ES2924333T3 - Procedimiento para determinar el par máximo ajustable de una máquina eléctrica - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para determinar un par máximo ajustable (Mmin, Mmax) de una máquina eléctrica en modo motor y/o generador para un punto de funcionamiento presente, en el que: un voltaje actualmente máximamente ajustable (Udc) y una frecuencia angular presente (se determinan ωel) de la máquina eléctrica; Los parámetros (P) de la máquina eléctrica se determinan iterativamente utilizando una corriente de excitación máxima permitida (lex,max) para la máquina eléctrica, y variables que comprenden una corriente q máxima posible (Iq,min, Iq,max) y una d máxima posible. -corriente (Id.min, Id,max), en cada caso para el modo de motor y/o generador, se determinan a partir de dichos parámetros usando una corriente de fase máxima permitida (Idq.Limit) y una corriente total máxima permitida (Idc.Limit) para el modo motor y/o el modo generador; a partir de las variables se determina un par máximo posible (Mmin, Mmax) de la máquina eléctrica para el modo motor y/o modo generador; ya través de una interfaz se proporciona un valor determinado para el par máximo posible para el modo de motor y/o el modo de generador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para determinar el par máximo ajustable de una máquina eléctrica

La presente invención se refiere a un procedimiento para determinar un par máximo ajustable de una máquina eléctrica, así como a una unidad de cómputo y un programa de computación para llevar a cabo el procedimiento.

Estado de la técnica

Las máquinas eléctricas, especialmente los generadores, pueden utilizarse para convertir la energía mecánica en energía eléctrica en los vehículos de motor. Para ello se suelen utilizar generadores de garras, que suelen estar dotados de excitación eléctrica. Dado que los generadores de polos de garra producen corriente trifásica, normalmente trifásica, se requiere rectificación para los sistemas eléctricos de corriente continua habituales en los vehículos de motor. Para ello pueden utilizarse rectificadores basados en diodos o interruptores semiconductores.

Los generadores también pueden utilizarse para arrancar un motor de combustión interna. Estos generadores también se denominan generadores de arranque. Normalmente, un generador de arranque de este tipo sólo se acciona por motor a velocidades muy bajas, ya que el par que se puede generar disminuye rápidamente por encima de la velocidad. Sin embargo, también son concebibles máquinas eléctricas de mayor tamaño, que también pueden utilizarse en un vehículo híbrido para conducir el vehículo, o al menos para apoyar el motor de combustión interna.

Las posibilidades básicas para determinar diversos parámetros, en particular los puntos de funcionamiento óptimos, en tales máquinas eléctricas se describen, por ejemplo, en los documentos ^d E 10 2015 117 813 A1, US 2014/ 0292240 A1, US 8.475.328 B2 y US 84110 737 B2, en algunos casos también utilizando las coordenadas que se denominan d-q.

Revelación de la invención

De acuerdo con la invención, se propone un procedimiento para determinar un par máximo ajustable de una máquina eléctrica, así como una unidad de cómputo y un programa de cómputo para llevar a cabo el mismo con las características de las reivindicaciones independientes de la patente. Las realizaciones ventajosas son el objeto de las subreivindicaciones y de la siguiente descripción.

Un procedimiento de acuerdo con la invención sirve para determinar un par máximo ajustable de una máquina eléctrica, que es preferentemente controlada por medio de un convertidor o inversor, en una operación de motor y/o generador para un punto de operación actual, y por lo tanto en particular también en tiempo real o en línea. Una máquina de garras, por ejemplo, puede considerarse una máquina eléctrica. En este caso, se determina una tensión máxima ajustable y una frecuencia angular de la corriente de la máquina eléctrica. La tensión máxima ajustable puede ser, en particular, una tensión aplicada actualmente a un circuito intermedio. La tensión puede especificarse en particular en las llamadas coordenadas d-q o en la representación vectorial espacial, que también se utilizan en relación con el llamado control vectorial. La frecuencia angular corresponde a la velocidad de la máquina eléctrica.

A partir de una corriente de excitación máxima admisible para la máquina eléctrica (aquí se utiliza el valor máximo, ya que con él se puede alcanzar un par máximo), se determinan entonces de forma iterativa los parámetros de la máquina eléctrica y, a partir de ellos, mediante una corriente de fase máxima admisible así como una corriente total máxima admisible para la operación del motor y/o del generador, las variables que comprenden una corriente q máxima posible y una corriente d máxima posible, en cada caso para la operación del motor y/o del generador.

Dichos parámetros deben entenderse en particular como parámetros que influyen en la saturación magnética de la máquina eléctrica. Preferentemente, se considera aquí un flujo concatenado, en particular del rotor, posiblemente también un flujo de fuga y/o al menos una inductancia de la máquina eléctrica. En el caso de que la máquina eléctrica no tenga un rotor de polos completos, como es el caso, por ejemplo, de una máquina de polos de garra, es conveniente utilizar una inductancia q y una inductancia d como la menos una inductancia, ya que estas son entonces diferentes entre sí y la diferencia tiene una influencia en el par máximo posible debido al llamado momento de reluctancia. Es preferible que también se utilice o se tenga en cuenta la temperatura actual de la máquina eléctrica, ya que la temperatura influye en la resistencia del estator de la máquina eléctrica.

En esta determinación iterativa de los parámetros y de las variables, se prefiere particularmente comenzar con valores iguales a cero para la corriente q y la corriente d, ya que los valores exactos no son generalmente conocidos. Además, se puede tener en cuenta el llamado par de inversión de la máquina eléctrica para garantizar un funcionamiento eficaz de la misma.

La corriente de fase máxima admisible, que puede especificarse en coordenadas d-q, representa una limitación que debe tenerse en cuenta debido al inversor y a los bobinados de la máquina eléctrica, en los que no puede circular una corriente infinitamente alta. La corriente total máxima permitida para la operación del motor o del generador representa la corriente total máxima permitida para la máquina eléctrica, que suele estar limitada por el inversor. Cabe señalar en este punto que la distinción entre la operación del motor y la operación del generador suele hacerse únicamente a través del signo de la tensión asociada y/o de la propia variable respectiva. Sin embargo, si se mencionan valores máximos aquí, deben asumirse los valores en términos de cantidades, a menos que se indique explícitamente lo contrario. En este contexto, un valor máximo en términos de cantidad en la operación regenerativa también puede ser un valor mínimo, considerado en general.

A continuación, se determina un par máximo posible de la máquina eléctrica para la operación del motor y/o del generador a partir de las variables, es decir, la corriente q máxima posible y la corriente d máxima posible, en cada caso para la operación del motor y/o del generador, proporcionándose entonces los valores asociados a través de una interfaz. Dicha interfaz puede ser una interfaz de bus, por ejemplo, una interfaz de bus CAN. El par puede determinarse de forma muy sencilla a partir de los parámetros mencionados y de los valores determinados para la corriente q y la corriente d.

De forma ventajosa, basándose en el valor proporcionado a través de la interfaz, una carga de una red de a bordo en la que está integrada la máquina eléctrica es limitada entonces a una potencia regenerativa máxima de la máquina eléctrica, y/o la asistencia del motor de la máquina eléctrica se distribuye, en particular de forma lineal, a un recorrido de accionamiento de un pedal de acelerador de un vehículo en el que se utiliza la máquina eléctrica. Al limitar la carga de la red de a bordo, se pueden evitar las sobrecargas y, al mismo tiempo, utilizar siempre la máxima carga posible. Al distribuir la potencia regenerativa a lo largo del recorrido del pedal del acelerador, se puede ofrecer al conductor una experiencia de conducción suave, pero siempre utilizando la máxima potencia posible de la máquina eléctrica.

Para una explicación más detallada del procedimiento, en particular, también con las fórmulas pertinentes, se hace referencia aquí a la descripción de las figuras.

Una unidad de cómputo de acuerdo con la invención, por ejemplo, una unidad de control de un vehículo de motor está configurada, en particular en términos de programación, para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con la invención.

La implementación del procedimiento en forma de programa de computación también es ventajosa, ya que esto provoca costos especialmente bajos, en particular, si una unidad de control de ejecución se sigue utilizando para otras tareas y, por lo tanto, está presente de todos modos. Los soportes de datos adecuados para proporcionar el programa informático son, en particular, las memorias magnéticas, ópticas y eléctricas, como los discos duros, las memorias flash, las EEPROM, los DVD y otros. También es posible descargar un programa a través de redes informáticas (Internet, intranet, etc.). Otras ventajas y realizaciones de la invención se desprenden de la descripción y del dibujo adjunto.

La invención se muestra en forma esquemática en el dibujo mediante un ejemplo de una realización y se describe a continuación con referencia al dibujo.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra esquemáticamente una máquina eléctrica en la que se puede llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con la invención.

Las figuras 2 y 3 muestran cada una curva de lugar de la corriente para una máquina eléctrica en coordenadas d-q.

Las figuras 4 a 6 muestran cada una secuencia de un procedimiento de acuerdo con la invención en varias realizaciones preferidas.

Realización(es) de la invención

La figura 1 muestra un diagrama de circuito esquemático de una máquina eléctrica en la que se puede llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con la invención. La máquina eléctrica 100 se diseña aquí como un ejemplo de máquina eléctrica de cinco fases con excitación externa. Se entenderá que también puede utilizarse otro número de fases, por ejemplo, tres. Además, la máquina eléctrica 100 puede estar configurada como una máquina de garras, por ejemplo.

En este caso, la máquina eléctrica 100 tiene cinco bobinados de estator 120 y un bobinado de excitación o rotor 110. Una corriente de excitación lex en el bobinado de excitación 110 puede ajustarse a través de una unidad informática configurada como unidad de control 140. Además, está prevista una disposición de interruptores 130 con interruptores 131, aquí a modo de ejemplo, MOSFETS, de los cuales sólo uno está provisto de un signo de referencia, por medio de los cuales se puede aplicar o tomar una tensión U de los bobinados del estator 120, dependiendo de si la máquina eléctrica funciona como motor o como generador.

La disposición de interruptores 130 y la unidad de control 140 también pueden formar parte de una unidad de control común o de un inversor para la máquina eléctrica. Durante la operación de la máquina eléctrica, las variables o los valores, en particular para un par máximo posible de funcionamiento del motor y/o del generador, pueden proporcionarse a través de una interfaz 160, por ejemplo, una interfaz de bus CAN, para que puedan ser utilizados por otras unidades de control o similares.

En el control de las máquinas eléctricas hay que tener en cuenta los límites físicos dentro de los cuales se ajusta el punto operativo óptimo. Una forma sencilla de representar los límites de la máquina es la llamada curva del lugar de la corriente.

En la figura 2, se muestra una curva del lugar de la corriente de este tipo en un sistema de coordenadas d-q, en el que l^q se traza frente a I^d , es decir, los valores q y d de la corriente de fase se trazan uno frente al otro, para una máquina eléctrica con rotor de polos completos, es decir, aquí en primera instancia no se tiene en cuenta el momento de reluctancia.

Aquí y en adelante, las corrientes y tensiones se indican tanto con letras minúsculas como también con letras mayúsculas.

Para las máquinas de polos completos, el par es independiente de la corriente d, de modo que la ecuación (1), como se explicará más adelante, da líneas con par constante que corren paralelas al eje d, aquí dibujadas en líneas discontinuas. (M: par, ^ ^rotor: flujo del rotor)

Dado que el inversor y los bobinados de la máquina eléctrica no pueden conducir corrientes infinitamente altas, las corrientes establecidas no deben superar un valor máximo, es decir, existe un límite para la corriente d-q o la magnitud de la corriente de fase en coordenadas d-q:

Este límite está representado en la figura 1 por el llamado círculo de máximo amperajes 200. La línea en la que se obtiene el mayor par por amperio se denomina línea de máximo par por amperio (MTPA) y, debido a las relaciones de la fórmula (1), se sitúa en el eje q y se identifica como 210.

Otra limitación es la tensión máxima que se puede establecer, que está limitada por la tensión Udc aplicada al enlace de CC. La tensión máxima en el sistema de coordenadas d-q se establece en el modo de bloque y puede calcularse a partir de la tensión del enlace de CC mediante la ecuación (3):

El límite de tensión significa que, en función de la velocidad, no se pueden ajustar todas las corrientes dentro del círculo de máximo amperajes. Suponiendo el caso estacionario y despreciando la componente óhmica, resulta lo siguiente:

Mientras debido al polo completo rige: L^s = L^d = L^q . Así pues, de la tensión máxima u^dq, ^límite resulta el enlace de flujo máximo del estator para una velocidad dada ©^el — p ■ ©^mec

Separando la ecuación (5) en la parte imaginaria y la parte real, se puede derivar una ecuación circular para el límite de tensión a partir de (6):

Este círculo tiene el origen en (y /^rotor /L^s) y un radio u^dq, ^límite /ro^el - L^s) que depende de la tensión y de la velocidad y se denomina círculo de flujo máximo y está marcado con 220 en la figura 2. Para velocidades crecientes, este círculo se hace cada vez más pequeño y se acerca a su origen 221, que se indica con una línea discontinua y un círculo más pequeño 220'.

El intervalo de funcionamiento admisible es la intersección del círculo de flujo máximo y el círculo de máximo amperajes. Esto significa que a velocidades más altas el intervalo de funcionamiento se reduce y el par ajustable disminuye.

La velocidad hasta la que se puede ajustar el par máximo se denomina velocidad base y puede derivarse de la condición id = 0, iq = ^{\dq. límite} y ecuación (7):

Para velocidades superiores a la velocidad de base, el punto operativo óptimo se encuentra en la intersección del círculo de máximo amperajes y del circuito de flujo máximo. Si el número de revoluciones se incrementa aún más, es posible que el intervalo admisible sólo esté limitado por el flujo máximo del estator. En este caso, el punto operativo óptimo se encuentra en la llamada línea de par máximo por flujo, designada 230 en la figura 2, ya que la corriente q más alta puede establecerse allí.

Además del límite de corriente de las fases individuales, también hay que tener en cuenta la corriente continua total. Suele estar limitado por el inversor y puede calcularse según la ecuación (9) para una máquina de cinco fases:

Dado que esta ecuación depende tanto de los componentes de tensión como de corriente, es difícil transferir este límite a la Figura 2, por lo que este límite debe considerarse por separado.

En cuanto el rotor de la máquina eléctrica ya no puede considerarse como un polo completo, como ocurre también con las máquinas de polos de garra, hay que tener en cuenta el momento de reluctancia. En este caso, las inductancias en la dirección d y en la dirección q son diferentes (es decir, Ld * Lq con normalmente Lq > Ld, es decir, un momento de reluctancia positivo) y el par producido muestra una dependencia de la corriente d:

y corresponde a un flujo de fuga en la dirección q, que es causado por los imanes permanentes y debe ser tenido en cuenta para las máquinas de polos de garras con equipos de imanes permanentes.

Por lo tanto, la línea de momento constante ya no es paralela al eje d como se muestra en la Figura 3, que por otra parte muestra las cantidades mostradas en la Figura 2 en consecuencia. La línea de par máximo por amperio 230 ya no está en el eje q, sino que depende de la corriente d y el punto de velocidad base se desplaza hacia la izquierda a lo largo del círculo de máximo amperajes 200.

La línea de par máximo por amperio puede derivarse mediante la relación y derivación de (10) en función de cualquier corriente de fase ^{idq :}

^• r~2 ^-2

lq = ^ ¡ ld q ~ l d 0 2 )

Para la tensión, resulta la siguiente relación (sin tener en cuenta la componente óhmica):

^{l ll dq} ~ ^{J ° ' *e lW d q ,s} ^ 3 ^

Así, de forma análoga al rotor de polos completos, el límite de tensión puede derivarse para Ls = Ld:

Esto da lugar a un límite de tensión para el caso del polo de la garra, que es elíptico, como puede verse por medio de 220 o 220' en la figura 3.

La línea de par máximo por flujo 230 puede obtenerse mediante derivación de (10) y la aplicación de la fórmula (15):

(17)

Tampoco este recorrido constituye ya una línea recta, sino que se curva en la dirección d negativa. En la figura, los momentos máximos positivos y negativos parecen ser iguales. La diferencia sólo se hace evidente cuando se tiene en cuenta la resistencia óhmica.

A continuación, se derivará el concepto para la determinación de los límites individuales para el presente procedimiento.

Si el límite de flujo máximo es tan grande que pueden incorporarse todos los puntos de la línea de par máximo por amperio, el círculo de par máximo es limitante y el par máximo o mínimo resulta de la intersección del círculo de par máximo y la línea de par máximo por amperio. Una ecuación para este caso puede derivarse de la fórmula (11) o bien (12).

Esta fórmula es válida para el caso ideal. Sin embargo, en la realidad, los parámetros L^d , L^q , y ro^tor también dependen de las corrientes:

La dependencia de las corrientes puede representarse mediante un procedimiento iterativo. Por lo tanto, las ecuaciones en primera instancia se derivan sin esta dependencia.

En el momento en que la elipse de flujo máximo se cruza con la línea de par por amperio máximo, el punto operativo óptimo se encuentra en la intersección de la elipse de flujo máximo con el círculo de máximo amperajes. Los valores de

I - ¡ R ,

^{\ ' d q , Límite} ¡i

id, ^¡q en este caso pueden derivarse de la ecuación (15) con

Dado que esta ecuación se derivó sin tener en cuenta la resistencia de la cadena y esta desatención se vuelve muy inexacta en el punto máximo con corriente máxima y voltajes pequeños (por ejemplo, U = 24 V, R^s = 0,02 ^Q , i^dq,^iím¡te = 280 A), se debe derivar una ecuación con consideración de la resistencia de fase. Para ello, se parte de las ecuaciones de tensión:

^{» d = R J „ - t o e, L q i l l - w el\lJu} (23)

corresponde a un flujo de fuga en la dirección q, que es causado por los imanes permanentes en el rotor de los polos de la garra.

De la introducción de (23) y (24) en (25) resulta:

'! '" ) Mediante la introducción de la ecuación (22) resultaría una ecuación de cuarto grado para i^d que es difícil de resolver. Dado que se utiliza un procedimiento de solución iterativo debido a la dependencia de los parámetros de las corrientes de fase (20), se puede hacer la aproximación de que i^d sólo cambia en un valor muy pequeño en el punto máximo de un paso de cálculo al siguiente, de modo que (22) puede aproximarse mediante una aproximación de Taylor de primer orden:

En ese caso, i^d,último describe el valor de i^d en el último paso de iteración.

Siendo que el signo positivo se utiliza en la operación del motor y el signo negativo en la operación del generador. Si se sustituye (27) en (26) y se resuelve para id, se obtiene finalmente:

Esta ecuación describe la intersección del circuito de máximo amperaje con la elipse de máximo flujo para una tensión dada u^dq,límite y una corriente máxima o corriente de fase máxima admisible i^dq,l¡mite. El valor de i^q se obtiene según (22). Como alternativa a la resolución de la ecuación, se puede seguir el enfoque de acercarse directamente de forma iterativa a una solución y comprobar la condición de contorno. La idea que subyace es la siguiente:

Si se comienza en el círculo de máximo amperaje en el punto ^{( id = 0 ,} iq ^{= idq.nmite)} y se recorre el círculo de máximo

amperaje (disminuir id, con

v íAj,tímííe tf ), se llega inevitablemente a la intersección del círculo de máximo amperaje con la elipse de máximo flujo. La condición con la que se puede comprobar si es un punto operativo admisible es:

Si uno se encuentra fuera del punto de intersección, se da que U^d > U^dq,iímite e i^d debe reducirse. Si se está dentro de la intersección, entonces se aplica u^d<u^dq,^límite y se debe incrementar i^d . Esto es ideal para un controlador o una regulación con el valor objetivo u^d = U^dq,límite. Para ello, se puede utilizar preferentemente un controlador PI.

Para garantizar el funcionamiento eficaz de la máquina eléctrica, no debe superarse el llamado par de avería (o bien el punto de inversión o ángulo de inclinación) de la máquina eléctrica. El punto de inversión es aquel punto de la curva del lugar de la corriente en el que resulta un par menor a pesar de un aumento de la corriente de fase recorriendo la elipse de flujo máximo. En el lugar simplificado de la curva de corriente según la figura 2, este punto corresponde al vértice del círculo de flujo máximo y está marcado con 240.

Para la estimación de los pares mínimos y máximos ajustables (el par mínimo ajustable en la operación del generador corresponde a un par máximo en términos de cantidad), se requiere el ángulo de inclinación o las tensiones u^d , u^q y la amplitud máxima del vector de corriente en el punto de inversión. Para obtener una ecuación para la tensión del punto de inversión u^q , se puede considerar la corriente continua:

El punto de inversión puede determinarse para una velocidad fija por el máximo de la corriente continua. Para buscar el máximo, primero se eliminan las corrientes i^d , i^q de las ecuaciones. Para ello, las ecuaciones de tensión (29) y (30) se ajustan según i^d , i^q :

Si se insertan estas ecuaciones en (32), se obtiene la corriente continua en función de las tensiones.

La tensión ud también puede ser aproximada aquí mediante un polinomio de Taylor de primer orden debido al cálculo iterativo. uq,último describe el valor de uq en el último paso de iteración.

El signo negativo se utiliza en la operación del motor y el signo positivo en la operación del generador. Mediante la derivación de la corriente continua según ud y al colocarla en cero, se puede calcular finalmente ud,Kipp:

para la operación del motor y es correspondiente para la operación de generación.

Si la velocidad es tan alta o la tensión es tan baja que se alcanza este punto, la marcha debe continuar en la línea de par máximo por flujo. El vector de corriente máxima se puede calcular sustituyendo los valores de u^d,inversión y u^q,inversión en las ecuaciones (33) y (34).

Para todos los puntos operativos derivados de lo anterior, debe garantizarse también que no se supere el límite de corriente respectivo. La corriente continua en el punto operativo respectivo puede calcularse mediante la siguiente ecuación:

El cumplimiento del límite de corriente continua I^dc,l¡m¡te puede lograrse mediante un controlador, como se ilustra en la Figura 4. El regulador comprende aquí una porción P 401 y una porción I 402 con integrador 403. El regulador reduce el vector de corriente d-q máxima

Con el nuevo vector de corriente d-q reducido, el punto máximo se calcula de nuevo en el siguiente paso de iteración y se compara con el límite de corriente continua hasta que se alcanza un valor que corresponde al límite. Si la corriente continua es menor que el límite especificado, el vector de corriente q.d se incrementa de nuevo hasta el vector de corriente máximo permitido. Suele ser un parámetro del inversor, aquí designado como I^dq,max. Del mismo modo, existe un vector de corriente mínimo I^{dq ,min}.

La ecuación (32) para I^dc puede ampliarse para incluir las pérdidas del inversor y de la máquina para aumentar la precisión.

En la figura 5, se muestra parte de una secuencia de un procedimiento de acuerdo con la invención en una realización preferida, a saber, una predicción mínimo-máximo para determinar una corriente mínima o máxima. De este modo, se explicará de nuevo una secuencia del algoritmo tal y como se ha descrito anteriormente. En una primera etapa 500, se determinan las tensiones de ruptura según las ecuaciones (38), (39) en el punto operativo respectivo.

A partir de estas tensiones, se puede determinar el vector de corriente I^dq máximo ajustable al incorporar las tensiones de ruptura en las ecuaciones (33) y (34) y calcular la magnitud de I^dq. Este vector de corriente se compara con el último valor del límite I^dq del cálculo del límite de corriente continua según la figura 4 y se selecciona el mínimo de los dos límites para calcular el vector de corriente i^{d ,voltaje}, i^q,voltaje on la curva de amperios máxima en el paso 510 (ecuaciones (27) y (28)).

Si el valor determinado i^d,voltaje en el paso 520 es menor que un valor calculado de acuerdo con la ecuación (18), la máquina eléctrica está por encima de la velocidad base en el límite de tensión y el valor i^d,voltaje, i^q,voltaje se utiliza para el cálculo posterior según el paso 530.

Si este no es el caso, la máquina está en el límite de corriente d-q (intersección del círculo de máximo amperaje y la línea de par máximo por amperaje) y se puede utilizar el valor óptimo para I^d de acuerdo con la ecuación (18), así como el valor máximo para I^q (dependiente de I^dq,límite) según el paso 540.

Finalmente, la corriente continua se determina a partir de las corrientes calculadas en el paso 550 y se ajusta con un controlador PI. Si la corriente continua calculada es inferior a la máxima permitida, el vector de corriente d-q se incrementa hasta el valor máximo de corriente de fase d-q. Si se sobrepasa la corriente continua, el vector de corriente d-q se ajusta a la baja y en el siguiente paso de iteración se calculan las corrientes con el nuevo vector de corriente para que se asiente la corriente continua deseada (si la máquina eléctrica no está limitada por el vector de corriente i^dq,max).

La figura 6 muestra ahora una secuencia de un procedimiento de acuerdo con la invención en otra realización preferida. Para tener en cuenta la dependencia de la saturación de los parámetros P (como se ha explicado anteriormente), se utiliza un enfoque iterativo, como se indica en el bloque 600.

Por ejemplo, todo el cálculo puede realizarse en una tarea de 500 js , es decir, la rama de cálculo completa se ejecuta una vez cada 500 js . Dado que el tiempo de cálculo es considerablemente más rápido que los cambios de velocidad (máx. 40000/min) o los cambios de tensión (200 V/s), se puede asumir el estado estacionario para cada caso operativo.

El voltaje de CC Udc y la frecuencia angular eléctrica roel se miden, por ejemplo, mediante un sensor 170, y se proporcionan a la predicción de mínimo-máximo 610 como se explica con referencia a la figura 5. En el estado inicial, los parámetros con Id = 0 e Iq = 0 se calculan para los puntos máximo y mínimo, respectivamente.

La corriente de excitación se ajusta siempre al valor máximo permitido I^ex,max, ya que con este valor siempre se consigue el mayor par. A continuación, los parámetros se calculan mediante un polinomio, que se ha ajustado mediante mediciones, por ejemplo:

4 0'¿¡ ’ íq ) — M dE + 4 b

^v/« ( A /A = m ^ ' A

con la corriente de imantación i^j = k^sr I^ex + I^d, siendo que k^sr indica el factor de transmisión estator-rotor.

Los parámetros se utilizan entonces junto con el límite de corriente d-q I^{d q jm ite} y el límite de corriente continua regenerativa I^{dclímite_min} así como el límite de corriente continua del motor I^{dc_límite_max} para determinar las corrientes en la operación del motor y del generador según la figura 5. La única diferencia entre los cálculos del motor y del generador es el intervalo de valores de la tensión admisible (motriz U^q>0, generadora U^q<0).

Finalmente, a partir de las tensiones y corrientes calculadas, se calculan los límites del par ajustable M ^max y M^min, por ejemplo, a partir de la ecuación:

en la que p y z definen el número de polos de la máquina eléctrica.

De este modo, se puede determinar en tiempo real o en línea un par máximo ajustable en la operación del motor o del generador (entonces también denominado par mínimo) y luego ponerlo a disposición de otras aplicaciones a través de la interfaz.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para determinar un par máximo ajustable (M^min, M^max) de una máquina eléctrica (100) en una operación del motor y/o del generador para un punto operativo actual,

en el que se determina una tensión máxima ajustable (U^dc) y una frecuencia angular (ro^el) actual de la máquina eléctrica (100),

caracterizado porque, a partir de una corriente de excitación máxima admisible (I^ex,max) para la máquina eléctrica (100), se determinan iterativamente los parámetros (P) de la máquina eléctrica y, a partir de ellos, mediante el uso de una corriente de fase máxima admisible (I^dq,límite), así como de una corriente total máxima admisible (I^dc,límite) para la operación del motor y/o del generador, se determinan variables que comprenden una corriente q máxima posible (I^q,min, I^q,max) y una corriente d máxima posible (I^d,min, I^d,max), en cada caso para la operación del motor y/o del generador, en el que a partir de las magnitudes se determina un par máximo posible (M^min, M^max) de la máquina eléctrica para la operación del motor y/o del generador, y

en el que se pone a disposición un valor determinado para el par máximo posible para la operación del motor y/o del generador a través de una interfaz (160).

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se usan un flujo encadenado y/o al menos una inductancia de la máquina eléctrica como parámetro (P) de la máquina eléctrica.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que se utilizan una inductancia q (L^q) y una inductancia d (L^d) como la al menos una inductancia.

4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se utiliza además una temperatura actual (T) de la máquina eléctrica para la determinación iterativa de los parámetros (P) y de las cantidades.

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que para la determinación iterativa de los parámetros (P) y las variables, se parte de valores iguales a cero para la corriente q y la corriente d.

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se tiene en cuenta un par de avería (240) de la máquina eléctrica para la determinación de las magnitudes de los parámetros (P).

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que, basándose en el valor proporcionado a través de la interfaz (160), se limita una carga de una red de a bordo en la que está integrada la máquina eléctrica (100) a una potencia regenerativa máxima de la máquina eléctrica (100), y/o se distribuye una asistencia del motor de la máquina eléctrica (100), en particular, en forma lineal, a una posición del pedal del acelerador de un vehículo en el que se utiliza la máquina eléctrica (100).

8. Unidad de ordenador (140) adaptada para realizar un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.

9. Programa informático que hace que una unidad de ordenador (140) realice un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 cuando se ejecuta en la unidad de cálculo (140).

10. Un medio de almacenamiento legible por máquina con un programa de ordenador almacenado en él de acuerdo con la reivindicación 9.