用于改善旋轉機械控制的裝置的制作方法

專利名稱：用于改善旋轉機械控制的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于驅動具有開關元件的功率轉 奐器的裝置，該裝置在旋轉機
械終端和DC (直流電流)電源單元之間起到電連接的作用，從而將旋轉機械的 實際轉矩調整到需要的轉矩。
背景技術：
上面駄的這種類型的控制裝置被設計用來傳輸反饋控制電流，從而將旋 轉機械的實際轉矩調整為需求的,。這種傳統的控制裝置工作于PWM (脈沖 寬度調制)控制模式，用于切換作為功率轉換器的實例的逆變器的元件。
用于三相電機的這種控制裝置工作在PWM控制模式下以計算用于三相電 機每相繞組的基本正弦指令電壓；這個指令電壓被要求與流經每相繞組的實際 電流相匹配，并且/A3卩兒反饋希望的周期指令電流。
該控制裝置工作在PWM控制模式下以將每相繞組的正弦指令電壓與三角 (或鋸齒)載波比較。基于比較的結果，該控制裝置運行在PWM模式下并基于 比較結果，單獨地接通或斷開逆變器的每個橋接的切換元件。這將輸入到逆變 器的輸入DC電壓調整為AC (交流電流)電壓以被應用于旋轉機械的每相繞組。
用控制裝置調整導通和斷開的持續時間，也就是^t橋接切換元件的占空 (占空比)使得施加至每相繞組的AC電壓與所述指令電壓相一致。這使得流過 每相繞組的實際電流與希望的周期指令電流相一致。流過每相繞組的實際電流 產生一個相應于每相繞組的希望指令電流的轉矩。
用于三相電機的PWM控制模式需要在三相電機的更高速度范圍內增大指 令電壓。t^逆變器限制了指令電壓的幅值上限基本上為逆變器的輸入DC電 壓的一半。這是因為基本J^變器的輸入DC電壓的一半被施加給了每相繞組。
因此，當指令電壓的幅值增大至I汰于逆變器輸入DC電壓的一半時，逆變 器的實際輸出電壓將與指令電壓不一致。
因此，在三相電機的更高速度范圍內，已經采用單脈沖控制模式來代替 PWM控制模式。
6在三相電機的更高鵬范圍內使控制裝置運行在單脈沖控制模式下，以單獨地接通或斷開逆變器的每個切換元件，從而使得每個切換元件的導通和斷開
周期基本上與周期指令電流的周期相一致;這個周期等于一個2;c弧度的電角度。在三相電機的更高速度范圍內工作于單脈沖控制模式的所述控制裝置的電
壓利用系數比在更高速度范圍內工作于PWM控制模式時所獲得的電壓利用系
數大。所述電壓利用系數，變器輸出電壓與逆變器輸入DC電壓幅值的比率。然而，單脈沖控制模式從PWM控制模式下的指令電壓幅值達到逆變器輸
入DC電壓一半時所獲得的電壓利用系數突然地，也就是間斷地增大電壓利用系數。
用于將逆變器控制連續地從PWM控串訴莫式轉換到單脈沖控制模式的另外的控制方法在日本專利申請公開NO.H09-047100中被披露。
在該專利申請中公開的方法被設計成，當PWM控制模式下的指令電壓幅值達到逆變器輸入DC電壓的一半時，采用儲存在ROM中的周期重復脈沖圖形和在d-q坐標系下指令電壓的矢量相位。d-q坐標系的d軸與三相電機的轉子N極中心成一條直線，并且其中q軸在三相電機旋轉期間具有領先于相應的d軸兀/2弧度電角度的相位。
該方法還設計成依照周期重復脈沖圖形接通或斷開每個橋接切換元件。
這使得PWM控律帳式時的指令電壓幅值基本上達到逆變器輸入DC電壓
一半時所獲得的電壓利用系數連續地轉換到采用單脈沖控制模式時所獲得的電壓利用系數成為可能。

發明內容
本申請的發明者發現指令電壓提前^1M變器輸入DC電壓一半時可能由于較高的奇次諧波弓胞流過每相繞組的實際電流波形的變形，導致降低電流反饋控制的特性。
這意瞎為了保持所述電流反饋控制的高性能，可能無法適當確定d-q坐標系中的指令電壓矢量。
由于這個原因，^^f述專利公開中披露的采用d-q坐標系中指令電壓向量相位的方法可能難于在逆變器的控制被從PWM控制模式轉換到單脈沖控制模式時，將電流反饋控制特性保持在高7jC平。
考慮到背景技術，本發明的至少一個方面的目標在于提供裝置，用于驅動具有切換元件的功率轉換器，并且該裝置在旋轉機械終端和DC電源單元之間建立電連接，從而控制旋轉機械以使得旋轉機械的實際轉矩被調整到需要的轉矩。這些裝置具有改善的結構，即使在要求較高的電壓利用系數時也能夠維持高水平的旋轉機械控制特性。
根據本發明的一個方面，提供一種裝置，用于驅動功率轉換器的切換元件
以從供電電源的DC (直流電流)電壓產生一功率轉換器的可 出電壓。i
出電壓被施加到旋轉機械并且在旋轉機械中產生轉矩。產生的轉矩使得旋轉機械的轉子旋轉。該裝置包括標準確定裝置標準設定裝置，其基于旋轉機械所需要的轉矩和轉子的旋轉速度在轉子中定義的兩相旋轉坐標系中設定輸出電壓向量的標準。該裝置包括一相位設定裝置，其基于產生的轉矩與需要的轉矩之間的偏量而設定了兩相旋轉坐標系中功率轉換器的輸出電壓向量的一個相位。該裝置包括一驅動信號確定器，其基于由相位設定裝置設定的相位和由標準確定，標準設定裝置設定的標準而確定一驅動信號，并將該驅動信號施加至所述切換元件以驅動切換元件，從而將產生的襟巨調整為需要的總巨。
根據本發明的另一個方面，提供一種控制系統，包括根據本發明的一個方面的功率轉換器，和根據本發明的一個方面的控制裝置。


從下面結合相應附圖的具體實施方式
的描述，本發明的其它目的和方面將
變得顯而易見，其中
圖1為根據本發明第一實施例的控制系統的電路圖2為示意性地說明根據第一實施例的控制器的功能模i央，也就是所執行的任務的方框示意圖3為示意性地說明根據第一實施例的控制器所執行的程序的流程亂
圖4A為根據第一實施例在控制系統運行于連續功率控制模式時，說明對第一標準的基本約束的概略示意圖4B為根據第一實施例示意性地說明在d-q坐標系中的第一標準的向量
圖5為根據本發明第一實施例示意性地說明圖2示出的標準計算器的功能結構的方塊亂
圖6A為根據第一實施例示意性地說明自變量辯巨『和因變量0)的規范化范數(歸/0)之間的函數關系的曲線示意圖6B為示意性地描述圖6A中函數圖的示意圖7為根據本發明的第二實施例示意性地說明圖2所示標準計算器的功能結構的方框圖8為根據本發明的第三實施例示意性地說明圖2所示標準計算器的功能結構的方框圖9為根據本發明的第四實施例示意性地說明圖2所示標準計算器所執行程序的流程圖；以及
圖10為示意性地說明由根據本發明第五實施例的控制器執行的限流，，的流程圖。
具體實施例方式
以下將參考相應的附圖描述本發明的實施例。在每個實施例中，本發明，例如被應用于安裝在混合車輛的三相電機發動機的控制系統；該三相電機發動機是各種^M的多相旋轉機械的一個例子。
參考附圖，其中相同的附圖標記在不同的附圖中指代相同的部分，特別是圖l，有一示例性的安裝在混合糊上的三相電機發動機，簡化為"電機發動機(MG) "10。在第一實施例中，作為電機發動機10，采用具有凸極結構的凸極電機。例如，作為電機發動機IO，采用IPMSM (內部7乂磁同步電機)。
在圖1中，還解釋了控制系統50。控制系統50安裝有作為功雜換器的逆變器IV，電壓轉換器CV，高壓電池12，界面13，控制裝置14，和門驅動器52、 54、 56、 58、 60、 62、 64、和66。
特別地，電機發動機10和高壓電池12育^)多M31il變器IV和電壓轉換器CV粒電連接。
例如，電機發動機10安裝有具有鐵制轉子芯的環形轉子。鐵制轉子芯是，例如，直接或間接iik^接至按裝在混合糊上的發動機的機軸上。轉子具有凸極結構。
特別地，轉子的轉子芯在它的周向部分配置有至少一對永磁體。該至少一對永磁體被嵌入轉子芯的外圍，以關于轉子芯的中心軸線對稱等間隔地布置在轉子芯的外圍。
該至少一對永磁體中的一個具有徑向向外遠離轉子芯的中心的北極(N極)。另一個7lC磁體具有徑向向外遠離轉子芯的中心的南極(S極)。
轉子具有和N極產生的aa量的方向一致的直軸(d軸)，換句話說，和轉
子的N極中心線一致。轉子在其旋轉過程中還具有交軸(q軸)，其領先于d軸Ti/2弧度電角度的相位。d軸和q軸組成了由電機發動機10中的轉子定義的d-q坐標系(兩相的旋轉坐標系)。
d軸上的電感丄d小于q軸上的電感Z^，這是因為7乂磁體具有比鐵更小的導磁率常量。具有凸極結構的電動機表示該電動機的每個都具有這種轉子的電感特性。
電機發動機10還具有定子。定子包括例如橫截面為圓環形狀的定子鐵芯。該定子鐵芯布置在轉子鐵芯的外圍，以使得定子鐵芯的內部邊界與轉子鐵芯的外圍邊界相對且具有預定的空氣間隙。
例如，定子鐵芯還具有多個槽。這些槽穿過定子鐵芯而設置，且按預定間隔呈圓環狀布置。定子還包括一組三相繞組，電樞繞組纏繞在定子的槽上。
三相繞組纏繞在槽上，以便于U-、 V-和W-相繞組彼此之間在相位上按照例如2;r/3弧度的電角度偏移。
U-、 V-和W-繞組的一端按照例如星形結構彼lt傻接以構成一個中性點。
電機發動機IO運行以在其三相繞組接收三相電流從而產生旋轉磁通；這使得轉子在旋轉磁場和轉子磁場之間的磁力作用下旋轉。
電壓變換器CV包括線圈L，電容器C1，電容器C2， 一對串聯連接的切換元件CV1和CV2，以及一對調速二極管Dp和Dn。
電容器C1的一個電極被連接至搞壓電池12的正極，并且其另一個電極被連接到高壓電池12的負極。線圈L的一端被連接到高壓電池12的正極和電容器C1的一個電極。
在第一個實施例中，分別采用IGBT (絕緣柵雙極晶體管)來作為切換元件CV1和CV2。調速二極管Dp和Dn分別與切換元件CVl和CV2反向并聯連接。線圈L的另一端被連接到一點，在該點處切換元件CV1和CV2串聯電連接。
當采用功率MOSFET作為一對切換元件CV1和CV2時，功率MOSFET的本征二極管可以用作調速二極管，從而省略調速二極管。
電容器C2被并聯連接到一對切換元件CV1和CV2的高端和低端。
高壓電池12被設計成可充電電池且具有例如288V的額定電壓。例如，當控制系統50工作在連續功率控制模式下，電壓變換器CV的切換
元件CV1和CV2被驅動接通和關斷。利用ffi)l切換元件CV1和CV2的導通和關斷儲存在線圈L中的電磁能量將電池12上的電壓變為更高的電壓。例如，當電池12上的電壓，稱'電池電壓"為288V時，電壓變換器CV工作以將288V的電池電壓轉變為666V。
另外，當控制系統50在混合車輛減速時工作在再生控制模式下，電機發動機10作為發電機從而將基于電機發動機10旋轉的機械能轉化成電能。逆變器IV將該電能轉化成DC育g量。電壓轉換器CV的切換元件CV1和CV2被接通或關斷。這將基于轉化成的DC能量的電容器C2上的電壓轉^j^基于線圈L上的電壓降的更低的電壓，線圈L上的電壓降^M3i切換元件CV1和CV2的導通和關斷的切換而形成的。從電容器C2上的電壓下降的更低的電壓被電池12充電。
逆變器IV被設計成三相逆變器。逆變器IV具有第一對串聯連接的高側和低偵徹換元件Sup和Sun，第二對串聯連接的高側和低側切換元件Svp和Svn，以及第三對串聯連接的高側和低側切換元件Swp和Swn。逆變器IV還具有調速二極管Dup、 Dun、 Dvp、 Dvn、 Dwp禾H Dwn，它們分別與切換元件Sup、 Sun、Svp、 Svn、 Swp和Swn反向并聯連接。
在第一個實施例中，分別采用IGBT作為切換元件Sup、 Sun、 Svp、 Svn、Swp禾口 Swn。
當采用功率元件MOSFET作為切換元件Sup、 S皿、Svp、 Svn、 Swp和Swn時，功率元件MOSFET的本征二極管可以被用作調速二極管，從而省略調速二極管。
第一到第J切換元件彼此并聯連接成職結構。
第一對切換元件Sup和Sun彼此串聯連接的連接點被連接到從U相繞組的另一端延伸出來的輸出引線。對助也，第二對切換元件Svp和Svn彼此串聯連接的連接點被連接到從V相繞組的另一端延伸出來的輸出引線。而且，第H^切換元件Swp和Swn彼此串聯連接的連接點被連接到從W相繞組的另一端延伸出來的輸出弓l線。
第一、第二和第三對中每對串聯連接的切換元件的一端，例如相對應的高偵徹換元件的漏極，通艦變器IV、切換元件CV1和線圈L的正端Tp連接到電池12的正極。第一、第二和第三對串聯連接的切換元件的另一端，例如相對
應的低側切換元件的源極，通OT變器IV的負端Tn連接到電池12的負極。換句話說，電池12并聯連接到第一、第二和第三對切換元件的上臂和下臂。控制系統50還具有用于檢測電機發動機10和逆變器IV中每一個的運行狀
況的旋轉角度檢測器15，電流檢測器16、 17和18，以及電壓檢測器19。
旋轉角度檢測器15被布置在，例如接近電機發動機10的轉子并且用于測
量轉子d軸相對于定子坐標系實際的旋轉角度(電角度)e，該坐標系空間由定
子三相繞組確定。旋轉角度檢測器15還用于測量轉子d軸實際的電角速度(旋車f^) 03。下文中電角速度o)將被稱怍'角速度co"。旋轉角度檢測器15通過界面13與控制器14相連，且用于將測量到的轉子的實際旋轉角度0和角驗co作為電機發動機的一些狀態參量傳遞給控制器14。
電流檢測器16被設置以允許觀懂實際流過定子U相繞組的瞬態U相交流電流。類似地，電流檢測器17被設置以允許測量實際流過定子V相繞組的瞬態V相交流電流。電流檢測器18被設置以允許測量實際流過定子W相繞組的瞬態W相交流電流。
電流檢測器16、 17和18艦界面13與控制器14相連。
具體地，每個電流檢測16、 17和18工作以將U-、 V-和W-相交流電流中對應一相交流電流的瞬態值作為電機發動機狀態參量傳遞給控制器14 o
電壓檢測器19被設置以允許觀糧施加纟爐變器IV的輸入電壓VDC。電壓檢測器19 M界面13與控制器14相連，并且將施加會繼變器IV的逆變器輸入電壓VDC作為電機發動機的一個狀態參量傳遞給控制器14。
控制器14被設計作為，例如計算機電路，該計算機電路本質上由例如一CPU、 一I/0界面和一存儲單元組成，且工作電壓低于電池電壓。因此，控制器14組成了一個低壓系統，并且電機發動機IO，逆變器IV，轉換器CV，以及高壓電池12組成了一個高壓系統。
界面13配置有作為絕緣器實例的光耦合器。界面13被配置成電隔離低壓系統(控制器14)和高壓系統，同時允許兩者之間的通信。
控制器14可與安裝在混合車輛中的需求轉矩輸入裝置51相連。需求轉矩輸入裝置51運轉將使用者的命令轉矩(需求轉矩)，例如使用者的加速命令輸入給控制器14。例如，安裝在混合車輛中的加速^S位置檢測器可被用作需求轉矩輸入裝置51。具體地，該加速裝置位置檢測器運轉以檢測由駕駛員操控的混合糊力口ill^板的實際位置，并且將檢測到的加^m板的實際位置作為表示駕駛員需求轉矩的數據傳遞給控制器14。下文中該表示可變的需求總巨的數據將被稱怍'需求車錄巨數據"。
切換元件CV1、 CV2、 Sup、 Sun、 Svp、 Svn、 Swp和Swn具有控制端，例如分別連接至門驅動器52、 54、 56、 58、 60、 62、 64和66的門電極。
門驅動器52、 54、 56、 58、 60、 6264和66 M31界面13與控制器14相連。
指令控制器14并產生
用于驅動切換元件CV1的驅動信號gcp;
用于驅動切換元件CV2的驅動信號go7;
用于驅動切換元件Sup的驅動信號g^;
用于驅動切換元件Sun的驅動信號g^2;
用于驅動切換元件Svp的驅動信號gvp;
用于驅動切換元件Svn的驅動信號gvw;
用于驅動切換元件Swp的驅動信號gwp;和
用于驅動切換元件Swn的驅動信號gw7。
^h驅動^(言號gcp、 gc"、 gw/ 、 gwn、 gv/ 、 gw、 gvv; 禾n gW7是具有可控占
空比(可控脈沖寬度，和可控導通時間)的脈沖信號。
具體地，控制器14運轉以使得針門驅動器52、 54、 56、 58、 60、 62、 64和66將相應的一個驅動信號gcp、 gcw、 gwp、 gw 、 gvp、 gw、 gnp禾Qgw 施力口給相應的一個切換元件5fcp、 5b 、 Sw/ 、 &"、 5V/ 、 Sv"、 5V/ 禾n Sw 。這使得相應的一個切換元件&p、 5b 、 5"w/ 、 S柳、Svp、 Sw、 Swp和SW2在相應的一個驅動信號gcp、 go2、 gz/; 、 ^"、 gv/ 、 gw、 gwp和gw 的脈沖寬度(導通時間)期間被驅動。
圖2示意性地說明了控制器14的功能模塊，相當于控制器14所執行的任務。
如圖2所示，控制器14包括電流反饋控制單元20，轉矩反饋控制單元30，以及切換控制單元60，這些單元20、 30和60彼此相互配合運轉。
接下來，將按順序描述包括在電流反饋控制單元20內的功能模i央，包括在轉矩反饋控制單元30內的功能模塊，包括在切換控制單元60內的功能模塊，
以及怎樣設計所述轉矩反饋控制單元。
包括在控制器14中的齡或一些功能模塊可以被設計成硬件邏輯電路，可
編程邏輯電路，或硬#"邏輯和可編程-邏輯混合電路。
電流反饋控制單元
電流反饋控制單元20包括指令電流調節器22，偏差計算器23a和23b，反饋控制模塊24和25，不相關控制模塊26，三相變換器28，驅動信號發生器29，和兩相變換器40。模塊22、 23a、 23b、 24、 25、 26、 28、 29和40的協調工作
完成了下文描述的電流反饋控制任務。
兩相變換器40具有，例如繊表格式和/或禾辨格式的圖表。該圖表使得該
兩相變換器可以計算余弦函數。
具體地，兩相變換器40運行以接收分別由電流檢測器16、 17和18測量的實際瞬態的U-、 V-和W-相的交流電流&、 /v和以及由旋轉角度檢測器15測
量的實際旋轉角度e。
兩相變換器40 iEg行叫雜收到的定子坐標系中的瞬態U-、 V-和W-相的交流電流&、 zV和變換成轉子的d-q坐標系中的實際d軸和q軸電流分量W和々，該坐標系是基于接收到的實際旋轉角度e和該圖表。
指令電流調節器22運行以從需求轉矩輸入裝置51接收輸入的需要的轉矩數據。指令電流調節器22基于需要的,數據設定轉子d-q坐標系中的指令d軸電流分量^c和指令q軸電流分量^c，從而提供，例如下文描述的最大轉矩控制。
偏差計算器23a運行以計算指令d軸電流分量Wc和實際d軸電流分量wf之間的差值AW。偏差計算器23b運行以計算在指令q軸電流分量*和實際q軸電流分量^之間的差值
反饋控制模決24運行以基于偏差設定d軸上的指令電壓Wc';這個指令電壓'允許指令d軸電流分量論與測量到的實際的d軸電流分量W相一致。
反饋控制模i央25運行以基于偏差△々設定q軸上的指令電壓，'；這個指令電壓v《c'允許指令q軸電流分量 一 與測量到的實際的q軸電流分量^相一致。具體地，在第一實施例中，每個反饋控制模塊24和25禾,比例積分反饋
算法的比例增益項和積分增益項計算相應的指令電壓'和'。
在比例積分反饋算法中，針指令電壓Wc'和平基于比例增益項和積分
增益項來表示。
用于旨指令電壓wfc和v《c怖比例增益項與相應的臨時偏差AW和△/《
成比例，隨相對應的一個指令電壓油和，而變。積分增益項與每個臨時偏
差AW和的瞬態值對時間的累計偏移量成比例，從而將隨時間的累計偏移量
(穩態的)重置為零。
不相關控制模塊26，雜圖2中簡稱為"不相關'，基于實際的d軸和q軸的電流分量W和^以及電機發動機IO的實際角邀窆co運行以完成指令電壓v&'和可c怖前饋校正。
具體地，不相關控制模塊26基于實際d軸和q軸電流分量W和^以及電機發動機10的實際角速度①計算前饋項。該前饋項運行以，例如抵消針指令電壓Wc '浙^c '中的軸交叉耦合項。
因此，不相關控制模塊26基于所計算的前饋項校正指令電壓油，，'，從而產生分別對應于d-q坐標系中d軸和q軸的指令電壓vdc和vqc。 d~q坐標系中d軸和q軸的指令電壓vdc和t^c被傳送給三相變換器28。
三相變換器28具有，例如娜表格式和/或，聘格式的圖表。該圖表使得三相變換器可以計算余弦函數。
具體地，三相變換器28基于實際的旋轉角度e和該圖表運^S將對應于d-q軸的指令電壓w/c和vgc轉 分別對應電機發動機10的U-、 V-和W-相繞組的U相指令電壓Wc， V相指令電壓PVc，以及W相指令電壓J/wc。 U-、 V-和W-相指令電壓Wc、 Fvc和Fwc例如分別為基本正弦波形。
驅動信號發生器29基于U-、 V-、和W-相指令電壓^c、 Kvc和l/wc，逆變器輸入電壓VDC以及三角形(或鋸齒形)載波而工作以產生第一驅動信號g^/、，/ 、牌7 、 gv"/ 、 gv^禾口 gww7 。 ^h第一驅動信號gz^7 、 gz# y 、 gv/^ 、 ，Y 、gv^7和gvm/均為具有可控占空比(可控脈沖寬度)的脈沖信號。
具體地，驅動信號發生器29工作以
fflM3I變器輸入電壓VDC除以旨U-、 V-和^V-相指令電壓Wc、 Fvc和Fwc來使其規范化；并且比SM范化的U-、 V-和W-相指令電壓Wc、 Fvc和Fwc與三角形載波的幅
值，從而產生第一驅動信號_^/7八，7、 g甲八gW2/、 gW/77和gW27。
產生的第一驅動信號gz^7、 gw/、 g甲7、 gw八gv甲7和gw /被傳送到下文描述的切換控制單元60的選擇器44。
糊反饋控制單元
,反饋控制單元30包括轉矩估算器42，偏差計算器32，相位設定裝置34，標準確定體標準設定體36，以及驅動信號發生器38。模塊42、 32、 34、36和38協同指令以完成下文描述的轉矩反饋控制任務。
轉矩估算器42基于從兩相變換器40傳來的d軸和q軸電流分量W和*工作以計算由電機發動機10形成的估計轉矩7fe。偏差計算器32工作以計算需要的轉矩r"與估計轉矩％之間的偏差值△。
相位設定裝置34基于來自偏差計算器32的偏差值△來設定d-q坐標系中逆變器IV的輸出電壓相位5。
具體地，在第一實施例中，相位設定裝置34利用比例積分反饋算法的積分增益項和比例增益項計算逆變器輸出電壓的相位。
在比例積分反饋算法中，逆變器輸出電壓的相位基于比例增益項和積分增益項棘示。
比例增益項與偏差值A成比例地改 變器輸出電壓的相位。積分增益項與偏差值A的瞬M對時間的累計偏移量成正比，以將累計偏移量(穩態偏移量)重置為零。
例如，相位設定，34被設計成用來設置相位5，使得當估計轉矩7fe相對
于需要的轉矩rd不足時提前相位5，并且當估計轉矩re相對于需要的轉矩rd
變得過量0^帶后相位5。
標準確定裝置標準設定裝置36工作以基于電機發動機10的實際角速度co和需要的轉矩ra設定d-q坐標系中逆變器輸出電壓向量的標準Vn。
向量的標準定義為向量分量的和的平方根。
具體地，標準確定裝置標準設定裝置36包括標準計算器36a，比例積分(PI)控制模塊36b和選擇器36c。
標準計算器36a基于實際的角速度co，和需要的轉矩7^計算逆變器輸出電壓的第一標準Vnl。H控制模±央36b利用比例積分反饋算法的積分增益項和比例增益項計算逆
變器輸出電壓的第二標準Vn2 。
在比例積分反饋算法中，第二標準Vn2基于比例增益項和積分增益項來表述。
比例增益項與第二標準Vn2和第一標準Vnl之間的偏量成比例地改鄉二標準Vn2。積分增益項與第二標準Vn2和第一標準Vnl之間的偏量對時間的瞬態值的累計偏移量成比例，以將對時間的累計偏移量(穩態偏移量)重置為零。
當第二標準Vn2和第一標準Vnl之間的偏量的絕對值大于預設閾值時，選擇器36c從第一和第二標準Vnl和Vn2中選擇第二標準Vn2作為逆變器輸出電壓的標準Vn。當第二標準Vn2和第一標準Vnl之間的偏量的鄉M值等于或小于預設閾值時，選擇器36c從第一和第二標準Vnl和Vn2中選擇第一標準Vnl作為逆變器輸出電壓的標準Vn。
驅動信號發生器38工作以基于由相位設定裝置34和標準確定裝置標準設定裝置36設定的相位5和標準Vn來產生逆變器輸入電壓VDC，以及實際的旋轉角度e，第二驅動信號g^么gv閃、gw入gv^2和gvw2。每個第二驅動信號gwp2、 gw"2、 gv/ 2、 gv"2、 gw/ 2禾口 gvm2均為脈沖信號。
具體地，驅動信號發生器38中存儲了多個圖表M，旨圖表M包括，例如 表格或程序。每個圖表M代表一個函數(關系)
用于第一到第三對切換元件中的相對應的一對切換元件的U-、 V-和W-相指令電壓Fwc、 Fvc和Fwc中相對應的一個在每一個周期G60度電角度)內的驅動信號波形，與
逆變器IV可以提供的電壓利用系數的多個預定值中的旨之間。例如，參考附圖2，包括在圖表M內的圖表M1表示用于第一對切換元件Sup和Sun的U-相指令電壓Wc的每一個周期(2兀弧度電角度)內的驅動信號波形，與多個預設的電壓利用系數中的一個之間的關系。 一對高側和低偵徹換對被簡稱為"一個開關對"，且其中的每一對在下文中被稱為"^^開先付"。第一對切換元件Sup和Sun在下文中被簡稱為"第一開關對"。
參考圖2，用于第一開規的驅動信號波形的最大水平W表示高偵徹換元件Sup處于導通狀態耐氐側切換元件Sun處于斷開狀態。其中基準7jl平"L"表示低側切換元件Sun處于導通狀態而高側切換元件Sup處于斷開狀態。通常如用于第一開劍(Sup和Sun)的驅動信號波形所示，在多個圖表M
中的*中，相對應的高側切換元件的導通時間的總和等于相對應的低側切換元件的導通時間的總和。這種用于每個開關對的驅動信號波形的設計允許逆變器輸出電壓在相對應的一個電角度周期內正負平衡。
另外，在多個圖表M中的針中，用于每個開規的驅動信號波形關于與兀弧度(180度)的電角M"應的一半周期的點具有^t稱性。
例如，在圖表Ml中，當從一半周期的點至湘位變低一側看時，用于第一開關對(Sup和Sun)的導通和關斷時間交^^排列為W1、 W2、 W3、 W4和W5。類似地，在圖表Ml中，當從一半周期的點至湘位變高一偵晴時，用于第一開關對(Sup和Sun)的導通和關斷時間交替排列為W1、 W2、 W3、 W4和W5。這種波形設計允許逆變器輸出電壓盡可能地接近正弦電壓。
具體地，驅動信號發生器38計算變量逆變器輸出電壓向量的標準Vn (幅值)與變量逆變器輸入電壓VDC之間的比率作為電壓利用系數的值。
基于電壓利用系數的計算值，驅動信號發生器38從多個圖表M中選擇一個圖表用于每個開關對；這個被選擇的圖表對應于電壓利用系數值的所述計算值。
電壓利用系數的多個預設值的上限，例如基本上設置為0.78。當控制器14工作在上面所述的單脈沖控制模式下控制逆變器IV時，基本上0.78的電壓利用系數是已知的最大值。
由于這個緣故，當電壓利用系數的所述計算值為0.78時，驅動信號發生器38從多個圖表M中為每個開關對選擇一個圖表；這，擇的圖表與相應的一個開關對的電壓利用系數的計算值0.78與相對應。
為每個開關對選擇一個圖表形成驅動信號波形，這樣以使得相應的一個開規的導通和關斷周期與相應的相指令電壓的周期一致。
在完成為*開，選擇一個圖表后，驅動信號發生器38工作以設定驅動信號波形的輸出時機，該驅動信號波形包括在基于來自相位調速器34的相位5
為#開，選擇的一個圖表中。
然后，驅動信號發生器38工作以
為每個開關對確定一對驅動信號;這個驅動信號對具有包括在為每個開關對所選擇的一個圖表中的相對應的一個驅動信號波形；且作為第二驅動信號gw/ 2和gw 2， gvp2和gv"么以及gwp2和gw 2中的每一沐在相對應的一個輸出時間點將用于每個開關對的驅動信號對輸出給選擇器44。
切換控制單元
切換控制單元60包括切換控制模塊46和選擇器44 。
切換控制模塊46工作以完成在電流反饋控制模式和轉矩反饋控制模式之間的切換，其中電流反饋控制單元20在電流反饋控制模式下完成上面所述的電流反饋控制任務，轉矩反饋控制單元30在轉矩反饋控制模式下完成上面所述的轉矩反饋控制任務。
選擇器44根據來自切換控制模塊46的切換指令工作以在
第一纟碟一驅動信號g^/、 ，7、 gV/7八gV"/、 gW/ 7禾t]gVm/;禾口
第二組第二驅動信號gi^2、 gw2、 gvp2、 gvw么gv甲2和gvw2中的中選擇
任意一組。
切換控制模塊46所執行的流程卞文將參考圖3進行描述。該流程被，例如在控制器14中編程從而以預定的周期被重復執行。
開始該流程，切換控制模塊46確定逆變器IV是否被控制在電流反饋控制模式，以使得在步驟S10中由選擇器44選擇第一驅動信號gz^、 gvpAgv"/、 gM^和gvw/輸出給各自的驅動器56、 58、 60、 62、 64和66。
一旦確定逆變器IV控制在電流反饋控制模式下(步驟S10為"是")，切換控制模塊46將在步驟S12中獲取逆變器輸入電壓VDC，且在步驟S14中從三相變換器28中獲取U-、 V-和W-相指令電壓Kwc、 Fvc和Kwc。
接下來，在步驟S16中切換控制模±央46基于所獲取的逆變器輸入電壓VDC和U-、 V-和W-相指令電壓F"c、 Fvc和PVc計算調制系數。注意調制系數被定義為每個U-、 V-和W-相指令電壓H/c、 Fvc和Fvvc的幅值與逆變器輸入電壓VDC的一半的比率。
隨后，在步驟S18中切換控制模塊46確定計算調制系數是否大于預設的閾值a。依據步驟S18的結果來決定是否將逆變器IV的控制模式由電流反饋控制模式切換至轉矩反饋控制模式。在第一實施例中，閾值a預設為'T'。
具體地，當調制系數超過閾值a，也就是說^指令電壓FMC、 Fvc和PWc的幅值超，變器IV輸入電壓VDC的一半(步驟S18的結果為"是')，切換控制模塊46將確定
用于每相的逆變器IV的實際輸出電壓可能與相應的一個指令電壓恥、Wc
禾口 Fwc不一致。
因此，切換控制模塊46將決定，如果在調制系數超過閾值ot時繼續電流反饋控制模式，可能降低電機發動機IO的控制性能。
注意閾值a可以被預設成一個大于"l"的值，比如"1.15"。具體地，即使調制系數超迚'l"，用于控制逆變器IV的公知的過調制向量控制允許將用于逆變器IV的電流反饋控制保持在高特性，這種逆變器IV具有保持在從"l"至,值a的過調制控制范圍內的調制系數。因此，當在控制器14上安裝了公知的過調制控制的功能模塊時，有可能將閾值設置為基本上"1.15"。
在步驟S20，切換控制模塊46將用于逆變器IV的控制模式從電流反饋控
制模式切換到轉矩反饋控制模式。
具體地，在步驟S20，切換控制模塊46將相位5重置為初始值S0;這個初
始值恥由下面的公式確定卯=加-《，、
、一 J
在步驟S20，切換控制模塊46將由PI控制模塊36b計算得到的第二標準Vn2重置為初始值Vn2(0);這個初始值Vn2(0)由下面的公式確定
Fh2(0) = Vvtfc2 + ，2 。
具體地，初始值Vn2(0)被設置為第二標準Vn2的積分增益項的初始值。這允許標準確定裝置標準設定裝置36將初始值Vn2(0)作為標準Vn的初始值。
此后，標7條鄉36從初始值Vn2(0)向第一標準Vnl逐步地改變標準Vn。這防止了標準Vn的突然變化，即使是在基于由電流反饋控制單元20設置的指令電壓Wc和vgc的標準偏離第一標準Vnl的情況下；這個第一標準Vnl ，變器IV的控制從電流反饋控制模式切換到總巨反饋控制模式時通過標準計算器36a計算的。
在步驟S20 ，切換控制模i央46將切換指令傳輸^^擇器44以選擇第二組驅動信號g^p2、 gv/ 2、 gv"2、 gw/^禾口gwi2。
根據所述切換指令，選擇器44選擇第二驅動信號g2^2、 g^"2、 gvp2、 gv"2、gw/ 2禾卩gw 2作為驅動信號gw; 、 gz# 、 gv/ 、 gv"、 gwp禾I]gw2, ^^l每驅動信號gw; 、 gz# 、 gvp、 gv"、 gw/ 和gM 分別傳送給驅動器56、 58、 60、 62、 64和66。另外，在步驟SIO， 一旦確定了逆變器IV被控制在糊反饋控制模式(步驟S10為"否")下，切換控制模塊46確定從轉矩反饋控制單元30輸出的第二驅動信號gwp2、 gz# 2、 gv/ 2、 gv"2、 gv甲2和gv附2驅動逆變器IV。然后，在步驟S22，切換控制模塊46獲取電池電壓逆變器輸入電壓VDC，并且在步驟S24中獲取由標準確定裝置標準設定裝置36設定的標準Vn。
接下來，在步驟S26，切換控帝帳塊46確定獲取的標準Vn是否等于或小于"3/8"的平方根、系數K和逆變器輸入電壓VDC的乘積。步驟S26的指令是確定用于逆變器IV的控制模式是否從轉矩反饋控制模式切換到了電流反饋控制模式。
具體地，當調制系數被設定為"l"， 4^指令電壓Wc、 Fvc和Fwc的幅值(峰值)被設定為"VDC/2"。錄満個指令電壓Wc、 Kvc和Fwc的RMS值等于'(VDC/2) (1/V^)"。對應于任意相鄰兩相之間的線對線指令電壓的逆變器IV的輸出電壓的RMS值為V^和一相指令電壓的乘積；這個乘積等于"(VDC/2) . (1/^) .VT，等于"VDC'VJ7T，。因此，當標準Vn等于逆變器輸入電壓VDC稱'3/8"的平方根的乘積時，調制系數被設置為"l"。
注意在用于逆變器IV的控制模式從，反饋控制模式切換到電流反饋控制模式時，系數K從"l"微小地改變調制系數。設置系數K以防止由于在電流反饋控制模式禾囀矩反饋控制模式之間的轉變而產生的振蕩。例如，系數K被設定為遠大于0，且遠小于2。
一旦確定獲取的標準Vn等于或小于"3/8"的平方根、系數K、和逆變器輸入電壓VDC (步驟S26為"是')的乘積，在步驟S28中切換控制模塊46將用
于逆變器IV的控制模式由轉矩反饋控制模式切換到電流反饋控制模式。
具體地，在步驟S28中，切換控制模塊46將電流反饋控制單元20的指令電壓wfc和的初始值設定為由徵巨反饋控制單元30設置的逆變器輸出電壓的向量。
換句話說，在步驟S28中，切換控制模塊46將用于電流反饋控制單元20的指令電壓rafc和v《c的初始值(ra 和v^ )設置為d-q坐標系中向量(-Vn'sinLVn'.coW)的分量。更具體地，切換控制模塊46將齡反饋控制模塊24和25的積分增益項的初始值設置為從d-q坐標系中每個向量(-Vn， sin 5 ,VrvC0S(5 )的分量中減去不相關控制模塊26的輸出。
步驟S20，切換控制模塊46向選擇器44傳輸切換指令以選擇第一組驅動信號gw; / 、 gw"i 、 gv/ / 、 gv"y 、 gvvp/禾口 gw / 。
根據切換指令，選擇器44選擇第一驅動信號gz^; 、 g^/ 、 gvp; 、 gv"7 、 gwp/
和gvw/作為驅動信號gz/; 、 gww、 gvp、 gvw、 gw/ 禾tlgw ，并分別將驅動信號gwp、 ，、 gv/ 、 gw、 gwp和gw 傳輸給驅動器56、 58、 60、 62、 64禾卩66。
當完成步驟S20和S28的指令后，切換控制模塊46終止該禾歸。對以地，當在步驟S18或S26中作出相反的判斷時，切換控制模±央46終止該程序。
*驅動器56、 58、 60、 62、 64和66將相應的一個驅動信號g^、 g^、gvp、 gw、 gw/ 和gw 施加給相應的一個切換元件Sw/ 、 S而、Svp、 Sv"、 Sw/7和5W 的門極。這允許每個切換元件Sw/ 、 Sw、 Svp、 Sw、 S，和S簡在相應的一個驅動信號gwp、伊"、gvp、 gv"、 gv^和gv柳的脈沖寬度(導通時間)期間被驅動。
怎樣設計轉矩反饋控制單元
參考圖2，轉矩反饋控制單元30被構造成基于電機發動機10的角速度co和獨立于U-和q-相指令電壓的需求轉矩ra設置標準Vn。因此，,反饋控制單元30相對可自由地設置標準Vn。
由于這個原因，為盡可育3也減小標準Vn而對需求車轉巨W的控制允許通過對電壓禾擁系數進行控制。這準許驅動信號發生器38從多個圖表M中為齡開關對選擇一個圖表；為每個開關對所選擇的一個圖表的驅動信號波形具有大量的脈沖。這允許逆變器IV的輸出電壓更接近于正弦電壓，從而降低了逆變器
輸出電壓中的諧波畸變。這使得降低諧波電流成為可能。
接下來，將在下面描述如何利用標準計算器36a確定第一標準Vnl 。
圖4A示意性地解釋了在控制系統50運行在連續功率控制模式下時對第一
標準Vnl的基本約束。參考附圖4A，第一標準Vnl被允許設定在以四條邊界
線BL1、 BL2、 BL3和BL4封閉的區域REG之內。
邊界線BL4表示第一標準Vnl的上限；這個上限表示在控制器14在單脈
沖控制模式下運行以控制逆變器IV時電壓利用系數的最大值為0.78。
接下來，下文將描述在獲得由邊界線BL1、 BL2和BL3組成的約束之前，
如何導出表示由電機發動機10形成的轉矩r和d-q坐標系中電流向量(仏/《)作為第一標準Vnl、相位5、和角速度CO的函數的等式。
由電機發動機10形成的轉矩『為電流向量/a(/力《)和總Mil匝數向量OO(見圖4B)的向量積。總磁通膽數向量①0包括穿過電樞繞組的磁通匝連數向量O和其中的旋轉場磁通匝連數向量①a。
具體地，由電機發動機10形成的轉矩rffl3^OTM匝連數向量O的下面的公式(cl)表示，q軸電感Z^、 d軸電感U、電樞電阻R，以及轉子的1iM數尸來表示(見圖4B):
<formula>formula see original document page 23</formula>
另外，電壓公式由下面公式表示:
<formula>formula see original document page 23</formula>
從公式[c2]中可以得到下面公式[c3]:<formula>formula see original document page 23</formula>
將公式[c3]代入公式[cl]得到下面公式[c4]:T(7"l,。=尸V"2+"2.1^ , sin(￡j +⑨一 "(J) sin叫.其中<formula>formula see original document page 23</formula>
注意邊界線BL1表示辯Br相對于相位5的偏微分為正的情況。邊界線BL1的情況可以M基于公式[c4]的下列公式[c5a]和[c5b]5tt示<formula>formula see original document page 24</formula>
O)(i 2 + 02.丄d.Z^)cos(5 + 6>1) + od)(Z^ — Z^/i 2 +02 .Z^r2{sin01 sin(3 + (92) — cos6>2cos(5 + 01)}
(丄d —丄g)Ji 2 +^2.^2 cos(25 + (91 +夕2)
由邊界線BL1表示的情況允許
當估計轉矩Te相對于需求轉矩W不足時提前相位S，從而補償估計辦巨
^的欠缺；且
當估計轉矩7fe相對于需求轉矩ra過量時滯后相位5，從而降低估計傲巨%的過量。
注意，在第一實施例中，當控制系統50運行在連續功率控制模式下時相位S被限制在下面的公式'o"a/2"。另外，當控制系統50運行于再生控制模式下時相位5被限制在下面的公式'V/2 < 5《3;r/2"。
由此，省略了相位S等于或大于3兀/2的條件。
邊界線BL2表示d軸電流等于或小于零的情況。邊界線BL2的情況可以由基于公式[c6a]和[c6b]的下列公式[c5a]和[c5b]棘示
如果0《c5^(i-6"2)
^/i 2+ty2.^《2cos(c + ^2)
2
歸>0
邊界線BL3 ^在連續控制模式下q軸電流等于或大于零的情況。邊界線BL3的情況由下面的公式[c7]表示
"柳其中O S";r-m
注意，在可再生控制模式下，q軸電流等于或小于零的條件被強加給第一標準Vnl。
在第一實施例中，第一標準Vnl設定在圖4A所示的允許范圍REG內。即使相位5和角鵬co中的每個都確定，第一標準Vnl也沒有唯一地確定。因此，第一標準Vnl可以在允許范圍REG內自由設計。為了降低逆變器輸出電壓的諧波畸變，希望第一標準Vnl滯后到盡可能小。為了使得第一標準Vnl最小化，需要將轉矩『相對于第一標準Vnl的偏微分為零的劍牛強加給第一標準Vnl o
然而，發明人發現前面所述第一標準Vnl的設計模型的困難在于使相位5和第一標準Vnl之間彼此一一對應。
因此，在第一實施例中，標準計算器36a被構造成體第一標準Vnl,其允許控制器14完成調整電流向量(z力々)的相位的最大轉矩控制，，從而在流過電機發動機的電樞繞組10a的電樞電流為任意值時都會巨達到電機發動機10的最大轉矩。這可以在達到需求轉矩7^時將第一標準Vnl減到盡可能的小。
圖5示意性地解釋了由標準計算器36a施加給第一標準Vnl的具體^j牛。參考圖5，由下面公式[c8]表達的條件被施加給第一標準Vnl以完成最大轉矩控制。注意最大轉矩控制被設計成總是在電樞電流的相同的值達到最大轉矩，換句話說，在電樞電流的任意值最有效地達到電機發動機10的轉矩。
最大車效巨表示在連續功率控制模式中電機發動機10產生的正的最大轉矩，且在可再生控制模式下表示電機發動機10產生的絕對值最大的負的傲巨。
公式[c8]M^E Ohmsha有限公司發表盼'內7JC磁同步電動機的控制與設計"的第23頁上。
基于公式[c3]從公式[c8]中消去電流向量(id， iq)后表示第一標準Vnl作為角J^Ico和相位5的函數。特別是，由于$ 反饋控制啟動的條件，所計算的調制系數大于預設的閾值a，在電機發動機10較高速度的范圍內確定(見步驟S18),所以電樞電阻R相較于基于與角速度co成比例的每個d軸和q軸電感U和Z^的阻抗可以忽略不計。
因此，第一標準Vnl由下面公式[c9]表示<formula>formula see original document page 26</formula>
在公式[c9]中，第一標準Vnl表示為相位S和角速度co的函數。根據公式[c9]，第一標準Vnl可以表示為需求轉矩T^和角速度(D的函數。
具體地，在公式[c4]中電樞電阻R接近于最小時，得到下面的公式[clO]:
尸 F"l<formula>formula see original document page 26</formula>
公式[clO]中的函數/(。包含作為自變量的相位S以及作為自變量的被角速度o)規范化的第一標準Vnl。注意，第一標準Vnl被定義為角速度co和獨立于角度速co的函數/(。的乘積的原因在于公式[c9]。換句話說，原因在于電樞電阻R可以接近于被忽略(電樞電阻R接近于為零，表示為'H《')。
公式[clO規定了函數g(。，其包含作為自變量的相位S和作為自變量的轉矩r。因此，根據下面的公式可以利用函數g^)的反函數將公式[clO]中的自
M:從相位5轉變為轉矩r:
<formula>formula see original document page 26</formula>
這里定義了函數h，具有自M轉矩T和co的因變量規范化標準(Vnl/co)。圖6A示意性地示出了函數h的曲線圖。注意函數h不必解析得到。也就是，參考圖6B，函數h的圖表M31:
計算表示變量相位S和用 規范化的標準之間關系的函數f;以及
計算表示M相位5和轉矩r之間關系的函數g獲得。這使得如果第一標準Vnl在圖4A中所示的允許范圍REG之內的話，就可以預先用例如表格格式或程序格式描繪出變量需求辯巨ra和第一標準Vnl之間的關系。表示變量需求轉矩7^/和第一標準Vnl之間關系的圖表被預先存儲在標準計算器36a中。
因此，根據公式[C10]和需求轉矩ra和角度速0D中的旨設定的第一標準
Vnl只需要最小的電樞電流就可以驅動電機發動機IO以提供需要的轉矩Td。
注意，在第一實施例中，"圖表"表示的是一個函數，其中當在函數中輸入任何一個離散的輸入量時就定義一^出。
如上面所述，根據第一實施例的控制系統50配置有標準設定裝置36，相位設定裝置34，以及驅動信號發生器38。
標準設定裝置36被設計成基于電機發動機10的角逸度co和需求$轉巨ra在d-q坐標系中設置逆變器輸出電壓向量的標準Vn。
相位設定裝置34被設計成基于需求轉矩ra與估計車轉巨7fe的偏差△在d-q坐標系中設置逆變器輸出電壓向量的相位5。
驅動信號發生器38被設計成產生第二驅動信號gwp2、 g^"2、 gv; 2、 gw入gvi^2和gvm么其滿，變器輸出電壓的標準Vn和相位5。
由于控制系統50的結構，標準Vn可以基于獨立于d-和q-軸的指令電壓wfc和的角速度co和相位5而自由設計。這體現了提前^第二驅動信號gw/ 2、 gw"2、 gv閃、gw厶gwp2和gvw2的波形的設計靈活度的第一個優勢，使得它盡可能地將電機發動機10的控制性能維持在高水平。
另外，在第一實施例中，第一標準Vnl被作為前饋操縱M，其被設計用于補償轉矩控制的目標值和實際值之間的差量。如果第一標準Vnl包括一#差，那么相位5作為反饋操縱變量從而抵消包含在第一標準Vnl中的所述誤差。控制系統50被構造成用于確定每個第二驅動信號gwp2 、 g朋2 、 gvp2 、 gw2 、gM^和gw"2的波形，以使得
相應一個開關對的高側切換元件在相應一相電流每個周期內的總導通時間等于相應一個開關對的低側切換元件在相應一相電流每個周期內的總導通時間。換句話說，控制系統50被構造卿于確定齡第二驅動信號gz^、 gww2、gv; 2、 gw2、 gwp2和gww2的波形，以使得
連接電機發動機10的逆變器IV的正端子Tp的總接通周期等于電機發動機10的逆變器IV的負端子Tn的總接通周期。
這體現了第二個優點，即在逆變器輸出電壓電角度的每個相應一周期內使逆變器輸出電壓的正方向和負方向平衡。構造控制系統50以使得用于每個開關對的驅動信號波形關于驅動信號波形電角度的一半周期的點^t稱。
這體現了第三個優點，即使得逆變器輸出電壓接近于正弦電壓。
構造控制系統50以使得驅動信號發生器38基于作為電壓利用系數的標準Vn的幅值與逆變器輸入電壓VDC的比率，選擇一個具有預設驅動信號波形的圖表。這體現了第四個優點，即不，變器輸入電壓VDC的波動而確定驅動信號波形。
構造控制系統50以分別將與逆變器IV提供的多個電壓禾,系數的預設值有關的多個驅動信號波形存儲在其中。多個驅動信號波形中的每個被預設以在相應的一個指令電壓^c、 Kvc和Fwc的每個周期內用于每個開關對。
因此，控制系統50易于選擇多個驅動信號波形中的一個；從多個驅動信號波形中選擇的這個驅動信號波形與在沒有計算任何驅動信號波形的情況下所計算的電壓利用系數。這體現了第五個優點，即從多個驅動信號波形中適當地確定一個，其降低控制器14的計算負荷。
構造控制系統50以使得當估計轉矩7fe相對于需求轉矩7^缺乏時，提前相位5，且在估計$效巨7^相對于需求轉矩7^過量時，滯后相位5。
另外，構造控制系統50用來設定第一標準Vnl，以使得在公式[c4]中表示的作為第一標準Vnl禾口相位5的函數的轉矩r相對于相位S的偏微分變為正。這可以補償估計辦巨&的欠缺，并且滯后估計轉矩&的過量。這體現了第六個優點，即即使在估計總巨^相對于需求辯巨ra缺乏或變得過量時仍能連續地完成轉矩反饋控制。
控制系統50的標準計算器36a設置第一標準Vnl以使得d軸電流等于或小于零。這體現了第七個優點，即防止控制器14在傲巨反饋控制模式下執行加強場控制。
控制系統50的標準計算器36a設置第一標準Vnl以使得q軸電流的指示與需求車魏Td的指示一致。這體現了第八個優點，即確定第一標準Vnl以使第一標準Vnl滿足類似于在電流反饋控制模式下j頓的條件。
控制系統50的標準計算器36a設置第一標準Vnl ，從而在電樞電流的任意值最有效地實現電機發動機10的辯巨。達到最大轉矩控制是第一實施例的第九個優點。構造控制系統50以利用圖表來設置第一標準Vnl，該圖表在輸入需求總巨
ra時輸出用co規范化的標準Vwl^"的值。這體現了第十個優點，即易于設置第一標準Vnl 。
控制系統50被構造成在調制系數等于或大于預設閾值a時完成轉矩反饋控制。這體現了第十一個優點，即只要逆變器IV (電機發動機IO)的控制性能維持在高水平就將逆變器IV控制在電流反饋控制模式，從而減少由轉矩反饋控制單元30 ，例如驅動信號發生器38執行的設計，歸。
控制系統50被構造鵬逆變器IV的控制模式由電流反饋控制模式切換到,反饋控制模式時，基于由電流反饋控制單元20體的指令電壓油和，體第二標準Vn2的初始值。這體現了第十二個優點，艮贓控制模式切換之前和之后，維持第二標準Vn2的連續性。
控制系統50配置有PI控制模塊36b和選擇器36c。 PI控制模塊36b和選擇器36c容許由向量調節器36設置的標準Vn被從基于指令電壓w/c和的第二標準Vn2的初始值逐步地變化為由標準計算器36a計算的第一標準Vnl 。這體現了第十三個優點，即防止標準Vn由于控制模式的切換而突然變化。
控制系統50被構造成在用于逆變器IV的控制模式由總巨反饋控制模式切換到電流反饋控制模式時，將用于電流反饋控制單元20的指令電壓娃和，的初始值設置成由車錄巨反饋控制單元30設置的標準Vn和相位S。這體現了第十四個優點，即在控制模式切換之前和之后，維艦變器輸出電壓的連續性。
第二實施例
下面將結合圖7描述根據本發明第二實施例的控制系統。根據第二實施例的控制系統結構基本上與根據第一實施例的控制系統50的
結構相同，除了以下幾點不同。因此，根據第一和第二實施例的控制系統中相
同的部分采用相同的附圖標記來標識，且在描述時省略或簡化。
圖7示意性地說明了根據第二實施例的標準計算器36al的功能結構。參考圖7，在第二實施例中，從逆變器輸出電壓向量中減去coO部分后形成
的電壓向量的標準V2和相位52被定義用 示轉矩r，這個(o①部分將被電
機發動機10中的感應電壓抵消。
標準計算器36al被構造成設置第一標準Vnl ，以使得轉矩T相對于相位5
的偏微分為零。具體地，由下面公式[cii]表示轉矩r:<formula>formula see original document page 30</formula>
在公式[cll]中，用相位S和第一標準Vnl取代標準V2和相位52從而第一標準Vnl表示為相位S和角速度co的函數。特別是，在公式[cll]中電樞電阻R趨近于零時形成下面的公式[c12^_
<formula>formula see original document page 30</formula>
在公式[cl2]中，用co規范化的標準Vwl/Z表示為相位S的函數。這允許用co規范化的標準以與第一實施例相同的方式被定義為轉矩T的函數h。在第二實施例中，函數h被計算以被繪制并存儲在標準計算器36al中(見圖7)。
如上面所述，根據第二實施例的控制系統除了具有第一到第八和第十到第十四個優點外，還具有下面的第十五個優點。
具體地，根據第二實施例的控制系統被構造成選擇第一標準Vnl以使得基于M^JI變器輸出電壓向量中減去co(D部分而形成的電壓向量的電樞電流最有效地產生車轉巨；這個Q)0)部分被電機發動機10中的感應電壓抵消。這體現了第十五個優點，即選擇第一標準Vnl，其降低了逆變器輸出電壓的q軸分量；該逆變器輸出電壓的q軸分量有助于形成電機發動機10的轉矩T。根據電壓公式[c2]， i^t擇的第一標準Vnl將電流向量的d軸和q軸分量W和^盡可能地滯后。
第三實施例
下面將結合圖8描述根據本發明的第三實施例的控制系統。根據第三實施例的控制系統結構基本上與根據第一實施例的控制系統50的
結構相同，除了以下幾點不同。因此，在根據第一和第三實施例的控制系統中，相同的部分采用相同的附圖標記來標識，且在描述時省略或簡化。
圖8根據第三實施例示意性地說明了 ，在功率控制系統50運行在連續功率模式下時，控制器14的標準計算器36a2的功能結構的實例。
參考圖8，在第三實施例中，標準計算器36a2被構造成設置第一標準Vnl，
以使得d軸電流W為零。
具體地，標準計算器36a2被構造成在作為第一標準Vnl和角速度co的函數
的d軸電流z"為零的劍牛下，在公式[c3]中將第一標準Vnl g成角速度co和
相位5的函數。
另外，以與第一實施例相同的方式，相位5到轉矩T的變換允許獲取函數h，該函數h將辦E作為自變量，用 規范化的標準Vwl/ "作為因變量。
特別地，電樞電阻R ，于零時可以用下面的公式[cl3]，示函數h，其
將轉矩作為自變量，將用①規范化的標準Vwl/fi/'作為因變量
W,/KD, ！ [cl3]
由于函數[cl3]是簡化公式，所以函數h被存儲在標準計算器36al中(見圖8)，其允許標準計算器36a2易于計算第一標準Vnl 。
如上面所述，根據第三實施例的控制系統除了具有第一到第八和第十到第十四個優點外，還具有下面的第十六個優點。
具體地，根據第三實施例的控制器14被構造成設置第一標準Vnl以使得d軸電流W為零。這體現了第十六個優點，執，彌變器IV的轉矩反饋控制，而不執行加強場控制和削弱場控制。
特別是，由公式[cl3]表示的第一標準Vnl，使得計算第一標準Vnl更加容易。因此，當控制器14被實施為集成電路(IC)時，有可能滯后IC的尺寸。
第四實施例
下面將結合圖9描述根據本發明第四實施例的控制系統。
根據第四實施例的控制系統的結構基本上與根據第三實施例的控制系統的結構相同，除了以下幾點不同。因此，在根據第三和第四實施例的控制系統中，相同的部分采用相同的附圖標記來標識，且在描述時省略或簡化。
根據第三實施例的控制系統被構造成利用公式[cl3]計算第一標準Vnl。然而，q軸電感L《隨實際流過電機發動機10的電流產生相當大的變化。
因此，在第四實施例中，控制系統被構造成基于實際流過電機發動機10的電流可變地確定q軸電感L^。下翻每結合圖9描述由標準計算器36a2執行的禾歸。該程序，例如在控制器14中被編程，從而按預定周期循環執行。
啟動禾M^，標準計算器36a2在步驟S30中從兩相變換器40接收d-q坐標系中實際的d軸和q軸電流分量W和^。
在步驟S32，標準計算器36a2 Mil計算所述實際的d軸和q軸電流分量W和々的和的平方根來計算電流標準In。
接下來，在步驟S34中，標準計算器36a2利用圖表從而計算q軸電感Z4。圖9示出的圖表表示變量電流標準In和變量q軸電感Z4之間的關系，且該圖表被預先以表格格式或禾Mi^格式存儲在標準計算器36a2中。
所述圖表被設計以使得電流標準In越大，q軸電電感&越小。
在完成q軸電感&的計算后，標準計算器36a2基于公式[cl3]和計算得到的q計算第一標準Vnl 。
如上面所述，根據第四實施例的控制系統除了具有第一到第八、第十到第十四以及第十六個優點外，還具有下面的第十七個優點。
具體地，根據第四實施例的控制器14被構造成基于流過電機發動機10的實際的d軸和q軸電流分量W和々來計算第一標準Vnl 。這體現了第十七個優點，即即使禾鵬公式[cl3沐計算也斷十算高精度的第一標準Vnl 。
第五實施例
下面將結合圖10描述根據本發明第五實施例的控制系統。
根據第五實施例的控制系統的結構基本上與根據第一實施例的控制系統50的結構相同，除了以下幾點不同。因此，在根據第一和第五實施例的控偉係統中，相同的部分采用相同的附圖標記來標識，且在描述時省略或簡化。
根據第一實施例的控制系統50被構造成一旦逆變器IV被轉矩反饋控制單元3控制，貝懷再監控實際的三相交流電流/w、 /v和/w。因此，當逆變器IV被轉矩反饋控制單元3控制，在電機發動機10的旋^I度ffl5I下降時，電機發動機10的感應電壓也將ffi5I地下降。在這種情況下，在標準確定裝置標準設定裝置36設置反映三相交流電流&、 /v和w滯后的標準Vn之前，由于產生的時間滯后，三相交流電流&、 /v和/w可能已經fflil地提前了。
為了解決這個問題，根據第五實施例的控制系統被構造雌控分別流過U-、V-和W-相繞組的三相交流電流m、 /v和/w,且在流過的三相電流過量時進行限制。
下面將結合圖10描述由控制器14執行的這種電流限制流程。該電流限制流程，例如在控制器14中被編程，從而以預定的周期被循環執行。開始電流限制流程，在步驟S30中，控制器14確定
在上一級執行的電流限制流程和實際電流限制流程之間需求轉矩W的變化
量A:r"是否等于或小于預設的變量Y;以及
在上一級執行的電流限制流程和實際電流限制流程之間角速度co的變化量△0)是否等于或小于步驟S30預設的變量s。
步驟S30中的指令是為了確定流過電機發動機三相繞組的三相電流是否處
于快速變化的條件下。
具體地，當需求轉矩7^的變化量AW較小時，控制器14判定由于轉矩的變化導致的三相電流的改變較小。對W也，當角速度co的變化量Aco較小時，控制器14判定由于角速度的變化導致的三相電流的改變較小。
為此，當步驟S30中的判定結果為"是"，也就是說每個變化量A7^和變化量A(D等于或小于預設變量y和e中的相對應的一個，則控制器14判定流通電機發動機三相繞組的三相電流處于沒有快速變化的狀態下。那么，控制器14繼續執t涉驟S32。
否則的話，當步驟S30的判定結果為"否"時，貝啦制器14終止該電流限制辦。
在步驟S42中，控制器14判定流過電機發動機10的所有三相電流/w、 h;和rvv中最大的一個的絕對值是否等于或大于預設的閾值Tl。在圖10中，函數MAX (a， b， c)被定義成輸出所有a、 b和c中最大的一個。
步驟S42中的操作是用于判定三相電流/"、 /v和是否處于快速提前的狀態下。具體地，當步驟S40的判定結果為肯定時，控制器14將確定流過電機發動機三相繞組的三相電流處于沒有快速變化的狀態下。
然而，不考慮步驟S40的肯定結果，當所有三相電流/w、 /v和w中最大的—個的絕對值等于或大于預設的閾值il時，控制器14判斷電機發動機10的實際角速度相對于實際測量的角鵬大大地降低。注意，閾值il可以被設置成小于電機發動機10中的最大允許電流一預設余量的一個值。
一旦判定所有三相電流/"、 /v和中最大的一個的絕對值等于或大于預設的閾值il (步驟S32為"是')，控制器14繼續執^涉驟S44。
在步驟S44中，控制器14限制標準Vn由標準設定裝置36設置。具體地，控制器14將標準設定裝置36輸出的第一標準Vnl設置作為標準Vn。
代替步驟S44中的指令，控制器14可以產生第二驅動信號gi^、gi^、g^、gv"入gw^和gvm么齡相應的驅動信號波形相應于電壓禾傭系數的下限。
代替步驟S44中的指令，控制器14可以將預設的故障標準Vn'或預設的用于^^第二驅動信號的故障驅動信號波棘儲在其中。因此，控制器14可以設置預設故障標準Vn'作為標準Vn，或形，二驅動信號gwp2 、 gw2 、 gv/72 、 gw2 、gVV^和^W7么每個第二驅動信號都具有一預設故障驅動信號波形。
在完成步驟S34的指令后，或步驟S42的判定結果為"否"，控制器14終止該電流限制流程。
如上面所述，根據第五實施例的控制器14除了具有第一到第十四個優點外，還具有下面的第十八個優點。
具體地，根據第五實施例的控制器14被構造成僅僅在所有三相電流/w、和/w中最大的一個的絕對值等于或大于預設的閾值ii ，而不考慮每個變化量AW和變化量A(D等于或小于預設體Y和s中相應的一個時，限制標準Vn。這體現了第十八個優點，艮卩解決了在觀懂到角速度co突然變化之前，由于電機發動機10中的感應電壓突然變化而導致過量的電流可能流進電機發動機10的的問題。
在本發明的范圍內可以對第一至l傑五實施例以及它們的變形進行改變和/或變形。
根據第五實施例的不同點可被應用到第二至第四實施例中的至少一個中。
安裝在標準確定裝置標準設定裝置36中，用于將標準Vn逐漸地從基于d軸和q軸指令電壓Wc和可c的初始值改變為由標準計算器36a計算得到的第一標準Vnl的裝置不限于第一實施例中所描述的那種結構。例如，標準確定裝置標準設定裝置36可以被構造成計算基于d軸和q軸指令電壓v^b與可c的初始值和標準計算器36a的輸出的加權平均值。
驅動信號發生器38利用PWM方法可以基于用于每個電壓禾,系數的標準Vni十算^h第二馬區云力j言號gw; 2、 gw"2、 gv/ 2、 gv"2、 gw/ 2禾口gw^。
當逆變器輸入電壓被視為常量時，驅動信號發生器38可以僅根據作為參數的標準Vn在多個圖表M中取出任意一個圖表(驅動信號波形)。
馬歐力信號發生器38形成的*驅動信號波 —個2兀弧度電角度之內，關于兀弧度電角度(180度)的點具有^t稱性，但是本發明不限于這種對稱的驅動信號。
具體地，驅動信號發生器38可以基于輸出電壓向量的相位S和標準Vn形麟二驅動信號gwp2、 gw"2、 gvp2、 gv"2、 gM^2禾口gw 丄例如，驅動信號發生器38可以基于輸出電壓向量的相位S和標準Vn形成第二驅動信號g^p2、
gvp2、 gw2、 gw/72和gw"2中的至少一個，即使設置至少一個第二驅動信號對于電流反饋控制單元20來說是困難的。
在第一到第五實施例中的每個實施例以及它們變形的技術方案中，可以基于用對需求轉矩W與估算轉矩7fe的偏差△的比例積分導數反饋算法替代比例積分反饋算法來設置相位5。
在第一到第五實施例中的每個實施例以及它們變形的技術方案中，電流反饋控制模塊20可以基于每個反饋控制模±央24和25的輸出而不利用不相關控制模塊26來計算指令電壓w/c與vgc。
在第一至l操五實施例中的每個實施例以及它們變形的技術方案中，每個反饋控制模塊24和25育,執行比例積分導數反饋算法而不是比例積分反饋算法。
在第一到第五實施例中的每個實施例以及它們變形的技術方案中，電流反饋控制模塊20被構造成執行PWM控制，但是也可執行另外的電流控制，比如瞬時電流控制。瞬時電流控制被，例如設計成利用磁滯比較器直接調整U相繞組的瞬時相電流, V相繞組的瞬時相電流/v，以及W相繞組的瞬時相電流/w。
實際旋轉角度0和/或角速度①可以基于，例如實際d軸和q軸電流來估算，而不^[OT旋轉角度檢測器15。
在第一到第五實施例中的每個實施例以及它們變形的技術方案中，使用了作為凸極旋轉機械的IPMSM，但是也可以使用其他類型的凸極旋轉機械，比如同步磁阻電動機。
在第一到第五實施例中的每個實施例以及它們變形的技術方案中，使用了凸極電動機，但是也可以采用非凸極旋轉機械。當非凸極旋轉機械被設計成使得第一標準Vn和相位5彼此間具有一一對應關系時，可以基于第一標準Vnl計算第二驅動信號；該第一標準Vnl滿足轉矩r相對于第一標準Vnl的偏微分等于零。
根據本發明的不同類型的旋轉機械可以安裝在各種類型的車輛上，比如電動汽車。應用本發明的各種類型的旋轉機械不限于是 驅動系統的一個部件。
盡管已經描述了本發明目前的實施例和它們的變形方式，可以理解的是還可以做出這里沒有描述的其它變形，并且希望在追附的權利要求中覆蓋落A^發明范圍內的所有的變形方式。
權利要求
1、一種裝置，用于驅動功率轉換器的切換元件，以將供電電源的DC(直流)電壓轉換成功率轉換器的輸出電壓變量，該輸出電壓被施加給旋轉機械且在旋轉機械中產生轉矩，該產生的轉矩使得旋轉機械的轉子旋轉，該裝置包括標準確定裝置標準設定裝置，其基于旋轉機械的需求轉矩和轉子的旋轉速度設定在轉子中定義的兩相旋轉坐標系中的輸出電壓向量的標準；相位設定裝置，其基于所產生的轉矩和需求轉矩之間的偏差設定功率轉換器輸出電壓向量在兩相旋轉坐標系中的相位；驅動信號確定器，其基于由標準確定裝置標準設定裝置設定的標準和由相位設定裝置設定的相位來確定驅動信號，并且將該驅動信號施加于所述切換元件進而驅動切換元件，以將所產生的轉矩調整到所述需求轉矩。
2、 根據權利要求l的裝置，其中該功率轉換器的輸出電壓為周期AC (交流)電壓，且該驅動信號驅動該切換元件，以使所述輸出電壓在第一周期正向 地施加給該旋轉機械且在第二周期反向地施加給該旋轉機械，該第一周期和第 二周期的總和對應于輸出電壓的一個周肌織一周期基本上等于i織二周肌
3、 根據權利要求1的裝置，其中該功率轉換器的輸出電壓為周期AC電壓， 且該驅動信號驅動該切換元件，以使輸出電壓在第一周期被正向地施加給該旋 轉機械且在第二周期反向地施加給該旋轉機械，該第一周期和第二周期的總和 等于輸出電壓的一個周期，該驅動信號關于該輸出電壓的所述一個周期一半的 點細爾。
4、 根據l^利要求l的裝置，進一步包括 獲取單元，其獲取該供電電源的DC電壓，該驅動信號確定器基于所設定的標準和所獲取的DC電壓之間的相對關系 確定所述驅動信號。
5、 根據權禾腰求4的裝置，其中該功率轉換器的輸出電壓為周期AC電壓， 該驅動信號確定器包括一存儲單元，其儲存輸出電壓每一個周期的多個驅動信 號波形，該多個驅動信號波形分別與表示標準體和DC電壓變量之間相對關 系的多個值有關，該驅動信號確定器工作以在多個波形中選擇一個波形，該選 擇的一個波形對應于所設定的標準和所獲取的DC電壓。
6、 根據權利要求l的裝置，其中該相位設定裝置工作以在所述產生的糊相對于需求轉矩不足時，使得該相位提前，并在該產生的轉矩相對于需求轉矩過量時，使得該相位滯后，并且該標準確定裝置標準設定裝置工作以具有一模型公式，其中旋轉機械所產生的轉矩被表示為該標準和該相位的 函數；且設定該標準，使得在該模型公式中該轉矩相對于該相位的偏微分大于零。
7、 根據權利要求l的裝置，其中該轉子具有一個磁場，且該兩相旋轉坐標 系為具有d軸和q軸的d-q軸坐標系，該d軸表示該轉子磁場的一個方向，該q 軸具有一相位，該相位在轉子旋轉期間相對于d軸領先兀/2弧度的電角度，并且 該標準確定裝置標準設定裝置工作以基于所述輸出電壓設定該標準，使得流過 旋轉機械的d軸的電流等于或小于零。
8、 根據權利要求1的裝置，其中該轉子具有一個磁場，且該兩相旋轉坐標 系為具有d軸和q軸的d-q軸坐標系，該d軸表示該轉子磁場的一個方向，該q 軸具有一相位，該相位在轉子旋轉期間相對于d軸領先7i/2弧度電角度，并且該 標準確定，標準設定裝置工作以基于所述輸出電壓設定該標準，使得流過旋 轉機械的q軸的電流信號與需求車魏信號相匹配。
9、 根據權利要求l的裝置，其中該旋轉機械具有一個電樞，且該標準確定 ^g標準設定裝置工作以基于所述輸出電壓設定標準，從而在流過旋轉機械電 樞的電樞電流的任意值時，都能最高效地在旋轉機械中形成徵巨。
10、 根據權利要求1的裝置，其中該標準確定裝置標準設定裝置工作以基 于一電壓向量設定標準，從而在流過旋轉機械電樞的電樞電流，都能最高效地 在旋轉機械中形成轉矩，該電壓向量通il從功率轉換器的輸出電壓向量中減去 一部分形成，該部分被旋轉機械中的感生電壓所抵消。
11、 根據權利要求l的裝置，其中該轉子具有一個磁場，且該兩相旋轉坐 標系為具有d軸和q軸的d-q軸坐標系，該d軸表示該轉子磁場的方向，該q 軸具有一在轉子旋轉期間相對于d軸領先71/2弧度電角度的相位，并且該標準確 定裝置標準設定裝置基于MiJ出電壓設定該標準，以使得流過d軸的電流變為 零。
12、 根據權利要求1的裝置，其中該標準確定裝置標準設定裝置工作以利 用一函數來設定該標準，該函數被構造成在輸入需求轉矩時輸出所述標準與所述旋^il度的差值。
13、 根據權利要求1的裝置，其中該驅動信號確定器工作以計算功率轉換 器的電壓利用系數，并且在該計算的電壓利用系數等于或大于一個預設值時將 該驅動信號施加給該切換元件。
14、 根據豐又利要求13的，，進一步包括一電流反饋控制單元，在所述計算的電壓利用系數低于該預設值時，該電 流反饋控制單元工作以基于一個實際流過旋轉機械的電流確定一個電流反饋驅 動信號，并且將該電流反饋驅動信號施加給該切換元件從而驅動該切換元件， 從而將所述實際流過該旋轉機械的電流調整為基于需求轉矩的電流的指令值。
15、 根據權利要求14的裝置，其中該電流反饋控制單元包括一個指令電壓 計算器，其工作以計算旋轉機械輸出電壓的指令值，該旋轉機械輸出電壓的指 令值作為一個參數用于確定所述電流反饋驅動信號，以及該標準確定^g標準設定裝置工作以在用于該功率轉換器切換元件的驅動 由電流反饋控制單元切換到驅動信號確定器時，基于由指令電壓計算器計算的 指令值來設定該標準的初始值。
16、 根據權利要求15的裝置，其中該標準確定裝置標準設定裝置包括 標準計算器，其工作以基于由該相位設定裝置設定的相位和獨立于該標準的初始值的軒的旋轉鵬計算該標準的值；以及改變單元，該改變單元工作以逐^i也將由該標準確定裝置標準設定裝置設定的標準從初始值變為該標準的計算值。
17、 根據權利要求14的裝置，其中該電流反饋控制單元包括指令電壓計算器，其工作以計算旋轉機械輸出電壓附旨令值，該旋轉機械輸出電壓的指令值作為一個參數被用于確定所述電流反饋驅動信號；以及初始值設定裝置，其工作以基于由該標準確定裝置標準設定裝置設定的標 準和由該相位設定裝置設定的相位，在用于該功率轉換器切換元件的驅動由該 驅動信號調節器切換到該電流反饋控制單元時，設定由該指令電壓計算器計算 附旨令值的初始值。
18、 根據木又利要求1的裝置，進一步包括限制單元，在流過該旋轉機械的電流等于或大于預設值時， 一旦該切換元 件被該驅動信號驅動，該限制單元工作以基于該功率轉換器的輸出電壓限制該標準，即使轉子的旋,度的變化量等于或小于第一預設值并且需求轉矩的變 化量等于或小于第二預設值。
19、 一種控制系統，包括根據權利要求1的功率轉換器；禾口根據權利要求1的控制裝置。
全文摘要
本發明涉及用于改善旋轉機械控制的裝置，在本裝置中，標準確定裝置標準設定裝置，基于轉子的旋轉速度和旋轉機械的需求轉矩而設定位于定義在轉子中的兩相旋轉坐標系中的輸出電壓向量的標準。相位設定裝置，基于產生的轉矩和需求轉矩之間的偏差而設定兩相旋轉坐標系中功率轉換器的輸出電壓向量的相位。驅動信號確定器基于由標準確定裝置標準設定裝置設定的標準和由相位設定裝置設定的相位來確定驅動信號，并且將該驅動信號施加給切換元件從而驅動該切換元件，以將所產生的轉矩調整為所述需求轉矩。
文檔編號G05F1/10GK101540581SQ20091013877
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月20日 優先權日2008年3月21日
發明者山本剛志, 山田隆弘 申請人:株式會社電裝