ES2826373T3

ES2826373T3 - Limitador de tensión de cuatro cuadrantes para un control de máquina de flujo de rotor orientado

Info

Publication number: ES2826373T3
Application number: ES15754921T
Authority: ES
Inventors: Robert J Vovos; Arthur P Lyons
Original assignee: BAE Systems Controls Inc
Current assignee: BAE Systems Controls Inc
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2021-05-18
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: CN106464170B; MX2016011166A; MX357492B; EP3111550A1; US9935573B2; CA2940827C; EP3111550A4; CN106464170A; CA2940827A1; US20160079901A1; EP3111550B1; WO2015130908A1; BR112016019726A2; PL3111550T3; BR112016019726B1

Abstract

Un método de limitación de tensión de cuatro cuadrantes implementado por un procesador de ordenador que limita una tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltio-segundo de un inversor, comprendiendo el método de limitación de tensión de cuatro cuadrantes implementado por un procesador de ordenador: aplicar (805) mediante un procesador de ordenador un límite superior para una tensión de eje q en una operación de motorización, en una condición en la que el inversor no puede generar un par solicitado; y caracterizado por aplicar (807) mediante el procesador de ordenador un límite inferior para la tensión de eje q en una operación de regeneración, estando el límite inferior por debajo de un valor nominal necesario para mantener el flujo; y enviar un comando mediante el procesador de ordenador al inversor para aplicar el límite superior y el límite inferior para la tensión de eje q para limitar la tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltiosegundo del inversor.

Description

DESCRIPCIÓN

Limitador de tensión de cuatro cuadrantes para un control de máquina de flujo de rotor orientado

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica el beneficio en virtud del artículo 35 U.S.C. § 119(e) de la solicitud provisional de EE. UU. con n.° de serie 61/946.558, presentada el 28 de febrero de 2014.

Antecedentes

El control de par y flujo de la máquina debe mantenerse incluso cuando la máquina está restringida por el límite de tensión del inversor. Cuando los voltio-segundos comandados a la máquina sobrepasen los voltio-segundos disponibles del inversor, fluirá una corriente de fase excesiva a medida que se perderá el control de la máquina. Las condiciones de funcionamiento típicas que pueden conducir a tales situaciones incluyen alta velocidad de la máquina y/o tensión baja del enlace de ^cC del inversor. El documento US2008/0224649A1 divulga una arquitectura de control para un inversor eléctrico que incluye un limitador de comando que se realiza como un limitador de tensión circular. El limitador de comando incluye un convertidor cartesiano a polar acoplado a una fuente de comando, como un regulador de corriente de cuadro síncrono. El convertidor cartesiano a polar proporciona componentes de magnitud y fase para las tensiones de comando de d-q (cuadratura directa). El limitador de comando incluye además un limitador de magnitud que limita el componente de magnitud al componente de tensión fundamental máximo del inversor, y un convertidor polar a cartesiano que convierte el componente de magnitud limitada y el componente de fase en tensiones de comando de d-q modificadas. El documento US2010/0090629A1 divulga que un motor en un vehículo eléctrico se puede controlar al recibir al menos una entrada del usuario o información del vehículo, seleccionando uno de una pluralidad de modos de flujo disponibles usando al menos una de las entradas del usuario o la información del vehículo, y calculando una señal de control, utilizando el modo de flujo seleccionado, para controlar el motor del vehículo eléctrico.

Sumario

En un aspecto de la divulgación, para proporcionar un mecanismo robusto, se debe mantener el control de la máquina al comandar tanto el par motor como el de regeneración en todas las condiciones de funcionamiento. En un aspecto de la divulgación, se proporciona un limitador de tensión de cuatro cuadrantes que limita apropiadamente la tensión de fase comandada dentro de la capacidad voltio-segundos del inversor manteniendo el flujo del rotor y doblando el par bajo los comandos de par motor y de regeneración.

En una realización, en la reivindicación 1 adjunta se define un método de limitador de tensión de cuatro cuadrantes implementado por procesador.

En otra realización, un sistema limitador de tensión de cuatro cuadrantes está definido por la reivindicación 6 adjunta.

En otra realización, un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador que incluye un programa informático para la limitación de tensión de cuatro cuadrantes se define mediante la reivindicación 11 adjunta.

Breve descripción de los dibujos

Varios objetos, características y ventajas de la presente divulgación resultarán evidentes para un experto en la técnica, en vista de la siguiente descripción detallada tomada en combinación con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1A ilustra un gráfico asociado con un mecanismo convencional que da como resultado sobrecorrientes cuando la tensión está limitada en la regeneración (en particular, un gráfico relacionado con Idq en regeneración cuando la tensión es limitada);

la figura 1B ilustra un gráfico asociado con un mecanismo convencional cuando la tensión está limitada en la regeneración (en particular, un gráfico relacionado con Vdq en regeneración cuando la tensión es limitada); la figura 2 ilustra una serie de puntos suspensivos voltio-segundo (de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación) dada una velocidad de máquina fija y una tensión de CC del inversor (se puede ver que, para todos los vectores de corriente posibles un valor absoluto reducido de Iq da como resultado menos tensión de CC requerida para una velocidad de funcionamiento determinada);

la figura 3 ilustra un gráfico asociado con un mecanismo de limitación de tensión de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación (en particular, un gráfico relacionado con Vdq en regeneración cuando la tensión es limitada);

la figura 4A ilustra un gráfico asociado con un mecanismo de limitación de tensión de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación (en particular, un gráfico relacionado con Idq en automovilismo cuando la tensión es limitada);

la figura 4B ilustra un gráfico asociado con un mecanismo de limitación de tensión de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación (en particular, un gráfico relacionado con Vdq en automovilismo cuando la tensión es limitada);

la figura 4C ilustra un gráfico asociado con un mecanismo de limitación de tensión de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación (en particular, un gráfico relacionado con Idq en regeneración cuando la tensión es limitada).

La figura 5 ilustra un diagrama de bloques de un dispositivo de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación;

la figura 6 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación; la figura 7 ilustra un diagrama de bloques de un componente de sistema de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación; y

la figura 8 ilustra un diagrama de bloques de un método de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación. Descripción detallada

Con el fin de describir y reivindicar la presente invención, el término "motorización" pretende referirse a la condición en la que un motor está recibiendo energía eléctrica como entrada y está proporcionando par como salida.

Con el fin de describir y reivindicar la presente invención, el término "regeneración" (o "generar" o "generación") está destinado a referirse a la condición en la que un motor está recibiendo par como entrada y está proporcionando energía eléctrica como salida.

Con el fin de describir y reivindicar la presente invención, la expresión "torque de retroceso" pretende referirse a reducir el torque a un valor obtenible dadas las limitaciones físicas del sistema (por ejemplo, tensión continua del inversor).

Con el fin de describir y reivindicar la presente invención, la expresión "tensión limitada" (tal como se usa en el contexto de tensión limitada en el motor o tensión limitada en la regeneración) está destinada a referirse a una situación en la que el inversor no puede producir un par y un flujo solicitados debido a que la magnitud de la tensión de CA requerida sobrepasa lo que es físicamente posible dada la tensión de CC del inversor.

Con el fin de describir y reivindicar la presente invención, se utilizará la siguiente notación:

_{f d q} Cantidad de vectores complejos

_{f d} Cantidad del eje D

_{f q} Cantidad del eje Q

_{f *} Cantidad comandada

^{A r} Enlace de flujo de rotor

_is Corriente del estátor

_{L m} Inductancia mutua

_{L r} Inductancia del rotor

_{L s} Inductancia del estátor

Inductancia de fuga del estátor

_{L 2 = L lr} Inductancia de fuga del rotor

_{W e} Velocidad eléctrica

_rs Resistencia del estátor

d

Operador derivado

P = d t

^a Coeficiente de acoplamiento

_Te Par electromecánico

_Vcc Tensión del enlace de CC

_Vs Cantidad de tensión del estátor

A continuación, se hará referencia a un limitador de tensión convencional que proporciona un límite superior en vq absoluta. En dicho limitador de tensión convencional, la prioridad del eje D se da correctamente para mantener el flujo permitiendo un error de id de 0. Al motorizar en límite de tensión, el iq adicional está limitado por el límite de vq. Al generar en límite de tensión, iq se va cuando el límite vq limita la tensión vq adicional necesaria para reducir la corriente iq absoluta.

En conexión con dicho limitador de tensión convencional, se aplican las siguientes ecuaciones:

Ecuaciones 1 y 2 [tensiones del estátor de flujo de rotor orientado]:

Ecuación 2

Ecuaciones 3-6 [límites de tensión convencionales]:

Con referencia ahora a la figura 1A, se ilustra un gráfico asociado con un mecanismo convencional que da como resultado sobrecorrientes cuando la tensión está limitada en la regeneración (en particular, un gráfico relacionado con Idq en regeneración cuando la tensión es limitada). En conexión con esta figura 1A, id Ref (referencia) se muestra como trazado "A", iq Ref (referencia) se muestra como trazado "B", id Fb (retroalimentación) se muestra como trazado "C" e iq Fb (retroalimentación) se muestra como trazado "D". En esta figura 1A, id Ref e iq Ref se refieren a las cantidades que desea e id Fb e iq Fb se refieren a las cantidades que está recibiendo. Tal y como muestra la flecha 1, hay sobrecorriente inmediata porque la tensión no puede aumentar para retirar la corriente.

Con referencia ahora a la figura 1B, se ilustra un gráfico asociado con un mecanismo convencional cuando la tensión está limitada en la regeneración (en particular, un gráfico relacionado con Vdq en regeneración cuando la tensión es limitada). En conexión con esta figura 1B, vq FF (alimentación anticipada) se muestra como trazado "A", vd FF (alimentación anticipada) se muestra como trazo "B", vq UL (límite superior) se muestra como trazado "C", vq LL (límite inferior) se muestra como trazado "D", vd UL (límite superior) se muestra como trazado "E", vd LL (límite inferior) se muestra como trazado "F", vd se muestra como trazado "G" y vq se muestra como trazado "F" (alimentación anticipada son las tensiones d/q previstas que se utilizan como "alimentación anticipada" para los reguladores de corriente). Tal y como muestra la flecha 1, VqUL se reduce hasta que limita Vq. Tal y como muestra la flecha 2, Vd aumenta a medida que aumenta la potencia de regeneración.

Con referencia ahora a la figura 2, se ilustra una serie de puntos suspensivos voltio-segundo (de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación) dada una velocidad de máquina fija y una tensión de CC del inversor (se puede ver que para todos los vectores de corriente posibles, un valor absoluto reducido de Iq da como resultado una menor tensión de CC requerida para una velocidad de funcionamiento determinada).

Con referencia a la figura 2, se aplican las siguientes ecuaciones:

Ecuaciones 7 y 8 [tensión terminal]:

Ecuación 8

Ecuación 9 [límite de tensión del inversor]:

Ecuación 9

Ecuación 10 [alta velocidad]:

r « L_soco. _e< L _seo. _e

Ecuación 10

Ecuación 11 [límite de tensión del inversor en términos actuales]:

Ecuación 12:

Con referencia a la figura 2, se aprecia que en este ejemplo la tensión Idq limitada a 105 mVs se muestra como trazado "A", la tensión Idq limitada a 122 mVs se muestra como trazado "B", la tensión Idq limitada a 145 mVs se muestra como trazado "C" y la corriente Idq limitada a 1300 A se muestra como trazado "D".

A continuación, se hará referencia a un limitador de tensión de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación con respecto a la reducción de Iq en generación (en particular, que para reducir el Iq absoluto en generación es necesario aumentar el vq absoluto). En este sentido, se aplican las siguientes ecuaciones (en relación con las ecuaciones 14 y 15, cabe destacar que en ambos cuadrantes de regeneración vq debe aumentar para reducir el iq absoluto; en relación con las ecuaciones 16 y 17, la relación se mantiene en tensiones terminales dinámicas):

Ecuación 13 [regulación de corriente del eje Q]:

Ecuación 14 [regeneración con velocidad positiva]:

Ecuación 15 [regeneración con velocidad negativa]:

Ecuaciones 16 y 17 [tensión terminal dinámica]:

Ecuación 16

d_

V ds = l d J s + i _d e, _s L _s - i _q e _s L _s <^jú)

di _e Ecuación 17

A continuación, se hará referencia a un aspecto de la presente divulgación en el que el limitador en motorización opera como en un mecanismo convencional, pero en el que el limitador en generación (regeneración) opera para limitar vq desde abajo (siempre se permite que Vq aumente, reduciendo Iq y bajando la tensión terminal).

Con referencia ahora a la figura 3, se ilustra un gráfico asociado con un mecanismo de limitación de tensión de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación (en particular, un gráfico relacionado con Vdq en regeneración cuando la tensión es limitada).

En conexión con esta figura 3, vq FF (alimentación anticipada) mostrado como trazado "A", vd FF (alimentación anticipada) se muestra como trazo "B", vq UL (límite superior) se muestra como trazado "C", vq LL (límite inferior) se muestra como trazado "D", vd UL (límite superior) se muestra como trazado "E", vd LL (límite inferior) se muestra como trazado "F", vd se muestra como trazado "G" y vq se muestra como trazado "F" (alimentación anticipada son las tensiones d/q previstas que se utilizan como "alimentación anticipada" para los reguladores de corriente). Tal y como muestra la flecha 1, el límite de Vq aparece desde abajo para mantener la regulación de corriente el mayor tiempo posible.

Con referencia a la figura 3, se aplican las siguientes ecuaciones:

Ecuaciones 18 y 19 [eje Q limita VqFF positivo]:

Ecuaciones 20 y 21 [eje D mantiene la máxima prioridad]:

Ecuación 20

Ecuación 21

Ecuaciones 23 y 23 [eje Q limita VqFF negativo]:

Con referencia ahora a la figura 4A, se ilustra un gráfico asociado con un mecanismo de limitación de tensión de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación (en particular, un gráfico relacionado con Idq en motorización cuando la tensión es limitada). En conexión con esta figura 4A, id Ref (referencia) se muestra como trazado "A", iq Ref (referencia) se muestra como trazado "B", id Fb (retroalimentación) se muestra como trazado "C" e iq Fb (retroalimentación) se muestra como trazado "D". En esta figura 4A, id Ref e iq Ref se refieren a las cantidades que desea e id Fb e iq Fb se refieren a las cantidades que está recibiendo.

Con referencia ahora a la figura 4B, se ilustra un gráfico asociado con un mecanismo de limitación de tensión de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación (en particular, un gráfico relacionado con Vdq en motorización cuando la tensión es limitada). En conexión con esta figura 4B, vq FF (alimentación anticipada) se muestra como trazado "A", vd FF (alimentación anticipada) se muestra como trazo "B", vq UL (límite superior) se muestra como trazado "C", vq LL (límite inferior) se muestra como trazado "D", vd UL (límite superior) se muestra como trazado "E", vd LL (límite inferior) se muestra como trazado "F", vd se muestra como trazado "G" y vq se muestra como trazado "F" (alimentación anticipada son las tensiones d/q previstas que se utilizan como "alimentación anticipada" para los reguladores de corriente).

Con referencia ahora a la figura 4C, se ilustra un gráfico asociado con un mecanismo de limitación de tensión de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación (en particular, un gráfico relacionado con Idq en regeneración cuando la tensión limitada). En conexión con esta figura 4^c, id Ref (referencia) se muestra como trazado "A", iq Ref (referencia) se muestra como trazado "B", id Fb (retroalimentación) se muestra como trazado "C" e iq Fb (retroalimentación) se muestra como trazado "D". En esta figura 4C, id Ref e iq Ref se refieren a las cantidades que desea e id Fb e iq Fb se refieren a las cantidades que está recibiendo.

Con referencia ahora a la figura 5, se ilustra un diagrama de bloques de un dispositivo de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación. Tal y como se aprecia en esta figura 5, el dispositivo 500 incluye un procesador 502, un bus de datos 504, una ROM 506a, una RAM 506b, un almacenamiento persistente 506c, una pantalla 508, un dispositivo de entrada 510, un puerto de entrada de datos 512a y puerto de salida de datos 512b.

Con referencia ahora a la figura 6, se ilustra un diagrama de bloques de un sistema de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación. Tal y como se aprecia en esta figura 6, en un ejemplo, la implementación puede ser en un vehículo. El vehículo 600 puede incluir un motor 602 (conectado al generador de arranque integrado (ISG, por sus siglas en inglés) 604). En un ejemplo, el generador de arranque integrado puede ser de tipo imán permanente de superficie. El vehículo 600 también puede incluir un electromotor 606 (conectado a la carga 606). La carga 608 puede comprender, por ejemplo, el resto de una línea de transmisión (excluyendo el electromotor 606). En un ejemplo, el motor puede ser de inducción. Asimismo, el inversor 610 puede disponerse entre el generador de arranque integrado 604 y la batería 612 (que puede comprender una o más baterías). Es más, el inversor 614 puede disponerse entre el electromotor 606 y la batería 612. Es más, en un ejemplo, el inversor 614 puede incluir un dispositivo 500 del tipo mostrado en la figura 5 (el dispositivo 500 puede comunicarse (por ejemplo, de forma bidireccional con el inversor 614) a través del puerto de entrada de datos 512a y el puerto de salida de datos 512b. Es más, en un ejemplo, el inversor 610 puede incluir un dispositivo 500 del tipo mostrado en la figura 5 (el dispositivo 500 puede comunicarse (por ejemplo, de forma bidireccional con el inversor 610) a través del puerto de entrada de datos 512a y el puerto de salida de datos 512b.

Con referencia ahora a la figura 7, se ilustra un diagrama de bloques de un componente 701 del sistema de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación. Este componente del sistema 701 es una memoria (como, por ejemplo, un tipo mostrado en la figura 5) e incluye en la misma instrucciones legibles por ordenador que, cuando se ejecutan por medio de un procesador (como, por ejemplo, un tipo mostrado en la figura 5), implementan la primera unidad de aplicación 703 (para implementar, en una operación de motorización, un límite superior para la tensión de eje q) y la segunda unidad de aplicación 705 (para aplicar, en una operación de regeneración, un límite inferior para la tensión de eje q).

Con referencia ahora a la figura 8, se ilustra un diagrama de bloques de un método de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación. Tal y como se aprecia en esta figura 8, el proceso comienza en la etapa 801. En la etapa 803 se determina si el sistema está en una operación de motorización o una operación de regeneración. Si el sistema está en una operación de motorización (flecha "A"), se aplica un límite superior para la tensión de eje q en la etapa 805 (después de la etapa 805, el método puede repetirse iterativamente en la etapa 801). Si, por otro lado, se determina en la etapa 803 que el sistema está en una operación de regeneración (flecha "B"). Se aplica un límite inferior para la tensión de eje q en la etapa 807 (después de la etapa 807, el método puede repetirse iterativamente en la etapa 801).

Tal y como se ha descrito en el presente documento, en un aspecto de la divulgación, para proporcionar una unidad robusta, se debe mantener el control de la máquina al comandar tanto el par motor como el de regeneración en todas las condiciones de funcionamiento.

Tal y como se ha descrito en el presente documento, en un aspecto de la divulgación, se proporciona un limitador de tensión de cuatro cuadrantes que limita adecuadamente la tensión de fase comandada dentro de la capacidad del inversor al mantener el flujo del rotor y reducir el par bajo los comandos tanto de par de motorización como de regeneración. Bajo la orientación del flujo del rotor, se puede demostrar que a medida que se reduce el valor absoluto de la corriente del eje q, se reducen tanto los voltio-segundos necesarios como el par generado. Es deseable mantener el flujo para mantener bajas corrientes de fase, como tal, la corriente del eje d debe tener prioridad y, como tal, se debe permitir que la tensión del eje d adopte cualquier valor que pueda producir el inversor. En el funcionamiento de motorización, el límite de tensión de eje q se limita (tiene un techo) para ser la capacidad residual del inversor en cuadratura a la tensión del eje d requerido (utilizada para regular el flujo). Cuando se comanda el par de regeneración (más tensión es menos corriente), la tensión (y/o corriente) de eje d mantiene la prioridad, pero la tensión de eje q está limitada (tiene un suelo) por debajo del valor nominal necesario para mantener el flujo (ya que una reducción en la tensión de eje q hace que fluya corriente adicional en el eje q, lo que aumenta los voltio-segundos necesarios). En este aspecto de la divulgación, el limitador de tensión solo cambia de modo (motorización o regeneración) cuando la corriente del eje q y/o la velocidad de rotación de la máquina pasan por cero. En ambas situaciones, el vector de tensión de fase será de baja amplitud, eliminando los transitorios de cambio de modo que se produzcan cerca del límite de tensión del inversor.

En un ejemplo, un modo de motorización puede tener velocidad positiva o negativa. En otro ejemplo, un modo de regeneración puede tener velocidad positiva o negativa.

En un ejemplo, la corriente del eje q se puede reducir (es decir, el valor absoluto se reduce) a medida que el inversor se queda sin tensión (por ejemplo, el eje d obtiene todo lo que quiere).

Los aspectos de esta divulgación son aplicables a cualquier máquina e inversor que opere bajo control de flujo de rotor orientado, que incluya imán permanente interno, imanes permanentes de superficie y máquinas de inducción. Tal y como se ha descrito en el presente documento, en varios aspectos de la divulgación, hay técnicas para mantener el control y proporcionar el mayor par posible.

En una realización, se proporciona un método de limitación de tensión de cuatro cuadrantes implementado por procesador que limita una tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltio-segundo de un inversor, comprendiendo el método de limitación de tensión de cuatro cuadrantes: en una operación de motorización, aplicar mediante el procesador un límite superior para una tensión de eje q; y en una operación de regeneración, aplicar mediante el procesador un límite inferior para la tensión de eje q.

En un ejemplo, la tensión de fase comandada se limita a la capacidad voltio-segundos del inversor manteniendo un flujo de rotor y reduciendo un par bajo los comandos de par de motorización y regeneración.

En otro ejemplo, en la operación de motorización, el límite superior es una capacidad del inversor residual cuando se permite que una tensión de eje d adopte cualquier valor que el inversor pueda producir.

En otro ejemplo, en la operación de regeneración, se permite que una tensión de eje d adopte cualquier valor que el inversor pueda producir.

En otro ejemplo, en la operación de regeneración, el límite inferior está por debajo de un valor nominal necesario para mantener el flujo.

En otro ejemplo, la operación de motorización tiene una velocidad seleccionada del grupo de: (a) velocidad positiva; y (b) velocidad negativa; y la operación de regeneración tiene una velocidad seleccionada del grupo de: (a) velocidad positiva; y (b) velocidad negativa.

En otro ejemplo, la operación de motorización y la operación de regeneración se utilizan en un vehículo.

En otra realización, se proporciona un sistema de limitación de tensión de cuatro cuadrantes que limita una tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltio-segundo de un inversor, comprendiendo el sistema de limitación de tensión de cuatro cuadrantes un procesador; una memoria que almacena instrucciones legibles por ordenador que, cuando son ejecutadas por el procesador, implementan: una primera unidad de aplicación para aplicar, en una operación de motorización, un límite superior para una tensión de eje q; y una segunda unidad de aplicación para aplicar, en una operación de regeneración, un límite inferior para la tensión de eje q.

En otra realización, se proporciona un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador que incluye un programa informático para la limitación de tensión de cuatro cuadrantes que limita una tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltio-segundo de un inversor, incluyendo el programa informático instrucciones para: en una operación de motorización, aplicar un límite superior para una tensión de eje q; y en una operación de regeneración, aplicar un límite inferior para la tensión de eje q.

En otros ejemplos, cualquier etapa descrita en el presente documento se puede llevar a cabo en cualquier orden deseado apropiado.

Los aspectos de esta divulgación se refieren a un dispositivo, a un método y a un programa (programa informático). Los aspectos de esta divulgación se pueden utilizar en relación con un vehículo (por ejemplo, un autobús, un camión, un automóvil). En un ejemplo específico, los aspectos de esta divulgación pueden aplicarse a un vehículo híbrido.

En un aspecto de la divulgación, un controlador (tal como un controlador de sistema) que recibe valores comandados (y que proporciona una o más de las técnicas descritas en este documento) puede incluirse en un inversor. En otro aspecto de la divulgación, un controlador (como un controlador de sistema) que recibe valores comandados (y que proporciona una o más de las técnicas descritas en este documento) puede ser distinto de un inversor (por ejemplo, puede ser parte de un controlador de nivel de vehículo).

En un aspecto de la divulgación, varias técnicas descritas en este documento pueden implementarse en una FPGA, un microcontrolador y/o en software (por ejemplo, software de reloj fijo con procesador en tiempo real).

En un aspecto de la divulgación, un sistema de control incluye un procesador, al menos un dispositivo de almacenamiento de datos, tal como, pero sin limitación, una RAM, una ROM y un almacenamiento persistente y una interfaz externa.

El procesador está configurado para ejecutar uno o más programas almacenados en un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador. El dispositivo de almacenamiento legible por ordenador puede ser una RAM, un almacenamiento persistente o un almacenamiento extraíble. Por ejemplo, el procesador puede ejecutar instrucciones en un programa que se puede cargar en la RAM. El procesador puede incluir una o más unidades de procesamiento. El procesador puede ser, pero sin limitación, una c Pu o una g Pu .

Un dispositivo de almacenamiento es cualquier pieza de hardware que sea capaz de almacenar información, tal como, por ejemplo, sin limitación, datos, programas, instrucciones, código del programa y/u otra información adecuada, ya sea de forma temporal y/o permanente.

En otro aspecto de la divulgación, se pueden utilizar ASIC, FPGA, PAL y PLA como procesador.

Varios aspectos de la presente divulgación pueden incorporarse como un programa, software o instrucciones de ordenador incorporadas o almacenadas en un ordenador o máquina en un medio legible o utilizable, o un grupo de medios que hace que el ordenador o máquina realice las etapas del método cuando se ejecutan en el ordenador, procesador y/o máquina. Un dispositivo de almacenamiento de programas legible por una máquina, por ejemplo, un medio legible por ordenador, también se proporciona la incorporación tangible de un programa de instrucciones ejecutables por la máquina para realizar diversas funcionalidades y métodos descritos en la presente divulgación, por ejemplo, un producto de programa informático.

El medio legible por ordenador podría ser un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador o un medio de señal legible por ordenador. Un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador puede ser, por ejemplo, un sistema, aparato o dispositivo magnético, óptico, electrónico, electromagnético, infrarrojo o semiconductor, o cualquier combinación de estos; sin embargo, el dispositivo de almacenamiento legible por ordenador no se limita a estos ejemplos, excepto que un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador excluya el medio de señal legible por ordenador. Ejemplos adicionales del dispositivo de almacenamiento legible por ordenador pueden incluir: un disquete de ordenador portátil, un disco duro, un dispositivo de almacenamiento magnético, una memoria de solo lectura de disco compacto (CD-ROM) portátil, una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM o memoria Flash), un dispositivo de almacenamiento óptico, o cualquier combinación apropiada de estos; sin embargo, el dispositivo de almacenamiento legible por ordenador tampoco se limita a estos ejemplos. Cualquier medio tangible que pueda contener, o almacenar, un programa para su uso por o en conexión con un sistema de ejecución de instrucciones, aparato, o dispositivo podría ser un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador.

Un medio de señal legible por ordenador puede incluir una señal de datos propagada con código de programa legible por ordenador incorporado en su interior, tal como, pero sin limitación, en banda base o como parte de una onda portadora. Una señal propagada puede adoptar cualquiera de una pluralidad de formas, incluyendo, pero sin limitación, electromagnéticas, ópticas, o cualquier combinación adecuada de las mismas. Un medio de señal legible por ordenador puede ser cualquier medio legible por ordenador (exclusivo del dispositivo de almacenamiento legible por ordenador) que pueda comunicar, propagar o transportar un programa para su uso por o en conexión con un sistema, aparato o dispositivo. El código de programa incorporado en un medio de señal legible por ordenador puede transmitirse utilizando cualquier medio apropiado, incluyendo, pero sin limitación, inalámbrico, cableado, cable de fibra óptica, RF, etc., o cualquier combinación adecuada de estos.

Las expresiones "un sistema de control" y "controlador' que se pueden usar en la presente divulgación pueden incluir una variedad de combinaciones de hardware, software, dispositivos periféricos y dispositivos de almacenamiento de ordenador fijo y/o portátil. El controlador y/o el sistema de control pueden incluir una pluralidad de componentes individuales que están conectados en red o enlazados de otro modo para funcionar en colaboración, o pueden incluir uno o más componentes independientes. Los componentes de hardware y software del sistema de control y/o controlador de la presente divulgación pueden incluir y pueden estar incluidos dentro de dispositivos fijos y portátiles tales como ordenadores de escritorio, ordenadores portátiles y/o servidores y redes de servidores (nube).

La terminología utilizada en este documento tiene el propósito de describir realizaciones particulares únicamente y no pretende limitar el alcance de la divulgación y no pretende ser exhaustiva. Muchas modificaciones y variaciones serán evidentes para los expertos en la técnica sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de limitación de tensión de cuatro cuadrantes implementado por un procesador de ordenador que limita una tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltio-segundo de un inversor, comprendiendo el método de limitación de tensión de cuatro cuadrantes implementado por un procesador de ordenador:

aplicar (805) mediante un procesador de ordenador un límite superior para una tensión de eje q en una operación de motorización, en una condición en la que el inversor no puede generar un par solicitado; y

caracterizado por

aplicar (807) mediante el procesador de ordenador un límite inferior para la tensión de eje q en una operación de regeneración, estando el límite inferior por debajo de un valor nominal necesario para mantener el flujo; y enviar un comando mediante el procesador de ordenador al inversor para aplicar el límite superior y el límite inferior para la tensión de eje q para limitar la tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltiosegundo del inversor.

2. El método según la reivindicación 1, en donde la tensión de fase comandada está limitada dentro de la capacidad voltio-segundo del inversor manteniendo un flujo de rotor y reduciendo un par bajo los comandos tanto de par de motorización como de regeneración.

3. El método según la reivindicación 1, en donde, en la operación de motorización, el límite superior es una capacidad del inversor residual cuando se permite que una tensión de eje d adopte cualquier valor que el inversor pueda producir.

4. El método según la reivindicación 1, en donde, en la operación de regeneración, se permite que una tensión de eje d adopte cualquier valor que el inversor pueda producir.

5. El método según la reivindicación 1, en donde:

la operación de motorización tiene una velocidad seleccionada del grupo de: (a) velocidad positiva; y (b) velocidad negativa; y

la operación de regeneración tiene una velocidad seleccionada del grupo de: (a) velocidad positiva; y (b) velocidad negativa.

6. Un sistema de limitación de tensión de cuatro cuadrantes que limita una tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltio-segundo de un inversor, comprendiendo el sistema de limitación de tensión de cuatro cuadrantes:

un procesador (502); y

una memoria (701) que almacena instrucciones legibles por ordenador que, cuando son ejecutadas por el procesador, implementan:

una primera unidad de aplicación (703) para aplicar, en una operación de motorización, un límite superior para una tensión de eje q en una condición en la que el inversor no puede generar un par solicitado; y caracterizado por

una segunda unidad de aplicación (705) para aplicar, en una operación de regeneración, un límite inferior para la tensión de eje q, estando el límite inferior por debajo de un valor nominal necesario para mantener el flujo;

en donde la aplicación del límite superior y el límite inferior para la tensión de eje q limita la tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltio-segundo del inversor.

7. El sistema según la reivindicación 6, en donde la tensión de fase comandada está limitada dentro de la capacidad voltio-segundo del inversor manteniendo un flujo de rotor y reduciendo un par bajo los comandos tanto de par de motorización como de regeneración.

8. El sistema según la reivindicación 6, en donde, en la operación de motorización, el límite superior es una capacidad del inversor residual cuando se permite que una tensión de eje d adopte cualquier valor que el inversor pueda producir.

9. El sistema según la reivindicación 6, en donde, en la operación de regeneración, se permite que una tensión de eje d adopte cualquier valor que el inversor pueda producir.

10. El sistema según la reivindicación 6, en donde:

11. Un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador que incluye un programa informático para la limitación de tensión de cuatro cuadrantes que limita una tensión de fase comandada dentro de una capacidad voltio-segundo de un inversor, incluyendo el programa informático instrucciones para:

en una operación de motorización, aplicar (805) un límite superior para una tensión de eje q en una condición en la que el inversor no puede generar un par solicitado; y

caracterizado por

en una operación de regeneración, aplicar (807) un límite inferior para la tensión de eje q, estando el límite inferior por debajo de un valor nominal necesario para mantener el flujo;

12. El dispositivo de almacenamiento legible por ordenador según la reivindicación 11, en donde la tensión de fase comandada está limitada dentro de la capacidad voltio-segundo del inversor manteniendo un flujo de rotor y reduciendo un par bajo los comandos tanto de par de motorización como de regeneración.

13. El dispositivo de almacenamiento legible por ordenador según la reivindicación 11, en donde, en la operación de motorización, el límite superior es una capacidad del inversor residual cuando se permite que una tensión de eje d adopte cualquier valor que el inversor pueda producir.