CN113364376A - 用于影响电力牵引机器的电磁力的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
用于影响电力牵引机器的电磁力的一种设备和一种方法，其中取决于该电力牵引机器的转速、该电力牵引机器的转矩、该电力牵引机器的温度或该电力牵引机器的三相电流或三相电压，将高阶谐波(336)叠加在用于该电力牵引机器的设定参数(udq)上，以生成总合设定参数(uabc)，其中取决于该总合设定参数(uabc)来操控该电力牵引机器并且其中该设定参数(udq)、该谐波(336)以及该总合设定参数(uabc)表征设定电流或设定电压。
Description
技术领域
本发明以用于影响电力牵引机器的电磁力的设备和方法为出发点。
背景技术
DE 102014218880 A1公开了一种机动车辆电力发动机，其中通过有源阻尼系统(例如借助于压电作动器)产生用于减弱声音排放的、具有与声音排放相反极性的修正信号。通过产生反作用信号，实时地影响了声音排放，使得它对于人类听觉而言是不可感知的，从而提高了机动车辆的舒适性。借助于这种措施还应补偿还作为异常事件而出现的极端峰值。修正信号通过“预测”已知的控制信号和结构反应来获得。
DE 102009056784 A1建议了一种附加的交流电压信号，该交流电压信号叠加在PWM马达控制信号上，以降低工作噪音。在考虑到振动加速度传感器测量值和声压传感器测量值的情况下通过算法来确定该附加信号。
发明内容
根据下一段落中描述的方法和发明内容部分最后一个段落中描述的设备形成相对于此改进的工作方式。
用于影响电力牵引机器的电磁力的方法提出，取决于该电力牵引机器的转速、该电力牵引机器的转矩、该电力牵引机器的温度或该电力牵引机器的三相电流或三相电压，将高阶谐波叠加在用于该电力牵引机器的设定参数上，以生成总合设定参数，其中取决于该总合设定参数来操控该电力牵引机器并且其中该设定参数、该谐波以及该总合设定参数表征设定电流或设定电压。对于三相电流例如考虑d/q电流。对于三相电压例如考虑d/q电压。通过高阶谐波降低了由牵引机器发出的声学噪音或振动声学噪音。在没有叠加的情况下，通过设定电压尤其在定子齿和转子处产生了径向和/或切向指向的合力。这个力可以有不同的起因，叠加成合力向量。在适当选择谐波的幅值、相位和预控制角度的情况下产生了附加的力向量，这些力向量可以将合力降低到零。由此影响并优化了电力牵引机器的噪音。
该谐波优选具有如下频率：该频率为该设定参数、尤其该设定电流或该设定电压的基波振动的频率的尤其整数倍。设定参数的基波振动的整数倍特别适合于影响噪音。
可以取决于至少一个特征图来确定该谐波，该特征图将幅值、相位和/或预控制角度与该转速、该转矩和/或该温度相关联以确定该谐波。在转换中，可以设置三个特征图，一个用于幅值、一个用于相位还有一个用于预控制角度，这些特征图分别为三维的，也就是说具有维度“转速、转矩、温度”。这简化了谐波的确定。
可以取决于特征图来确定该谐波，该特征图将幅值、相位和/或预控制角度与该三相电流或三相电压、该温度和/或该转速相关联以确定该谐波。尤其当应用提出d/q电流或电压与在应用中被改变的转速-转矩工作点相关联时，对d/q电流或电压的依赖性是有意义的。
可以在一个任务中执行这种功能。但是可能有利的是，将这种功能划分成两个任务，因为例如幅值的确定可能更缓慢地进行并且因此可以降低CPU占用率。优选在第一任务中进行对该谐波的幅值、相位和/或预控制角度的确定，其中在第二任务中进行该谐波的生成。由此可以在应用中在第一任务与第二任务之间实现工作划分。例如，可以只改变应用或开发中的一个任务或只改变另一个任务。
该第一任务相对于该第二任务而言可能是较慢的。由此可以节约计算资源，因为在较快的第二任务中仅执行对于谐波的生成而言必然需要的步骤。
优选取决于该牵引机器的极对数来确定该谐波的阶数。为了可以影响机械发动机阶数(mechanischen Motorordnung)的表面加速度，可以产生具有此类机械频率的振动。在电力系统中这意味着，谐波的阶数优选必须取决于牵引机器的极对数来确定。谐波的机械阶数Ord_mech通过将电力阶数Ord_el乘以极对数p来确定：Ord_mech＝Ord_el*p。反之还可以由机械阶数Ord_mech推导出电力阶数Ord_el：Ord_el＝Ord_mech/p。
取决于转矩和转速来确定总合设定参数。尤其取决于dq电流和转速来确定总合设定参数。
优选取决于至少一个输入电流来确定该设定参数，通过尤其可解除激活的滤波器对该输入电流进行滤波。该滤波器例如为带阻滤波器或陷波滤波器。尤其取决于转速、谐波的阶数或频率和/或PWM基础采样频率或滤波器调用任务的频率来设定滤波器。由此使滤波器的待抑制的频率可变地与转速和/或谐波的频率相匹配。该滤波器还可以被关闭，以便影响对行驶特性或调节系统的作用。例如，对在确定设定参数的PI调节器的调节偏差的输入端处的dq电流如下地进行滤波，使得通过这种功能被叠加的谐波不被PI调节器看作是干扰参数。由此实现了对基波振动的稳定的调节行为。
优选用限制器来限制该谐波的该幅值、该相位和/或该预控制角度。这改进了电力牵引机器的调节稳定性。
优选生成不同阶的多个谐波，并且将其叠加以生成该总合设定参数。这形成了多阶降噪。
该设备包括调节器，该调节器被形成为用于根据这种方法来操控电力牵引机器。
附图说明
其他有利的实施方式从以下说明和附图中得出。在附图中：
图1示出牵引机器的部分的示意性展示，
图2示出坎贝尔(Campbell)图的示意性展示，
图3示出用于该牵引机器的调节器的细节，
图4示出用于进行计算的图表，
图5示出用于影响电力牵引机器的电磁力的方法。
具体实施方式
图1示出牵引机器100的部分的示意性展示。牵引机器100包括尤其三相电流或三相电压调节的电力发动机102，该发动机可以通过调节器104来调节，该调节器以总合设定参数106来操控电力发动机102。
总合设定参数106可以为三相电压、尤其d/q电压或者三相电流、尤其d/q三相电流。下文将说明一种用于确定总合设定参数106从而影响电力牵引机器100的电磁力的方法。
在图1中还展示了噪音形成过程的作用链。
电力牵引机器100在此实例中包括电磁体108和结构动态装置110，该结构动态装置影响电力牵引机器的声学装置112。
例如，由于电力牵引机器100内部的电磁力出现了具有特征性阶数的啸叫噪音。
在图2中示意性展示了具有250Nm的牵引机器100启动的坎贝尔图。对于这个电力机器而言特征性的阶数可以在坎贝尔图中明显地看出并且在图2中展示为第24阶204、第48阶206、第72阶208。
同样存在该结构的由电磁力激发的本征频率。因此，造成结构内声音和空气中声音的超高
这在图2中示例性地在用210和212标出的区域中展示。
在该结构的这些本征频率的区域中产生了明显可感知的噪音。依据电力牵引机器100的转速不同，不同的发动机阶数占主导。
以下的说明以第24阶为例并且同样可应用于其他阶。相关的阶数依据电力牵引机器100而不同，尤其在永磁同步电机的情况下取决于极对数、孔数和股数。同样可能的是对多个阶进行衰减。在当前实例中，电力牵引机器100具有的极对数为四个。电频率因此是机械频率的四倍高。在图2中展示的第24“机械”阶204因此在电力系统中对应于第6“电力”阶。
为了针对性地影响或降低声学相关的力模态(Kraftmoden)，通过在电力牵引机器100的调节范围之内针对性地加入信号，用于降低噪音、振动、声振粗糙度的信号施加了用于第24阶谐波的补偿，该信号例如呈除电力机器的设定电压之外(也就是说除了基波之外)的(设定)电压的交流参数的形式。由此例如电力牵引机器100的电流谐波如下受到影响，使得在电力牵引机器100之内产生的电磁力在声学上不激发或显著较弱地激发该结构。通过这种措施，在大转速范围内的结构内声音水平和空气中声音水平可以降低10dB以上。
有利地，由此不需要用于与承载臂退耦的构造性措施。可以避免为此使用的额外重量。以在声学装置112方面有所改变的方式对电力牵引机器100的工作点进行数据收集是不必要的。
在图3中示意性展示了调节器104的细节。在此实例中，调节器104具有带有末级304的电流调节器302。末级304被形成为用于脉冲宽度调制PWM并且形成为逆变器。
调节器104包括滤波器306、尤其带阻滤波器。滤波器306被形成为提供电力牵引机器100的经滤波的d/q电流idq。d/q电流idq总体上是指d电流和q电流。带阻滤波器的实现在于对d电流以及对q电流进行滤波。滤波器306可以被解除激活。当滤波器被解除激活时，未滤波的电流连接到其输出端。例如取决于PWM采样频率和声学可感知的振动的特征性频率(例如400Hz)来确定带阻滤波器的滤波器系数。带阻滤波器同样可以被实施为陷波滤波器。滤波器系数被设计为使得对尽可能窄带的频率范围进行大幅度阻尼。
取决于电力牵引机器100的转子的相位来进行用于滤波器306输入端的电力牵引机器100的三相电流的变换。在此实例中，为此确定电力牵引机器100的转子的角度θ，该角度给出转子的准确相位。在此实例中取决于在一次变换Tαβ以及后续的变化T(θ)中的电流iabc和角度θ来确定滤波器306的输入电流。
调节器104包括系数预设装置308，该系数预设装置被形成为取决于工作参数(在此实例中为滤波器频率310、PWM频率312和激活状态314，即关于滤波器是否激活的信息)来预定滤波器306的滤波器系数。
调节器104包括信号导线316和预设装置318，该预设装置被形成为经由信号导线316来操控滤波器306。预设装置318被形成为，取决于电力牵引机器100的转速320来确定滤波器系数310并且预设给滤波器306。在此实例中，取决于转速来进行频率选择。
预设装置318被形成为，取决于电力牵引机器100的转速320、转矩、温度、d/q电压udq、d/q电流idq或者激活状态314来预设参数322。
取决于转速320、转矩、温度、d/q电流idq或激活状态314，在此实例中预设幅值324、预控制角度326和/或相位328作为参数322。
幅值324、预控制角度326和相位328在此实例中通过特征图预设。可以提出，用限制器330来限制参数322并且然后将其输出。
限制器330可以被形成为在将设定从基于阶数的激发更改为基于频率的激发时用于限制频率的改变速率，例如用于频率扫描。可以提出限制频率的值域。尤其可以提出限制最小频率和最大频率。有利的是，将这种功能限制在已知的频率范围上。对于低频率可能产生电流调节器302的振荡。在某些情况下过高频率不再对结构内声音有效，因为这种功能应被解除激活以免对调节系统的稳定性产生影响。对变化速率以及幅值UANR还有预控制角度γANR的限制可能是有利的，以保证调节循环的稳定性。在快速变化时滤波器306必然自身振荡。对幅值UANR以及对预控制角度γANR的限制可以是有意义的，以在应用期间限制错误设定的值。过高的幅值UANR可能例如导致强烈振动或高电压系统的关闭。可以提出限制相位328的变化速率。相位328的突然变化可能导致不稳定。限制相位328的变化速率避免了这种情况。
预设装置318被形成为用于预设阶数332。阶数332在下文中也标记为μANR。阶数332基本上通过与转子位置相乘来确定谐波336的频率：
与此无关地，通过将
加到该角度上来考虑谐波振动的时间上的相位
调节器104包括影响装置334，该影响装置被形成为取决于参数322来确定谐波336。谐波336在此实例中由用于高谐波交流参数的幅值UANR和预控制角度γANR限定。
影响装置334在此实例中被形成为确定呈d/q电压形式的谐波336。在此实例中，取决于阶数μANR与电力牵引机器100的转子的角度θ(该角度给出转子的准确相位)之积来确定d设定电压UANR，d和q设定电压UANR，q。更确切地说，为此使用这个积与时间上的相位
之和。
在此实例中，将角度θ(也就是说转子位置角度)预先乘以预定的阶数(例如6)。为了消除第24阶的机械发动机阶数，在电力系统中使用除以极对数的阶数(在此例如6)。随后将这个角度θ与相位相加成总角度。在此实例中随后产生了总角度的正弦。在当前实例中通过三角函数将其转换。由于旋转的转子，由此产生了具有例如1V幅值的正弦形交流参数。现在，对于d设定电压UANR，d以及对于q设定电压UANR，q，将这个交流参数乘以所希望的幅值。其幅值由预定的幅值UANR和预控制角度γANR得出。
第k谐波的幅值UANR，k、相位
和预控制角度γANR，k尤其与转速、转矩和温度相关地被储存在特征图中。替代地，尤其可以取决于d/q电流idq、温度和转速来储存这些特征图，以便考虑到电力牵引机器100的饱和度以及总合设定电压uabc的频率。最优的设定电压或电流谐振尤其取决于电流的基波振动幅值、定子样条、磁体的剩余磁通量密度和电力牵引机器100的饱和度。幅值UANR，k和预控制角度γANR，k的定义可以从用于第k阶的转子固定坐标系中的矢量图中得出。这在图4中示意性展示。时间上的相位偏移
在矢量图中无法展示。
可以存在多个同样构造的用于产生不同阶谐波336的子系统。由此可以实现“多阶降噪”。阶数可以自由地预定。可以设置用于产生1号谐波(例如第6电力阶)的系统。可以设置用于产生2号谐波(例如第12电力阶)的系统。可以设置用于产生3号谐波(例如第18电力阶)的系统。这些谐波通过相加而叠加，以用于d设定电压UANR，d以及q设定电压UANR，q。谐波336的幅值、相位和预控制角度的设定取决于转速、转矩、温度和/或d/q电流来进行。另外，考虑到极对数来设定正确的电力阶。此外，各个单独的阶可以被激活和解除激活，也就是说将其用于叠加或不将其用于叠加。
电流调节器302被形成为，取决于d设定电压UANR，d和q设定电压UANR，q与电流调节器302的设定参数udq的和来操控末级304。这个和在此实例中用于确定总合设定参数106。设定参数udq在此实例中取决于调节偏差用PI调节器来确定(在图3中用PI标示)。调节偏差在此实例中取决于d/q电流idq和d/q电流的参考值idp，ref构成。在此实例中，调节偏差为它们的差值。
电流调节器302可以被形成为用于级联式电流调节。根据级联式电流调节，电力牵引机器100可以向用于影响NVH的电流调节器302的设定参数udq上加上谐波电压、即d设定电压UANR，d和q设定电压UANR，q。在此实例中设定电压uabc从分别由此得出的加和电压通过一次变换T-1(θ)和一次随后的变赖
来确定。这在图3中如此标示。利用这个设定电压uabc来操控末级304。设定电压uabc在此实例中产生了由末级304输出的总合设定参数106。
经滤波的电流，即d/q电流idq，可以被激活或解除激活。当经滤波的电流的使用被解除激活时，未滤波的电流被传递给级联式电流调节。
预设装置318和系数预设装置308可以为软件模块，在调节器104的第一任务中计算这些软件模块。第一任务例如为1ms的任务。
电流调节器302和影响装置334可以为软件模块，在调节器104的第二任务中确定这些软件模块。在此实例中用PWM频率计算第二任务。第一任务相对于第二任务而言可以是较慢的。
在此实例中，在PWM任务中计算带阻滤波器。在此实例中，滤波器系数由在较慢的任务(例如1ms)中执行的函数来提供。
在慢速任务中例如储存幅值、相位以及预控制角度的特征图还有带阻滤波器的系数的特征图。在最快速的任务(例如具有PWM扫描频率)中应用带阻滤波器306并且产生谐波电压336。当例如由供应方负责PWR软件并且OEM希望在无须介入电流调节的情况下仍然具有软件开发和应用的广泛可能性时，这种分配可以是有利的。慢速任务于是例如可以通过旁路来修改。即使不需要时，分配成不同任务也可能是有利的，以便降低控制设备的占用率。
下面借助于图5来说明一种用于影响电力牵引机器的电磁力的方法。
在步骤502中确定电力牵引机器100的转子的角度θ和滤波器306的输入电流。
随后实施步骤504。在步骤504中例如确定谐波336的幅值、相位和/或预控制角度。这可以在第一任务中进行。
在步骤504中例如取决于电力牵引机器100的转速、电力牵引机器100的转矩、电力牵引机器100的温度，来产生作为高阶谐波336的谐波336的参数322。谐波336在此实例中以如下频率产生：该频率为设定参数uabc的基波振动的频率的尤其整数倍。可以取决于特征图来确定谐波336的参数322，该特征图将幅值、相位和/或预控制角度与转速、转矩和/或温度相关联以确定谐波336。可以取决于特征图来确定谐波336的参数322，该特征图将幅值、相位和/或预控制角度与三相电流或三相电压、温度和/或转速相关联以确定谐波336。可以取决于牵引机器100的极对数来确定谐波336的阶数。可以用限制器330来限制谐波336的幅值、相位和/或预控制角度。
在步骤506中确定谐波336。在此实例中取决于参数322来确定谐波336。谐波336的生成可以在第二任务中进行。
在步骤508中将高阶谐波336叠加到电力牵引机器100的设定参数udq上以产生总合设定参数uabc。
随后实施步骤510。
在步骤510中取决于该总合设定参数uabc来操控电力牵引机器100。
在此实例中，设定参数udq、谐波336以及总合设定参数uabc分别表征设定电压。
优选取决于尤其被滤波器306滤波的输入电流来确定总合设定参数uabc。
Claims (12)
1.一种用于影响电力牵引机器(100)的电磁力的方法，其特征在于，取决于该电力牵引机器(100)的转速、该电力牵引机器(100)的转矩、该电力牵引机器(100)的温度或该电力牵引机器(100)的三相电流或三相电压，将高阶谐波(336)叠加(508)在用于该电力牵引机器(100)的设定参数(udq)上，以生成总合设定参数(uabc)，其中取决于该总合设定参数(uabc)来操控(510)该电力牵引机器(100)并且其中该设定参数(udq)、该谐波(336)以及该总合设定参数(uabc)表征设定电流或设定电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该谐波(336)具有如下频率：该频率为该设定参数(uabc)、尤其该设定电流或该设定电压的基波振动的频率的尤其整数倍。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，取决于至少一个特征图来确定(504)该谐波(336)，该特征图将幅值、相位和/或预控制角度与该转速、该转矩和/或该温度相关联以确定该谐波(336)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，取决于特征图来确定(504)该谐波(336)，该特征图将幅值、相位和/或预控制角度与该三相电流或三相电压、该温度和/或该转速相关联以确定该谐波(336)。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在第一任务中进行对该谐波(336)的该幅值、该相位和/或该预控制角度的确定(504)，其中在第二任务中进行该谐波(336)的生成(506)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该第一任务相对于该第二任务而言是较慢的。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，取决于该牵引机器的极对数来确定(504)该谐波(336)的阶数。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，取决于该转矩和该转速来确定该总合设定参数(uabc)。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，取决于至少一个输入电流(idq)来确定该设定参数(udq)，通过尤其能够解除激活的滤波器(306)对该输入电流进行滤波。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，用限制器(330)来限制该谐波(336)的该幅值、该相位和/或该预控制角度。
11.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，生成不同阶的多个谐波(336)，并且将其叠加以生成该总合设定参数(uabc)。
12.一种用于影响电力牵引机器(100)的电磁力的设备，其特征在于，该设备包括调节器(104)，该调节器被形成为用于按照根据权利要求1至11之一所述的方法来操控该电力牵引机器(100)。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005117876A (ja) * | 2002-10-17 | 2005-04-28 | Denso Corp | 交流回転電機装置 |
| US7642737B2 (en) * | 2007-03-13 | 2010-01-05 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Anti-windup control for a current regulator of a pulse width modulation inverter |
| JP2013223352A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置及びモータ制御システム |
| CN102025338B (zh) * | 2009-09-18 | 2015-01-07 | 株式会社村田制作所 | 压电致动器驱动电路 |
| JP2016208668A (ja) * | 2015-04-22 | 2016-12-08 | 株式会社デンソー | ３相回転機の制御装置 |
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Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0792420B1 (de) | 1994-12-02 | 1998-07-22 | Sulzer Electronics AG | Verfahren zur kompensation von periodischen rüttelkräften in einer elektrischen drehfeldmaschine |
| US6549871B1 (en) * | 2001-05-03 | 2003-04-15 | Delphi Technologies, Inc. | Current estimation for an electric machine |
| JP3582505B2 (ja) | 2001-09-10 | 2004-10-27 | 日産自動車株式会社 | モーター制御装置 |
| DE60318232T2 (de) * | 2002-10-17 | 2008-12-11 | Denso Corp., Kariya-shi | Wechselstromelektrodrehmaschine mit verringerungsverfahren für magnetisches rauschen, motorsteuereinrichtung und wechselstromelektrodrehmaschine damit |
| EP1777806A2 (en) * | 2005-10-21 | 2007-04-25 | NSK Ltd. | Motor drive control apparatus and electric power steering apparatus |
| US7768220B2 (en) * | 2008-04-24 | 2010-08-03 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Harmonic torque ripple reduction at low motor speeds |
| DE102009056784A1 (de) | 2009-12-03 | 2011-06-09 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Elektromotors |
| JP5447590B2 (ja) | 2011-08-31 | 2014-03-19 | 株式会社デンソー | 回転機の制御装置 |
| JP5751234B2 (ja) * | 2012-10-16 | 2015-07-22 | 株式会社デンソー | 交流電動機の制御装置 |
| DE102013211151A1 (de) | 2013-06-14 | 2014-12-18 | Robert Bosch Gmbh | Elektronisch kommutierter Elektromotor mit einer Oberwellenkompensation |
| DE102014218880A1 (de) | 2013-09-27 | 2015-04-02 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung einer Schallemission eines elektromotorrisch betriebenen Antriebsstranges, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
| JP2018125911A (ja) * | 2017-01-30 | 2018-08-09 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| JP6707151B2 (ja) * | 2017-01-30 | 2020-06-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | インバータ制御装置 |
| DE102017130635A1 (de) | 2017-12-20 | 2019-06-27 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer dynamoelektrischen Maschine |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005117876A (ja) * | 2002-10-17 | 2005-04-28 | Denso Corp | 交流回転電機装置 |
| US7642737B2 (en) * | 2007-03-13 | 2010-01-05 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Anti-windup control for a current regulator of a pulse width modulation inverter |
| CN102025338B (zh) * | 2009-09-18 | 2015-01-07 | 株式会社村田制作所 | 压电致动器驱动电路 |
| JP2013223352A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置及びモータ制御システム |
| JP2016208668A (ja) * | 2015-04-22 | 2016-12-08 | 株式会社デンソー | ３相回転機の制御装置 |
| JP2020010474A (ja) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | モータ駆動システム |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 山西省电力工业局: "机电一体化实用技术手册", 中国电力出版社, pages: 400 - 404 * |
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