CN104885354B

CN104885354B - 电动机的控制

Info

Publication number: CN104885354B
Application number: CN201380066791.1A
Authority: CN
Inventors: C·D·狄克逊
Original assignee: TRW Ltd
Current assignee: TRW Ltd
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2018-12-21
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: WO2014096807A3; EP2936674A2; CN104885354A; EP2936674B1; GB201223174D0; US11437939B2; WO2014096807A2; US20150349682A1

Abstract

一种用于多相电动机的控制系统包括被设置成确定将要施加到电动机的对应各相的PWM电压波形的处理装置，所述处理装置指派不同的PWM模式以便针对不同的电动机位置来使用。在针对电动机的给定旋转位置使用时，除非此时正在使用不同的PWM模式，否则所述处理装置通常适于根据所指派的PWM模式来施加PWM波形，例外的情况是如果对于当前的PWM模式无法实现所需的电压波形，则所述处理装置适于强制PWM模式改变。当转子移动到与不同的所指派模式相关联的不同位置时，所述处理装置强制PWM模式改变到所指派的PWM模式。

Description

电动机的控制

技术领域

本发明涉及电动机的控制，并且特别涉及多相无电刷电动机的脉冲宽度调制(PWM)控制。

背景技术

为了控制无电刷电动机，必须确定电动机的转子的位置，从而可以控制流经电动机相绕组的电流以产生所期望的扭矩。可以利用专用的位置传感器来测量所述位置，或者利用无位置传感器的控制方案从其他参数估计所述位置。

通常利用图1中所示出的种类的闭环电流控制器来实施PWM控制。通过响应于所请求的目标电流使用空间矢量调制(SVM)控制，对电动机的每一个相绕组施加电压，从而导致生成所测量或估计的电流。随后由控制器(通常是PI控制器)使用各个单独的相电流来生成所需的经过脉冲宽度调制的相电压，以获得目标电流。电动机的估计位置被用来确保所述相电压可以在正确的时间被施加到正确的相。

对于3相电动机，驱动器通常包括被设置成按照一定PWM模式向各个电动机相端子施加所期望的电压的6FET电桥，以获得所期望的相电流。利用六个开关，其中每一个开关可以被断开或闭合，对于所述电桥的各个开关存在八个可能的状态，两个所谓的零电压状态和六个活跃状态。通过按照已定义的PWM模式在每一个调制时段内将一个或多个活跃状态与其中一个或多个零状态组合，利用空间矢量调制来构造所述PWM模式。在文献中还教导了其他非SVM技术。

在申请人早前的申请PCT/GB2003/0023639A1中提供了关于不同的电动机控制方案的广泛讨论。该文献教导使用特定的PWM模式，其包括一个或多个测试时段，其中可以测量在电动机中流动的电流。利用两个适当的测试时段，可以估计所有三相中的电流。该文献还教导进行细化，其中可以从电流测量确定电动机的电感，这同样要求提供适当的测试时段。已经知道电感随着电动机位置改变，因此通过确定电感，可以估计电动机的位置。该文献的教导被合并在此以作参考。

存在一定数目的适当“类型”的PWM模式，其中每一种类型的模式由施加到电动机的每一相的PWM波形的一项或多项特性特征定义。通常来说，PWM调制模式落到三种主要类型中：中心对准PWM，其中每一个脉冲的中心与调制时段的中心对准，并且前沿和后沿都被调制；后沿PWM，其中脉冲的前沿全部与所述时段的起始对准，并且后沿被调制；以及前沿PWM，其中后沿与所述时段的末尾对准，并且前沿被调制。

正如前面所提到的那样，为了允许进行适当的电流测量，可以通过偏移脉冲的固定边缘或中心来修改PWM策略的三种基本类型的PWM模式当中的每一种，以便确保在每一个PWM时段内存在适合于测试时间段的状态。

图2示出了后沿调制类型的六种不同PWM模式的适当集合。可以看到，前沿的位置是固定的，从而允许对后沿进行调制。每一个前沿在任何后沿之前发生，从而定义两个测试时段，一个时段处于第一和第二前沿之间，另一个时段处于第二和第三前沿之间，并且可以在其中进行测量。前沿之间的间距被选择成给出足够的时间，以使得被用来进行测量的电流传感器的输出稳定化到稳定状态。

由于需要允许有使得电流传感器稳定化的时间，因此决定了在这种PWM类型中必须将固定前沿从简单PWM类型偏移多远，其中在所述简单PWM类型中，所有前沿都与PWM时段的起始对准。这一偏移减小了在保持所述模式的同时所能实现的最大调制。在典型的控制方案中，将总是使用来自所述集合的其中一种模式，并且只有在无法使用该优选模式来组合SVM矢量的情况下才选择不同的模式。这样就简化了被用来向所述模式分配矢量的算法。

根据第一方面，本发明提供一种用于多相电动机的控制系统，其包括被设置成监测电动机中的电流和电动机的旋转位置并且从而确定将要施加到电动机的每一相的PWM电压波形的占空比的处理装置，所述PWM电压波形PWM模式设置，其特征在于：

所述处理装置指派不同的PWM模式以便针对电动机的不同位置或者一定范围的不同转子位置来使用，

并且其中在针对电动机的给定旋转位置或旋转位置范围使用时，除非此时正在使用不同的PWM模式，否则所述处理装置通常适于根据所指派的PWM模式来施加PWM波形，例外的情况是如果对于当前的PWM模式无法实现所需的电压波形，则所述处理装置适于强制PWM模式改变；并且

此外当转子移动到与不同的所指派模式相关联的其中一个不同位置或位置范围时，所述处理装置适于强制PWM模式改变到所指派的PWM模式。

所述处理装置可以被设置成使用矢量控制策略来确定用于在PWM时段内的每一相中使用的多个矢量状态，并且确定为该位置指派的PWM模式是否可以被用来组合所确定的矢量状态，并且如果其确定可以使用所指派的PWM模式，除非当前使用的PWM模式不同，否则所述处理装置可以分配被指派给转子位置的PWM模式，而在当前使用的PWM模式不同的情况下，所述处理装置将继续使用该不同的模式，直到转子到达不同的位置或位置范围为止。

所述处理装置可以被设置成使得当其正在使用其先前被强制切换到的不同PWM模式时，其不会切换回到所指派的PWM模式，除非其由于所需的电压波形要求此类模式改变从而被强制切换到所指派的PWM模式。因此，只有当由于所需的电压而受到强制或者当转子移动到新的位置范围时，模式改变才能发生。任何其他不必要的模式改变将受到限制。

本发明的控制系统分配根据转子位置来指派的PWM模式，除非其无法这样做并且必须选择不同的模式，然而当电压再次返回到可以分配所指派的PWM模式的电压时，其并不强制模式改变，而是保持当前模式，直到转子移动到已为之指派了不同模式的位置为止。通过这种方式，避免了PWM模式的不必要的改变，而如果所述处理装置每当可能时总是使用所指派的PWM模式，则将会发生所述不必要的改变。只有当受到强制时才将会发生改变，这或者是通过提高所需的电动机电流，或者是当转子位置已发生改变时。

申请人已经认识到，对于任何给定的转子位置，当只需要低电动机扭矩时，从一个模式集合当中选择使用哪一种PWM模式是任意的。这是因为任何给定的PWM模式都可以被用来利用空间矢量调制(SVM)组合所需要的SVM状态。

但是在更高的所需电动机扭矩下，可能无法使用所有的PWM模式来为每一相提供所需的波形。如果所述模式无法适应所需的脉冲宽度，则强制移动到不同的PWM。

申请人已经认识到，在某些应用中，比如其中使用电动机来向转向设备施加辅助力矩的电力转向，有益的做法是尽可能长时间的使用给定的PWM模式。这是因为改变到不同的PWM模式可能会产生多余的噪声。此外，使用不同的模式有时可能会导致略微不同的电流和扭矩，其可能会被驾驶员通过方向盘感觉到。

因此，如果不需要允许大扭矩或者是由于位置改变，本发明不强制PWM模式的改变。

所述处理装置可以被设置成当转子位置处于绝对电动机旋转位置角度的一定范围内时，指派预定义的PWM模式以供使用。可以相对于电动机定子上的固定基准(datum)来对此进行测量。

所述模式集合当中的所指派的PWM模式可以与每一种模式被指派的相应位置或位置范围一同被存储在存储器中的查找表中。

在一种优选设置中，所述处理装置将整个电动机电旋转划分成六个相等的角度范围，并且为所述六个范围当中的每一个指派唯一PWM模式，其中通常每当转子位置移动到某一范围时选择所指派的模式。对于三相电动机，六种模式涵盖给定的PWM类型内的所有可能模式。因此，对于每次完全旋转，所述类型的六种模式当中的每一种被使用一次。

在一种替换方案中，可以对于每30度改变所述模式，从而使得所述六种PWM模式当中的每一种在一次完全旋转中被使用两次。

当然，如果希望的话可以使用少于全部六种模式，可能少至所述六种模式当中的两种模式或三种模式。

在一种替换方案中，所述处理装置可以为转子位置的相对范围指派PWM模式。其例如可以在每次转子移动经过给定的角度时指派不同的模式，所述给定角度可以不是完全旋转的整数约数，比如50度旋转。其可以存储PWM模式的一个序列，并且随着转子旋转移动经过所述序列。每当转子移动经过所述给定范围时就将强制改变。可以提供计数器以用于对转子旋转进行计数。

在保持本发明的优点的同时可以使用多种不同模式的PWM。

所述处理装置可以适于在设定的序列中指派各种模式，每次转子旋转经过预定角度时所述序列重复。举例来说，对于电动机的每次旋转或部分旋转，所述序列可以重复一次。在一种替换方案中，可以提供一个模式集合，并且所述处理装置可以利用随机或伪随机序列从所述模式集合指派模式。因此，每当发生强制改变时，将选择序列中的下一项，不管其是设定的、随机的还是伪随机的。

在一种优选的设置中，所述处理装置可以为位置范围当中的给定位置分配经过后沿调制的模式，其中在给定的PWM时段中向每一相施加单一脉冲，占空比由所述脉冲相对于PWM时段的持续时间定义，并且其中每一个脉冲的前沿被固定在所述时段内的对应位置处，所有三个前沿都在脉冲的任何后沿之前发生，并且在各个前沿之间定义测试时段，在所述测试时段内进行电流测量，所述处理装置对每一个脉冲的后沿进行调制。所述处理装置可以改变占空比以便控制在电动机的该相中流动的电流。

所指派的PWM模式可以在每一个PWM时段内提供至少一个测试时间段，在其中可以测量流到一相中的电流。优选的是，如果电动机是三相电动机，则提供两个这样的时间段，所述处理装置被设置成在第一时段中测量流到一相中的电流，并且在第二时段中测量流出第二相的电流，所述处理装置从所述两项电流测量估计剩下一相中的电流。

提供这样的一种或多种模式允许得到适合用于测量流经三相当中的每一相的电流的测试区段。

所述控制系统可以实施无传感器位置确定算法，其通过在测试时段中测量的电流来确定转子的位置。这样的算法例如对于PCT/GB2003/0023639A1是已知的。

所述控制系统可以只分配在每一个PWM时段内包括多于一个测试时段的PWM模式。这样允许在每一个时段内进行测试，从而对于可以进行的位置测量给出高分辨率。或者其可以指派不具有测试时段的PWM模式和具有测试时段的PWM模式的混合。所指派的PWM模式可以在每一个PWM时段内提供两个或更多测试时段，其中可以测量流到一相中的电流。

所述控制系统可以包括开关装置，其包括成对设置的多个开关，每一对定义将电动机的一相连接到第一电压的第一开关以及将该相连接到不同的第二电压的第二开关，所需的PWM波形被施加到所述开关以便控制施加到每一相的电压。

根据另一方面，本发明提供与电动机组合的将电动机的各相连接到电力供应装置的开关装置以及根据本发明的第一方面的控制系统，所述控制系统通过向开关装置的各个开关施加PWM波形来控制在电动机的各相中流动的电流。

现在将参照附图仅通过举例的方式来描述其中所示出的本发明的两个实施例，其中：

图1是根据本发明的用于电动机的控制系统的一个实施例的示意图；

图2是由控制系统使用的包括六种不同PWM模式的集合，其中每一种示出了对应于三相电动机的三相当中的每一相的PWM电压与时间关系；

图3是可以由图1的控制系统控制的三相电动机的示意图；

图4是处于使用中的电动机和控制系统的表示；

图5示出了可以生成的八个可能的SVM状态以及与每一个SVM状态相关联的六个电桥开关的相对位置；

图6是对应于给定扭曲需求下的电动机的每一相所需的电压的代表性空间矢量图；

图7示出了如何能够在保持两个电流测试时段的同时把图6的电压配合到其中第一种PWM模式；

图8示出了将所述六种PWM模式指派到对应的电动机位置的60度范围；

图9示出了可以在保持所述模式的同时利用图2的第一模式实现的可允许的占空比；

图10(a)示出了利用在图11中的时间T1处施加电压的模式1的PWM波形的典型集合；

图10(b)示出了利用对应于图11中的时间T2的模式的所需PWM波形的不可能集合；

图10(c)示出了如何能够利用来自图2的第二模式实现对应于时间T2的所需电压波形；以及

图11示出了电动机的操作期间的相电压随着时间的变化。

后面的实例涉及对于电动机的无位置传感器控制。本发明特别适合于这样的控制策略，但是应当理解的是，本发明可以被使用在其中提供用于测量位置的位置传感器的系统中。

参照图3，其中作为举例提供了三相无电刷电动机1，其包括例如具有嵌入在其中的六块磁体4的转子2，所述磁体在该例中被设置成围绕转子提供在北极和南极之间交替的六个磁极。因此转子定义围绕转子均匀间隔开的三个直轴或d轴，以及处于d轴之间的三个正交轴或q轴。d轴与磁体4的磁极对准，其中来自转子的磁通量线处于径向方向上，并且q轴处于d轴之间，其中来自转子的磁通量线处于切向方向上。

定子6包括九槽缠铜元件，其具有分别包括三个齿8A、8B、8C的三组，每一组齿具有形成对应的一相的共同绕组。因此在转子的每一次完全旋转中存在三个电循环，并且任何相中的三个齿8A、8B、8C总是处于彼此相同的电位置处。

参照图3和4，三个电动机绕组12、14、16(其通常被标示成相A、B和C)被连接在星形网络中。各个相绕组分别围绕定子齿8A、8B、8C缠绕线圈。每一个线圈的一端12a、14a、16a连接到对应的端子12c、14c、16c。所述线圈的另一端12b、14b、16b连接在一起从而形成星形中心17。驱动电路包括开关装置，所述开关装置包括三相电桥18。所述电桥的每一条臂20、22、24包括一对开关，其采取串联连接在供电轨道30和接地线32之间的顶部晶体管26和底部晶体管28的形式。电动机绕组12、14、16分别从对应的互补晶体管对26、28之间被抽头。由控制器33按照受控方式开通和关断晶体管26、28，所述控制器33包括处理装置和可选的存储器，以便提供施加到每一个端子12c、14c、16c的电位的脉冲宽度调制，从而控制施加在每一个绕组12、14、16上的电位差，并且从而还控制流过所述绕组的电流。这样又控制由绕组产生的磁场的强度和指向。

在电动机1与接地之间的接地线32中提供采取电阻器34形式的电流测量器件，从而使得控制器33可以测量流经所有绕组12、14、16的总电流。为了测量每一个绕组中的电流，必须在PWM时段内的精确时刻对总电流进行采样，其中被施加到绕组的每一个端子的电压(从而还有特定相的导通状态)是已知的。在接地线32中与电流传感器34串联提供另一个可选的传感器36，其是被设置成测量电流的改变速率的di/dt传感器。di/dt传感器36被用来测量该相的电感，从而测量转子的位置，正如后面将描述的那样。在未示出的一种替换方案中，可以提供专用的位置传感器，其产生表明转子与定子的相对位置的输出信号。这可以包括旋转编码器。

为了确定所有三相中的电流，取得仅仅两项电流测量就足够了，前提是在如下适当的测试时间段进行测量：

1、在第一测试时段中，对一相施加正电压+V足够的时间以确定电流；

2、在第二测试时段中，对不同的一相施加负电压-V足够的时间以确定电流。由于所有三相电流的总和必须是零，因此随后可以估计第三相中的电流。

控制器33被设置成利用脉冲宽度调制(PWM)控制施加到相A、B和C的电压，以便控制电动机的输出扭矩，正如下面将描述的那样。

参照图5，三相系统中的每一个绕组2、4、6智能连接到供电轨道20或接地线22，因此存在控制电路的八个可能状态。使用1来表示其中一相处于正电压，并且使用0来表示一相接地，状态1可以被表示成[100]，其表明相A处于1、相B处于0并且相C处于0，状态2被表示成[110]，状态3被表示成[010]，状态4被表示成[011]，状态5被表示成[001]，状态6被表示成[101]，状态0被表示成[000]，并且状态7被表示成[111]。状态1到6当中的每一个是导通状态，其中电流流过所有绕组2、4、6，在一个方向上流过其中一个绕组，并且在另一个方向上流过另外两个绕组。状态0是零伏特状态，其中所有绕组都连接到接地，状态7是零伏特状态，其中所有绕组都连接到供电轨道。

状态1、2、3、4、5和6在这里也分别被称作状态+A、-C、+B、-A、+C和-B，这是因为其分别代表其中施加在所述绕组上的电压对于对应的其中一相处在正或负方向上的状态。举例来说，在+A状态下，A相连接到供电轨道，其他两相则连接到接地链接，-A状态下的连接则是相反的。

当电路被控制来产生脉冲宽度调制时，每一相通常将在每一个PWM时段中被开通和关断一次。在每一个状态下占去的相对时间长度将决定在每一个绕组中产生的磁场的量值和方向，从而决定施加到转子的总扭矩的量值和方向。可以通过各种调制算法来计算这些时间长度，但是在该实施例中是使用空间矢量调制技术。

合并有正、负电流测量电压的PWM模式或者每一相上的“测试时段”被合并到三相PWM波形中，这是通过将额外的非零状态插入到所施加的PWM电压模式中而实现的。在这里利用空间矢量调制(SVM)来方便地描述这种技术，但是任何PWM调制方案都可以适于实施所述技术。应当提到的是，图2的六种模式当中的每一种包括两个所需的测试时段。

参照图6，在状态矢量调制系统中，在每一个状态下花费的每一个PWM时段中的时间被表示成状态矢量调制(SVM)图中的状态矢量。在这种类型的图中，单状态矢量是处于矢量S1到S6的方向上的那些矢量，并且这些方向当中的每一个方向上的矢量的长度代表在对应的状态下花费的每一个PWM时段中的时间量。

这意味着绕组中的任何所期望的电压都可以被表示成所述图上的一点，其对应于表示所述电压的量值和方向的电压矢量，并且可以通过状态矢量s1、s2等等的组合来产生，其长度代表在该状态下花费的每一个PWM时段中的时间。

在图6中示出了代表施加到绕组的测试电压的测试矢量的一个实例。在这里施加两对测试矢量，其允许同时(也就是说在相同的PWM时段中)测量两相(在本例中是A和C)中的电感。这可以被用于电动机的无位置传感器控制。可以看到，所述模式由正、负相A矢量和正、负相C矢量构成。应当认识到，假设这些矢量具有相同的长度，也就是说在状态1和4当中的每一个状态下以及在状态2和5当中的每一个状态下花费的时间是相同的，则来自测试矢量的净电压将是零。

为了测量电流，传感器和相关联的电路需要有限的时间来稳定化以及取得读数。测量电流所需的最小时间在这里被定义成Tsd。因此每一个矢量必须具有最小长度Tsd，正如图7中所示出的那样。

可以看到，图6中示出的测试矢量还将允许利用DC链接的接地回路中的单一电流传感器34来测量相电流。在单一传感器系统中测量电流所需的最小状态时间在这里被定义成Tsd，并且为了确定所有三相中的电流，需要测量并非彼此相反的至少两个导通状态下的电流。因此，如果存在来自两相的具有最小长度Tsd的两个非零矢量，则可以在单一PWM时段中确定相电流。

图7通过向上的箭头对于图2的其中一种PWM模式示出了可以在其中进行电流测量的两个测试时间段的位置。示出了对于链接-回路电流传感器34和链接-回路di/dt传感器36所将预期的典型输出。所有三个相电压是高-低-高。存在三个非导通状态的时段，其中两个处于状态0，一个处于状态7，并且还存在四个导通状态1、2、4和5。在导通状态期间，随着电流在恒定速率下升高，电流di/dt的改变速率基本上是恒定的。电流量值传感器di/dt传感器采样点靠近对应的导通状态时段的末尾，在其中取得所述采样点以允许电流在状态之间的切换之后稳定化。

取代总是使用一种PWM模式，在该实施例中使用图2中示出的所有六种PWM模式。每一种被指派到电动机位置的不同范围，正如后面将描述的那样。所述模式被存储在控制器33的存储器中或者由算法定义，所述算法可以由所述处理装置运行。

在低扭矩下，可以使用六种可能的PWM模式当中的每一种来实现图9的状态矢量。各种模式仅在PWM信号的前沿的设置顺序方面有所不同，并且通过适当地选择对应于各相的每一个PWM脉冲的标记空间比值(mark space ratio)，对于低扭矩可以利用六种模式当中的任一种施加相同的平均相电压。

因此，所述六种PWM模式的集合中的每一种模式具有与相同类型的其他模式共同的某些特性。具体来说，在该例中，在PWM时段内对每一相施加单一脉冲，并且三个脉冲的前沿通过设定的时间测试间隔开，其中开始于与PWM时段的起始对准的第一脉冲。各个前沿的顺序在六种PWM模式之间有所不同。随后改变对应于每一相的占空比以便施加所需的相电压，从而保持前沿的位置固定。

由处理装置把六种可能的PWM当中的每一种指派到电动机转子位置的不同的60度范围。举例来说，对于转子位置0-60度可以使用第一扇区，对于60-119可以使用第二扇区，后面以此类推。这在图8中示出。

在低所需电压下，对应于电动机转子位置的每一个范围的模式选择在很大程度上是任意的。随着角度改变PWM模式的主要益处在于，其帮助减少特定谐波，同时还帮助掩盖在扇区改变时发生的感觉改变。通过在电动机被保持在给定转子位置时保持相同的模式，消除了在使用不同模式时可能发生并且可能被注意到的扭矩和电流的细微变化的可能风险。通过随着电动机旋转改变模式，去除了本来可能发生的多余谐波。

申请人已经认识到，对于给定的位置使用所指派的PWM模式并且只有当转子移动到新的范围时才强制模式改变的做法在低扭矩下可以被严格施行，但是在更高的扭矩下，不再能够任意地选择模式。这是因为对于保持前沿和后沿的所需序列来说，必须被施加到其中一相或多相的电压有时将会过低或过高。在附图当中的图9中用交叉影线示出了占空比的允许范围。

为了说明这一点，图10(a)示出了使用图2的第一模式的PWM波形的典型集合，其可以被用来提供在图11中的时间T1处(140度的电动机位置)所需的电压。一些时间之后，需要电动机控制施加如图11中的时间T2处所示出的电压。图10b示出了这种不可能的情况看起来可能是什么样。显而易见，对于所选择的前沿位置无法实现相B的占空比，这是因为在该时段中没有足够的时间来容纳脉冲。因此，其必须移出所指派的模式并且进入不同的PWM模式，正如图10(b)中所示出的那样。

在这种情况下，所述处理装置将强制改变到所述替换模式，从而将允许配合电压脉冲并且保持所需的测试时段。所请求的电压需要其处于图2的第二模式中——需要并且无法避免这一模式改变。

或者是为了适应高扭矩或者是由于位置改变，在强制模式改变之后，所述处理装置将继续利用SVM生成PWM信号，并且将其指派给最近使用的PWM模式。因此其将不会对于所述给定的转子位置恢复到所指派的模式，即使当所需扭矩下降到允许这样做的水平时也是如此，并且只有当所述位置移动到邻近的位置范围时才发生改变。这样就确保PWM模式不会随着扭矩增大和减小而不断改变，否则可能会产生不正常的感觉。

应当理解的是，各种修改是可能的。在一个替换实施例中，处理装置可以定义PWM模式的序列，并且可以每当电动机转子从起始位置移动经过已定义的角度范围时强制模式改变为序列中的下一种模式。举例来说，其可以每当转子移动经过100度或50度或者甚至多于一次旋转(例如400度)时强制模式改变。

所述序列在其重复之前可以步进经过图2中示出的所有六种PWM模式。其可以是PWM模式的伪随机序列，或者是被重复的具有设定长度的所存储的序列。

对于模式的选择也可以不同于图2中示出的情况。举例来说，可以使用具有一个、两个、三个或者更多用于电流测量的测试时段的PWM模式，并且所述模式可以属于一种“类型”，或者可以从不同类型的混合中选择。可以使用仅有两种不同模式或者三种或更多种模式的集合。

Claims

1.一种用于多相电动机的控制系统，其包括被设置成监测电动机中的电流和电动机的旋转位置并且确定将要施加到电动机的对应各相的PWM电压波形的处理装置，所述PWM电压波形以PWM模式设置，其特征在于：

所述处理装置指派不同的PWM模式以便针对电动机转子的不同位置或者一定范围的不同转子位置来使用，

进一步地，当转子移动到与不同的所指派模式相关联的其中一个不同位置或位置范围时，所述处理装置适于强制PWM模式改变到所指派的PWM模式。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述处理装置被设置成使用矢量控制策略来确定用于在PWM时段内的每一相中使用的多个矢量状态，并且确定为该位置指派的PWM模式是否能够被用来组合所确定的矢量状态，并且如果其确定能够使用所指派的PWM模式，除非当前使用的PWM模式不同，否则所述处理装置分配被指派给转子位置的PWM模式，而在当前使用的PWM模式不同的情况下，所述处理装置将继续使用该不同的模式，直到转子到达不同的位置或位置范围为止。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述处理装置被设置成使得当其正在使用其先前被强制切换到的不同PWM模式时，其不会切换回到所指派的PWM模式，除非其由于所需的电压波形要求此类模式改变从而被强制切换到所指派的PWM模式。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，使用中的处理装置被设置成当转子位置处于绝对电动机旋转位置角度的范围内时，指派预定义的PWM模式以供使用。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，模式集合当中的指派的PWM模式与每一种模式被指派的相应绝对位置或绝对位置范围一同被存储在存储器中的查找表中。

6.根据权利要求4所述的控制系统，其中，所述处理装置将整个电动机电旋转划分成六个相等的角度范围，并且为所述六个范围当中的每一个指派唯一PWM模式，其中通常每当转子位置移动到某一范围时选择所指派的模式。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述处理装置适于为转子位置的相对范围指派PWM模式。

8.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述处理装置为位置范围当中的给定位置分配经过后沿调制的模式，其中在给定的PWM时段中向每一相施加单一脉冲，占空比由所述脉冲相对于PWM时段的持续时间定义，并且其中每一个脉冲的前沿被固定在所述时段内的对应位置处，所有前沿都在脉冲的任何后沿之前发生，并且在各个前沿之间定义至少一个测试时段，在所述测试时段内能够进行电流测量，所述处理装置对每一个脉冲的后沿进行调制。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述处理装置对中心对准调制PWM模式或者经过前沿调制的PWM模式进行分配。

10.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所指派的PWM模式在每一个PWM时段内提供两个或更多测试时间段，在其中能够测量流到一相中的电流。

11.根据权利要求1所述的控制系统，其中在指派的PWM模式中提供两个测试时间段，处理装置被设置成在第一测试时段中测量流到一相中的电流，并且在第二测试时段中测量流出第二相的电流，所述处理装置从对流到一相中的电流和流出第二相的电流的测量来估计剩下一相中的电流。