CN110707987B - 用于控制级联逆变器电路和电机的方法和装置 - Google Patents

用于控制级联逆变器电路和电机的方法和装置 Download PDF

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Abstract

描述了一种级联逆变器系统，其包括串联电连接在第一和第二逆变器之间的电机。控制器与第一和第二逆变器通信，并且包括可执行指令集。基于第一逆变器的初始相电流和开关频率来确定第一死区时间补偿项和第一电压补偿项，并且基于此来确定最终第一占空比。同时，基于第二逆变器的反向初始相电流和开关频率来确定第二死区时间补偿项和第二电压补偿项，并且基于此来确定最终第二占空比。分别基于最终第一占空比和最终第二占空比来动态控制第一和第二逆变器的操作。

Description

用于控制级联逆变器电路和电机的方法和装置
技术领域
本发明涉及逆变器领域，特别涉及用于控制级联逆变器电路和电机的方法和装置。
引言
可以使用脉宽调制(PWM)逆变器来实现对交流电动机/发电机，例如多相永磁同步电动机/发电机(电机)的控制。PWM逆变器包括多对电源开关(开关对)，这些电源开关可以通过由控制器控制的门驱动器以几种不同的操作模式进行控制。一种布置可以包括级联逆变器系统，其包括串联电连接在第一多相脉宽调制逆变器电路和第二多相脉宽调制逆变器电路之间的多相电机。
背景技术
在操作期间，当开关对的两个开关停止传导电流时，在功率开关的换向期间可能存在一段时间，称为死区时间期间(dead-timeperiod)或消隐时间。在死区时间期间，电流仅通过反向恢复二极管传导，反向恢复二极管与电源开关以反并联配置布置。此外，在死区时间期间，逆变器端子之间可能存在电压损失，逆变器端子之间可能存在电压增益，或者对逆变器端子两端的电压没有影响。电压损失和电压增益可能导致电机操作不稳定，同时得引入增加的电流消耗来恢复稳定性。增加的电流消耗可能降低电机的效率。
发明内容
描述了一种用于操作多相电机的级联逆变器系统，其包括第一多相脉宽调制逆变器电路(第一逆变器)和第二多相脉宽调制逆变器电路(第二逆变器)，其中多相电机串联电连接在第一逆变器和第二逆变器之间。控制器与第一和第二逆变器通信，并且包括如下可执行的指令集。确定初始相电流、用于控制第一逆变器的第一初始占空比和用于控制第二逆变器的第二初始占空比。基于第一逆变器的初始相电流和开关频率来确定第一死区时间补偿项和第一电压补偿项，并且基于第一初始占空比、第一死区时间补偿项和第一电压补偿项来确定最终第一占空比。同时，初始相电流被反转，并且基于反转的初始相电流和第二逆变器的开关频率来确定第二死区时间补偿项和第二电压补偿项。基于第二初始占空比、第二死区时间补偿项和第二电压补偿项来确定最终第二占空比。基于最终第一占空比动态控制第一逆变器的操作，同时基于最终第二占空比控制第二逆变器的操作。
本公开的一个方面包括第一和第二逆变器，其被配置为在线性调制模式下操作，其中当控制器在线性调制模式下操作第一和第二逆变器时，控制器被设置为基于最终第一占空比来控制第一逆变器的操作，并且同时基于最终第二占空比来控制第二逆变器的操作。
本公开的另一方面包括控制器经由第一门驱动器与第一逆变器通信，并且控制器经由第二门驱动器与第二逆变器通信。
本公开的另一方面包括多相电机，其为同步永磁电机。
本公开的另一方面包括确定第一逆变器两端的平均电压降，确定直流链电压，以及基于第一逆变器两端的电压降和直流链电压的比率确定第一电压补偿。
本公开的另一方面包括确定第二逆变器两端的平均电压降，确定直流链电压，以及基于第二逆变器两端的电压降和直流链电压的比率确定第二电压补偿。
本公开的另一方面包括确定第一逆变器的开关频率，基于开关频率确定第一逆变器的循环周期，确定与第一逆变器的操作相关联的第一死区时间期间，以及基于第一死区时间期间和循环周期的比较确定第一死区时间补偿项。
本公开的另一方面包括确定第二逆变器的开关频率，基于开关频率确定第二逆变器的循环周期，确定与第二逆变器的操作相关联的第二死区时间期间，以及基于第二死区时间期间和循环周期的比较确定第二死区补偿项。
本公开的另一方面包括电流传感器，该电流传感器被设置为监测第一逆变器与多相电机的一个相之间的电流，以确定初始相电流。
当结合附图考虑时，本教导的上述特征和优点以及其它特征和优点从下面对如所附权利要求中定义的用于执行本教导的一些最佳模式和其它实施例的详细描述中变得清楚明白。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述一个或多个实施例，其中：
图1示意性示出了根据本公开的级联逆变器系统，包括串联电连接在第一逆变器和第二逆变器之间的多相电机；
图2示意性地示出了根据本公开的、可以在控制器中执行以操作级联逆变器系统的控制系统，包括控制第一和第二逆变器的操作以控制电机，其中控制系统补偿逆变器死区时间和逆变器电压降的非线性；
图3图示了根据本公开的、在与级联逆变器系统的操作相关联的单个时间段内，与参考图1和2描述的级联逆变器系统的实施例的逆变器控制相关联的多个开关控制信号；以及
图4图示了根据本公开的、在关于图1描述的系统的实施例上实施本文关于图2描述的概念的效果，特别是关于来自电机的循环电流和输出转矩。
图5图示了根据本公开的、在关于图1描述的系统的实施例上实现本文关于图2描述的概念的效果，包括在单个电气循环期间的操作。
附图不一定是按比例绘制的，并且呈现了在此公开的本公开的各种优选特征的稍微简化的表示，包括例如特定的尺寸、方向、位置和形状。与这些特征相关联的细节将部分由特定的预期应用和使用环境决定。
具体实施方式
如本文所描述和示出的，所公开的实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下详细描述并不旨在限制所要求保护的本公开的范围，而是仅仅代表其可能的实施例。此外，尽管为了提供对这里公开的实施例的透彻理解，在以下描述中阐述了许多具体细节，但是一些实施例可以在没有这些细节中的一些的情况下实施。此外，为了清楚起见，没有详细描述相关技术中理解的某些技术材料，以避免不必要地模糊本公开。此外，如本文所示和所述，本公开可以在没有本文未具体公开的元件的情况下实施。
现在参考附图，提供这些附图是为了说明某些示例性实施例，而不是为了限制这些实施例，图1示意性地说明了用于控制多相电机10的操作的级联逆变器系统55，包括串联电连接在第一电力逆变器(第一逆变器)20和第二电力逆变器(第二逆变器)40之间的电机10。级联逆变器系统55描述了包括串联电连接在第一电力逆变器20和第二电力逆变器40之间的多相电机10的拓扑。直流电力可以从高压直流电源60经由正高压总线(HV+)62和负高压总线(HV-)64供应给第一和第二逆变器20、40。第一和第二逆变器20、40的操作控制分别经由与控制器15通信的相应的第一和第二门驱动器30、50来提供。所示的布置说明了一个实施例。在本公开的范围内，可以设想其它元件和/或元件布置，以本文所述的方式完成所述操作。
电机10包括转子14和定子，电能通过第一和第二逆变器20、40供应给定子。电机10可以是交流感应电机、开关磁阻电机、同步永磁电机或本公开范围内的另一电机。电机10被配置为作为产生转矩的电动机或响应于经由第一和第二逆变器20、40中的一个或两个施加的电力而反作用转矩的发电机中的一个或两个来操作。在一个实施例中，电机10的定子的电绕组包括第一相绕组11、第二相绕组12和第三相绕组13，它们以开路绕组配置布置，这意味着电机10的绕组的两端可通过端子连接接近，并且相绕组不连接在电机10内部。在一个实施例中，如图1所示，电机10被配置为三相电机，尽管替代实施例可以包括两相、四相、五相、六相、七相或其它数量的电相。转子14的旋转位置和速度可以通过旋转位置传感器66(作为非限制性实施例，例如旋转变压器或霍尔效应传感器)来监控。
高压直流电源60经由正高压总线(HV+)62和负高压总线(HV-)64向第一和第二逆变器20、40提供电力。高压直流电源60是高压直流电能存储设备，例如高压电池、高压电容器或另一设备或系统。在一个实施例中，术语“高压”代表48V数量级的电压电平。或者，在一个实施例中，术语“高压”代表300V数量级的电压电平。
第一和第二逆变器20、40包括多个功率开关21，其中成对的功率开关21串联布置并在节点处接合，以形成在HV+62和HV-64之间串联电连接的多个开关对。第一门驱动器30与第一逆变器20的每个电源开关21通信以提供其操作控制，第二门驱动器50与第二逆变器40的每个电源开关21通信以提供其操作控制。
第一逆变器20包括在第一节点23串联连接的功率开关21的第一开关对22、在第二节点25串联连接的功率开关21的第二开关对24、以及在第三节点27串联连接的功率开关21的第三开关对26。第一节点23电连接到电机10的第一相绕组11的第一侧。第二节点25电连接到电机10的第二相绕组12的第一侧。第三节点27电连接到电机10的第三相绕组13的第一侧。
第二逆变器40包括在第四节点43串联连接的功率开关21的第四开关对42、在第五节点45串联连接的功率开关21的第五开关对44以及在第六节点47串联连接的功率开关21的第六开关对46。第四节点43电连接到电机10的第一相绕组11的第二侧。第五节点45电连接到电机10的第二相绕组12的第二侧。第六节点47电连接到电机10的第三相绕组13的第一侧。
在一个实施例中，每个前述功率开关21可以是具有并联布置的反向恢复二极管28的绝缘栅双极晶体管(IGBT)。可选地，功率开关21可以是另一个功率开关器件，例如但不限于，场效应晶体管器件、碳化硅器件或另一个功率开关器件。第一门驱动器30选择性地激活第一逆变器20的每个电源开关21，同时第二门驱动器50选择性地激活第二逆变器40的每个电源开关21，以将电能传输到电机10的第一、第二和/或第三相绕组11、12、13，从而实现电流流过以产生电能或对电能作出反应。
每个开关21可以被配置为常闭开关，这意味着开关21仅在被相应的第一或第二门驱动器30、50激活时传导电流。可选地，每个开关21可以被配置为常开开关，这意味着除了当被相应的第一或第二门驱动器30、50激活时，相应的电源开关21传导电流。可选地，所选择的电源开关21可以被配置为常闭开关或常开开关。
在没有电路故障的操作期间，第一和第二门驱动器30、50可以产生控制信号，以选择性地激活和选择性地去激活电源开关21中的单个开关，从而操作电机10来产生转矩或对转矩做出反应。第一和第二逆变器20、40电可操作地连接到电机10，以响应于源自控制器15的控制信号，在电机10的第一、第二和/或第三相绕组11、12、13之一和HV+62和HV-64之间实现功率传输，从而在电机10的定子元件中感应电场。电场作用在电机10的转子14的元件上，以促使转子14朝向或远离定子运动，从而在机械连接到转子14的轴构件中感应转矩。
控制器15监控来自传感器(例如旋转位置传感器66和相电流传感器65)的信号输入，并且响应于转矩或速度命令，控制第一和第二门驱动器30、50的操作，以在PWM模式或另一模式(例如块操作模式)下控制相应的第一和第二逆变器20、40。在PWM模式下，第一和第二逆变器20、40被控制为在接通状态和断开状态之间快速切换，以将电能传输到电机10的第一、第二和/或第三相绕组11、12、13，从而产生电能或对电能做出反应。控制器15通过指定PWM占空比来指定在三种状态中的每一种状态下花费了多少时间。
控制器15以规则的间隔产生PWM占空比，使得更新频率显著高于转子14的旋转频率。每个节点23、25、27、43、45、47处的电压的最大幅度由HV+62处的直流电压的幅度决定。转矩由直流电压、转子速度以及这些准正弦交流电压信号和转子位置之间的相位差决定。控制器15向第一和第二逆变器20、40发出命令，以指示何时切换到序列中的下一控制状态，从而实现电机转子14的旋转。
在某些操作条件下(例如当开关对的两个功率开关停止传导电流时功率开关换向期间的时间段期间，在这里被称为死区时间期间)，这里描述的级联逆变器系统55中的相电流可能不会总和为零。死区时间期间发生在开关转换期间，并且是开关对的两个电源开关都关闭的固定时间段。例如，在开关转换期间，在上电源开关接通之前，当开关对的下电源开关断开而开关对的上电源开关处于断开状态时，会出现死区时间期间。根据所采用的开关技术，汽车应用中使用的IGBT的固定宽度时间约为3μs，范围在1-5μs之间。死区时间期间是逆变器非线性的一种形式，其引入零序电压，该零序电压在级联逆变器系统55中感应出循环电流。循环电流可能导致电机和系统损耗，这可能抵消与级联逆变器系统55相关联的操作益处。循环电流是在电机中流动的电流，相对于电机的同步或激励频率，电机不产生基本分量。平均转矩仅由基波电流产生，而循环电流不产生平均值，即没有有用的转矩。然而，循环电流产生的损耗会降低工作效率。循环电流也可以称为零序电流。控制器15包括一个或多个可执行控制例程，其包括死区时间补偿，以消除由死区时间期间和电压降引起的零序电压。死区时间期间需要在第一逆变器20上独立补偿，并且与第二逆变器40上的补偿相反。使用饱和值可以在过零知识不确定的低电流电平下逐步消除死区时间期间。死区时间期间也被调整以考虑电源开关电压降，从而提高其性能。这里描述的补偿方法在固定参考帧中的相位等级执行。压降补偿是通过调整饱和值以包括物理死区时间百分比和电源开关两端的平均压降百分比(Vdrop/Vbus)来增加的。
图2示意性地示出了可以在控制器15中执行的控制系统100，以操作包括第一和第二逆变器20、40的级联逆变器系统55来控制电机10的实施例。控制系统100补偿逆变器死区时间期间和逆变器电压降的非线性，以减少循环电流，这使得级联逆变器系统55可用于各种应用，包括作为电动车辆推进系统的一部分。第一和第二逆变器20、40作为相反的两三相组独立操作，包括调整补偿值以包括对死区时间期间和电压降的补偿。控制系统100作为控制器15中的一个或多个例程来执行。
如图2所示，控制系统100如下执行以控制第一和第二逆变器20、40向多相电机10传递电力。传递到电机10用于正或负转矩产生的功率的特征在于HV+62和HV-64之间的电压电平、第一和第二逆变器20、40的开关频率以及第一和第二逆变器20、40的每相的脉宽调制(PWM)占空比。控制系统100的输入包括相电流102、用于控制第一逆变器20的第一初始PWM占空比110和用于控制第二逆变器40的第二初始PWM占空比120。第一和第二初始PWM占空比110、120是基于命令的转矩或功率输出来确定的，同时考虑了HV+62和HV-64之间的电压电平以及第一和第二逆变器20、40的开关频率。在一个实施例中，第一逆变器20的开关频率与第二逆变器40的开关频率相同，并且开关是同步的。相电流102可以是命令值或观察值，例如，作为来自电机10的特定相位的相关电流传感器的输入，包括来自与被控制的电机10的相位相关联的电流传感器65中的相应一个的输入。
第一增益元件112基于初始相电流102和第一逆变器20的开关频率来确定第一死区时间补偿项113。第一死区时间补偿项113为占空比补偿项，该占空比补偿项基于与第一逆变器20的死区时间期间和循环周期相关联的经过时段，其基于第一逆变器20的开关频率确定。由于死区时间期间在时间上是固定的，占空比补偿基于开关频率进行调整。因此，在一个示例中，在循环周期为100μs的第一逆变器20的操作期间出现的3uS的死区时间期间将导致3uS/100uS或0.03的占空比补偿，从而产生3％的死区时间百分比。
第一电压补偿元件114确定第一电压补偿项115，其补偿电机10所见的第一逆变器20两端的平均电压降。压降的范围为0-4V，一个示例值为2V。这与直流链电压进行比较，例如HV+62和HV-64之间的电压电平。在直流链电压为300V的实施例中，电压降的占空比补偿为2V/300伏＝0.00667，这产生0.7％的电压降百分比。最终第一PWM占空比118基于第一初始占空比110来确定，该第一初始占空比110由采用加法器元件116的第一死区时间补偿项113和第一电压补偿项115来调节。在一个实施例中，第一电压补偿元件114包括饱和块，该饱和块限幅(clip)与死区时间百分比和压降百分比相关联的补偿值。第一增益元件112将电流值相乘，使得当被第一电压补偿元件114限幅时，将在期望的电流电平(例如在一个实施例中为10至15A)处施加充分补偿。
以类似的方式，相电流102被反转121并输入到第二增益元件122。第二增益元件122基于初始相电流102和第二逆变器40的开关频率来确定第二死区时间补偿项123。第二死区时间补偿项123为占空比补偿项，该占空比补偿项基于与第二逆变器40的死区时间期间和循环周期相关联的经过时段，其基于第二逆变器40的开关频率确定。由于死区时间期间在时间上是固定的，占空比补偿基于开关频率进行调整。
第二电压补偿元件124确定第二电压补偿元件125，第二电压补偿元件125补偿电机10所见的第二逆变器40两端的平均电压降。压降的范围为0-4V，一个示例值为2V。这与直流链电压进行比较，例如HV+62和HV-64之间的电压电平。最终第二脉宽调制占空比128基于由第二死区时间补偿项123和采用加法器元件126的第二电压补偿项125调节的第二初始占空比125来确定。在一个实施例中，第二电压补偿元件124包括饱和块，该饱和块限幅与死区时间百分比和压降百分比相关联的补偿值。第二增益元件122将反向电流的值相乘，使得当被第二电压补偿元件124限幅时，将在期望的电流电平(例如在一个实施例中为-10至-15A)处施加充分补偿。
控制器15采用最终第一PWM占空比118来控制第一逆变器20，以补偿第一逆变器20中可能出现的死区时间期间和逆变器电压降的非线性。同样，控制器15采用最终第二PWM占空比128来控制第二逆变器40，以补偿第二逆变器40中可能出现的死区时间期间和逆变器电压降的非线性，同时考虑相电流102的反转。这种补偿在固定参考帧中的相位电平上执行，并且在相反的第一和第二逆变器20、40上执行。压降补偿是通过调整饱和值以包括物理死区时间百分比和相关电源开关两端的平均压降百分比(Vdrop/Vbus)来增加的。压降和死区时间期间都需要由控制系统监控，并根据实时操作条件进行调整。如果开关频率发生变化，并且逆变器电压降随着相电流和直流链电压的幅度发生变化，死区时间补偿也会发生变化。由于电源开关的电压降相当恒定，最重要的部分是用直流链电压来改变它，直流链电压可以有规律地快速改变。
图3图示了在水平轴上指示的单个PWM周期305上，与参考图1和2描述的级联逆变器系统55的实施例的逆变器控制相关联的多个开关控制信号。每个电源开关都是双稳态器件，每个控制信号的值为表示关断或非导通状态的“0”，或者值为表示导通或导通状态的“1”。
信号311、312和313分别代表第一逆变器20的第一、第二和第三相的控制信号，无信号修改。信号311、312和313中的每一个都类似于参考图2描述的第一初始PWM占空比110。
信号314、315和316分别代表第一逆变器20的第一、第二和第三相的控制信号，占空比已经基于死区时间补偿和电压补偿进行了调整。信号314、315和316中的每一个都类似于最终第一PWM占空比118，该占空比是基于由第一死区时间补偿项113和第一电压补偿项115调节的第一初始占空比110来确定的。
信号317、318和319代表在分别针对第一逆变器20的第一、第二和第三相控制第一逆变器20时已经实现的有效或最终控制信号，占空比已经基于死区时间补偿和电压补偿进行了调整。
信号321、322和323分别代表第二逆变器40的第一、第二和第三相的控制信号，无信号修改。信号321、322和323中的每一个都类似于参考图2描述的第二初始PWM占空比120。
信号324、325和326分别代表第二逆变器40的第一、第二和第三相的控制信号，占空比已经基于死区时间补偿和电压补偿进行了调整。信号324、325和326中的每一个都类似于最终第二PWM占空比128，该占空比是基于由第二死区时间补偿项123和第二电压补偿项125调节的第二初始占空比120确定的。
信号327、328和329代表在分别针对第二逆变器40的第一、第二和第三相控制第二逆变器40时已经实现的有效或最终控制信号，占空比已经基于死区时间补偿和电压补偿进行了调整。
信号330代表操作期间的循环电流。产生的控制信号，即信号317、318、319和327、328和329以及相关联的循环电流330表明，采用控制系统100来控制级联逆变器系统55操作的补偿例程如预期的那样操作，以限制循环电流330。
图4图示了实施这里参照图2描述的控制系统100以操作参照图1描述的级联逆变器系统55的效果，特别是关于来自电机10的循环电流和输出转矩。时间405在横轴上指示，包括第一时间段401、第二时间段402和第三时间段403。在第一时间段401期间，示出了电机10的无补偿的操作参数。在第二时间段402期间，示出了仅采用死区时间补偿的电机10的操作参数，如上文参考图2所述。在第三时间段403期间，示出了采用死区时间补偿和压降补偿的电机10的操作参数，如上文参考图2所述。绘制的参数包括如下：分别用于第一、第二和第三相411、412和413的PWM控制信号形式的电机命令410；相电流420，分别包括第一、第二和第三相电流421、422和423；同步参考帧电流430分别包括q轴电流431、d轴电流433和o轴电流432。o轴电流432代表循环电流。o轴电流432或循环电流也参照包括循环电流442在内的曲线440以放大的比例示出。还示出了输出转矩450，包括输出转矩452。结果表明，实施控制系统100以操作级联逆变器系统55，特别是关于来自电机10的循环电流442和输出转矩452，为逆变器死区时间期间和逆变器电压降的非线性提供了有效补偿，而不会负面影响电机10的转矩输出。循环电流442从振荡值减小到接近零值。电机10的输出转矩452受到的影响最小。
图5图示了参考图4示出的结果的一部分，展示了实施这里参考图2描述的控制系统100以操作参考图1描述的级联逆变器系统55的效果，特别是关于来自电机10的循环电流和输出转矩。具体而言，示出了第三时间段403的一部分期间的操作，时间尺度被扩展以示出单个电气循环。时间405显示在横轴上。在第三时间段403期间，示出了采用死区时间补偿和压降补偿的电机10的操作参数，如上文参考图2所述。绘制的参数包括如下：分别用于第一、第二和第三相411、412和413的PWM控制信号形式的电机命令410；相电流420，分别包括第一、第二和第三相电流421、422和423；同步参考帧电流430分别包括q轴电流431、d轴电流433和o轴电流432。o轴电流432代表循环电流。o轴电流432或循环电流也参照包括循环电流442在内的曲线440以放大的比例示出。还示出了输出转矩450，包括输出转矩452。结果表明，实施控制系统100以操作级联逆变器系统55，特别是关于来自电机10的循环电流442和输出转矩452，为逆变器死区时间期间和逆变器电压降的非线性提供了有效补偿，而不会负面影响电机10的转矩输出。循环电流442从振荡值减小到接近零值。电机10的输出转矩452受到的影响最小。
术语“控制器”和相关术语例如控制模块、模块、控制、控制单元、处理器和类似术语指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元(例如微处理器)和存储器和存储设备(只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等)形式的相关非暂时性存储器组件的一种或多种组合)。非暂时性存储器组件能够以一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路、输入/输出电路和设备、信号调节和缓冲电路以及可由一个或多个处理器访问以提供所述功能的其它组件的形式存储机器可读指令。输入/输出电路和设备包括模拟/数字转换器和监控来自传感器的输入的相关设备，这些输入以预设的采样频率或响应于触发事件而被监控。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语是指控制器可执行指令集，包括校准和查找表。每个控制器执行控制例程以提供期望的功能。例程可以定期执行，例如在正在进行的操作期间每100微秒执行一次。或者，可以响应触发事件的发生来执行例程。控制器之间的通信以及控制器、致动器和/或传感器之间的通信可以使用直接有线点对点链路、网络通信总线链路、无线链路或其它合适的通信链路来实现。通信包括以合适的形式交换数据信号，包括例如经由导电介质的电信号、经由空气的电磁信号、经由光波导的光信号等。数据信号可以包括离散的、模拟的或数字化的模拟信号，代表来自传感器的输入、致动器命令和控制器之间的通信。术语“信号”指的是传达信息的物理上可辨别的指示器，并且可以是能够通过介质传播的合适波形(例如，电、光、磁、机械或电磁)，例如DC、交流、正弦波、三角波、方波、振动等。
如本文所用，术语“动态”和“动态地”描述实时执行的步骤或过程，其特征在于监视或以其它方式确定参数的状态，并且在例程执行期间或例程执行的迭代之间定期或周期性地更新参数的状态。参数被定义为表示使用一个或多个传感器和/或物理模型可辨别的设备或其它元件的物理属性的可测量量。参数可以具有离散值，例如“1”或“0”，或者可以在值上无限可变。
流程图中的流程图和框图说明了根据本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个块可以表示模块、代码段或代码部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还将注意到，框图和/或流程图中的每个块以及框图和/或流程图中的块的组合可以由执行特定功能或动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指示控制器或其它可编程数据处理设备以特定方式操作，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令的制品。
详细描述和附图或图示是对本教导的支持和描述，但是本教导的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施本教导的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实施所附权利要求中定义的本教导的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于操作多相电机的装置，包括：
第一多相脉宽调制逆变器电路和第二多相脉宽调制逆变器电路，其中所述多相电机串联电连接在所述第一多相脉宽调制逆变器电路和第二多相脉宽调制逆变器电路之间；以及
与所述第一多相脉宽调制逆变器电路和第二多相脉宽调制逆变器电路通信的控制器，所述控制器包括指令集，所述指令集可执行以：
确定初始相电流，
基于所述初始相电流确定用于控制所述第一多相脉宽调制逆变器电路的第一初始占空比，
确定第一死区时间补偿项，
基于所述第一多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降确定第一电压补偿项，
基于所述第一初始占空比、所述第一死区时间补偿项和所述第一电压补偿项确定最终第一占空比，
反转所述初始相电流，
基于所述反转的初始相电流确定用于控制所述第二多相脉宽调制逆变器电路的第二初始占空比，
确定第二死区时间补偿项，
基于所述第二多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降确定第二电压补偿项，
基于所述第二初始占空比、所述第二死区时间补偿项和所述第二电压补偿项确定最终第二占空比，以及
基于所述最终第一占空比控制所述第一多相脉宽调制逆变器电路的操作，同时基于所述最终第二占空比控制所述第二多相脉宽调制逆变器电路的操作。
2.根据权利要求1所述的装置，其中可执行以基于所述第一多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降确定第一电压补偿项的指令集包括可执行以进行如下操作的指令集：
确定所述第一多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降，
确定直流链电压，以及
基于所述第一多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降和所述直流链电压的比率来确定所述第一电压补偿。
3.根据权利要求1所述的装置，其中可执行以基于所述第二多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降确定第二电压补偿项的指令集包括可执行以进行如下操作的指令集：
确定所述第二多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降，
确定直流链电压，以及
基于所述第二多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降和所述直流链电压的比率来确定所述第二电压补偿。
4.根据权利要求1所述的装置，其中可执行以确定第一死区时间补偿项的指令集包括可执行以进行如下操作的指令集：
确定所述第一多相脉宽调制逆变器电路的开关频率，
基于所述开关频率确定所述第一多相脉宽调制逆变器电路的循环周期，
确定与所述第一多相脉宽调制逆变器电路的操作相关联的第一死区时间期间，以及
基于所述第一死区时间期间和所述循环周期的比较来确定所述第一死区时间补偿项。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，可执行以确定第二死区时间补偿项的指令集包括可执行以进行如下操作的指令集：
确定所述第二多相脉宽调制逆变器电路的开关频率，
基于所述开关频率确定所述第二多相脉宽调制逆变器电路的循环周期，
确定与所述第二多相脉宽调制逆变器电路的操作相关联的第二死区时间期间，以及
基于所述第二死区时间期间和所述循环周期的比较来确定所述第二死区时间补偿项。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括电流传感器，所述电流传感器被设置为监控所述第一多相脉宽调制逆变器电路和所述多相电机的相绕组之间的电流，以确定所述初始相电流。
7.一种用于操作多相电机的方法，该多相电机串联电连接在第一多相脉宽调制逆变器电路和第二多相脉宽调制逆变器电路之间，所述方法包括：
确定初始相电流，
基于所述初始相电流确定用于控制所述第一多相脉宽调制逆变器电路的第一初始占空比；
确定第一死区时间补偿项；
基于所述第一多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降确定第一电压补偿项；
基于所述第一初始占空比、所述第一死区时间补偿项和所述第一电压补偿项来确定最终第一占空比；
反转所述初始相电流；
基于所述反转的初始相电流确定用于控制所述第二多相脉宽调制逆变器电路的第二初始占空比；
确定第二死区时间补偿项；
基于所述第二多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降确定第二电压补偿项；
基于所述第二初始占空比、所述第二死区时间补偿项和所述第二电压补偿项来确定最终第二占空比；以及
基于所述最终第一占空比动态操作所述第一多相脉宽调制逆变器电路，同时基于所述最终第二占空比动态操作所述第二多相脉宽调制逆变器电路。
8.根据权利要求7所述的方法，其中基于所述第一多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降确定第一电压补偿项包括：
确定所述第一多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降；
确定直流链电压；以及
基于所述第一多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降和所述直流链电压的比率来确定所述第一电压补偿。
9.根据权利要求7所述的方法，其中确定第一死区时间补偿项包括：
确定所述第一多相脉宽调制逆变器电路的开关频率；
基于所述开关频率确定所述第一多相脉宽调制逆变器电路的循环周期；
确定与所述第一多相脉宽调制逆变器电路的操作相关联的第一死区时间期间；以及
基于所述第一死区时间期间和所述循环周期的比较来确定所述第一死区时间补偿项。
10.一种在多相电机操作期间最小化循环电流的方法，所述多相电机串联电连接在第一多相脉宽调制逆变器电路和第二多相脉宽调制逆变器电路之间，所述方法包括：
确定初始相电流；
基于所述初始相电流确定用于控制所述第一多相脉宽调制逆变器电路的第一初始占空比；
确定第一死区时间补偿项；
基于所述第一多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降确定第一电压补偿项；
基于所述第一初始占空比、所述第一死区时间补偿项和所述第一电压补偿项确定最终第一占空比；
确定用于控制所述第二多相脉宽调制逆变器电路的第二初始占空比；
反转所述初始相电流；
基于所述反转的初始相电流确定第二死区时间补偿项；
基于所述第二多相脉宽调制逆变器电路两端的平均电压降确定第二电压补偿项；
基于所述第二初始占空比、所述第二死区时间补偿项和所述第二电压补偿项确定最终第二占空比；以及
经由控制器基于所述最终第一占空比动态控制所述第一多相脉宽调制逆变器电路的操作，同时基于所述最终第二占空比动态控制所述第二多相脉宽调制逆变器电路的操作，以最小化循环电流。
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