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Die vorliegende Offenbarung betrifft die Steuerung von Elektromotoren.
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Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, weil sie relativ zu anderen Motorarten allgemein günstige Effizienzcharakteristika besitzen. In der Regel besitzen PMSM drei separate elektrische Wicklungen innerhalb des Stators, die jeweils durch eine oszillierende Wechselstrom-Spannungsquelle (AC-Spannungsquelle) angetrieben werden. Das Wellendrehmoment des Motors und die Leistungsumwandlungseffizienz hängen sowohl von der Größe als auch dem Phasenwinkel der oszillierenden Spannung ab.
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In bestimmten Anwendungen wie etwa Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen steht elektrische Leistung von einer nicht-oszillierenden Gleichstromspannungsquelle (DC-Spannungsquelle) wie etwa einer Batterie bereit. Deshalb werden Wechselrichter eingesetzt, um die nicht-oszillierende Spannung in drei oszillierende Spannungen umzuwandeln. Wechselrichter enthalten eine diskrete Anzahl an Schaltbauelementen und können deshalb nur eine diskrete Anzahl an Spannungspegeln an jedem der drei Motoranschlüsse liefern. Für einen Zwei-Pegel-Wechselrichter sind die Schaltbauelemente zu jedem Augenblick so eingestellt, dass sie jeden der drei AC-Anschlüsse entweder mit dem positiven oder negativen DC-Anschluss elektrisch verbinden. Somit stehen acht Schaltzustände bereit. Zwei dieser Schaltzustände, bei denen alle drei Anschlüsse mit dem gleichen DC-Anschluss verbunden sind, werden als Nullzustände bezeichnet. In den übrigen sechs Zuständen ist ein AC-Anschluss mit einem der DC-Busanschlüsse verbunden und die beiden anderen AC-Anschlüsse sind mit dem entgegengesetzten DC-Busanschluss verbunden. Der Wechselrichter kann schnell unter diesen acht Zuständen umschalten.
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Zum Umschalten unter Wechselrichterzuständen, um die Drehmomentabgabe eines PSMS zu regeln, sind zwei grundlegende Steuerverfahren bekannt. In dem Sechs-Stufen-Verfahren läuft der Wechselrichter einmal pro Zyklus des Rotors durch die sechs von null verschiedenen Zustände, wodurch in jeder Wicklung eine oszillierende Spannung und ein oszillierender Strom erzeugt werden. Ein Rotorzyklus ist relativ zu Motorpolen definiert und entspricht nicht notwendigerweise einer vollständigen Umdrehung. Die Amplitude der AC-Spannung wird durch die DC-Spannung diktiert. Das Drehmoment wird durch die DC-Spannung, die Rotordrehzahl und die Phasendifferenz zwischen diesen quasi-sinusförmigen AC-Spannungssignalen und der Rotorposition diktiert. Ein Controller erteilt Befehle an den Wechselrichter, die anzeigen, wann zu dem nächsten Zustand in der Sequenz umgeschaltet werden soll. Bei dem PWM-Verfahren schaltet der Wechselrichter sehr schnell unter zweien der von null verschiedenen Zustände und einem der Nullzustände um. Ein Controller spezifiziert, welcher Bruchteil der Zeit in jedem dieser drei Zustände verbracht werden soll, indem PWM-Tastverhältnisse spezifiziert werden. Der Controller aktualisiert diese Tastverhältnisse in regelmäßigen Intervallen, so dass die Frequenz der Aktualisierungen signifikant über der Frequenz der Rotordrehung liegt.
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Einige allgemeine Charakteristika von typischen PMSM sind in einem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Arbeitsgebiet hängt von der DC-Spannung ab. Das Arbeitsgebiet mit positiver Drehzahl und positivem Drehmoment bei einer DC-Referenzspannung kann so begrenzt sein, wie durch die durchgezogenen Linien 110, 112 und 114 dargestellt. Bei niedrigen Drehzahlen kann das größte verfügbare Drehmoment durch einen größten Wicklungsstrom begrenzt sein, wie durch die Linie 110 angegeben. Die Linie 112 gibt ein größtes verfügbares Drehmoment bei höheren Drehzahlen an, das durch die Spannung begrenzt wird. An dem als der Eckpunkt bezeichneten Punkt 116 weisen sowohl der Strom als auch die Spannung ihre jeweiligen Maxima auf. Die Linie 114 gibt eine größte Gesamtnenndrehzahl an. Die gepunkteten Linien geben das entsprechende Arbeitsgebiet bei einer höheren DC-Spannung über der DC-Referenzspannung an. Der PMSM kann Drehmomentspitzen, die den größten Wicklungsstrom übersteigen, nicht realisieren, ohne den Magnetkern zu sättigen und eine etwaige Erhöhung bei dem Strom oder der Spannung nutzlos zu machen. Der PMSM kann durch übermäßige Funkenbildung an dem Kommutator irreparabel beschädigt werden, falls eine Drehmomentspitze das größte Arbeitsnenndrehmoment der elektrischen Maschine übersteigt.
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PMSM können entweder ein positives oder negatives Drehmoment erzeugen und können sich entweder in einer positiven oder negativen Richtung drehen. Im Quadranten mit positiver Drehzahl und negativem Drehmoment wirkt ein PMSM als ein Generator, der mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. In diesem Quadranten sind die Charakteristika ähnlich denen in 1 gezeigten, wenngleich die Mindestdrehmomentkurve entsprechend der Spannungsgrenze möglicherweise kein Spiegelbild der Linie 112 ist. Das Gebiet mit negativer Drehzahl folgt eng dem um 180 Grad um den Ursprung gedrehten Gebiet mit positiver Drehzahl.
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Ein Fahrzeug umfasst eine elektrische Maschine, die mit mindestens einem Controller konfiguriert ist, der Drehmomentbefehle mit der Verwendung eines Spannungsbusses ausgibt. Der Controller kann konfiguriert sein zum Antworten auf Drehmomentanfragen auf der Basis von mehreren Fahrzeugsystemeingaben einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Position des Fahrpedals und Bremspedals und verschiedener anderer Fahrzeugdaten. Der Controller kann auf eine Drehmomentanfrage reagieren, die einen Schwellwert übersteigt, indem Drehmomentbefehle für die elektrische Maschine auf der Basis einer Drehzahl der elektrischen Maschine und einer Spannung an dem Bus ausgeteilt werden. Auf der Basis der Drehzahl der elektrischen Maschine und der Spannung an dem Bus kann der Controller eine konstante Drehmomentausgabe durch die elektrische Maschine erteilen, wenn die Drehzahl und die Spannung variieren. Die Drehmomentausgabe kann auf der Basis des nun zum Bestimmen des Drehmoments verwendeten Verhältnisses konstant bleiben. Das Berechnen eines Verhältnisses unter Verwendung einer Drehzahl der elektrischen Maschine zur Spannung an dem Bus zum Bestimmen der Drehmomentfähigkeit kann als ein konstantes Drehmoment resultieren, wenn das Verhältnis konstant ist.
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Ein Fahrzeug umfasst eine elektrische Maschine, die mit mindestens einem Controller konfiguriert ist, der Drehmomentbefehle mit der Verwendung eines Spannungsbusses ausgibt, während eine unveränderte Größe und Phase des Stroms durch die Wicklungen der elektrischen Maschine aufrechterhalten werden. Das Fahrzeug kann mindestens einen Controller umfassen, zum Antworten auf Drehmomentanfragen auf der Basis von mehreren Fahrzeugsystemeingaben einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Position des Fahrpedals und Bremspedals und verschiedener anderer Fahrzeugdaten. Der Controller ist konfiguriert zum Antworten auf eine Drehmomentanfrage, die einen Schwellwert übersteigt, durch Erteilen von Drehmomentbefehlen für die elektrische Maschine auf der Basis einer Drehzahl der elektrischen Maschine und einer Spannung an dem Bus. Auf der Basis der Drehzahl der elektrischen Maschine und der Spannung an dem Bus kann der Controller eine im Wesentlichen unveränderte Größe und Phase eines Stroms durch die Wicklungen ausgeben, wenn die Drehzahl und die Spannung mit einem konstanten Verhältnis der Drehzahl zur Spannung variieren.
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Ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Maschine reagiert auf Drehmomentanfragen, die einen Schwellwert übersteigen. Der Controller kann Drehmomentanfragen für die elektrische Maschine auf der Basis einer Drehzahl der elektrischen Maschine und einer Spannung an einem Bus erteilen, so dass eine Größe und Phase eines Stroms durch die Wicklungen der elektrischen Maschine im Wesentlichen unverändert bleiben, wenn die Drehzahl und die Spannung mit einem konstanten Verhältnis der Drehzahl zur Spannung variieren. Dieses Verfahren kann die Nutzung der Fähigkeit der elektrischen Maschine verbessern, während ein zugeführtes Drehmoment näher an dem angeforderten Drehmoment bereitgestellt wird.
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1 ist eine grafische Darstellung allgemeiner Charakteristika von Arbeitsgebieten von Permanentmagnet-Synchronmotoren;
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2 ist ein Schemadiagramm eines beispielhaften hybridelektrischen Antriebsstrangs;
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3 ist ein Controllerschemadiagramm in einem beispielhaften hybridelektrischen Antriebsstrang;
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4 ist ein Flussdiagramm für das Steuerverfahren für Permanentmagnet-Synchronmotoren;
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5 ist eine grafische Darstellung der Verwendung einer mehrdimensionalen Nachschlagetabelle;
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6 ist ein Flussdiagramm für das Verfahren zum Justieren der Drehmomentnachfrage;
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7 ist eine grafische Darstellung, die die Differenz zwischen einer mehrdimensionalen Nachschlagetabelle und einer Tabelle mit einer einzigen unabhängigen Variablen darstellt.
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Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Details von bestimmten Komponenten zu zeigen. Deshalb sind hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Details nicht als beschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um dem Fachmann den unterschiedlichen Einsatz der vorliegenden Erfindung beizubringen. Wie der Durchschnittsfachmann versteht, können verschiedene, unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren dargestellte und beschriebene Merkmale mit in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellten Merkmalen kombiniert werden, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen aus dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit.
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Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
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Ein Schemadiagramm eines beispielhaften hybridelektrischen Antriebsstrangs ist in 2 dargestellt. Die beanspruchte Erfindung ist jedoch nicht auf diese Antriebsstrangtopologie beschränkt. Ein Verbrennungsmotor 220 treibt einen Träger 222 eines Planetenradsatzes 224 an. Das Motordrehmoment wird durch den Radsatz 224 zwischen einem Sonnenrad 226 und einem Hohlrad 228 aufgeteilt. Das Hohlraddrehmoment wird mechanisch zu einer Abtriebswelle 230 übertragen. Das Sonnenraddrehmoment wird von einem Generator 232 absorbiert. Ein Elektromotor 234 ist antreibbar mit der Abtriebswelle 230 verbunden. Durch diese Beschreibung hindurch werden die Ausdrücke Generator und Motor lediglich als Etiketten verwendet, um diese Komponenten zu identifizieren. Sowohl der Generator 232 als auch der Elektromotor 234 sind umkehrbare elektrische Maschinen, die mechanische Wellenleistung in elektrische Leistung als auch elektrische Leistung in mechanische Wellenleistung umwandeln können. Die Antriebswelle ist antreibbar mit einem Differenzial verbunden, das die Leistung zwischen linken und rechten Rädern 240 aufteilt, während geringfügige Differenzen bei den Raddrehzahlen gestattet sind. Elektrische Stromverbindungen sind durch gestrichelte Linien mit langen Strichen dargestellt. Der Generator 232 und der Elektromotor 234 werden durch Wechselrichter 242 beziehungsweise 244 über Dreiphasen-Leistungsschaltungen elektrisch angetrieben. Die Wechselrichter 242 und 244 ziehen Strom von dem elektrischen DC-Bus 248 oder liefern Strom dorthin. Der elektrische Strom wird in einer Batterie 246 gespeichert. Ein DC-DC-Wandler 247 wandelt den Spannungspegel der Batterie 246 in den Spannungspegel des DC-Busses 248 um. Die DC-Busspannung kann entweder über oder unter der Batteriespannung liegen. Steuersignalverbindungen sind durch gestrichelte Linien mit kurzen Strichen dargestellt. Ein Controller 250 gibt Steuersignale an den DC-DC-Wandler 247 aus, die die gewünschte Spannung für den elektrischen DC-Bus 248 spezifizieren. Der Controller 250 gibt auch Steuerbefehle an einen Verbrennungsmotor 220 und Wechselrichter 242 und 244 aus, um das durch den Verbrennungsmotor, den Generator 232 beziehungsweise den Elektromotor 234 erzeugte Drehmoment zu regeln. Falls das tatsächlich durch den Elektromotor 234 gelieferte Drehmoment signifikant von dem angeforderten Drehmoment abweicht, wird die Fahrzeugbeschleunigung dann nicht der Erwartung des Fahrers entsprechen. Falls das durch den Generator 232 tatsächlich gelieferte Drehmoment signifikant von dem angeforderten Drehmoment differiert, dann weicht die Motordrehzahl von dem erwarteten Verhalten ab.
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Der Controller 250 ist in 3 schematisch ausführlicher dargestellt. Ein Fahrzeugsystemcontroller 302 empfängt Signale, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Position des Fahrpedals und des Bremspedals und verschiedene andere Fahrzeugdaten anzeigen. Auf der Grundlage dieser Daten bestimmt der Fahrzeugsystemcontroller eine DC-Zielbusspannung und ein Zielausgabewellendrehmoment und gibt Drehmomentanforderungen Treq_gen an den Motorcontroller 304 aus, Treq_gen an den Generatorcontroller 306 und Treq_mot an den Elektromotorcontroller 308. Das Ausgangssignal des Generatorcontrollers 306 und des Elektromotorcontrollers 308 sind Schaltzustände für Schalter innerhalb der Wechselrichter 242 beziehungsweise 244. Diese Controller können einen Drehmelder zum Überwachen von Winkelinformationen für einen Elektromotor verwenden. Die Controller empfangen Eingangssignale, die die mit ΘR bezeichnete Winkelposition des entsprechenden Rotors, die mit Vdc bezeichnete Spannung des DC-Busses 248 und den mit Ia, Ib und Ic bezeichneten Strom in jeder Wicklung anzeigen. Ein variabler Spannungscontroller 310 gibt Befehle an den DC-DC-Wandler 247 aus, um die Zielbusspannung zu bewirken. Die Controller 302, 304, 306, 308 und 310 können als ein einzelner Mikrocontroller oder als mehrere kommunizierende Controller implementiert werden.
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Einer oder beide des Generators 232 und des Elektromotors 234 können Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) sein. Für einen PMSM oszillieren die Wicklungsspannungen Va, Vb und Vc jeweils mit einer Frequenz proportional zu der Rotordrehzahl und sind hinsichtlich ihrer Phase um 120 Grad voneinander getrennt. Analog oszillieren die resultierenden Wicklungsströme Ia, Ib und Ic jeweils mit einer Frequenz proportional zu der Rotordrehzahl und sind hinsichtlich ihrer Phase um 120 Grad voneinander getrennt. Diese Wicklungsströme induzieren in dem Rotor ein sich drehendes Magnetfeld, das mit dem Rotor außer Phase sein kann. Das resultierende Wellendrehmoment hängt sowohl von der Größe des Magnetfelds als auch dem Phasenwinkel bezüglich des Rotors ab. Der Zweckmäßigkeit halber können die Wicklungsspannungen und -ströme durch Vektoren in einem sich drehenden Referenzrahmen dargestellt werden, der sich mit dem Rotor dreht. Die Abbildung zwischen der Rotorposition und dem sich drehenden Referenzrahmen hängt von der Anzahl von Polen in dem Elektromotor ab. Die beiden Komponenten des Spannungsvektors sind mit Vd und Vq bezeichnet, während die beiden Komponenten des Stromvektors mit Id und Iq bezeichnet sind. Vd, Vq, Id und Iq oszillieren nicht auf der Basis der Rotorposition. Der Zweckmäßigkeit halber wird das Steuerverfahren im Hinblick auf den Elektromotor 234 erörtert, wenngleich es auch für den Generator 232 gilt.
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4 veranschaulicht die Berechnungen für jede Aktualisierung unter Verwendung des PWM- und Sechs-Stufen-Steuerverfahrens. Bei 402 berechnet der Controller eine normierte Drehzahl ωNorm durch Dividieren der Rotordrehzahl durch die Busspannung. Bei 404 justiert der Controller die Drehmomentanfrage von dem Fahrzeugsystemcontroller, falls erforderlich, um sicherzustellen, dass das angeforderte Drehmoment innerhalb des Motorarbeitsgebiets für die aktuelle Rotordrehzahl und Busspannung liegt. Bei 406 wählt der Controller zwischen dem PWM- und Sechs-Stufen-Steuerverfahren auf der Basis der justierten Drehmomentnachfrage und der normierten Drehzahl. Falls der Sechs-Stufen-Modus gewählt wird, berechnet der Controller Wechselrichterbefehle bei 408 auf der Basis des Sechs-Stufen-Verfahrens. Falls der PWM-Modus gewählt wird, berechnet der Controller Wechselrichterbefehle bei 410 auf der Basis des PWM-Verfahrens.
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Controller verwenden üblicherweise Nachschlagetabellen, um unregelmäßige Funktionen darzustellen. Da der größte Drehmomentsfähigkeitsschwellwert eine Funktion sowohl der Rotordrehzahl ω als auch der Busspannung V
dc ist, würde in der Regel eine mehrdimensionale Nachschlagetabelle wie etwa Tabelle 1 verwendet. Falls eine der unabhängigen Variablen, in diesem Fall Rotordrehzahl ω
R und die Busspannung V
dc, zwischen die tabulierten Werte fällt, kann der Controller entweder einen der Werte wählen oder zwischen ihnen interpolieren. Für eine nichtlineare Funktion wie etwa eine größte Drehmomentfähigkeit führt eines dieser Approximationsverfahren relativ zu der zugrundeliegenden Funktion einen gewissen Fehler ein. Bezüglich der größten Drehmomentfähigkeit besteht der konservative Ansatz darin, den höchsten tabulierten V
n-Wert zu wählen, der kleiner als V
dc ist. In der Regel werden Nachschlagetabellen während der Fahrzeugkalibrierung auf der Basis von Versuchsdaten populiert. Das Populieren der Tabelle erfordert Versuche bei einer Vielzahl von Spannungspegeln. Das Verwenden einer großen Anzahl verschiedener Spannungspegel reduziert den Approximationsfehler, vergrößert aber den zum Populieren der Tabellen erforderlichen Aufwand, den durch die Tabellen in dem Controller verbrauchten Speicher und die zum Nachschlagen eines Werts erforderliche Zeit.
Tabelle 1
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5 zeigt eine grafische Darstellung der Verwendung einer mehrdimensionalen Nachschlagetabelle auf der Basis einer Vielzahl von Spannungspegeln und Rotordrehzahlen. Beispielsweise stellt die Linie 504 die kalibrierte größte Drehmomentfähigkeit bei einer bestimmten Busspannung dar. Die Linien 506, 508 und 510 stellen die kalibrierte größte Drehmomentfähigkeit bei progressiv höheren Busspannungen dar. Die Nachschlagetabellen können verwendet werden, wenn auf der Basis der Busspannung Vdc und der Rotordrehzahl ωR ein größter Drehmomentfähigkeitsschwellwert bestimmt wird. Falls der Busspannungswert zwischen zwei kalibrierten Busspannungspegeln liegt, kann der Controller den größten Drehmomentfähigkeitsschwellwert auf der Basis des niedrigeren Busspannungspegels nachschlagen. Falls beispielsweise die Busspannung zwischen den mit der Linie 504 assoziierten Pegel und den mit der Linie 506 assoziierten Pegel fällt, würde der größte Drehmomentfähigkeitsschwellwert wie bei Punkt 514 gezeigt sein. Falls das angeforderte Drehmoment 512 über dem größten Drehmomentfähigkeitsschwellwert liegt, wird die Drehmomentanforderung auf den größten Drehmomentfähigkeitsschwellwert begrenzt. Das Begrenzen des angeforderten Drehmoments auf den mit einem niedrigeren Busspannungspegel assoziierten Pegel kann eine Unternutzung der Fähigkeit der elektrischen Maschine verursachen.
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Eine Alternative bei der Verwendung einer mehrdimensionalen Nachschlagetabelle für den größten Drehmomentfähigkeitsschwellwert besteht darin, die einzelne unabhängige Variable ω
Norm zu verwenden, wie bei
402 in
4 berechnet. Tabelle 2 veranschaulicht eine Tabelle der größten Drehmomentfähigkeit gegenüber der normierten Drehzahl. Der Einsatz einer Tabelle mit einer einzelnen unabhängigen Variablen reduziert den Approximationsfehler und den Kalibrierungsaufwand. Die Nachschlagetabelle mit der einzelnen unabhängigen Variablen kann verwendet werden, um die PMSM-Leistung zu verbessern, während der verwendete Controllerspeicher reduziert wird.
| Normierte Drehzhal | Drehmoment |
| ωNorm1 | T1 |
| ωNorm2 | T2 |
| ωNorm3 | T3 |
| ωNorm4 | T4 |
| ωNorm5 | T5 |
| ωNorm6 | T6 |
| ωNorm7 | T7 |
| ωn | Tn |
Tabelle 2
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6 zeigt ein Verfahren zum Justieren der Drehmomentanfrage bei 404 in 4. Nachschlagetabellen speichern die größte und kleinste Drehmomentfähigkeit, Tcap_pos beziehungsweise Tcap_neg als Funktion der normierten Drehzahl ωNorm. Diese Tabellen werden während der Kalibrierung auf der Basis des Testens populiert, um den Motor zu charakterisieren. Das Testen während der Kalibrierung kann bei Busspannungen erfolgen, die von der aktuellen Busspannung verschieden sind. Der Controller schlägt die Werte bei der aktuellen normierten Drehzahl bei 602 nach. Wegen der Symmetrie der Motorcharakteristika wird die Tabelle nur für positive Drehzahlen populiert. Wenn die Motordrehzahl positiv ist, wird die Drehmomentnachfrage bei 604 begrenzt, falls sie unter der kleinsten Fähigkeit liegt, und bei 606 begrenzt, falls sie den größten Fähigkeitsschwellwert übersteigt. Ansonsten bleibt die Drehmomentanfrage bei 608 unverändert. Wenn die Motordrehzahl negativ ist, werden die Rollen von Tcap_pos und Tcap_neg vertauscht, und außerhalb des Bereichs liegende Nachfragen werden bei 610 und 612 begrenzt. Die Ausgabe dieses Verfahrens ist die justierte Drehmomentnachfrage Treq_adj.
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7 zeigt eine Differenz zwischen dem Verwenden einer Tabelle mit einer einzelnen unabhängigen Variablen und dem Verwenden einer Tabelle mit zwei unabhängigen Variablen. Bei diesem Beispiel nehmen sowohl die Rotordrehzahl ω als auch die Busspannung Vdc allmählich und proportional zu, so dass das Verhältnis konstant bleibt. Die Drehmomentanfrage 702 ist höher als die Motorfähigkeit, weshalb möglicherweise eine Begrenzung erforderlich ist. Die Linie 704 zeigt den größten Drehmomentfähigkeitsschwellwert, wie mit einer mehrdimensionalen Tabelle berechnet. Wenn die Spannung zwischen zwei der tabulierten Pegel liegt, wie in 5 erwähnt, folgt der größte Drehmomentfähigkeitsschwellwert der mit der unteren der beiden Spannungen assoziierten Kurve. Wenn die Spannung über einen tabulierten Wert ansteigt, springt die größte Drehmomentfähigkeit zu der nächsten Kurve. Selbst bei Verwendung von Interpolation, anstatt die niedrigere Spannung zu wählen, fluktuiert der größte Drehmomentfähigkeitsschwellwert, weil die tabulierte Funktion nicht linear ist. Die Linie 706 zeigt den größten Drehmomentfähigkeitsschwellwert, wie auf der Basis der normierten Drehzahl berechnet. Da die Drehzahl und die Spannung proportional zunehmen, ändert sich die normierte Drehzahl nicht. Deshalb ändert sich der größte Drehmomentfähigkeitsschwellwert 706 nicht und kann für eine Zeitperiode konstant bleiben.
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Die Nutzung der PMSM-Drehmomentfähigkeit wird durch den Einsatz der offenbarten Verfahren und Systeme verbessert. Durch Verbessern der Bestimmung der PMSM-Drehmomentfähigkeit kann ein PMSM-System ein Drehmoment liefern, das näher an dem angeforderten Drehmoment liegt. Anstatt eine Drehmomentanforderung auf einen Spannungswert innerhalb der Nachschlagetabelle zu begrenzen, kann der Controller nun auf der Basis eines Verhältnisses von Drehzahl zu Busspannung einen konstanten Drehmomentwert liefern. Dieser konstante Drehmomentwert wird berechnet, um eine größte Drehmomentfähigkeit des PMSM zu erreichen, wodurch eine von dem Anforderer erwartete Antwort sichergestellt wird.
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Während oben Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle durch die Ansprüche eingeschlossenen möglichen Formen beschreiben. Die in der Patentschrift verwendeten Wörter sind Wörter der Beschreibung anstatt der Beschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung auszubilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen so beschrieben worden sein könnten, dass sie Vorteile liefern oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen einem Stand der Technik bezüglich einer oder mehrerer gewünschter Charakteristika bevorzugt sind, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder Charakteristika beeinträchtigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Zu diesen Attributen können unter anderem Kosten, Festigkeit, Dauerhaftigkeit, Lebenszykluskosten, Vermarktbarkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. zählen. Als solches liegen Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Charakteristika als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
