DE102016107383B4

DE102016107383B4 - Mehrphasenmaschinen-Stromsteuerung

Info

Publication number: DE102016107383B4
Application number: DE102016107383.0A
Authority: DE
Inventors: Dian Tresna NUGRAHA; Radovan Vuletic
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2024-04-11
Anticipated expiration: 2036-04-22
Also published as: DE102016107383A1; CN106067752B; US20160315565A1; US9692327B2; CN106067752A

Abstract

Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) zum Steuern eines Mehrphasenmotors (108), der Folgendes umfasst:
ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612); und
ein Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614),
wobei das Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, eine Referenzspannung zu bestimmen, einen Flusskorrekturwert basierend auf der Referenzspannung, einer maximalen verfügbaren Spannung und einer Drehzahl des Mehrphasenmotors (108) zu bestimmen und den Flusskorrekturwert auszugeben,
wobei das Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert zu empfangen und den Referenzstrom basierend auf dem Flusskorrekturwert zu aktualisieren, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) konfiguriert ist, den Mehrphasenmotor (108) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern,
wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) ferner ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) und ein Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren umfasst,
wobei jedes Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem jeweiligen Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, einen Flusskorrekturwert zu bestimmen und den jeweiligen Flusskorrekturwert auszugeben,
wobei jedes Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert von dem jeweiligen Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) zu empfangen und den jeweiligen Referenzstrom basierend auf dem empfangenen Flusskorrekturwert zu aktualisieren.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft Mehrphasenmaschinen und insbesondere Techniken und Schaltungen verbunden mit Mehrphasenmaschinen.
Hintergrund
Der Betrieb von Mehrphasenmotoren erfordert eine dedizierte Steuerung, im Folgenden auch als Controller bezeichnet. Bei niedrigen Drehzahlen können Mehrphasenmotoren gemäß Maximaldrehmoment pro Ampere (MTPA)- und Maximaldrehmoment pro Fluss (MTPF)-Bedingungen gesteuert werden. Bei hohen Drehzahlen (Drehzahlen oberhalb von Nenndrehzahlen) kann Feldschwächung verwendet werden, um Mehrphasenmotoren zu steuern.
Die US 2011 / 0 241 584 A1 offenbart eine Steuerung zum Steuern eines Mehrphasenmotors mit einem Drehmomentsteuermodul und einem Stromsteuermodul, wobei das Stromsteuermodul einen Flusskorrekturwert bestimmt und das Drehmomentsteuermodul einen Referenzstrom auf Basis des Flusskorrekturwerts bestimmt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Möglichkeiten zur Steuerung von Mehrphasenmaschinen und damit einhergehende Systeme mit Mehrphasenmaschinen bereitzustellen.
Kurzdarstellung
Es werden eine Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, ein Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 sowie ein System nach Anspruch 12 oder 13 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen.
Die Offenbarung beschreibt Techniken und Systeme zum Verbessern des Betriebs einer Mehrphasenmaschine.
Bei einigen Beispielen betrifft die Offenbarung einen Controller (d.h. eine Steuerung) zum Steuern eines Mehrphasenmotors. Der Controller kann ein Drehmomentsteuermodul und ein Stromsteuermodul aufweisen. Das Stromsteuermodul kann konfiguriert sein, um einen Referenzstrom von dem Drehmomentsteuermodul zu empfangen, eine Referenzspannung zu bestimmen, einen Flusskorrekturwert basierend auf der Referenzspannung, einer maximalen verfügbaren Spannung und einer Drehzahl des Mehrphasenmotors zu bestimmen und den Flusskorrekturwert auszugeben. Das Drehmomentsteuermodul kann konfiguriert sein, um den Flusskorrekturwert zu empfangen und den Referenzstrom basierend auf dem Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
Gemäß einer ersten Alternative des Controllers ist der Controller konfiguriert, den Mehrphasenmotor als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei der Controller ferner ein Drehmomentsteuermodul und ein Stromsteuermodul für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren umfasst, wobei jedes Stromsteuermodul konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem jeweiligen Drehmomentsteuermodul zu empfangen, einen Flusskorrekturwert zu bestimmen und den jeweiligen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei jedes Drehmomentsteuermodul konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert von dem jeweiligen Stromsteuermodul zu empfangen und den jeweiligen Referenzstrom basierend auf dem empfangenen Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
Gemäß einer zweiten Alternative des Controllers ist der Controller konfiguriert, den Mehrphasenmotor als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei der Controller ferner Folgendes umfasst: ein Flusskorrekturmodul und ein Drehmomentsteuermodul und ein Stromsteuermodul für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren, wobei jedes Stromsteuermodul konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem jeweiligen Drehmomentsteuermodul zu empfangen, einen Flusskorrekturwert zu bestimmen und den jeweiligen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei das Flusskorrekturmodul konfiguriert ist, die Flusskorrekturwerte von jedem der Stromsteuermodule zu empfangen, einen gemeinsamen Flusskorrekturwert zu bestimmen und einen gemeinsamen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei jedes Drehmomentsteuermodul konfiguriert ist, den gemeinsamen Flusskorrekturwert zu empfangen und den jeweiligen Referenzstrom basierend auf dem gemeinsamen Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
Bei einigen Beispielen betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Steuern eines Mehrphasenmotors. Das Verfahren kann das Bestimmen eines Referenzstroms basierend auf einer maximalen verfügbaren Spannung, einer Drehzahl des Mehrphasenmotors und einem Referenzdrehmoment aufweisen. Das Verfahren kann auch das Bestimmen einer Referenzspannung basierend auf dem Referenzstrom und das Bestimmen eines Flusskorrekturwerts basierend auf der Referenzspannung, der maximalen verfügbaren Spannung und der Drehzahl des Mehrphasenmotors aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Aktualisieren des Referenzstroms basierend auf dem Flusskorrekturwert aufweisen.
Gemäß einer ersten Alternative des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das virtuelle Steuern des Mehrphasenmotors als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren, wobei das virtuelle Steuern des Mehrphasenmotors für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren Folgendes aufweist: Bestimmen eines Referenzstroms basierend auf einer maximalen verfügbaren Spannung, einer Drehzahl des Mehrphasenmotors und eines Referenzdrehmoments, Bestimmen einer Referenzspannung basierend auf dem Referenzstrom, Bestimmen eines Flusskorrekturwerts basierend auf der Referenzspannung, der maximalen verfügbaren Spannung und der Drehzahl des Mehrphasenmotors, und Aktualisieren des Referenzstroms basierend auf dem Flusskorrekturwert.
Gemäß einer zweiten Alternative des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das virtuelle Steuern des Mehrphasenmotors als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren, wobei das virtuelle Steuern des Mehrphasenmotors für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren das Bestimmen eines Referenzstroms basierend auf einer Spannung, einer Motordrehzahl und eines Referenzdrehmoments, das Bestimmen einer Referenzspannung basierend auf dem Referenzstrom, und das Bestimmen eines Flusskorrekturwerts basierend auf der Referenzspannung umfasst, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bestimmen eines gemeinsamen Flusskorrekturwerts und Aktualisieren des jeweiligen Referenzstroms für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren basierend auf dem gemeinsamen Flusskorrekturwert.
Bei einigen Beispielen betrifft die Offenbarung ein System, das einen Mehrphasenmotor und einen Controller zum Steuern des Mehrphasenmotors aufweist. Der Controller kann ein Drehmomentsteuermodul und ein Stromsteuermodul aufweisen. Das Stromsteuermodul kann konfiguriert sein, um einen Referenzstrom von dem Drehmomentsteuermodul zu empfangen, eine Referenzspannung zu bestimmen, einen Flusskorrekturwert basierend auf der Referenzspannung, einer maximalen verfügbaren Spannung und einer Drehzahl des Mehrphasenmotors zu bestimmen und den Flusskorrekturwert auszugeben. Das Drehmomentsteuermodul ist konfiguriert, um den Flusskorrekturwert zu empfangen und den Referenzstrom basierend auf dem Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
Gemäß einer ersten Alternative des Systems ist der Controller konfiguriert, den Mehrphasenmotor als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei der Controller ferner ein Drehmomentsteuermodul und ein Stromsteuermodul für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren umfasst, wobei jedes Stromsteuermodul konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem jeweiligen Drehmomentsteuermodul zu empfangen, einen Flusskorrekturwert zu bestimmen und den jeweiligen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei jedes Drehmomentsteuermodul konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert von dem jeweiligen Stromsteuermodul zu empfangen und den jeweiligen Referenzstrom basierend auf dem empfangenen Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
Gemäß einer zweiten Alternative des Systems ist der Controller konfiguriert, den Mehrphasenmotor als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei der Controller ferner Folgendes umfasst: ein Flusskorrekturmodul und ein Drehmomentsteuermodul und ein Stromsteuermodul für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren, wobei jedes Stromsteuermodul konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem jeweiligen Drehmomentsteuermodul zu empfangen, einen Flusskorrekturwert zu bestimmen und den jeweiligen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei das Flusskorrektormodul konfiguriert ist, die Flusskorrekturwerte von jedem der Stromsteuermodule zu empfangen, einen gemeinsamen Flusskorrekturwert zu bestimmen und einen gemeinsamen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei jedes Drehmomentsteuermodul konfiguriert ist, den gemeinsamen Flusskorrekturwert zu empfangen und den jeweiligen Referenzstrom basierend auf dem gemeinsamen Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
Die Einzelheiten eines oder mehrerer Beispiele sind in den folgenden begleitenden Zeichnungen und in der Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Offenbarung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Blockschaltbild, das ein beispielhaftes System zum Betreiben einer Mehrphasenmaschine gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht,
2 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Controller gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht.
3 ist ein Blockschaltbild, das ein beispielhaftes Drehmomentsteuermodul gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Controller gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht.
5 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Controller gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht.
6 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Controller gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren für Vorgänge eines beispielhaften Controllers gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren für Vorgänge eines beispielhaften Controllers gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht.

Ausführliche Beschreibung
Die Offenbarung beschreibt Techniken zum Steuern einer Mehrphasenmaschine, wie zum Beispiel einer Maschine, die einen Mehrphasen-Dauermagnet-Synchronmotor aufweist. Die Mehrphasenmaschine kann einen Controller aufweisen. Der Controller kann konfiguriert sein, um einen Referenzstrom und eine Referenzspannung zu erzeugen. Bei einigen Beispielen kann der Controller einen Flusskorrekturwert bestimmen, der verwendet werden kann, um den Referenzstrom und die Referenzspannung einzustellen. Der Controller kann folglich den Mehrphasenmotor steuern, wenn der Motor bei Drehzahlen in dem Feldschwächungsbereich läuft. Bei einigen Beispielen kann der Controller konfiguriert sein, um den Mehrphasenmotor als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, was redundante Steuerung des Mehrphasenmotors bereitstellen kann. Der Controller kann einen Flusskorrekturwert für jeden virtuellen Mehrphasenmotor bestimmen, was jeden virtuellen Mehrphasenmotor auf dasselbe Feldschwächungsniveau zwingen kann. Der Controller kann folglich die virtuellen Mehrphasenmotoren synchronisieren, was die Gefahr von Beschädigung an dem Dauermagnet verringert, die Lebensdauer der Mehrphasenmaschine verlängert und es der Mehrphasenmaschine erlaubt, effizienter zu arbeiten.
Bei einigen Beispielen kann der Controller konfiguriert sein, um einer Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren ein Referenzdrehmoment zuzuweisen. Bei einigen Beispielen kann der Controller einen virtuellen Mehrphasenmotor abschalten oder einem der virtuellen Mehrphasenmotoren null Drehmoment zuweisen. Der Controller kann die Steuerung des Mehrphasenmotors behalten, falls eine oder mehrere Phasen nicht betriebsfähig sind, indem Drehmoment einem redundanten virtuellen Mehrphasenmotor, der noch betriebsfähig ist, zugewiesen wird. Bei einigen Beispielen kann das Abschalten eines gegebenen virtuellen Mehrphasenmotors oder das Zuweisen von null Drehmoment zu einem gegebenen virtuellen Mehrphasenmotor ein oder mehrere Betriebsmerkmale der Mehrphasenmaschine verbessern. Der Controller kann Oberschwingungen in der Mehrphasenmaschine erfassen und Oberschwingungsunterdrückungstechniken verwenden, um Oberschwingungen in der Mehrphasenmaschine zu minimieren. Der Controller kann folglich den Betrieb der Mehrphasenmaschine verbessern, indem er Oberschwingungen verringert, Strom- oder Drehmomentwelligkeit verringert und akustisches Störgeräusch in der Mehrphasenmaschine verringert.
1 ist ein Blockschaltbild, das ein beispielhaftes System 100 zum Betreiben einer Mehrphasenmaschine 101 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht. 1 zeigt ein System 100 mit separaten und unterschiedlichen Bauteilen, die als Leistungsquelle 102 und Mehrphasenmaschine 101 gezeigt sind, das System 100 kann jedoch zusätzliche oder weniger Bauteile aufweisen. Die Leistungsquelle 102, der Controller 104, der Wechselrichter 106 und der Motor 108 können vier einzelne Bauteile sein oder können eine Kombination eines oder mehrerer Bauteile darstellen, die die Funktionalität des Systems 100 wie hier beschrieben bereitstellt.
Das System 100 kann eine Leistungsquelle 102 aufweisen, die Strom zu dem Motor 108 liefert. Wenn die Leistungsquelle 102 zum Beispiel einen Generator oder Generatoren, Transformatoren, Akkumulatoren, Solarpaneele oder regenerative Bremssysteme umfasst, kann das System 100 die Leistungsquelle 102 aufweisen. Bei anderen Beispielen kann das System 100 von der Leistungsquelle 102 separat sein. Wenn die Leistungsquelle 102 zum Beispiel Stromnetze, Generatoren, Transformatoren, externe Batterien, externe Solarpaneele, Windkraftanlagen, hydroelektrische oder Windkraftgeneratoren oder irgendeine andere Form von Vorrichtungen umfasst, die fähig sind, Strom zu dem System 100 zu liefern, kann das System 100 von der Leistungsquelle 102 separat sein. Wie oben beschrieben, existieren zahlreiche Beispiele von Leistungsquellen 102 und können diese, ohne auf sie beschränkt zu sein, Stromnetze, Generatoren, Transformatoren, Akkumulatoren, Solarpaneele, Windkraftanlagen, regenerative Bremssysteme, hydroelektrische oder Windkraftgeneratoren oder irgendeine andere Form von Vorrichtungen aufweisen, die fähig sind, Strom zu dem System 100 bereitzustellen.
Die Mehrphasenmaschine 101 kann irgendeine Maschine mit drei oder mehr Phasen umfassen. Die Mehrphasenmaschine 101 kann zum Beispiel drei Phasen, vier Phasen, fünf Phasen, sechs Phasen oder potenziell irgendeine Mehrzahl von Phasen aufweisen. Im Allgemeinen kann die Mehrphasenmaschine 101 N Phasen aufweisen, wobei N eine positive Ganzzahl größer als zwei ist. Jede Phase in dem Motor 108 mit N Phasen kann von den anderen Phasen versetzt oder verschoben sein, was ein Drehfeld schaffen kann. Jede Phase kann zum Beispiel um $\frac{360}{N}$
Grad oder $\frac{2 π}{N}$
Radian verschoben sein.
Die Mehrphasenmaschine 101 kann den Controller 104, den Wechselrichter 106 und den Mehrphasenmotor 108 aufweisen. Bei einigen Beispielen kann die Mehrphasenmaschine 101 elektrische oder Hybridfahrzeuge aufweisen. Elektrische oder Hybridfahrzeuge weisen Pkws, Nutzfahrzeuge, Allradfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge oder irgendeinen anderen Fahrzeugtyp auf. Die Mehrphasenmaschine 101 ist jedoch nicht auf Fahrzeuge beschränkt und kann irgendeine Maschine mit einem Mehrphasenmotor 108 aufweisen.
Bei einigen Beispielen kann der Controller 104 konfiguriert sein, um die Mehrphasenmaschine 101 als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmaschinen zu behandeln. Die Mehrphasenmaschine 101 kann zum Beispiel einen einzigen Sechsphasenmotor 108 aufweisen, und der Controller 104 kann konfiguriert sein, um den Sechsphasenmotor 108 als zwei virtuelle Dreiphasenmotoren zu behandeln. Bei einigen Beispielen kann die Mehrphasenmaschine 101 einen neunphasigen Motor 108 aufweisen, und der Controller 104 kann konfiguriert sein, um den neunphasigen Motor als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu behandeln. Ein erster virtueller Motor kann zum Beispiel vier Phasen aufweisen, und ein zweiter virtueller Motor kann fünf Phasen aufweisen. Im Allgemeinen kann der Controller 104 konfiguriert sein, um die Mehrphasenmaschine 101 als M virtuelle Mehrphasenmotoren zu virtualisieren, wobei M irgendeine positive Ganzzahl ist. Jeder virtuelle Mehrphasenmotor kann irgendeine Anzahl von Phasen aufweisen, solange die Gesamtanzahl der Phasen des virtuellen Mehrphasenmotors gleich N Phasen des Mehrphasenmotors 108 ist. Bei einigen Beispielen kann jeder virtuelle Mehrphasenmotor dieselbe Anzahl von Phasen aufweisen. Bei einigen Beispielen kann jedoch mindestens ein virtueller Mehrphasenmotor eine unterschiedliche Anzahl von Phasen als mindestens ein anderer virtueller Mehrphasenmotor haben.
Die Fähigkeit des Controllers 104, die Mehrphasenmaschine 101 als M virtuelle Mehrphasenmotoren zu virtualisieren, kann redundante Steuerung der Mehrphasenmaschine 101 bereitstellen. Bei einigen Beispielen kann der Controller 104 konfiguriert sein, um einen Sechsphasenmotor 108 als zwei redundante Dreiphasenmotoren derart virtuell zu steuern, dass, falls einige Phasen des ersten virtuellen Dreiphasenmotors betriebsunfähig werden sollten, der Controller 104 den Mehrphasenmotor 108 immer noch über den zweiten virtuellen Dreiphasenmotor steuern kann. Bei einigen Beispielen kann redundante Steuerung der Mehrphasenmaschine 101 die Sicherheit oder Zuverlässigkeit durch Aufrechterhalten der Steuerung der Mehrphasenmaschine 101, falls eine oder mehrere Phasen betriebsunfähig werden, verbessern. Die Fähigkeit des Controllers 104, die Mehrphasenmaschine 101 zu virtualisieren, kann auch Leistungsvorteile bereitstellen. Bei einigen Beispielen kann der Betrieb der Mehrphasenmaschine 101 effizienter sein, wenn sie mit einem Subsatz der N Phasen betrieben wird, statt alle N Phasen der Mehrphasenmaschine 101 zu verwenden. Der Controller 104 kann zum Beispiel konfiguriert sein, um virtuell einen Sechsphasenmotor 108 als zwei Dreiphasenmotoren derart zu steuern, dass der Controller 104 einen Satz von drei Phasen abschalten und den Mehrphasenmotor 108 mit nur drei Phasen steuern kann.
Der Wechselrichter 106 weist einen Wechselrichter mit N Phasen auf, wobei N dieselbe Anzahl von Phasen der N-Phasen-Maschine 101 ist. Der Wechselrichter 106 weist einen oder mehrere Schalter auf (zum Beispiel Schalter auf der Basis eines MOS-Leistungstransistors, Schalter auf der Basis von Galliumnitrid (GaN) oder andere Typen von Schaltvorrichtungen), die von dem Controller 104 gemäß einer oder mehreren Modulationstechniken gesteuert werden. Der Controller 104 kann ein oder mehrere Gatetreiber und Steuerlogik aufweisen, um den einen oder die mehreren Schalter unter Verwendung von Modulationstechniken zu steuern (zum Beispiel ein- und auszuschalten). Die Modulation der Schalter kann gemäß Pulsdichtenmodulation (PDM), Pulsbreitenmodulation (PWM), Pulsfrequenzmodulation (PFM) oder gemäß irgendeiner anderen geeigneten Modulationstechnik arbeiten. Bei PWM wird die Breite (das heißt die Dauer) des Pulses basierend auf einem Modulatorsignal moduliert. Bei PDM entspricht die relative Dichte eines Pulses der Amplitude eines analogen Signals. Bei PFM wird die Frequenz einer Pulsfolge basierend auf der Sofortamplitude des modulierenden Signals bei Abtastintervallen variiert. Beim Steuern der Schalter des Wechselrichters 106 unter Verwenden von Modulationstechniken, kann der Controller 104 den Betrieb des Mehrphasenmotors 108 regulieren.
Bei einigen Beispielen kann der Mehrphasenmotor 108 einen Dauermagnet-Synchronmotor (PMSM) aufweisen. Ein PMSM kann eine Welle, einen Rotor, einen Stator und einen Dauermagnet aufweisen. Ein Dauermagnet kann auf oder in den Rotor montiert sein. Bei einigen Beispielen kann der Dauermagnet auf der Oberfläche des Rotors montiert, in den Rotor eingesetzt oder innerhalb des Rotors eingelassen sein. Bei einigen Beispielen kann der Dauermagnet ein innerer Magnet sein. Der Dauermagnet kann Seltene-Erden-Elemente, wie zum Beispiel Neodym-Eisen-Bor (NdFeB), Samarium-Kobalt (SmCo), oder einen Ferrit (zum Beispiel Barium (Ba) oder Strontium (Sr)) aufweisen. Bei einigen Beispielen kann der Dauermagnet eine Schutzbeschichtung aufweisen, wie zum Beispiel eine Schicht aus Gold (Au), Nickel (Ni), Zink (Zn) oder dergleichen. Beim Betrieb erzeugt ein PMSM Stator-Phasenströme in einem Dreiphasenvektorbereich (zum Beispiel einem Dreiphasenreferenzsystem: I_a, I_b und I_c). Die Mehrphasenmaschine 101 kann Sensoren zum Erfassen und Messen der Statorströme I_a, I_b und I_c, Motordrehzahl ω_e und Rotorposition aufweisen.
Der Controller 104 kann den Betrieb des Mehrphasenmotors 108 steuern. Bei einigen Beispielen kann der Controller 104 den Mehrphasenmotor 108 unter Verwenden von Vektorsteuerung, auch als feldorientierte Steuerung (FOC) bekannt, steuern. Der Controller 104 kann eine Clarke-Transformation (auch als Alpha-Beta-Transformation bekannt, und Park-Transformation ausführen, um von dem Dreiphasenvektorbereich zu einem zweidimensionalen DQ-Bereich (zum Beispiel einem Zweiphasenreferenzsystem: I_d, I_q) umzuwandeln, was das Abkoppeln des I_d- und des I_q-Stroms erlaubt. Der Controller 104 kann den I_d-Strom einstellen, um den Fluss des Mehrphasenmotors 108 zu steuern, und den I_q-Strom einstellen, um das Drehmoment des Mehrphasenmotors 108 zu steuern.
2 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Controller 200 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht. Der Controller 200 kann das Drehmomentsteuermodul 202, das Stromsteuermodul 204 und den Pulsmodulator 206 aufweisen. Der Controller 200 kann den Wechselrichter 106 über Module 202, 204 und 206 steuern. Der Controller 200 kann daher den Mehrphasenmotor 108 steuern.
Das Drehmomentsteuermodul 202 kann eine Mehrzahl von Eingängen und mindestens einen Ausgang aufweisen. Bei einigen Beispielen können Eingaben zu dem Drehmomentsteuermodul 202 eine Gleichspannung V_DC, Motordrehzahl ω_e, Referenzdrehmoment T_ref und Flusskorrekturwert Ψ_corr aufweisen. Bei einigen Beispielen kann das Drehmomentsteuermodul 202 die Referenzströme I_d und I_q (gemeinsam zur Vereinfachung I_dq,ref genannt) ausgeben. Die Beziehung zwischen den Drehmomentsteuermoduleingaben und -ausgaben sind ausführlicher unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Das Stromsteuermodul 204 kann eine Mehrzahl von Eingängen und mindestens einen Ausgang aufweisen. Bei einigen Beispielen weisen die Eingaben zu dem Stromsteuermodul 204 die Motordrehzahl, das Referenzdrehmoment und die DQ-Referenzströme (V_DC, ω_e beziehungsweise I_dq,ref auf). Das Stromsteuermodul 204 kann Referenzspannungen V_d,ref und V_q,ref (gemeinsam zur Vereinfachung V_dq,ref genannt) und einen Flusskorrekturwert Ψ_corr ausgeben.
Der Controller 200 kann den Betrieb der Mehrphasenmaschine 101 verbessern, wenn die Mehrphasenmaschine 101 bei Feldschwächungsgeschwindigkeiten arbeitet, indem der Flusskorrekturwert Ψ_corr verwendet wird, um Referenzströme I_dq,ref, Referenzspannungen V_dq,ref und den Arbeitszyklus des Wechselrichters 106 zu aktualisieren.
Das Stromsteuermodul 204 kann die Referenzspannungen V_dq,ref basierend auf Referenzströmen I_dq,ref bestimmen, die maximale verfügbare Spannung V_max (auch als die verfügbare DC-Zwischenkreisspannung bekannt) bestimmen, und kann einen Flusskorrekturwert Ψ_corr basierend auf den Referenzspannungen V_dq,ref und der maximalen verfügbaren Spannung V_max bestimmen.
Die maximale verfügbare Spannung V_max, die zu V_DC proportional ist, hängt von dem angewandten Modulationsverfahren ab. Zum Beispiel durch Verwenden von Space Vector Modulation (SVM), kann V_max durch die folgende Formel berechnet werden: $V_{m a x} = \frac{V_{DC}}{\sqrt{3}}$
Bei einigen Beispielen kann der Flusskorrekturwert Ψ_corr durch Integrieren der Differenz (ΔV) zwischen den Referenzspannungen V_dq,ref und V_max, wie durch die folgende Formel gezeigt, berechnet werden: $Ψ c o r r = \int Δ V d t$
Bei einigen Beispielen kann die Differenz (ΔV) zwischen den Referenzspannungen V_dq,ref und V_max durch die folgende Formel berechnet werden: $Δ V = k * V_{m a x} - | V_{d q, r e f} |$
wobei $| V_{d q, r e f} | = \sqrt{V_{d, r e f}^{2} + V_{d, r e f}^{2}}$
und „k“ (auch Flusskorrekturkoeffizient genannt) ein Faktor ist, der ausgewählt wird, um den Flusskorrektureffekt zu erzeugen. Bei einigen Beispielen ist der Flusskorrekturkoeffizient ein Prozentsatz zwischen in etwa 70 % und in etwa 100 %. Der Flusskorrekturkoeffizient kann jedoch auch irgendein Wert sein, der geeignet ist, um einen Flusskorrektureffekt zu erzeugen. Bei einigen Beispielen kann der Flusskorrekturkoeffizient vorbestimmt sein. Bei einigen Beispielen kann der Controller 200 den Flusskorrekturkoeffizienten basierend auf Betriebsmerkmalen (zum Beispiel Drehzahl, Beschleunigung oder Temperatur des Mehrphasenmotors 108) bestimmen. Bei einigen Beispielen kann der Flusskorrekturwert Ψ_corr zu dem Drehmomentsteuermodul 202 zurückgegeben werden.
Bei einigen Beispielen kann das Stromsteuermodul 204 Referenzspannungen V_dq,ref zu dem Pulsmodulator 206 ausgeben. Der Pulsmodulator 206 kann eine oder mehrere Pulsmodulationsvorrichtungen aufweisen. Der Pulsmodulator 206 kann gemäß Pulsdichtenmodulation (PDM), Pulsbreitenmodulation (PWM), Pulsfrequenzmodulation (PFM) oder irgendeiner anderen geeigneten Modulationstechnik arbeiten. Der Pulsmodulator 206 kann Referenzspannungen V_dq,ref von dem Stromcontroller 204 empfangen. Der Pulsmodulator 206 kann den Arbeitszyklus des Wechselrichters 106 basierend auf Referenzspannungen V_dq,ref einstellen. Der Controller 200 kann daher den Betrieb der Mehrphasenmaschine 101 bei Feldschwächungsdrehzahlen verbessern.
3 ist ein Blockschaltbild, das ein beispielhaftes Drehmomentsteuermodul 300 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht. Das Drehmomentsteuermodul 300 kann einen Rechner 302 des maximalen Flusses, Rechner 304 des optimalen Flusses, Flussregler 306, Flusskorrektor 308, Rechner des maximalen Drehmoments 310, Drehmomentbegrenzer 312 und eine Nachschlagetabelle 314 aufweisen.
Das Drehmomentsteuermodul 300 kann eine Mehrzahl von Eingängen und mindestens einen Ausgang aufweisen. Bei einigen Beispielen können Eingaben zu dem Drehmomentsteuermodul 300 eine Gleichspannung V_DC, Motordrehzahl ω_e, Referenzdrehmoment T_ref und einen Flusskorrekturwert Ψ_corr aufweisen. Bei einigen Beispielen kann das Drehmomentsteuermodul 300 Referenzströme I_dq,ref ausgeben.
Der Rechner 302 des maximalen Flusses kann eine Gleichspannung V_DC und eine Angabe der Motordrehzahl ω_e erhalten. Da der Fluss von der Gleichspannung und der Motordrehzahl abhängt, kann der Rechner 302 des maximalen Flusses einen maximalen verfügbaren Fluss Ψ_max bestimmen und eine Angabe des maximalen verfügbaren Flusses ausgeben. Der Rechner 304 des optimalen Flusses kann eine Angabe des Referenzdrehmoments empfangen und einen optimalen Fluss Ψ_opt basierend auf der Bedingung des maximalen Drehmoments pro Ampere (MTPA) bestimmen. Der Rechner 304 des optimalen Flusses kann eine Angabe des optimalen Flusses Ψ_opt ausgeben.
Der Flussregler 306 kann eine Angabe des maximalen verfügbaren Flusses und eine Angabe des optimalen Flusses empfangen. Der Flussregler 306 kann einen geregelten Fluss Ψ_reg basierend auf den empfangenen Werten bestimmen. Bei einigen Beispielen kann der geregelte Fluss als gleich dem Minimum des optimalen Flusses Ψ_opt und des maximalen verfügbaren Flusses Ψ_max eingestellt werden. Der Flussregler 306 kann eine Angabe des geregelten Flusses Ψ_reg ausgeben.
Der Flusskorrektor 308 kann die Angabe des geregelten Flusses und den Flusskorrekturwert empfangen und ein Flusslimit Ψ_lim bestimmen. Bei einigen Beispielen kann das Flusslimit als größer als der Flusskorrekturwert und der geregelte Fluss eingestellt werden. Der Flusskorrektor 308 kann eine Angabe des Flusslimits Ψ_lim ausgeben.
Der Rechner 310 des maximalen Drehmoments kann die Angabe des Flusslimits empfangen und ein maximal verfügbares Drehmoment T_max basierend auf der Bedingung des maximalen Drehmoments pro Fluss (MTPF) bestimmen. Der Rechner des maximalen Drehmoments 310 kann eine Angabe des maximalen verfügbaren Drehmoments T_max ausgeben. Der Drehmomentbegrenzer 312 kann die Angabe des maximalen Drehmoments T_max und das Referenzdrehmoment T_ref empfangen und ein Drehmomentlimit T_lim bestimmen. Bei einigen Beispielen kann der Drehmomentbegrenzer 312 das Drehmomentlimit T_lim als gleich oder größer als das maximale verfügbare Drehmoment T_max und das Referenzdrehmoment T_ref einstellen. Der Drehmomentbegrenzer 312 kann eine Angabe des Drehmomentlimits T_lim ausgeben.
Das Drehmomentsteuermodul 300 kann die Angabe des Flusslimits Ψ_lim und die Angabe des Drehmomentlimits T_lim mit der I_dq-Nachschlagetabelle 314 vergleichen. Die I_dq-Nachschlagetabelle 314 kann ein Mapping zwischen dem Flusslimit Ψ_lim und dem Drehmomentlimit T_lim zu den Referenzströmen I_dq,ref aufweisen. Das Drehmomentsteuermodul 300 kann die Referenzströme I_dq,ref basierend auf der I_dq-Nachschlagetabelle 314 bestimmen und die bestimmten Referenzströme I_dq,ref ausgeben. Bei einigen Beispielen kann das Drehmomentsteuermodul 300 Referenzströme I_dq,ref ohne Nachschlagetabelle 314 bestimmen. Das Drehmomentsteuermodul 300 kann zum Beispiel Referenzströme I_dq,ref basierend direkt auf den Bedingungen MTPA und MPTF berechnen. Wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, kann das Stromsteuermodul 204 die Angabe der Referenzströme I_dq,ref empfangen und die Referenzspannungen V_dq,ref basierend auf den empfangenen Referenzströmen I_dq,ref bestimmen.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Controller 400 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht. Der Controller 400 kann konfiguriert sein, um den Mehrphasenmotor 108 (1) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu behandeln. Der Controller 400 kann konfiguriert sein, um den N-Phasenmotor 108 als eine Anzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei jeder virtuelle Mehrphasenmotor eine Anzahl von Phasen aufweist. Der Controller 400 kann zum Beispiel zwei virtuelle Motoren, drei virtuelle Motoren oder irgendeine Anzahl virtueller Motoren steuern. Bei einigen Beispielen kann jeder virtuelle Mehrphasenmotor dieselbe Anzahl von Phasen aufweisen. Der Mehrphasenmotor 108 kann zum Beispiel sechs Phasen aufweisen, und der Controller 400 kann konfiguriert sein, um zwei virtuelle Mehrphasenmotoren zu steuern, nämlich jeden virtuellen Motor mit drei Phasen. Die Anzahl von Phasen in jedem virtuellen Mehrphasenmotor kann jedoch unterschiedlich sein. Die Mehrphasenmaschine 101 kann beispielsweise sieben Phasen aufweisen, und der Controller 400 kann konfiguriert sein, um zwei virtuelle Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei der erste virtuelle Motor drei Phasen und der zweite virtuelle Mehrphasenmotor vier Phasen aufweist.
Nur zur Vereinfachung der Veranschaulichung ist die Mehrphasenmaschine 101 als eine Sechsphasenmaschine beschrieben, und der Controller 400 ist als zwei virtuelle Mehrphasenmotoren zu jeweils drei Phasen steuernd beschrieben. Bei anderen Beispielen kann die Anzahl virtueller Motoren jedoch größer als zwei sein, und/oder die Anzahl der Phasen pro virtuellem Motor kann größer sein als drei.
Aus der Sicht des Controllers 400 haben die jeweiligen virtuellen Mehrphasenmotoren eine Welle und einen Rotor gemeinsam. Da jeder der virtuellen Mehrphasenmotoren dieselbe physische Struktur gemeinsam hat, könnte man erwarten, dass jeder virtuelle Dreiphasenmotor symmetrisch ist, und dass die Ströme in jedem virtuellen Dreiphasenmotor identisch sind. Bei einigen Beispielen sind die Ströme in jedem virtuellen Dreiphasenmotor jedoch nicht identisch. Bei einigen Beispielen können unterschiedliche Statorströme Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor 108 schaffen. Einige Oberschwingungen können unerwünscht sein, weil sie höhere Temperaturen verursachen. Höhere Temperaturen können wiederum die Dauermagnete in dem Rotor beschädigen oder entmagnetisieren. Bei einigen Beispielen kann der Controller 400 einen Flusskorrekturwert Ψ_corr basierend auf den aktuellen Strömen in jedem virtuellen Dreiphasenmotor bestimmen. Der Flusskorrekturwert Ψ_corr kann es dem Controller 400 erlauben, Feldschwächung durch Einstellen des Flusses und der Referenzströme I_dq,ref, die bei einigen Beispielen unerwünschte Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor 108 verringern oder eliminieren und Schäden an den Dauermagneten verringern oder verhüten können, auszuführen.
Der Controller 400 kann das Drehmomentverteilungsmodul 420 und die Subsysteme 401, 411 aufweisen. Die Subsysteme 401, 411 können jeweils einen der virtuellen Mehrphasenmotoren steuern. Jedes Subsystem 401, 411 kann ein Drehmomentsteuermodul (jeweils 402, 412), ein Stromsteuermodul (jeweils 404 und 414) und einen Pulsmodulator (jeweils 406, 416) aufweisen. Der Controller 400 kann zusätzliche Subsysteme, die von der Anzahl virtueller Mehrphasenmotoren abhängen, aufweisen. Falls der Controller 400 zum Beispiel drei virtuelle Mehrphasenmotoren aufweist, kann der Controller 400 drei Subsysteme aufweisen.
Das Drehmomentverteilungsmodul 420 kann Referenzdrehmoment T_ref auf die Subsysteme verteilen. Das Drehmomentverteilungsmodul 420 kann zum Beispiel eine Hälfte des Referenzdrehmoments T_ref zu dem Drehmomentsteuermodul 402 und dem Drehmomentsteuermodul 412 derart verteilen, dass $T_{ref1} = \frac{T_{ref}}{2} {und T}_{ref2} = \frac{T_{ref}}{2}$
sind. Bei einigen Beispielen kann das Drehmomentverteilungsmodul 420 Referenzdrehmoment T_ref ungleichmäßig verteilen.
Das Drehmomentsteuermodul 402 kann eine Mehrzahl von Eingängen und mindestens einen Ausgang aufweisen. Bei einigen Beispielen weisen die Eingaben zu dem Drehmomentsteuermodul 402 eine Gleichspannung V_DC, Motordrehzahl ω_e und Referenzdrehmoment T_ref1 auf. Das Drehmomentsteuermodul 402 kann Referenzströme I_dq,ref, aus der I_dq-Nachschlagetabelle 314 basierend auf den Eingaben und Ausgaben der Referenzströme, wie unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, bestimmen. Das Stromsteuermodul 404 kann die Referenzströme I_dq,ref1, Gleichspannung V_DC und eine Angabe der Motordrehzahl ω_e empfangen. Das Stromsteuermodul 404 kann Referenzspannungen V_dq,ref1 basierend auf den empfangenen Referenzströmen I_dq,ref1, wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, bestimmen. Das Stromsteuermodul 404 kann auch einen Flusskorrekturwert Ψ_corr1 bestimmen und eine Angabe des Flusskorrekturwerts Ψ_corr1 ausgeben. Bei einigen Beispielen kann der Flusskorrekturwert basierend auf Referenzspannungen V_dq,ref1 und V_max, wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, bestimmt werden. Das Drehmomentsteuermodul 402 kann die Angabe des Flusskorrekturwerts Ψ_corr1 empfangen und Referenzströme I_dq,ref1 basierend auf dem Flusskorrekturwert Ψ_corr1 einstellen.
Ebenso kann das Subsystem 411 Referenzströme I_dq,ref2 und Referenzspannungen V_dq,ref2 basierend auf Gleichspannung V_DC, Motordrehzahl ω_e und Referenzdrehmoment T_ref2 bestimmen. Das Subsystem 411 kann auch den Flusskorrekturwert Ψ_corr2 bestimmen und die Referenzströme I_dq,ref2 und Referenzspannungen V_dq,ref2 basierend auf dem Flusskorrekturwert Ψ_corr2 aktualisieren.
Der Controller 400 kann die Flusskorrekturwerte Ψ_corr1, Ψ_corr2 unabhängig voneinander bestimmen. Der Controller 400 kann unabhängig die Referenzspannungen V_dq,ref1, V_dq,ref2 basierend auf den jeweiligen Flusskorrekturwerten Ψ_corr1, Ψ_corr2 einstellen und Referenzspannungen V_dq,ref1, V_dq,ref2 jeweils zu Pulsmodulatoren 406, 416 ausgeben. Die Pulsmodulatoren 406, 416 können den Arbeitszyklus der jeweiligen Wechselrichter modulieren, die die Feldschwächungssteuerung für die jeweiligen virtuellen Mehrphasenmotoren unterstützen können. Der Controller 400 kann folglich unerwünschte Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor 108 verringern oder eliminieren und Schäden an dem Dauermagnet vermeiden oder eliminieren.
5 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Controller 500 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht. Der Controller 500 kann konfiguriert sein, um den Mehrphasenmotor 108 (1) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu behandeln. Der Controller 500 kann konfiguriert sein, um den N-Phasenmotor 108 als M virtuelle Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei M irgendeine positive Ganzzahl ist und jeder virtuelle Mehrphasenmotor irgendeine Anzahl von Phasen aufweist. Nur zur Vereinfachung der Veranschaulichung, ist die Mehrphasenmaschine 101 als eine Sechsphasenmaschine beschrieben, und der Controller 500 ist als zwei virtuelle Mehrphasenmotoren zu jeweils drei Phasen steuernd beschrieben.
Der Controller 500 kann das Drehmomentverteilungsmodul 520 aufweisen. Das Drehmomentverteilungsmodul 520 kann Referenzdrehmoment T_ref auf die Subsysteme verteilen. Das Drehmomentverteilungsmodul 520 kann eine Hälfte des Referenzdrehmoments T_ref zu dem Drehmomentsteuermodul 402 und dem Drehmomentsteuermodul 412 derart verteilen, dass $T_{ref1} = \frac{T_{ref}}{2}$
und $T_{ref2} = \frac{T_{ref}}{2}$
sind. Bei einigen Beispielen kann das Drehmomentverteilungsmodul 520 Referenzdrehmoment T_ref ungleichmäßig verteilen.
Der Controller 500 kann Subsysteme 401 und 411 aufweisen, die jeweils einen der virtuellen Mehrphasenmotoren steuern. Der Controller 500 kann zusätzliche Subsysteme, die von der Anzahl virtueller Mehrphasenmotoren abhängen, aufweisen. Falls der Controller 500 zum Beispiel drei virtuelle Mehrphasenmotoren aufweist, kann der Controller 500 drei Subsysteme aufweisen. Jedes Subsystem 401, 411 kann ein Drehmomentsteuermodul (jeweils 402, 412), ein Stromsteuermodul (jeweils 404 und 414) und einen Pulsmodulator (jeweils 406, 416) aufweisen. Bei einigen Beispielen kann der Controller 500 das Drehmomentverteilungsmodul 520 und ein gemeinsames Flusskorrekturmodul 520' aufweisen.
Das Drehmomentsteuermodul 402 kann eine Gleichspannung V_DC und Angaben von Motordrehzahl ω_e und Referenzdrehmoment T_ref1 empfangen. Das Drehmomentsteuermodul 402 kann Referenzströme I_dq,ref, aus der I_dq-Nachschlagetabelle 314 basierend auf den Eingaben bestimmen und die Referenzströme I_dq,ref1, wie unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, ausgeben. Das Stromsteuermodul 404 kann die Referenzströme I_dq,ref1, Gleichspannung V_DC und eine Angabe der Motordrehzahl ω_e empfangen. Das Stromsteuermodul 504 kann Referenzspannungen V_dq,ref1 basierend auf den empfangenen Referenzströmen I_dq,ref1, wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, bestimmen. Das Stromsteuermodul 404 kann auch einen Flusskorrekturwert Ψ_corr1 bestimmen und den Flusskorrekturwert Ψ_corr1 ausgeben. Bei einigen Beispielen kann der Flusskorrekturwert basierend auf Referenzspannungen V_dq,ref1 und V_max, wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, bestimmt werden. Ebenso kann das Subsystem 511 Referenzströme I_dq,ref2 und Referenzspannungen V_dq,ref2 basierend auf der Gleichspannung V_DC, Motordrehzahl ω_e und Referenzdrehmoment T_ref2 bestimmen. Das Stromsteuermodul 414 kann auch einen Flusskorrekturwert Ψ_corr2 bestimmen und den Flusskorrekturwert Ψ_corr2 ausgeben.
Bei einigen Beispielen kann es vorteilhaft sein, die Referenzströme I_dq,ref1, I_dq,ref2 und Referenzspannungen V_dq,ref1, V_dq,ref2 basierend auf demselben Flusskorrekturwert einzustellen. Bei einigen Beispielen kann das gemeinsame Flusskorrekturmodul 520' die Flusskorrekturwerte Ψ_corr1, Ψ_corr2 empfangen und einen gemeinsamen Flusskorrekturwert Ψ_corr1 basierend auf den Eingabeflusskorrekturwerten Ψ_corr1, Ψ_corr2 bestimmen. Der gemeinsame Flusskorrekturwert Ψ_corr* kann zu einem der Flusskorrekturwerte Ψ_corr1, Ψ_corr2 proportional sein. Der Flusskorrekturbegrenzer kann zum Beispiel den gemeinsamen Flusskorrekturwert Ψ_corr1 gleich dem Minimum der Flusskorrekturwerte Ψ_corr1, Ψ_corr2 einstellen. Bei einigen Beispielen, falls Gleichung 3 ΔV = |V_dq,ref|-k*V_max neu geschrieben wird, kann der Flusskorrekturwert Ψ_corr* auf gleich das Maximum der Flusskorrekturwerte W_corr1, Ψ_corr2 eingestellt werden. Das gemeinsame Flusskorrekturmodul 520' kann den gemeinsamen Flusskorrekturwert Ψ_corr1 ausgeben, der zu den Drehmomentsteuermodulen 402, 412 zurückgegeben werden kann.
Die Drehmomentsteuermodule 402, 412 können den gemeinsamen Flusskorrekturwert Ψ_corr* empfangen und die Referenzströme I_dq,ref1, I_dq,ref2 jeweils basierend auf dem gemeinsamen Flusskorrekturwert Ψ_corr* einstellen. Die Drehmomentsteuermodule 402, 412 können die aktualisierten Referenzströme I_dq,ref1, I_dq,ref2 ausgeben. Die Stromsteuermodule 404, 414 können die aktualisierten Referenzströme I_dq,ref1, I_dq,ref2 empfangen und die Referenzspannungen V_dq,ref1, V_dq,ref2 basierend auf den aktualisierten Referenzströmen I_dq,ref1, I_dq,ref2 einstellen. Die Stromsteuermodule 404, 414 können die Referenzspannungen V_dq,ref1, V_dq,ref2 zu den jeweiligen Pulsmodulatoren 406, 416 ausgeben. Die Pulsmodulatoren 406, 416 können den Arbeitszyklus der jeweiligen Wechselrichter modulieren. Durch Verwenden desselben gemeinsamen Flusskorrekturwerts Ψ_corr* zum Aktualisieren der Referenzströme und Referenzspannungen für jeden der virtuellen Dreiphasenmotoren, kann jeder der virtuellen Dreiphasenmotoren an demselben Feldschwächungsniveau arbeiten. Der Controller 500 kann daher unerwünschte Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor 108 effektiver als andere Beispiele, die Schaden an dem Dauermagnet verhüten oder verringern können, verringern oder eliminieren.
6 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Controller 600 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht. Bei einigen Beispielen weist der Controller 600 das Drehmomentverteilungsmodul 620 und die Subsysteme 601, 611 auf. Der Controller 600 kann konfiguriert sein, um den Mehrphasenmotor 108 (1) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu behandeln. Der Controller 600 kann konfiguriert sein, um den N-Phasenmotor 108 als M virtuelle Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei M irgendeine positive Ganzzahl ist und jeder der M virtuellen Mehrphasenmotoren irgendeine Anzahl von Phasen aufweist. Nur zur Vereinfachung der Veranschaulichung ist die Mehrphasenmaschine 101 als eine Sechsphasenmaschine beschrieben, und der Controller 600 ist als zwei virtuelle Mehrphasenmotoren zu jeweils drei Phasen steuernd beschrieben. Der Controller 600 kann M Subsysteme aufweisen, so dass jedes Subsystem einem virtuellen Mehrphasenmotor entspricht.
Das Subsystem 601 kann das Drehmomentsteuermodul 602, das Stromsteuermodul 604, den Pulsmodulator 606, das Phasenmessmodul 608 und das Oberschwingungsschätzungsmodul 609 aufweisen. Ebenso kann das Subsystem 611 das Drehmomentsteuermodul 612, das Stromsteuermodul 614, den Pulsmodulator 616, das Phasenmessmodul 618 und das Oberschwingungsschätzungsmodul 619 aufweisen.
Die Drehmomentsteuermodule 602, 612 können im Wesentlichen ähnlich dem Drehmomentsteuermodul 300, das unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, sein. Die Drehmomentsteuermodule 602, 612 können eine Mehrzahl von Eingaben aufweisen, wie zum Beispiel Gleichspannung V_DC, Motordrehzahl ω_e und ein Referenzdrehmoment (jeweils T_ref1, T_ref2). Bei einigen Beispielen kann das Drehmomentsteuermodul 602, 612 einen Flusskorrekturwert empfangen. Die Drehmomentsteuermodule 602, 612 können Referenzströme I_dq,ref1, I_dq,ref2 bestimmen und die Referenzströme ausgeben.
Die Drehmomentsteuermodule 604, 614 können eine Mehrzahl von Eingaben aufweisen, wie zum Beispiel eine Gleichspannung V_DC, Motordrehzahl ω_e und einen Referenzstrom, jeweils I_dq,ref1, I_dq,ref2. Die Stromsteuermodule 604, 614 bestimmen jeweils eine Referenzspannung V_dq,ref1, V_dq,ref2. Die Stromsteuermodule 604, 614 geben die Referenzspannung jeweils zu den Pulsmodulatoren 606, 616 aus.
Das Drehmomentverteilungsmodul 620 verteilt das Referenzdrehmoment T_ref auf die Subsysteme 601, 611. Die Subsysteme 601, 611 können in einem „aktiven“ oder einem „passiven“ Modus arbeiten. Bei einigen Beispielen können beide Subsysteme 601, 611 in einem aktiven Modus arbeiten. Bei einigen Beispielen kann ein Subsystem (zum Beispiel 601) in einem aktiven Modus und ein anderes Subsystem (zum Beispiel 611) kann in einem passiven Modus arbeiten. Bei einem aktiven Modus verteilt das Drehmomentverteilungsmodul 620 mindestens einen Abschnitt des Referenzdrehmoments T_ref zu dem Drehmomentsteuermodul für das besondere Subsystem. Bei einem passiven Modus verteilt das Drehmomentverteilungsmodul 620 null oder in etwa null Drehmoment zu einem besonderen Subsystem.
Bei einigen Beispielen können beide Subsysteme 601, 611 in einem aktiven Modus arbeiten. Das Drehmomentverteilungsmodul 620 kann Referenzdrehmoment T_ref gleichmäßig auf die Subsysteme verteilen. Das Drehmomentverteilungsmodul 620 kann zum Beispiel eine Hälfte des Referenzdrehmoments T_ref zu jedem der Drehmomentsteuermodule 602, 612 verteilen, so dass $T_{ref1} = \frac{T_{ref}}{2} {und T}_{ref2} = \frac{T_{ref}}{2}$
sind. Bei einigen Beispielen, bei welchen der Controller 600 M Subsysteme aufweist, kann das Drehmomentverteilungsmodul 620 das Drehmoment gleichmäßig auf jedes der M Subsysteme derart übertragen, dass jedes Drehmomentsteuermodul eine Drehmomentmenge gleich $\frac{T_{ref}}{M}$
empfängt. Bei einigen Beispielen kann das Drehmomentverteilungsmodul 620 Referenzdrehmoment T_ref ungleichmäßig derart verteilen, dass T_ref1 nicht gleich T_ref2 ist (zum Beispiel $T_{ref1} = \frac{T_{ref}}{3} {und T}_{ref2} = \frac{{2*T}_{ref}}{3}$
).
Bei einigen Beispielen kann der Controller 600 konfiguriert sein, um mindestens eines der Subsysteme 601, 611 derart abzuschalten, dass der Satz von Phasenströmen für das besondere Subsystem nicht betriebsfähig ist, oder mindestens eines der Subsysteme 601, 611 in einem passiven Modus getrieben wird. Bei einigen Beispielen kann es vorteilhaft sein, einen Satz von Phasen abzuschalten, falls die Mehrphasenmaschine 101 nicht korrekt arbeitet. Bei einigen Beispielen kann das Abschalten eines Satzes von Phasen die Effizienz oder andere Betriebsmerkmale (zum Beispiel Temperatur, Oberschwingungen usw.) der Mehrphasenmaschine 101 verbessern.
Das Drehmomentverteilungsmodul 620 verteilt eventuell kein Drehmoment zu mindestens einem der Subsysteme 601, 601. Der Controller 600 kann zum Beispiel konfiguriert sein, um die Sechsphasenmaschine 101 als zwei virtuelle Dreiphasenmotoren zu behandeln. Bei einigen Beispielen kann der Controller 600 konfiguriert sein, um den ersten virtuellen Dreiphasenmotor derart abzuschalten, dass nur der zweite virtuelle Mehrphasenmotor Drehmoment erzeugt (das heißt, dass der zweite virtuelle Mehrphasenmotor in einem aktiven Modus getrieben wird). Bei einigen Beispielen kann der Controller 600 konfiguriert sein, um die Neunphasenmaschine 101 als drei virtuelle Dreiphasenmotoren zu behandeln, und kann konfiguriert sein, um mindestens einen der virtuellen Mehrphasenmotoren abzuschalten. Der Controller 600 kann zum Beispiel konfiguriert sein, um einen der drei virtuellen Dreiphasenmotoren abzuschalten und die restlichen betriebsfähigen virtuellen Mehrphasenmotoren aktiv zu treiben, indem er das Referenzdrehmoment T_ref (gleichmäßig oder ungleichmäßig) den Drehmomentsteuermodulen der restlichen betriebsfähigen virtuellen Mehrphasenmotoren zuweist. Als ein anderes Beispiel kann der Controller 600 konfiguriert sein, um zwei der drei virtuellen Dreiphasenmotoren derart abzuschalten, dass der einzige betriebsfähige virtuelle Mehrphasenmotor aktiv getrieben wird und ein Drehmoment gleich dem Referenzdrehmoment T_ref erzeugt. Bei einigen Beispielen kann das Abschalten eines virtuellen Mehrphasenmotors den Betrieb des aktiv getriebenen Motors jedoch stören und den Mehrphasenmotor 108 auf Drehzahlen unterhalb der Feldschwächungsdrehzahlen begrenzen.
Statt dass der Controller 600 einen virtuellen Mehrphasenmotor abschaltet, kann der Controller 600 bei einigen Beispielen konfiguriert sein, um die Phasen eines virtuellen Mehrphasenmotors passiv zu treiben, indem er einem virtuellen Mehrphasenmotor null oder in etwa null Drehmoment zuweist. Bei einigen Beispielen kann das passive Treiben einer virtuellen Mehrphasenmaschine durch Zuweisen von in etwa null Newton-Meter Drehmoment Störungen des aktiv getriebenen Motors verringern, während es dem Mehrphasenmotor 108 immer noch ermöglicht wird, in einem Feldschwächungsbereich zu arbeiten.
Der Controller 600 kann den Betrieb eines aktiv getriebenen Subsystems durch Integrieren von Oberschwingungserfassung und -Unterdrückung verbessern. Das Subsystem 601 des Controllers 600 kann das Phasenmessmodul 608, das Oberschwingungsschätzungsmodul 609 und das Oberschwingungsunterdrückungsmodul 610 aufweisen. Das Subsystem 611 kann auf die gleiche Weise das Phasenmessmodul 618, das Oberschwingungsschätzungsmodul 619 und das Oberschwingungsunterdrückungsmodul 620 aufweisen. Die Phasenmessmodule 608, 618 können die Statorströme I_a,b,c oder die Rotorposition messen. Die Oberschwingungsschätzungsmodule 609, 619 können die Gegenwart von Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor 108 erfassen. Die Oberschwingungsschätzungsmodule 609, 619 können zum Beispiel eine Fast Fourier-Transformierten(FTT)-Analyse auf den Statorströmen ausführen, um die Gegenwart von Oberschwingungen (inklusive unerwünschte Oberschwingungen) zu erfassen und den Pegel der Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor 108 zu bestimmen.
Die Oberschwingungsunterdrückungsmodule 610, 620 können es dem Controller 600 erlauben, Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor 108 zu erfassen und unerwünschte Oberschwingungen zu unterdrücken oder zu verringern, um die Menge an Strom- oder Drehmomentwelligkeit, Schwingungen und akustisches Störgeräusch zu senken. Die Oberschwingungsunterdrückungsmodule 610, 620 können eine Angabe der Oberschwingungen von den Oberschwingungsschätzungsmodulen 609, 619 empfangen, und der Controller 600 kann die Ströme oder Spannungen einstellen, um die unerwünschten Oberschwingungen zu verringern oder zu eliminieren. Die Stromsteuermodule 609, 619 können zum Beispiel eine Angabe der Oberschwingungen empfangen und Referenzspannungen V_dq,ref1, V_dq,ref2 einstellen, so dass der Arbeitszyklus der jeweiligen Wechselrichter geändert wird. Das Einstellen des Arbeitszyklus kann unerwünschte Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor 108 verringern, was den Betrieb oder die Langlebigkeit des Mehrphasenmotors 108 und/oder des Dauermagnets verbessern kann.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren für Vorgänge eines beispielhaften Controllers gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht. Bei einigen Beispielen kann der Controller 500 der 5 konfiguriert sein, um einen Flusskorrekturwert für jeden virtuellen Motor in einem Mehrphasenmotor zu bestimmen (702). Der Flusskorrekturwert kann durch Integrieren der Differenz zwischen der maximalen verfügbaren Spannung und der Referenzspannung bestimmt werden. Der Controller 500 kann konfiguriert sein, um eine Angabe des Flusskorrekturwerts auszugeben (704) und einen Referenzstrom (I_dq,ref) basierend auf der Angabe des Flusskorrekturwerts zu aktualisieren (706). Durch Aktualisieren des Referenzstroms, kann der Controller 500 Feldschwächung für den Mehrphasenmotor 108 ausführen, was den Betrieb des Mehrphasenmotors 108 verbessern, die Gefahr von Beschädigung des Dauermagnets verringern und die Lebensdauer des Mehrphasenmotors 108 erweitern kann. Bei einigen Beispielen kann der Controller 500 konfiguriert sein, um eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern und einen gemeinsamen Flusskorrekturwert zu bestimmen. Durch Verwenden eines gemeinsamen Flusskorrekturwerts kann der Controller 500 die Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren synchronisieren, was die Beschädigungsgefahr des Dauermagnets verringern kann. Der Controller 500 kann ferner konfiguriert sein, um eine Referenzspannung (V_dq,ref) basierend auf dem aktualisierten Referenzstrom zu aktualisieren (708). Der Controller 500 kann einen Arbeitszyklus einer Pulsmodulationsvorrichtung basierend auf der aktualisierten Referenzspannung aktualisieren (710). Das Aktualisieren der Referenzspannung und des Arbeitszyklus können es dem Controller 500 erlauben, den Betrieb des Mehrphasenmotors 108 zu verbessern, indem Feldschwächung und das Erzeugen von mehr Strom und Drehmoment ermöglicht werden.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren für Vorgänge eines beispielhaften Controllers gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung veranschaulicht. Bei einigen Beispielen kann der Controller 600 der 6 konfiguriert sein, um eine Drehmomentmenge zu bestimmen, die einem ersten virtuellen Mehrphasenmotor und einem zweiten virtuellen Mehrphasenmotor in einem Mehrphasenmotor 108 zugewiesen wird (802). Der Controller 600 kann konfiguriert sein, um einen ersten virtuellen Mehrphasenmotor in einem Mehrphasenmotor aktiv zu treiben (804). Der Controller 600 kann konfiguriert sein, um einen zweiten virtuellen Mehrphasenmotor in einem Mehrphasenmotor passiv zu treiben (806). Bei einigen Beispielen können es das aktive Treiben eines ersten virtuellen Mehrphasenmotors und das passive Treiben eines zweiten virtuellen Mehrphasenmotors dem Controller 600 ermöglichen, redundante Kontrolle des Mehrphasenmotors 108 aufrecht zu erhalten, falls eine oder mehrere der Phasen nicht betriebsfähig sind. Der Controller 600 kann konfiguriert sein, um unerwünschte Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor zu erfassen (808). Der Controller 600 kann konfiguriert sein, um unerwünschte Oberschwingungen in dem Mehrphasenmotor 108 zu verringern (810). Der Controller 600 kann daher den Betrieb des Mehrphasenmotors 108 verbessern, indem er unerwünschte Oberschwingungen verringert, Strom- oder Drehmomentwelligkeit verringert und akustisches Störgeräusch verringert.
Die oben stehenden Beispiele werden verwendet, um Beispiele oder Anwendungen zu zeigen, die an Techniken und Schaltungen, die hier beschrieben sind, anwendbar sind. Bei einem oder mehreren Beispielen können die beschriebenen Funktionen in Hardware, Software, Firmware oder irgendeiner Kombination davon umgesetzt werden. Ein oder mehrere der Controller, die hier beschrieben sind, können zum Beispiel in Hardware, Software, Firmware oder irgendeiner Kombination davon umgesetzt werden. Wenn sie in Software umgesetzt werden, können die Funktionen als eine oder mehrere Anweisungen oder Code auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder übertragen und von einer auf Hardware basierenden Verarbeitungseinheit umgesetzt werden. Computerlesbare Medien können computerlesbare Speichermedien aufweisen, die einem konkreten Medium entsprechen, wie zum Beispiel Datenspeichermedien oder Kommunikationsmedien, die irgendein Medium aufweisen, das den Transfer eines Computerprogramms von einem Ort zu einem anderen erleichtert, zum Beispiel gemäß einem Kommunikationsprotokoll. Derart können computerlesbare Medien allgemein (1) konkreten computerlesbaren Speichermedien, die nicht flüchtig sind, oder (2) einem Kommunikationsmedium, wie zum Beispiel einem Signal oder einer Trägerwelle entsprechen. Datenspeichermedien können irgendwelche verfügbaren Medien sein, auf die ein oder mehrere Computer oder ein oder mehrere Prozessoren zugreifen können, um Anweisungen, Code und/oder Datenstrukturen zur Umsetzung der in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken abzurufen. Ein Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Medium aufweisen.
Beispielhaft und nicht einschränkend können solche computerlesbaren Speichermedien RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM oder andere optische Plattenspeicher, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen, Flashspeicher oder irgendein Medium sein, das verwendet werden kann, um gewünschten Programmcode in der Form von Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern, und auf das durch einen Computer zugegriffen werden kann. Auch eine beliebige Verbindung korrekt ein computerlesbares Medium genannt. Falls Anweisungen von einer Website, einem Server oder einer anderen entfernten Quelle unter Verwendung eines Koaxialkabels, Lichtleitfaserkabels, eines verdrillten Leitungspaars, einer digitalen Teilnehmerleitung (DSL) oder drahtloser Technologien, wie zum Beispiel Infrarot-, Funk- und Mikrowellen übertragen werden, sind das Koaxialkabel, das Lichtleitfaserkabel, die verdrillte Teilnehmerleitung, DSL oder die drahtlosen Technologien, wie zum Beispiel Infrarot-, Funk- und Mikrowellen, in der Definition des Mediums enthalten. Es ist jedoch klar, dass das computerlesbare Speichermedium und Datenspeichermedium keine Verbindungen, Trägerwellen, Signale oder andere vorübergehende Medien aufweisen, sondern stattdessen auf nicht vorübergehende, konkrete Speichermedien abzielen.
Anweisungen können von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, wie zum Beispiel ein oder mehrere digitale Signalprozessoren (DSPs), Allzweckprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbare Logic-Arrays (FPGAs) oder andere gleichwertige integrierte oder getrennte Logikschaltungen. Der Begriff „Prozessor“, wie er hier verwendet wird, kann folglich irgendeine der oben stehenden Strukturen oder irgendeine andere Struktur bezeichnen, die für die Umsetzung der hier beschriebenen Techniken geeignet ist. Zusätzlich können die hier beschriebenen Funktionalitäten bei einigen Aspekten innerhalb dedizierter Hardware- und/oder Softwaremodule bereitgestellt werden, die zum Codieren und Dekodieren ausgelegt sind, oder in einen kombinierten Codec integriert. Die Techniken könnten auch vollständig in einer oder mehreren Schaltungen oder in einem oder mehreren Logikelementen umgesetzt werden.
Die Techniken dieser Offenbarung können in einer großen Vielzahl von Vorrichtungen oder Geräten umgesetzt werden, darunter eine integrierte Schaltung (IC) oder ein Satz von ICs (zum Beispiel ein Chipsatz). Unterschiedliche Bauteile, Module oder Einheiten sind in dieser Offenbarung beschrieben, um funktionale Aspekte von Vorrichtungen zu betonen, die ausgelegt sind, um die offenbarten Techniken auszuführen, erfordern jedoch nicht unbedingt die Ausführung durch unterschiedliche Hardwareeinheiten. Wie oben beschrieben, können die verschiedenen Einheiten vielmehr in einer Hardwareeinheit kombiniert oder durch eine Sammlung interoperativer Hardwareeinheiten bereitgestellt werden, die einen oder mehrere Prozessoren wie oben beschrieben kombiniert mit geeigneter Software und/oder Firmware aufweisen.
Diverse Beispiele wurden beschrieben. Diese und andere Beispiele liegen innerhalb des Geltungsbereichs der folgenden Ansprüche.

Claims

Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) zum Steuern eines Mehrphasenmotors (108), der Folgendes umfasst: ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612); und ein Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614), wobei das Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, eine Referenzspannung zu bestimmen, einen Flusskorrekturwert basierend auf der Referenzspannung, einer maximalen verfügbaren Spannung und einer Drehzahl des Mehrphasenmotors (108) zu bestimmen und den Flusskorrekturwert auszugeben, wobei das Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert zu empfangen und den Referenzstrom basierend auf dem Flusskorrekturwert zu aktualisieren, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) konfiguriert ist, den Mehrphasenmotor (108) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) ferner ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) und ein Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren umfasst, wobei jedes Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem jeweiligen Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, einen Flusskorrekturwert zu bestimmen und den jeweiligen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei jedes Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert von dem jeweiligen Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) zu empfangen und den jeweiligen Referenzstrom basierend auf dem empfangenen Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) zum Steuern eines Mehrphasenmotors (108), der Folgendes umfasst: ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612); und ein Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614), wobei das Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, eine Referenzspannung zu bestimmen, einen Flusskorrekturwert basierend auf der Referenzspannung, einer maximalen verfügbaren Spannung und einer Drehzahl des Mehrphasenmotors (108) zu bestimmen und den Flusskorrekturwert auszugeben, wobei das Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert zu empfangen und den Referenzstrom basierend auf dem Flusskorrekturwert zu aktualisieren, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) konfiguriert ist, den Mehrphasenmotor (108) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) ferner Folgendes umfasst: ein Flusskorrekturmodul; und ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) und ein Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614)für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren, wobei jedes Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem jeweiligen Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, einen Flusskorrekturwert zu bestimmen und den jeweiligen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei das Flusskorrekturmodul konfiguriert ist, die Flusskorrekturwerte von jedem der Stromsteuermodule (204, 404, 414, 604, 614) zu empfangen, einen gemeinsamen Flusskorrekturwert zu bestimmen und einen gemeinsamen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei jedes Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den gemeinsamen Flusskorrekturwert zu empfangen und den jeweiligen Referenzstrom basierend auf dem Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) nach Anspruch 2, wobei jeder der Flusskorrekturwerte einen Satz von Flusskorrekturwerten umfasst, wobei der gemeinsame Flusskorrekturwert zu dem Minimum oder dem Maximum des Satzes von Flusskorrekturwerten proportional ist.
Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der ferner mindestens einen Pulsmodulator (206, 406, 416, 606, 616) umfasst, wobei das Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, die Referenzspannung auszugeben, wobei der mindestens eine Pulsmodulator (206, 406, 416, 606, 616) konfiguriert ist, die Referenzspannung zu empfangen und einen Arbeitszyklus des Mehrphasenmotors (108) zu modulieren.
Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Referenzstrom basierend auf einem verfügbaren Fluss und einem Referenzdrehmoment zu berechnen.
Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Flusskorrekturwert auf der Differenz zwischen einer Referenzspannung und einer maximalen verfügbaren Spannung basiert.
Verfahren zum Steuern eines Mehrphasenmotors (108), das Folgendes umfasst: Bestimmen eines Referenzstroms basierend auf einer maximal verfügbaren Spannung, einer Drehzahl des Mehrphasenmotors (108) und einem Referenzdrehmoment; Bestimmen einer Referenzspannung basierend auf dem Referenzstrom; Bestimmen (702) eines Flusskorrekturwerts basierend auf der Referenzspannung, der maximalen verfügbaren Spannung und der Drehzahl des Mehrphasenmotors (108); und Aktualisieren (706) des Referenzstroms basierend auf dem Flusskorrekturwert, wobei das Verfahren ferner das virtuelle Steuern des Mehrphasenmotors (108) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren umfasst, wobei das virtuelle Steuern des Mehrphasenmotors (108) für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren Folgendes aufweist: Bestimmen eines Referenzstroms basierend auf einer maximalen verfügbaren Spannung, einer Drehzahl des Mehrphasenmotors (108) und einem Referenzdrehmoment; Bestimmen einer Referenzspannung basierend auf dem Referenzstrom; Bestimmen eines Flusskorrekturwerts basierend auf der Referenzspannung, der maximalen verfügbaren Spannung und der Drehzahl des Mehrphasenmotors (108); und Aktualisieren des Referenzstroms basierend auf dem Flusskorrekturwert.
Verfahren zum Steuern eines Mehrphasenmotors (108), das Folgendes umfasst: Bestimmen eines Referenzstroms basierend auf einer maximal verfügbaren Spannung, einer Drehzahl des Mehrphasenmotors (108) und einem Referenzdrehmoment; Bestimmen einer Referenzspannung basierend auf dem Referenzstrom; Bestimmen (702) eines Flusskorrekturwerts basierend auf der Referenzspannung, der maximalen verfügbaren Spannung und der Drehzahl des Mehrphasenmotors (108); und Aktualisieren (706) des Referenzstroms basierend auf dem Flusskorrekturwert, wobei das Verfahren ferner das virtuelle Steuern des Mehrphasenmotors (108) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren umfasst, wobei das virtuelle Steuern des Mehrphasenmotors (108) für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren das Bestimmen eines Referenzstroms basierend auf einer Spannung, einer Motordrehzahl und einem Referenzdrehmoment, das Bestimmen einer Referenzspannung basierend auf dem Referenzstrom, und das Bestimmen eines Flusskorrekturwerts basierend auf der Referenzspannung umfasst, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bestimmen eines gemeinsamen Flusskorrekturwerts; und Aktualisieren des jeweiligen Referenzstroms für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren basierend auf dem gemeinsamen Flusskorrekturwert.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bestimmen des gemeinsamen Flusskorrekturwerts das Berechnen eines Werts aufweist, der zu dem Minimum oder dem Maximum der Flusskorrekturwerte proportional ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, das ferner das Modulieren (710) eines Arbeitszyklus des Mehrphasenmotors (108) basierend auf der Referenzspannung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, das ferner Folgendes umfasst: Berechnen des Referenzstroms basierend auf einem verfügbaren Fluss und einem Referenzdrehmoment.
System, das Folgendes umfasst: einen Mehrphasenmotor (108); und eine Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) zum Steuern des Mehrphasenmotors (108), wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) Folgendes aufweist: ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612); und ein Stromsteuermodul(204, 404, 414, 604, 614), wobei das Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, eine Referenzspannung zu bestimmen, einen Flusskorrekturwert basierend auf der Referenzspannung, einer maximalen verfügbaren Spannung und einer Drehzahl des Mehrphasenmotors (108) zu bestimmen und den Flusskorrekturwert auszugeben, wobei das Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert zu empfangen und den Referenzstrom basierend auf dem Flusskorrekturwert zu aktualisieren, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) konfiguriert ist, den Mehrphasenmotor (108) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) ferner ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) und ein Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren umfasst, wobei jedes Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem jeweiligen Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, einen Flusskorrekturwert zu bestimmen und den jeweiligen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei jedes Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert von dem jeweiligen Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) zu empfangen und den jeweiligen Referenzstrom basierend auf dem empfangenen Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
System, das Folgendes umfasst: einen Mehrphasenmotor (108); und eine Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) zum Steuern des Mehrphasenmotors (108), wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) Folgendes aufweist: ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612); und ein Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614), wobei das Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, eine Referenzspannung zu bestimmen, einen Flusskorrekturwert basierend auf der Referenzspannung, einer maximalen verfügbaren Spannung und einer Drehzahl des Mehrphasenmotors (108) zu bestimmen und den Flusskorrekturwert auszugeben, wobei das Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Flusskorrekturwert zu empfangen und den Referenzstrom basierend auf dem Flusskorrekturwert zu aktualisieren, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) konfiguriert ist, den Mehrphasenmotor (108) als eine Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren zu steuern, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) ferner Folgendes umfasst: ein Flusskorrekturmodul; und ein Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) und ein Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) für jeden der Mehrzahl virtueller Mehrphasenmotoren, wobei jedes Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, einen Referenzstrom von dem jeweiligen Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) zu empfangen, einen Flusskorrekturwert zu bestimmen und den jeweiligen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei das Flusskorrekturmodul konfiguriert ist, die Flusskorrekturwerte von jedem der Stromsteuermodule (204, 404, 414, 604, 614) zu empfangen, einen gemeinsamen Flusskorrekturwert zu bestimmen und einen gemeinsamen Flusskorrekturwert auszugeben, wobei jedes Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den gemeinsamen Flusskorrekturwert zu empfangen und den jeweiligen Referenzstrom basierend auf dem gemeinsamen Flusskorrekturwert zu aktualisieren.
System nach Anspruch 13, wobei jeder der Flusskorrekturwerte einen Satz von Flusskorrekturwerten umfasst, wobei der gemeinsame Flusskorrekturwert zu dem Minimum oder dem Maximum des Satzes von Flusskorrekturwerten proportional ist.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Steuerung (104, 200, 400, 500, 600) ferner mindestens einen Pulsmodulator (206, 406, 416, 606, 616) umfasst, wobei das Stromsteuermodul (204, 404, 414, 604, 614) konfiguriert ist, die Referenzspannung auszugeben, wobei der mindestens eine Pulsmodulator (206, 406, 416, 606, 616) konfiguriert ist, die Referenzspannung zu empfangen und einen Arbeitszyklus des Mehrphasenmotors (108) zu modulieren.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Drehmomentsteuermodul (202, 300, 402, 412, 602, 612) konfiguriert ist, den Referenzstrom basierend auf einem verfügbaren Fluss und einem Referenzdrehmoment zu berechnen.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der Flusskorrekturwert auf der Differenz zwischen einer Referenzspannung und einer maximalen verfügbaren Spannung basiert.