DE102015225462A1

DE102015225462A1 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Abstimmung eines Elektromaschinen-Stromreglers

Info

Publication number: DE102015225462A1
Application number: DE102015225462.3A
Authority: DE
Inventors: Robert B Shaw; David Holmburg; Long Wu
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2016-06-23
Also published as: GB2534283B; GB201521567D0; US9520820B2; BR102015032076B1; CN105720883A; GB2534283A; US20160181961A1; BR102015032076A2; CN105720883B

Abstract

In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Motorsteuereinheit einen Prozessor, der konfiguriert ist, um einen Stromregler abzustimmen, der eine Zufuhr von elektrischem Strom an einen Elektromotor regelt, indem er eine Vielzahl von Variablen bestimmt, wobei die Vielzahl von Variablen einen Statorwiderstandswert, einen ersten Induktivitätswert und einen zweiten Induktivitätswert umfasst, wobei der Statorwiderstandswert ein Widerstandswert eines Stators des Elektromotors ist, der erste Induktivitätswert eine d-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist und der zweite Induktivitätswert eine q-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist. Der Prozessor ist ferner konfiguriert, um den Stromregler abzustimmen, indem er eine Vielzahl von Verstärkungen basierend auf der bestimmten Vielzahl von Variablen bestimmt und Strombefehle zum Betreiben des Elektromotors basierend auf der bestimmten Vielzahl von Verstärkungen erzeugt.

Description

Fachgebiet
Beispielhafte Ausführungsformen betreffen Systeme und Verfahren zur automatischen Abstimmung von Verstärkungen eines in elektrischen Maschinen verwendeten Stromreglers.
Hintergrund
Ein Stromregler, der elektrische Maschinen mit Strom versorgt, muss für jede elektrische Maschine abgestimmt werden. Das Abstimmen des Stromreglers umfasst das Bestimmen eines Satzes von Parametern wie etwa einen Statorwiderstand, eine Direktachsen(d-Achsen)-Induktivität und eine Quadraturachsen(q-Achsen)-Induktivität. Ohne Wissen um diese Parameter ist das Verfahren zum Abstimmen des Stromreglers schwierig und neigt zu ungenauen Messwerten.
Bestehende Lösungen zur Schätzung solcher Parameter umfassen das Bereitstellen einer einzelnen Prüfstelle zur Schätzung des Statorwiderstands und zum Anlegen fester Impulse als Spannungswellenformen beim Bestimmen der Induktivitätsparameter. Ferner sehen bestehende Lösungen keine Abstimmung von Schaltfrequenzen vor, um den Motor der elektrischen Maschine zu steuern.
Zusammenfassung
Manche Ausführungsformen betreffen Verfahren und Vorrichtungen zum Abstimmen von Verstärkungsparametern eines Stromreglers.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Motorsteuereinheit einen Prozessor, der konfiguriert ist, um einen Stromregler abzustimmen, der eine Zufuhr von elektrischem Strom an einen Elektromotor regelt, indem er eine Vielzahl von Variablen bestimmt, wobei die Vielzahl von Variablen einen Statorwiderstandswert, einen ersten Induktivitätswert und einen zweiten Induktivitätswert umfasst, wobei der Statorwiderstandswert ein Widerstandswert einer Statorphase des Elektromotors ist, der erste Induktivitätswert eine d-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist und der zweite Induktivitätswert eine q-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist. Der Prozessor ist ferner konfiguriert, um den Stromregler abzustimmen, indem er eine Vielzahl von Verstärkungen basierend auf der bestimmten Vielzahl von Variablen bestimmt und Strombefehle zum Betreiben des Elektromotors basierend auf der bestimmten Vielzahl von Verstärkungen erzeugt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Beispielhafte Ausführungsformen sind durch die folgende detaillierte Beschreibung besser verständlich, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen ist. Die 1–4 stellen nichteinschränkende, beispielhafte Ausführungsformen wie hierin beschrieben dar.
1 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Maschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 veranschaulicht die Komponenten einer Steuerung der elektrischen Maschine von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Abstimmen von Verstärkungen eines Stromreglers der elektrischen Maschine von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht; und
4 veranschaulicht ein Beispiel einer Tabelle von Schaltfrequenzen eines Elektromotors der elektrischen Maschine von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
Manche beispielhafte Ausführungsformen werden nun umfassender unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen manche beispielhafte Ausführungsformen veranschaulicht sind.
Während beispielhafte Ausführungsformen verschiedene Modifikationen und Alternativformen erlauben, sind Ausführungsformen davon dementsprechend beispielhalber in den Zeichnungen dargestellt und werden hierin im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es nicht beabsichtigt ist, beispielhafte Ausführungsformen auf die bestimmten offenbarten Formen zu einzuschränken, sondern dass beispielhafte Ausführungsformen im Gegenteil alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken sollen, die in den Schutzumfang der Ansprüche fallen. Die gleichen Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf die gleichen Elemente.
Es versteht sich, dass, obwohl die Begriffe „erstes”, „zweites” etc. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente durch diese Begriffe nicht eingeschränkt werden sollen. Diese Begriffe werden nun verwendet, um ein Elemente von einem anderen zu unterscheiden. Beispielsweise könnte ein erstes Element als zweites Element bezeichnet werden und in ähnlicher Weise könnte ein zweites Element als erstes Element bezeichnet werden, ohne vom Schutzumfang von beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder” jegliche Kombinationen von einem oder mehreren der damit verbundenen aufgeführten Elemente.
Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden” oder „gekoppelt” bezeichnet wird, es mit dem anderen Element direkt verbunden oder gekoppelt sein kann oder dass Zwischenelemente vorhanden sein können. Wenn ein Element im Gegensatz dazu als mit einem anderen Element „direkt verbunden” oder „direkt gekoppelt” bezeichnet wird, sind keine Zwischenelemente vorhanden. Andere Worte, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf ähnliche Weise interpretiert werden (z. B. „zwischen” im Gegensatz zu „direkt zwischen”, „angrenzend” im Gegensatz zu „direkt angrenzend” etc.).
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und zielt nicht darauf ab, beispielhafte Ausführungsformen einzuschränken. Wie hierin verwendet, ist beabsichtigt, dass die Singularformen „ein/e” und „der/die/das” auch die Pluralformen zu umfassen, wenn der Kontext nicht offensichtlich etwas anderes angibt. Ferner versteht es sich, dass die Begriffe „umfassen”, „umfassend”, „schließt ein” und/oder „einschließlich”, wenn hierin verwendet, das Vorhandensein genannter Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, das Vorhandensein oder das Hinzukommen eines oder mehrerer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon jedoch nicht ausschließen.
Ebenso ist darauf hinzuweisen, dass in manchen alternativen Implementierungen die genannten Funktionen/Abläufe in anderer Reihenfolge als der in den Figuren angegebenen auftreten. Beispielsweise können zwei nacheinander gezeigte Figuren tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder können manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, abhängig von der jeweiligen Funktionalität bzw. den jeweiligen Abläufen.
Wenn nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) die gleiche Bedeutung, wie sie gewöhnlich von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung, dem die beispielhaften Ausführungsformen zuzuordnen sind, verstanden wird. Es versteht sich ferner, dass Begriffe, z. B. solche, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so interpretiert werden sollten, dass ihre Bedeutung der Bedeutung im Kontext des jeweiligen Fachgebiets entspricht, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden, wenn nicht hierin ausdrücklich so definiert.
Teile von beispielhaften Ausführungsformen und die entsprechende detaillierte Beschreibung werden im Hinblick auf Software oder Algorithmen und symbolische Darstellungen des Betriebs auf Datenbits innerhalb eines Rechnerspeichers dargestellt. Diese Beschreibungen und Darstellungen sind solche, durch die Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung den Gehalt ihrer Arbeit anderen Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung effektiv vermitteln. Ein Algorithmus, wie der Begriff hier verwendet wird und wie er im Allgemeinen verwendet wird, ist als eine selbstkonsistente Abfolge von Schritten gemeint, die zu einem Ergebnis führen. Die Schritte sind solche, die physikalische Manipulationen von physikalischen Größen erfordern. Üblicherweise, wenn auch nicht notwendigerweise, nehmen diese Größen die Form von optischen, elektrischen oder magnetischen Signalen ein, die dazu fähig sind, gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen und anderweitig manipuliert zu werden. Es hat sich mitunter als praktisch erwiesen, hauptsächlich aus Gründen der allgemeinen Verwendung, diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Begriffe, Zahlen oder dergleichen zu bezeichnen.
In der folgenden Beschreibung werden veranschaulichende Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Abläufe und symbolische Darstellungen von Operationen beschrieben (z. B. in der Form von Flussdiagrammen), die als Programmmodule oder Funktionsprozesse einschließlich Routinen, Programmen, Objekten, Komponenten, Datenstrukturen etc. implementiert sein können, die bestimmte Aufgaben ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren und unter Verwendung bestehender Hardware implementiert werden können. Eine solche bestehende Hardware kann eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheiten (CPU), digitale Signalprozessoren (DSP), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise, Field-Programmable-Gate-Arrays(FPGA)-Rechner oder dergleichen umfassen.
Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass alle diese und ähnliche Begriffe mit den passenden physikalischen Größen zu verbinden sind und lediglich praktische Bezeichnungen sind, die für diese Größen verwendet werden. Wenn nicht ausdrücklich anders angegeben oder wie aus der Diskussion ersichtlich ist, beziehen sich Begriffe wie „verarbeitend” oder „rechnend” oder „berechnend” oder „bestimmend” oder „anzeigend” oder dergleichen auf den Ablauf und die Prozesse eines Rechnersystems oder einer ähnlichen elektronischen Rechnereinheit, die Daten, die als physikalische, elektronische Größen innerhalb der Register und Speicher des Rechnersystems dargestellt sind, in andere Daten manipuliert und umwandelt, die ähnlich als physikalische Größen innerhalb der Rechnersystem-Speicher oder -Register oder anderer solcher Informationsspeicherungs-, Übertragungs- oder Anzeigevorrichtungen dargestellt sind.
Es ist ebenfalls zu beachten, dass die Software-implementierten Aspekte beispielhafter Ausführungsformen typischerweise in irgendeiner Form von greifbarem (oder Aufzeichnungs-)Speicherungsmedium kodiert sind oder über irgendeine Art von Übertragungsmedium implementiert sind. Das greifbare Speicherungsmedium kann magnetisch (z. B. eine Diskette oder Festplatte) oder optisch (z. B. ein Compact-Disk-Nur-Lese-Speicher oder „CD ROM”) sein und kann einen Nur-Lese- oder Direktzugriff aufweisen. Auf ähnliche Weise kann das Übertragungsmedium verdrillte Drahtpaare, ein Koaxialkabel, eine optische Faser oder ein anderes auf dem Gebiet der Erfindung bekanntes Übertragungsmedium sein. Beispielhafte Ausführungsformen sind durch diese Aspekte jeglicher gegebenen Implementierung nicht eingeschränkt.
Manche Ausführungsformen betreffen Verfahren und Vorrichtungen zum automatischen Abstimmen von Verstärkungsparametern eines Stromreglers.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Motorsteuereinheit einen Prozessor, der konfiguriert ist, um einen Stromregler abzustimmen, der eine Zufuhr von elektrischem Strom an einen Elektromotor regelt, indem er eine Vielzahl von Variablen bestimmt, wobei die Vielzahl von Variablen einen Statorwiderstandswert, einen ersten Induktivitätswert und einen zweiten Induktivitätswert umfasst, wobei der Statorwiderstandswert ein Widerstandswert einer Statorphase des Elektromotors ist, der erste Induktivitätswert eine d-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist und der zweite Induktivitätswert eine q-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist. Der Prozessor ist ferner konfiguriert, um den Stromregler abzustimmen, indem er eine Vielzahl von Verstärkungen basierend auf der bestimmten Vielzahl von Variablen bestimmt und Strombefehle zum Betrieb des Elektromotors basierend auf der bestimmten Vielzahl von Verstärkungen erzeugt.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, um den Statorwiderstandswert zu bestimmen, indem er einen ersten Widerstandswert des Stators bestimmt, wenn eine Drehgeschwindigkeit des Elektromotors null ist und ein durch den Elektromotor fließender Strom positiv ist, einen zweiten Widerstandswert des Stators bestimmt, wenn die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors null ist und der durch den Elektromotor fließende Strom negativ ist, und den ersten und zweiten Widerstandswert mittelt, um den Statorwiderstandswert zu erhalten.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, um den ersten Induktivitätswert zu bestimmen, indem er eine Zeit für eine Stärke eines durch den Elektromotor fließenden d-Achsen-Stromes bestimmt, der sich zwischen Unter- und Obergrenzen in Bezug auf einen Referenzpunkt ändert, und den ersten Induktivitätswert basierend auf der bestimmten Zeit, einem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt und der Änderung der Stärke des d-Achsen-Stromes bestimmt.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, um den ersten Induktivitätswert basierend auf der bestimmten Zeit, dem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt, der Änderung der Stärke des d-Achsen-Stromes und dem bestimmten Statorwiderstand zu bestimmen.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, um den zweiten Induktivitätswert zu bestimmen, indem er eine Zeit für eine Stärke eines durch den Elektromotor fließenden q-Achsen-Stromes bestimmt, der sich zwischen Unter- und Obergrenzen in Bezug auf einen Referenzpunkt ändert, und den zweiten Induktivitätswert basierend auf der festgelegten Zeit, einem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt und der Änderung der Stärke des q-Achsen-Stromes bestimmt.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, um den zweiten Induktivitätswert basierend auf der bestimmten Zeit, dem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt, der Änderung der Stärke des q-Achsen-Stromes und dem bestimmten Statorwiderstand zu bestimmen.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, um die Vielzahl von Verstärkungen zu bestimmen, indem er eine Vielzahl von Schaltfrequenzen, die der Elektromotordrehgeschwindigkeit zugeordnet sind, bestimmt und einen virtuellen Widerstandswert basierend auf dem bestimmten Statorwiderstandswert bestimmt. Für jede der Vielzahlen von Schaltfrequenzen ist der Prozessor konfiguriert, um die Vielzahl von Verstärkungen zu bestimmen, indem er eine erste und zweite Proportionalverstärkung basierend auf dem bestimmten ersten und zweiten Induktivitätswert bestimmt, und eine erste und zweite Integralverstärkung basierend auf einer jeweiligen der ersten und zweiten Proportionalverstärkung, dem bestimmten virtuellen Widerstand und dem bestimmten Statorwiderstandswert bestimmt.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert, um bei jeder der Vielzahlen von Schaltfrequenzen zu bestimmen, ob der Stromregler eine Leistungsanforderung unter Verwendung von entsprechenden der Vielzahl von bestimmten Verstärkungen erfüllt, und die jeweiligen der Vielzahl von bestimmten Verstärkungen basierend darauf anzupassen, ob der Stromregler die Leistungsanforderung bei jeder Vielzahl von Schaltfrequenzen erfüllt.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform bestimmt der Prozessor, ob der Stromregler die Leistungsanforderung erfüllt, indem er ein erstes Verhältnis zwischen einem d-Achsen-Strombefehl der erzeugten Strombefehle und einem d-Achsen-Ist-Strom des Elektromotors bestimmt, ein zweites Verhältnis zwischen einem q-Achsen-Strombefehl der erzeugten Strombefehle und einem q-Achsen-Ist-Strom des Elektromotors bestimmt und bestimmt, dass der Stromregler die Leistungskriterien erfüllt, wenn das erste und zweite Verhältnis innerhalb einer Schwelle liegen.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert, um die erzeugten Strombefehle einem Wechselrichter zuzuführen, der die Strombefehle zu Dreiphasenspannungen zum Betreiben des Elektromotors umwandelt.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Abstimmen eines Stromreglers, der eine Zufuhr von elektrischem Strom an einen Elektromotor regelt, das Bestimmen einer Vielzahl von Variablen, wobei die Vielzahl von Variablen einen Statorwiderstandswert, einen ersten Induktivitätswert und einen zweiten Induktivitätswert umfasst, wobei der Statorwiderstandswert ein Widerstandswert einer Statorphase des Elektromotors ist, wobei der erste Induktivitätswert eine d-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist und der zweite Induktivitätswert eine q-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen einer Vielzahl von Verstärkungen basierend auf der bestimmten Vielzahl von Variablen und das Erzeugen von Strombefehlen zum Betreiben des Elektromotors basierend auf der bestimmten Vielzahl von Verstärkungen.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform bestimmt das Bestimmen der Vielzahl von Variablen den Statorwiderstandswert durch Bestimmen eines ersten Widerstandswerts des Stators, wenn eine Drehgeschwindigkeit des Elektromotors null ist und ein durch den Elektromotor fließender Strom positiv ist, Bestimmen eines zweiten Widerstandswerts des Stators, wenn die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors null ist und der durch den Elektromotor fließende Strom negativ ist, und Mitteln des ersten und zweiten Widerstandswerts, um den Statorwiderstandswert zu erhalten.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform bestimmt das Bestimmen der Vielzahl von Variablen den ersten Induktivitätswert durch Bestimmen einer Zeit für eine Stärke eines durch den Elektromotor fließenden d-Achsen-Stromes, der sich zwischen Unter- und Obergrenzen in Bezug auf einen Referenzpunkt ändert, und Bestimmen des ersten Induktivitätswerts basierend auf der bestimmten Zeit, einem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt und der Änderung der Stärke des d-Achsen-Stromes.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform bestimmt das Bestimmen der Vielzahl von Variablen den ersten Induktivitätswert basierend auf der bestimmten Zeit, dem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt, der Änderung der Stärke des d-Achsen-Stromes und dem bestimmten Statorwiderstand.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform bestimmt das Bestimmen der Vielzahl von Variablen den zweiten Induktivitätswert durch Bestimmen einer Zeit für eine Stärke eines durch den Elektromotor fließenden q-Achsen-Stromes, der sich zwischen Unter- und Obergrenzen in Bezug auf einen Referenzpunkt ändert, und Bestimmen des zweiten Induktivitätswerts basierend auf der bestimmten Zeit, einem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt und der Änderung der Stärke des q-Achsen-Stromes.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform bestimmt das Bestimmen der Vielzahl von Variablen den zweiten Induktivitätswert basierend auf der bestimmten Zeit, dem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt, der Änderung der Stärke des q-Achsen-Stromes und dem bestimmten Statorwiderstand.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Bestimmen der Vielzahl von Verstärkungen das Bestimmen von Schaltfrequenzen, die der Elektromotordrehgeschwindigkeit zugeordnet sind, und das Bestimmen eines virtuellen Widerstandswerts basierend auf dem bestimmten Statorwiderstandswert. Das Bestimmen der Vielzahl von Verstärkungen umfasst ferner für jede der Vielzahlen von Schaltfrequenzen das Bestimmen einer ersten und zweiten Proportionalverstärkung basierend auf dem bestimmten ersten und zweiten Induktivitätswert und das Bestimmen einer ersten und zweiten Integralverstärkung basierend auf einer jeweiligen der ersten und zweiten Proportionalverstärkung, dem bestimmten virtuellen Widerstand und dem bestimmten Statorwiderstandswert.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen bei jeder der Vielzahlen von Schaltfrequenzen, ob der Stromregler eine Leistungsanforderung unter Verwendung von entsprechenden der Vielzahl von bestimmten Verstärkungen erfüllt, und Anpassen der entsprechenden der Vielzahl von bestimmten Verstärkungen basierend darauf, ob der Stromregler die Leistungsanforderung bei jeder der Vielzahlen von Schaltfrequenzen erfüllt.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform erfolgt das Bestimmen, ob der Stromregler die Leistungsanforderung erfüllt, durch das Bestimmen eines ersten Verhältnisses zwischen einem d-Achsen-Strombefehl der erzeugten Strombefehle und einem d-Achsen-Ist-Strom des Elektromotors, das Bestimmen eines zweiten Verhältnisses zwischen einem q-Achsen-Strombefehl der erzeugten Strombefehle und einem q-Achsen-Ist-Strom des Elektromotors und das Bestimmen, dass der Stromregler die Leistungskriterien erfüllt, wenn das erste und zweite Verhältnis innerhalb einer Schwelle liegen.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Zuführen der Strombefehle an einen Wechselrichter, der die Strombefehle zu Dreiphasenspannungen zum Betreiben des Elektromotors umwandelt.
1 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Maschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, umfasst die elektrische Maschine 100 eine Steuerung 101, einen Wechselrichter 102, einen Elektromotor 103 und Sensoren 104.
Die Steuerung 101 umfasst einen Speicher 101-1 und einen Prozessor 101-2. In einer beispielhaften Ausführungsform ist auf dem Speicher 101-1 ein Satz von Rechner-lesbaren Befehlen zum Implementieren des automatischen Abstimmens von Verstärkungen gespeichert, die den Strombefehl regeln (diese können im Folgenden als Stromreglerverstärkungen bezeichnet werden), um dem Elektromotor 103 Spannungen zuzuführen, wie weiter unten unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wird. Der Prozessor 101-2 kann die auf dem Speicher 101-1 gespeicherten Rechner-lesbaren Befehle ausführen und wird dadurch zu einem Spezialrechner, der das automatische Abstimmen der Stromreglerverstärkungen implementiert.
Die Steuerung 101 kann den Strom und die Spannung regeln, die dem Elektromotor 103 zugeführt werden. Die Steuerung 101 kann den Strom und die Spannung basierend auf einem Satz von Steuerparametern (z. B. Soll-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 103), einem Satz von Messwerten von Parametern wie etwa Drehgeschwindigkeit, Strom, Lage, Temperatur etc. des Elektromotors 103 regeln. Die Messwerte können Rauschmesswerte, abgetastete Messwerte, quantisierte Messwerte etc. umfassen, die über die Sensoren 104 erhalten werden können.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung 101 innerhalb des Wechselrichters 102 eingebettet sein.
2 veranschaulicht die Komponenten einer Steuerung der elektrischen Maschine von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung 101 eine Wechselstrom(AC)-Synchrongeschwindigkeits-Steuerung sein, die einen äußeren Regelkreis 201 und einen inneren Regelkreis 202 aufweist.
Der äußere Regelkreis 201 kann als Eingaben die Steuerbefehle (z. B. Soll-Drehgeschwindigkeit des Motors 103, Lage- und Beschleunigungsbefehle etc.), Systemeinschränkungen (z. B. Drehmomentbegrenzung) und Messwerte wie etwa die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 103, die Busspannung des Elektromotors 103 etc., die als die Ist-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 103 bezeichnet werden kann, empfangen. Als Ausgaben kann der äußere Regelkreis 201 Drehmoment-/Strombefehle zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 103 erzeugen, die dem inneren Regelkreis 202 als Eingaben zugeführt werden.
Der innere Regelkreis 202 kann als Eingaben die erzeugten Drehmoment-/Strombefehle vom äußeren Regelkreis 201, Strombegrenzungen der elektrischen Maschine 100 (die durch das Design der elektrischen Maschine 100 bestimmt/vorgeschrieben sein können) und manche der Messwerteingaben durch die Sensoren 104 wie etwa den Strom und die Lage des Elektromotors 103 empfangen. Die Ausgaben des inneren Regelkreises 102 können Spannungen sein, die dem Wechselrichter 102 als Eingaben bereitgestellt werden. Insgesamt regelt die Steuerung 101 die Eingabebefehle in q-Achsen- und d-Achsen-Strombefehle, die den Elektromotor 103 antreiben.
Der innere Regelkreis 202 kann als ein Stromregler bezeichnet werden, der Abstimmung erfordern kann. Die oben beschriebenen Stromreglerverstärkungen beziehen sich auf die Verstärkungen des inneren Regelkreises 202. Der Stromregler 202 kann jede Art von Proportional-Integral(PI)-Steuerung und/oder jede Art von Proportional-Integral-Differential (PID) sein. Ein solches Abstimmen kann Werte einer Vielzahl von Verstärkungen bestimmen, durch die die Drehmoment/Strombefehle angepasst werden, bevor sie in den Wechselrichter 102 gespeist werden. Das Abstimmen des Stromreglers 202 kann durch einen Satz von komplexen Gleichungen bestimmt sein, die auf dem Gebiet der Erfindung bekannt sind. Ein manuelles Abstimmen des Stromreglers kann umständlich sein oder aufgrund von Ungenauigkeiten Wiederholung erfordern. Dementsprechend und wie unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wird, stellen die beispielhaften Ausführungsformen Verfahren und Systeme zum Bestimmen/Anpassen eines Satzes von Verstärkungen bereit, die verwendet werden, um den Stromregler 202 abzustimmen.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Wechselrichter 102 die d-Achsen- und q-Achsen-Strom-/Drehmomentbefehle von Zweiphasen-Datendarstellungen in Dreiphasen-Spannungsdarstellungen (z. B. Dreiphasen-Spannungsdarstellungen wie etwa va*, vb* und vc*) zur Steuerung des Elektromotors 103 umwandeln. Die Dreiphasenspannungen va*, vb* und vc* können als Wechselrichterklemmenspannungen bezeichnet werden. Die Ausgangsstufe des Wechselrichters 102 (z. B. Ausgangsklemmenspannungen va, vb und vc) kann eine Impulsbreitenmodulierte Spannungswellenform oder andere Spannungssignale zur Steuerung des Elektromotors 103 bereitstellen. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Wechselrichter 102 durch einen Gleichstrom(DC)-Spannungsbus versorgt.
Der Wechselrichter 102 kann eine Halbleitertreiberschaltung umfassen, die das Schalten von Halbleitern (z. B. Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) oder andere Leistungstransistoren) zu Ausgabesteuersignalen für den Elektromotor 103 ansteuert oder steuert.
Der Elektromotor 103 kann ein Synchron-Wechselstrom-Motor einschließlich, aber nicht eingeschränkt auf nichterregte Motoren, Reluktanzmotoren, Hysteresemotoren, permanentmagneterregte Motoren und Gleichstrom-erregte Motoren sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Elektromotor 103 ein asynchroner Motor wie etwa ein Induktionsmotor sein.
Der Elektromotor 103 kann ferner mit Sensor(en) 104 (z. B. einem Positionsgeber, einem Resolver oder Kodierpositionsgeber) verbunden sein, der/die mit einer Motorwelle oder einem Rotor des Elektromotors 103 verbunden ist/sind. Der/die Sensor(en) 104 kann/können mit der Elektromotorsteuerung 101 gekoppelt sein, um Datenrückmeldungen (z. B. Stromdatenrückmeldungen, wie etwa Phasenstromwerte I_A, I_B und I_C), Rohpositionssignale, unter anderen möglichen Daten- oder Signalrückmeldungen, bereitzustellen. Andere mögliche Datenrückmeldungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Wicklungstemperaturanzeigen, Halbleitertemperaturanzeigen des Wechselrichters 102, Dreiphasenspannungsdaten, andere Wärme- oder Leistungsinformationen für den Elektromotor 103, eine Winkellage der Motorwelle des Elektromotors 103, eine Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit der Motorwelle des Elektromotors 103 und eine Drehrichtung der Motorwelle des Elektromotors 103. Der/die Sensor(en) 104 können an der Motorwelle des Elektromotors 103 montiert sein oder in ihr integriert sein. Die Ausgabe des/der Sensor(en) 104 kann zur Steuerung 101 zurückgespeist werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann/können der/die Sensor(en) 104 mit einem Analog-Digital-Wandler (nicht gezeigt) gekoppelt sein, der analoge Rohpositionsdaten oder Geschwindigkeitsdaten jeweils in digitale Rohpositions- oder Geschwindigkeitsdaten umwandelt, damit diese in die Steuerung 101 eingegeben werden.
Wie oben beschrieben, ist der innere Regelkreis 202 der Elektromotorsteuerung 101 ein Stromregler, der Abstimmung erfordert, und es besteht ein komplexer Satz von Gleichungen, die eine solche Abstimmung bestimmen. Während kein Bedarf an einer eingehenden Diskussion der Gleichungen besteht, die die Abstimmung des Stromreglers 202 bestimmen, gibt es, wie bereits bekannt ist, vier Arten von Verstärkungen (die auch als Nennverstärkungen bezeichnet werden können), die abzustimmen sind.
Diese vier Arten von Verstärkungen sind in zwei Gruppen von Proportional- und Integralverstärkungen unterteilt, nämlich eine Proportional-d-Achsen-Verstärkung (K_pd), eine Proportional-q-Achsen-Verstärkung (K_pq), eine Integral-d-Achsen-Verstärkung (K_id) und eine Integral-q-Achsen-Verstärkung (K_iq). Zusätzlich zu diesen vier Verstärkungen stellen die beispielhaften Ausführungsformen Verfahren zum Bestimmen von Schaltfrequenzen zur Steuerung des Elektromotors 103 bereit, was unter Bezugnahme auf 3 noch weiter beschrieben wird.
Um die oben genannten vier Nennverstärkungen zu bestimmen, sollte ein Satz von Parametern geschätzt werden. Der Satz von Parametern umfasst den Statorwiderstand des Elektromotors 103, die d-Achsen-Induktivität und die q-Achsen-Induktivität.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Abstimmen der Stromreglerverstärkungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beschreibt. Genauer gesagt bestimmt die Elektromotorsteuerung 101 über den Prozessor 101-2 durch das Implementieren der in 3 beschriebenen Funktionalitäten den Satz von Parametern und die Schaltfrequenzen und stimmt in der Folge die vier genannten Verstärkungen basierend auf dem bestimmten Satz von Parametern und den bestimmten Schaltfrequenzen ab.
Bei S300 bestimmt der Prozessor 101-2 den Statorwiderstand des Elektromotors 103 (z. B. den Pro-Phasen-Statorwiderstand des Elektromotors 103). In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt der Prozessor 101-2 den Statorwiderstand wie folgt.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird die d-Achsen-Spannung des Elektromotors 103 bestimmt durch:
wobei v_d die d-Achsen-Spannung ist, i_d der d-Achsen-Strom ist, r_s der Statorwiderstand ist, L_d die d-Achsen-Induktivität ist, ω_e die Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors 103 ist und i_q und L_q der q-Achsen-Strom bzw. -Induktivitätswerte sind.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist, wenn die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 103 null ist, die Winkelgeschwindigkeit ω_e null. Wenn der d-Achsen-Strom i_d konstant ist, ist die Änderungsrate von i_d null, wodurch die Gleichung (1) zu folgender vereinfacht wird: v_d = i_d·r_s (2)
Entsprechend kann der Wert von r_s aus Gl. (2) bestimmt werden. Allerdings kann sich das Bestimmen von r_s von einem einzelnen Messpunkt von v_d und i_d als inadäquat herausstellen, da eine solche Messung empfindlich für Offsets in den Stromwandlern und den Spannungsabfall von IGBT und Dioden, die in der Elektromotorsteuerung 101, dem Wechselrichter 102 und dem/den Sensor(en) 104 verwendet werden, sein kann.
Daher können in einer beispielhaften Ausführungsform mehrere Spannungs- und Strommessungen durchgeführt werden und die resultierende Steigung kann bestimmt werden, die eine Schätzung des Statorwiderstands r_s darstellt. Die resultierende Steigung kann aus der folgenden Gleichung bestimmt werden, wobei zwei Messsätze angenommen werden:
wobei r ^_s für einen durchschnittlichen Wert des Statorwiderstands steht, Δv_d die Differenz zwischen den zwei gemessenen Spannungswerten ist und Δi_d die Differenz zwischen den zwei gemessenen Stromwerten ist.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann Gl. (3) einmal für positiven Strom und einmal für negativen Strom angewandt werden, und die resultierenden r_s-Werte für die positiven und negativen Ströme können gemittelt werden, um konsistente und genaue Statorwiderstandsschätzungen zu gewinnen.
Sobald der Prozessor 101-2 den Statorwiderstand bestimmt, bestimmt bei S310 der Prozessor 101-2 die d-Achsen-Induktivität. In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt der Prozessor 101-2 die d-Achsen-Induktivität wie folgt.
Die d-Achsen-Induktivität kann aus Gl. (1) oben bestimmt werden. Die genaue Stromantwort auf eine Schrittänderung in der d-Achsen-Spannung ist eine exponentielle Antwort (wobei Nulldrehgeschwindigkeit für den Elektromotor 103 angenommen wird). Allerdings kann der ursprüngliche Anstieg/Abfall des Stromes aufgrund der Schrittänderung durch eine gerade Linie angenähert werden. Dementsprechend kann durch Injizieren einer Rechteckspannung, die eine Frequenz aufweist, die relativ zur Widerstands-/Induktivitätszeitkonstante hoch sein kann, ein annähernd dreiecksförmiger Strom erzeugt werden, der sich zwischen einer Mindest- und einer Höchstgrenze der Hysteresesteuerung ändert. Ein solches Injektionsverfahren kann eine Hysteresesteuerung des Stromes über einen Bezugs-/Referenzpunkt (z. B. null) darstellen. Ein Einstellpunkt von null kann in einer beispielhaften Ausführungsform in einem Spannungsabfall von null an dem Statorwiderstand resultieren und daher kann der i_d(t)·r_s in Gl. (1) vernachlässigt werden, wenn die d-Achsen-Induktivität geschätzt wird.
Dementsprechend kann die d-Achsen-Induktivität L ^_d, basierend auf Gl. (1), bestimmt werden als:
wobei Δt die Zeit ist, die der Strom benötigt, um sich zwischen einem Mindestwert zu einem Höchstwert in der Dreieckswelle zu ändern, und Δi_d ist die Änderung des Stromes zwischen einer Mindest- und einer Höchstgrenze der Hysteresesteuerung bei einem gegebenen Spannungsbefehl v_d.
Es ist bekannt, dass die Induktivität des Elektromotors mit der Stromstärke aufgrund von Sättigung schwankt und dass reiner d-Achsen-Strom dazu führt, dass null Drehmoment auf den Elektromotor 103 angewandt wird. Da d-Achsen-Strom in null Drehmoment resultiert, kann der Einstellpunkt von null wegbewegt werden, ohne dazu zu führen, dass sich der Elektromotor 103 dreht. Allerdings verursacht ein Nicht-null-Referenzpunkt einen durchschnittlichen Spannungsabfall an dem Widerstand des Elektromotors, was in der Schätzung der d-Achsen-Induktivität kompensiert werden kann.
Daher kann in einer Ausführungsform Gl. (4) bei der Bestimmung der d-Achsen-Induktivität wie folgt modifiziert werden, wenn die d-Achsen-Induktivität bestimmt wird:
wobei Δt, Δi_d, v_d und r_s wie oben beschrieben sind und der i_{d_avg} der Strom ist, der mit dem Spannungsabfall an dem Widerstand des Elektromotors 103 verbunden ist (z. B. r_s·i_d-avg = der Spannungsabfall an dem Widerstand des Elektromotors 103). In einer beispielhaften Ausführungsform kann r_s wie bei S300 bestimmt in Gl. (5) beim Bestimmen der d-Achsen-Induktivität verwendet werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die d-Achsen-Induktivität für verschiedene durchschnittliche Stromeinstellpunkte bestimmt werden und daher kann die d-Achsen-Induktivität über Änderungen im d-Achsen-Strom bestimmt werden.
Bei S320 kann der Prozessor 101-2 die q-Achsen-Induktivität auf die genau gleiche Weise bestimmen wie die d-Achsen-Induktivität unter Verwendung der Hysteresesteuerung des Stromes um einen Einstellpunkt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Prozessor 101-2 die q-Achsen-lnduktivität wie folgt bestimmen.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Gleichung, die q-Achsen-Spannung des Elektromotors bestimmt, ausgedrückt werden als:
wobei v_q die q-Achsen-Spannung ist, i_q der q-Achsen-Strom ist, r_s der Statorwiderstand ist, L_q die q-Achsen-Induktivität ist, ω_e die Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors 103 ist, λ_f die Amplitude des durch den Rotor des Elektromotors 103 induzierten Stromes ist, i_d und L_d der q-Achsen-Strom bzw. die Induktivitätswerte sind.
Im Hinblick auf die Schätzung der q-Achsen-Induktivität erzeugt die q-Achsen-Induktivität Drehmoment und solchem Drehmoment wird Rechnung getragen, indem der Elektromotor 103 physikalisch blockiert wird und verhindert wird, dass sich der Elektromotor 103 dreht (z. B. unter Verwendung eines Schraubenschlüssels oder jedes anderen Werkzeugs, um manuell zu verhindern, dass der Motor sich dreht). Bei einem mittleren Strom von null resultiert das Drehen des Elektromotors 103 in der Oszillation des Elektromotors 103 und die Bestimmung der q-Achsen-Induktivität kann durch Annehmen eines mittleren Stromes von null bestimmt werden.
Bei einem mittleren Strom von null kann der erste Term i_q(t)·r_s ignoriert werden, da er gleich null ist. Der Term ω_e(t)(λ_f + i_d(t)·L_d) ist auch gleich null und kann ignoriert werden, da die Drehgeschwindigkeit des Motors vernachlässigt werden kann (d. h., der Motor oszilliert und dreht sich nicht, daher kann seine Winkelgeschwindigkeit als null angesehen werden). Dementsprechend kann die vereinfachte Version von Gl. (6) zum Bestimmen der q-Achsen-Induktivitätsschätzung wie folgt sein:
Nach dem Bestimmen der Schätzungen des Statorwiderstands, der d-Achsen-Induktivität und der q-Achseninduktivität kann der Prozessor 101-2 die vier Verstärkungen wie oben beschrieben bestimmen.
Der erste Schritt zum Bestimmen der vier Verstärkungen besteht darin, die Schaltfrequenzen für verschiedene Drehgeschwindigkeitsbereiche des Elektromotors 103 zu bestimmen. Jede der verschiedenen Schaltfrequenzen kann einem unterschiedlichen Drehgeschwindigkeitsbereich des Elektromotors 103 entsprechen. Bei S330 bestimmt der Prozessor 101-2 die Schaltfrequenzen.
In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt der Prozessor 101-2 die Schaltfrequenzen basierend auf einer Mindestschaltfrequenz des Elektromotors 103 und der Übergangsgrundfrequenz des Elektromotors 103. Die Mindestschaltfrequenz und die Übergangsgrundfrequenz können vom Hersteller des Elektromotors 103 angegebene Konstruktionsparameter sein. Die Mindestschaltfrequenz kann auf der d-Achsen- und q-Achsen-Induktivität des Motors basieren.
4 veranschaulicht ein Beispiel einer Tabelle von Schaltfrequenzen eines Elektromotors der elektrischen Maschine von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. In der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist für jede Stufe eine Schaltfrequenz bestimmt, wobei jede Stufe einem unterschiedlichen Drehgeschwindigkeitsbereich des Elektromotors 103 entspricht (z. B. in Umdrehungen pro Minute (RPM) angegeben). Wie aus der Tabelle von 4 ersichtlich ist, ist der Gesamtdrehgeschwindigkeitsbereich des Elektromotors in 10 verschiedene Unterbereiche unterteilt. Beispielsweise kann Stufe 0 dem Drehgeschwindigkeitsbereich von 0–1.000 RPM entsprechen, Stufe 1 kann dem Drehgeschwindigkeitsbereich von 1.001-2.000 RPM entsprechen etc. Die Anzahl von Unterbereichen ist jedoch nicht auf die in 4 gezeigte beschränkt und der Drehgeschwindigkeitsbereich des Elektromotors 103 kann in jede beliebige Anzahl von Unterbereichen unterteilt sein. Der Drehgeschwindigkeitsbereich des Elektromotors 103 kann in gleiche Unterbereiche oder Unterbereiche variierender Länge (z. B. kann ein Unterbereich einen längeren Bereich als die anderen Unterbereiche abdecken) unterteilt sein.
Ferner kann jede Stufe eine dazugehörige Grundfrequenz aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Grundfrequenz jeder Stufe basierend auf der höchsten Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 103 in dieser Stufe bestimmt werden. Wenn beispielsweise Stufe 0 dem Drehgeschwindigkeitsbereich von 0–1.000 RPM entspricht, kann die Grundfrequenz von Stufe 0 basierend auf der 1.000-RPM-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 103 bestimmt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Drehgeschwindigkeit des Motors (in RPM) dargestellt sein als: ω = 2·60·f/n (8) wobei w die Winkelgeschwindigkeit des Motors ist, f die Grundfrequenz ist und n die Anzahl von Polen des Elektromotors 103 ist. Der Elektromotor 103 kann verschiedene Anzahlen von Polen aufweisen, wie etwa 2, 4 etc.
Dementsprechend kann für die höchste Drehgeschwindigkeit in jedem Unterbereich oder jeder Stufe die Grundfrequenz f aus Gl. (8) bestimmt werden.
Nach dem Bestimmen der Grundfrequenz für jede Stufe wird eine Schaltfrequenz für jede Stufe bestimmt, sodass zumindest ein Verhältnis von 1 zu 10 (oder in manchen Fällen zumindest ein Verhältnis von 1 zu 15) zwischen der Grundfrequenz und der Schaltfrequenz beobachtet wird. Beispielsweise wird in der in 4 gezeigten Tabelle bestimmt, dass die Grundfrequenz von Stufe 0 50 Hz ist und daher wird bestimmt, dass die Schaltfrequenz von Stufe 0 zumindest 10-mal die Grundfrequenz ist (2 kHz ist zumindest 10-mal die Grundfrequenz von 50 Hz).
Wie oben beschrieben, kann jeder Elektromotor eine Mindestschaltfrequenz und eine Übergangsgrundfrequenz aufweisen. In der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform wird angenommen, dass die Mindestschaltfrequenz und die Übergangsgrundfrequenz jeweils 2 kHz und 300 Hz sind.
Wenn für jegliche gegebene Stufe die bestimmte Schaltfrequenz niedriger als die Mindestschaltfrequenz des Elektromotors ist, wird die Mindestschaltfrequenz des Elektromotors anstatt der bestimmten Schaltfrequenz verwendet. Daher wird in der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform für keine der Stufen 0–9 eine entsprechende Schaltfrequenz von weniger als 2 kHz verwendet.
In der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform und wie oben beschrieben kann die bestimmte Schaltfrequenz als 1 kHz bestimmt werden, was immer noch zumindest 10-mal die Grundfrequenz von Stufe 0 ist (d. h., 1 kHz ist zumindest 10-mal 50 Hz). Da jedoch die bestimmte Schaltfrequenz niedriger als die Mindestschaltfrequenz des Elektromotors ist (d. h. 1 kHz < 2 kHz), wird stattdessen die Mindestschaltfrequenz von 2 kHz verwendet.
Zudem werden die oben diskutierten Verhältnisse zum Bestimmen der Schaltfrequenz in Bezug auf die Grundfrequenz jeder Stufe beobachtet, bis eine Grundfrequenz für eine gegebene Stufe zumindest gleich der Grundfrequenz des Elektromotors ist. In der Folge kann für jeden Anstieg von 100 Hz der Grundfrequenz die entsprechende Schaltfrequenz um 1 kHz erhöht werden.
Beispielsweise ist in der in 4 gezeigten Tabelle die Grundfrequenz bei Stufe 1 300 Hz, was der beispielhaften Übergangsgrundfrequenz von 300 Hz des Elektromotors 103 entspricht. Bei Stufe 2 ist die entsprechende Grundfrequenz von 350 Hz nur um 50 Hz gegenüber der Stufe 1 gestiegen und daher wird eine entsprechende Schaltfrequenz von 4,5 kHz wie oben beschrieben bestimmt. Bei Stufe 3 jedoch ist die entsprechende Grundfrequenz 400 Hz, was 100 Hz mehr als die von Stufe 1 ist. Daher wird die Schaltfrequenz bei Stufe 3 im Vergleich zu Stufe 1 um 1 kHz auf 5 kHz erhöht. Auf ähnliche Weise wird die Grundfrequenz bei Stufe 4 um 100 Hz im Vergleich zu Stufe 3 erhöht und daher wird die entsprechende Schaltfrequenz auch um 1 kHz im Vergleich zu Stufe 3 auf 6 kHz erhöht.
Nachdem die Tabelle von Schaltfrequenzen bestimmt ist, bestimmt der Prozessor 101-2 bei S340 den virtuellen Widerstand des Elektromotors 103. Der virtuelle Widerstand eines Elektromotors kann ein imaginärer (nicht tatsächlicher) Widerstand des Elektromotors 103 sein, der vom Stromregler verwendet wird, um die dynamische Steuersteifigkeit des Elektromotors um eine Drehgeschwindigkeit von null zu verbessern. In einer beispielhaften Ausführungsform kann dieser virtuelle Widerstand zwischen 5- und 10-mal der Statorwiderstand r_s sein, der als der echte Widerstand des Elektromotors angesehen werden kann. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der virtuelle Widerstand als R_v = 6·r ^_s bestimmt.
Nach dem Bestimmen des Satzes von Parametern (Statorwiderstand, d-Achsen-Induktivität und q-Achsen-Induktivität), der Tabelle von Schaltfrequenzen und des virtuellen Widerstands kann der Prozessor 101-2 bei S350 die vier Verstärkungen (q-Achsen- und d-Achsen-Proportional- und Integralverstärkungen) wie folgt bestimmen.
Bei S350 kann der Prozessor 101-2 die folgenden 5 Werte für jede der Schaltfrequenzen der verschiedenen Stufen bestimmen, wie in der Tabelle von 4 gezeigt. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet der Prozessor 101-2 die entsprechende bestimmte Schaltfrequenz für jede Grundfrequenz von der Tabelle von 4 und bestimmt eine entsprechende Bandbreite BW. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Prozessor 101-2 die Bandbreiten BW wie folgt bestimmen: BW = f_SW/35 (9) wobei f_sw die Grundfrequenz ist, die jeder Schaltfrequenz entspricht, wie zum Beispiel in 4 gezeigt.
In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt der Prozessor 101-2, ob die bestimmte BW größer als eine Höchstschwelle ist. Die Höchstschwelle kann ein Konstruktionsparameter sein. Diese Höchstschwelle kann in einer beispielhaften Ausführungsform 150 Hz sein. Wenn die bestimmte BW größer als die Höchstschwelle ist, wird der Wert der Höchstschwelle als der BW-Wert für die entsprechende Schaltfrequenz verwendet. Wenn nicht, wird der basierend auf Gl. (9) bestimmte Wert verwendet.
Sobald der Wert von BW für jede Stufe bestimmt ist, bestimmt der Prozessor 101-2 für dieselbe Stufe die vier Verstärkungen (K_pq, K_pd, K_iq und K_id) jeweils basierend auf den folgenden Gleichungen (7)–(10).
K_pq und K_pd können als Proportionalverstärkungen des Stromreglers 202 bezeichnet werden, während k_iq und k_id als Integralverstärkungen des Stromreglers 202 bezeichnet werden können.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Prozessor 101-2 alle geschätzten Parameter und die resultierenden Verstärkungen für jede Stufe in einer Tabelle im Speicher 101-1 aufzeichnen.
Bei S360 kann der Prozessor 101-2 die bestimmten Verstärkungen evaluieren, um zu bestimmen, ob ein Satz von gegebenen (und/oder vorbestimmten) Leistungskriterien erfüllt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform und um eine solche Bestimmung zu treffen, kann der Prozessor 101-2 folgende Schritte ausführen.
Als erstes bestimmt der Prozessor 101-2 einen Strombefehl für jede der Schaltfrequenzen in der in 4 gezeigten Tabelle. Der Prozessor 101-2 bestimmt einen d-Achsen- und einen q-Achsen-Befehl bei jeder der Schaltfrequenzen. Für jeden Satz von q-Achsen- und d-Achsen-Strombefehlen empfängt der Prozessor 101-2 einen Satz von d-Achsen- und q-Achsen-Ist-Werten des Elektromotors 103. Der Prozessor 101-2 kann den Satz von d-Achsen- und q-Achsen-Ist-Strombefehlen über die Sensoren 104 empfangen.
In der Folge kann der Prozessor 101-2 ein Verhältnis zwischen dem d-Achsen-Soll-Strom (I_d) und dem von den Sensoren 104 gemessenen d-Achsen-Ist-Strom I_d bestimmen. In ähnlicher Weise kann der Prozessor 101-2 ein Verhältnis zwischen dem q-Achsen-Soll-Strom (I_q) und dem von den Sensoren 104 gemessenen q-Achsen-Ist-Strom I_q bestimmen.
Der Prozessor 101-2 kann dann bestimmen, ob jedes der Verhältnisse innerhalb einer gegebenen Schwellenspanne liegt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Schwellenspanne zwischen 0,9 und 1,1 (d. h., 90% bis 110% in Prozentsätzen ausgedrückt) festgelegt sein. Das heißt, der Prozessor 101-2 bestimmt, ob der d-Achsen-Ist-Strom I_d innerhalb 90% bis 110% des d-Achsen-Soll-Stromes I_d liegt. In ähnlicher Weise kann der Prozessor 101-2 bestimmen, ob der q-Achsen-Ist-Strom I_q innerhalb 90% bis 110% des q-Achsen-Soll-Stromes I_q liegt. Die Spanne der Schwelle ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt und kann eine konfigurierbare Variable sein, die basierend auf empirischen Studien bestimmt wird. Die Schwelle kann alternativ dazu ausgewählt sein, um den Diskrepanzbetrag zwischen dem d-Achsen-Ist-Strom I_d und dem d-Achsen-Soll-Strom I_d und den Diskrepanzbetrag zwischen der q-Ist-Achse I_q und der q-Soll-Achse I_q anzuzeigen.
Wenn die Verhältnisse innerhalb der besagten Schwellenspanne liegen, bestimmt der Prozessor 101-2 bei S360, dass die Leistungskriterien erfüllt sind. Danach kann der Prozessor 101-2 zu S380 fortfahren und den Strom und die Spannung regeln, die dem Wechselrichter 102 und in der Folge dem Elektromotor 103 unter Verwendung der bestimmten Verstärkungen zugeführt werden.
Wenn jedoch jegliche der Verhältnisse nicht innerhalb der besagten Schwellenspanne liegen, kann der Prozess zu S370 fortfahren, bei dem der Prozessor 101-2 die Verstärkungen anpasst, um die Verhältnisse auf innerhalb der Schwellenspanne zu senken (z. B. die Werte des d-Achsen-Ist-Stromes I_d und des q-Achsen-Ist-Stromes I_q jeweils innerhalb 90% bis 110% des d-Achsen-Soll-Stromes I_d und q-Achsen-Soll-Stromes I_q zu bringen). Der Prozessor 101-2 kann die Verstärkungen wie folgt anpassen.
Bei jeder der bestimmten Schaltfrequenzen können die Verhältnisse zwischen dem d-Achsen-Ist-Strom I_d und q-Achsen-Ist-Strom I_q und dem entsprechenden d-Achsen-Soll-Strom I_d und q-Achsen-Soll-Strom I_q, die nicht innerhalb der Schwelle liegen, auf mehrere Faktoren zurückzuführen sein. Ein Faktor kann zu viel Oberwellenstrom sein. Dementsprechend und in einer beispielhaften Ausführungsform kann der Prozessor 101-2 die Verstärkungen durch Erhöhen der entsprechenden bestimmten Schaltfrequenzen der Steuerung 101 anpassen (die Schaltfrequenz kann als Impulsbreiten-Modulationsfrequenz bezeichnet werden). In einer beispielhaften Ausführungsform kann die entsprechende Schaltfrequenz der Steuerung 101 derart erhöht werden, dass ein Verhältnis zwischen der erhöhten Schaltfrequenz und der Grundfrequenz bei jeder Stufe von 10:1 oder 11:1, wie oben beschrieben, auf 13:1 oder 14:1 erhöht wird. Basierend auf den erhöhten Schaltfrequenzen können die Werte der Verstärkungen und die BW unter Verwendung der Gl. (9)–(13) aktualisiert werden.
Ein weiterer Faktor kann die Stabilität des Elektromotors sein. Dementsprechend und in einer beispielhaften Ausführungsform kann der Prozessor 101-2 die Verstärkungen durch Verringern der Höchstbandbreite BW anpassen, die in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform auf 150 Hz festgelegt wurde. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Höchstbandbreite BW um die Hälfte verringert werden (z. B. kann die Höchstbandbreite BW auf 75 Hz festgelegt werden).
Sobald der Prozessor 101-2 die Bandbreite bei jeder der bestimmten Schaltfrequenzen anpasst, können die durch die Gl. (10)–(13) beschriebenen Verstärkungen entsprechend angepasst werden. Danach und beim Anpassen der Verstärkungen kann der Prozessor 101-2 zu S380 fortfahren. Bei S380 kann der Prozessor 101-2 den Strom und die Spannung regeln, die dem Wechselrichter 102 und in der Folge dem Elektromotor 103 unter Verwendung der angepassten Verstärkungen zugeführt werden.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Leistungsbeurteilung der durch den Prozessor 101-2 wie oben beschrieben bestimmten Verstärkungen unabhängig und außerhalb der Steuerung 101 bestimmt werden.
Diese unabhängige Leistungsbeurteilung kann folgendermaßen erfolgen. Für jede der bestimmten Schaltfrequenzen wird ein Strombefehl (Stromstärke und ein entsprechender Winkel) bestimmt, der in der maximalen Motordrehmomenterzeugung für den Elektromotor 103 resultiert, während die maximal erlaubten Strom-/Spannungsgrenzen des Elektromotors 103 nicht überschritten werden. Ein Überschreiten der maximal erlaubten Strom-/Spannungsgrenzen kann den Elektromotor 103 beschädigen.
Zweitens evaluiert der Prozessor 101-2 für jeden Strombefehl mehrere Schrittantworten und ein stationäres Verhalten des Stromreglers 101. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Schrittantwortanalyse das Bestimmen, wie genau der d-Achsen-Ist-Strom I_d und der q-Achsen-Ist-Strom I_q des Elektromotors 103 Änderungen in einem Strombefehl verfolgt. Wenn das Verfolgen innerhalb eines gegebenen Zeitrahmens liegt (z. B. einer gegebenen Zeitschwelle), wird bestimmt, dass die Schrittantwort des Elektromotors 103 zum Strombefehl, der unter Verwendung der bestimmten Verstärkungen bei jeder Stufe geregelt wird, annehmbar ist.
Beispielsweise kann ein erster Strombefehl (z. B. 10 A) durch die Steuerung 101 der elektrischen Maschine 103 zugeführt werden, indem die bestimmten Verstärkungen wie oben beschrieben verwendet werden. Der erste Strombefehl führt dazu, dass die Werte des d-Achsen-Ist-Stromes I_d und des q-Achsen-Ist-Stromes I_q beim Elektromotor 103 von den Sensoren 104 gemessen werden (z. B. ein d-Achsen-Ist-Strom I_d von etwa –8 A und ein q-Achsen-Ist-Strom I_q von etwa 6 A).
In der Folge kann ein zweiter Strombefehl (z. B. 200 A) durch die Steuerung 101 der elektrischen Maschine 103 zugeführt werden, indem die bestimmten Verstärkungen wie oben beschrieben verwendet werden. Der zweite Strombefehl führt dazu, dass die Werte des d-Achsen-Ist-Stromes I_d und des q-Achsen-Ist-Stromes I_q beim Elektromotor 103 von den Sensoren 104 gemessen werden (z. B. ein d-Achsen-Ist-Strom I_d von etwa –150 A und ein q-Achsen-Ist-Strom I_q von etwa 80 A).
Wenn die Änderung von jedem des d-Achsen-Ist-Stromes I_d und des q-Achsen-Ist-Stromes I_q von ihrem jeweiligen Wert als Antwort auf den ersten Strombefehl zu ihrem jeweiligen Wert als Antwort auf den zweiten Strombefehl innerhalb einer Schwellendauer (z. B. 50 ms) liegt, wird bestimmt, dass die Schrittantwort des Elektromotors 103 annehmbar ist. Ansonsten werden die bestimmten Verstärkungen derart angepasst, dass die Änderung innerhalb der Schwellendauer liegt. Die Schwellendauer kann eine konfigurierbare Variable sein, die basierend auf empirischen Studien bestimmt wird.
Wie aus der obigen Diskussion hervorgeht, wird bei jeder der bestimmten Schaltfrequenzen ein Steuerbefehl bestimmt, der in einer maximalen Drehmomenterzeugung beim Elektromotor 103 resultiert, während die Strom-/Spannungsgrenzen des Elektromotors 103 eingehalten werden. Wie ebenso oben erwähnt, bestehen verschiedene Schrittantworten, die evaluiert werden können. Eine der Schrittantworten kann eine Antwort auf Strombefehle sein, die dazu führen, dass sich ein erzeugtes Drehmoment des Elektromotors 103 zwischen 0% und 95% des maximalen Motordrehmoments ändert. Eine weitere Schrittantwort kann eine Antwort auf Strombefehle sein, die dazu führen, dass sich ein erzeugtes Drehmoment des Elektromotors 103 zwischen 0% und 95% des maximalen Generatordrehmoments ändert. Eine weitere Schrittantwort kann eine Antwort auf Strombefehle sein, die dazu führen, dass sich ein erzeugtes Drehmoment des Elektromotors 103 zwischen 95% des maximalen Motordrehmoments und 95% des maximalen Generatordrehmoments ändert. Ferner kann eine weitere Schrittantwort eine Antwort auf Strombefehle sein, die dazu führen, dass sich ein erzeugtes Drehmoment des Elektromotors 103 zwischen 95% des maximalen Generatordrehmoments und 95% des maximalen Motordrehmoments ändert.
Für jede der oben beschriebenen Schrittantworten kann ein erster Strombefehl und ein zweiter Strombefehl, der ähnlich dem in der obigen beispielhaften Ausführungsform beschriebenen ist, bereitgestellt sein, und der d-Achsen-Ist-Strom I_d und der q-Achsen-Ist-Strom I_q des Elektromotors 103 kann beobachtet werden, um zu bestimmen, ob jegliche Änderung der Werte des d-Achsen-Ist-Stromes I_d und des q-Achsen-Ist-Stromes I_q die Änderungen der Werte des d-Achsen-Soll-Stromes I_d und des q-Achsen-Soll-Stromes I_q genau genug verfolgt (z. B. basierend auf der oben beschriebenen Schwellendauer).
Zusätzlich zu den verschiedenen evaluierten Schrittantworten kann auch ein stationäres Verhalten des Elektromotors 103 evaluiert werden. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das stationäre Verhalten des Elektromotors 103 folgendermaßen bestimmt werden.
Ein Stromwandler kann verwendet werden, um das stationäre Verhalten des Elektromotors 103 bei jeder der bestimmten Schaltfrequenzen zu evaluieren. Ein Evaluierungsverfahren kann als das Durchschnitts-Dreiphasenstromverfahren bezeichnet werden. Gemäß dem Dreiphasenstromverfahren kann jeder der Dreiphasenströme der Maschinenwicklungen (z. B. I_A, I_B und I_C) gemessen und ein Mittelwert davon erhalten werden. Wenn bei jeder der bestimmten Schaltfrequenzen der Mittelwert innerhalb einer bestimmten Schwelle des Strombefehls liegt, bestimmt der Stromwandler, dass das stationäre Verhalten des Elektromotors 103 annehmbar ist.
Wenn nicht, werden die bestimmten Verstärkungen derart angepasst, dass der Durchschnitts-Dreiphasenstrom innerhalb die gewisse Schwelle des Strombefehls gebracht wird. Die gewisse Schwelle kann ein Konstruktionsparameter sein, der konfigurierbar ist, und kann basierend auf empirischen Studien bestimmt werden.
Ein weiteres Verfahren, das vom Stromwandler verwendet werden kann, ist ein Stromunsymmetrieverfahren. Gemäß dem Stromunsymmetrieverfahren wird eine Differenz zwischen dem maximalen und minimalen der Dreiphasenströme bestimmt und die resultierende Differenz wird durch den Mittelwert der Dreiphasenströme geteilt. Wenn das resultierende Verhältnis bei jeder der bestimmten Schaltfrequenzen innerhalb einer Schwelle (z. B. 1%, 2% etc.) des Soll-Stromes liegt, wird bestimmt, dass das stationäre Verhalten des Elektromotors 103 annehmbar ist. Wenn nicht, werden die bestimmten Verstärkungen derart angepasst, dass das Verhältnis der Differenz zwischen dem maximalen und minimalen der Dreiphasenströme und dem Mittelwert der Dreiphasenströme innerhalb der Schwelle liegt. Die Schwelle kann ein Konstruktionsparameter sein, der konfigurierbar ist, und kann basierend auf empirischen Studien bestimmt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform und als ein weiteres Verfahren wird bei jeder der bestimmten Schaltfrequenzen eine harmonische Gesamtverzerrung (THD) und ein Quadratischer-Mittelwert(RMS)-Strom jeder Phase des Elektromotors 103 als Antwort auf Strombefehle zur Erzeugung 100%-iger Motor- und Generatordrehmomente gemessen. Wenn der gemessene RMS-Strom und THD innerhalb angemessener Schwellen der Soll-Ströme bei jeder der bestimmten Schaltfrequenzen (z. B. innerhalb 1% und/oder 10% des Soll-Stromes) liegen, wird bestimmt, dass das stationäre Verhalten des Elektromotors 103 annehmbar ist. Wenn nicht, können die bestimmten Verstärkungen derart angepasst werden, dass der gemessene RMS-Strom und die THD innerhalb der festgelegten Schwellen liegen. Die Schwellen können Konstruktionsparameter sein, die konfigurierbar sind, und können basierend auf empirischen Studien bestimmt werden.
Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen so beschrieben wurden, ist offensichtlich, dass dieselben auf viele Arten variiert werden können. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Sinn und Schutzumfang beispielhafter Ausführungsformen anzusehen, und es ist beabsichtigt, dass alle solchen Modifikationen, wie sie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung offensichtlich sind, im Schutzumfang der Ansprüche enthalten sind.

Claims

Motorsteuereinheit umfassend: einen Prozessor, der konfiguriert ist, um einen Stromregler, der eine Zufuhr von elektrischem Strom an einen Elektromotor regelt, abzustimmen, und zwar durch Bestimmen einer Vielzahl von Variablen, wobei die Vielzahl von Variablen einen Statorwiderstandswert, einen ersten Induktivitätswert und einen zweiten Induktivitätswert umfasst, wobei der Statorwiderstandswert ein Widerstandswert einer Statorphase des Elektromotors ist, der erste Induktivitätswert eine d-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist und der zweite Induktivitätswert eine q-Achsen-Induktivität des Elektromotors ist; Bestimmen einer Vielzahl von Verstärkungen basierend auf der bestimmten Vielzahl von Variablen; und Erzeugen von Strombefehlen zum Betreiben des Elektromotors basierend auf der bestimmten Vielzahl von Verstärkungen.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, worin der Prozessor konfiguriert ist, um den Statorwiderstandswert zu bestimmen, und zwar durch Bestimmen eines ersten Widerstandswerts des Stators, wenn eine Drehgeschwindigkeit des Elektromotors null ist und ein durch den Elektromotor fließender Strom positiv ist, Bestimmen eines zweiten Widerstandswerts des Stators, wenn die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors null ist und der durch den Elektromotor fließende Strom negativ ist, und Mitteln des ersten und zweiten Widerstandswerts, um den Statorwiderstandswert zu erhalten.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, worin der Prozessor konfiguriert ist, um den ersten Induktivitätswert zu bestimmen, und zwar durch Bestimmen einer Zeit für eine Stärke eines durch den Elektromotor fließenden d-Achsen-Stromes, der sich zwischen Unter- und Obergrenzen in Bezug auf einen Referenzpunkt ändert, und Bestimmen des ersten Induktivitätswerts basierend auf der bestimmten Zeit, einem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt und der Änderung der Stärke des d-Achsen-Stromes.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 3, worin der Prozessor konfiguriert ist, um den ersten Induktivitätswert basierend auf der bestimmten Zeit, dem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt, der Änderung der Stärke des d-Achsen-Stromes und dem bestimmten Statorwiderstand zu bestimmen.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, worin der Prozessor konfiguriert ist, um den zweiten Induktivitätswert zu bestimmen, und zwar durch Bestimmen einer Zeit für eine Stärke eines durch den Elektromotor fließenden q-Achsen-Stromes, der sich zwischen Unter- und Obergrenzen in Bezug auf einen Referenzpunkt ändert, und Bestimmen des zweiten Induktivitätswerts basierend auf der bestimmten Zeit, einem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt und der Änderung der Stärke des q-Achsen-Stromes.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 5, worin der Prozessor konfiguriert ist, um den zweiten Induktivitätswert basierend auf der bestimmten Zeit, dem Spannungswert entsprechend dem festgelegten Referenzpunkt, der Änderung der Stärke des q-Achsen-Stromes und dem bestimmten Statorwiderstand zu bestimmen.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, worin der Prozessor konfiguriert ist, um die Vielzahl von Verstärkungen zu bestimmen, und zwar durch Bestimmen einer Vielzahl von Schaltfrequenzen, die der Elektromotordrehgeschwindigkeit zugeordnet sind, Bestimmen eines virtuellen Widerstandswerts basierend auf dem bestimmten Statorwiderstandswert für jede der Vielzahl von Schaltfrequenzen, Bestimmen einer ersten und zweiten Proportionalverstärkung basierend auf dem bestimmten ersten und zweiten Induktivitätswert, und Bestimmen einer ersten und zweiten Integralverstärkung basierend auf einer jeweiligen der ersten und zweiten Proportionalverstärkung, dem bestimmten virtuellen Widerstand und dem bestimmten Statorwiderstandswert.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 7, worin der Prozessor ferner konfiguriert ist, um bei jeder der Vielzahl von Schaltfrequenzen zu bestimmen, ob der Stromregler eine Leistungsanforderung unter Verwendung von entsprechenden der Vielzahl von bestimmten Verstärkungen erfüllt; und die entsprechenden der Vielzahl von bestimmten Verstärkungen basierend darauf anzupassen, ob der Stromregler die Leistungsanforderung bei jeder der Vielzahl von Schaltfrequenzen erfüllt.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 8, worin der Prozessor bestimmt, ob der Stromregler die Leistungsanforderung erfüllt, und zwar durch Bestimmen eines ersten Verhältnisses zwischen einem d-Achsen-Strombefehl der erzeugten Strombefehle und einem d-Achsen-Ist-Strom des Elektromotors, Bestimmen eines zweiten Verhältnisses zwischen einem q-Achsen-Strombefehl der erzeugten Strombefehle und einem q-Achsen-Ist-Strom des Elektromotors, und Bestimmen, dass der Stromregler die Leistungskriterien erfüllt, wenn das erste und zweite Verhältnis innerhalb einer Schwelle liegen.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, worin der Prozessor ferner konfiguriert ist, um die erzeugten Strombefehle einem Wechselrichter zuzuführen, der die Strombefehle in Dreiphasenspannungen zum Betreiben des Elektromotors umwandelt.