 Hitachi, Ltd. Electric vehicle torque controller
JP3454212B2 (ja) * 1999-12-02 2003-10-06 株式会社日立製作所 モータ制御装置
JP3695436B2 (ja) * 2002-09-18 2005-09-14 株式会社日立製作所 位置センサレスモータ制御方法および装置
EP2075906A4 (en) * 2006-10-19 2013-09-11 Mitsubishi Electric Corp VECTOR CONTROL OF A PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7385371B2 (en) * 2004-09-22 2008-06-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Vector controller for induction motor

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