用于同步电机的每安培最大扭矩控制的效率优化的制作方法

本文所公开的主题涉及改进和/或优化每安培最大扭矩(maximum torque peramps，mtpa)控制。

背景技术：

1、在过去，离线mtpa曲线已经被生成以提供输入来控制电机。离线mtpa曲线通常由自动调谐测试生成。遗憾的是，离线mtpa曲线通常具有导致较低效率的电机操作的不准确性。

技术实现思路

1、公开了一种用于改进mtpa控制的方法。该方法基于电机的自动调谐测试生成离线mtpa曲线。该方法针对给定扭矩点生成mtpa曲线的搜索区域。搜索区域包括针对给定扭矩点的上d轴参考电流和下d轴参考电流。mtpa曲线包括针对电机的q轴电流和d轴电流的电流对的扭矩的扭矩点。该方法在搜索区域的上d轴参考电流与下d轴参考电流之间迭代地修改d轴参考电流。该方法修改q轴参考电流以输出给定扭矩。该方法将给定扭矩点的对应电流对更新为具有最低电流幅度的经修改的d轴参考电流和经修改的q轴参考电流，以进一步提高电机的效率。

2、公开了一种用于改进mtpa控制的装置。该装置包括控制器。控制器基于电机的自动调谐测试生成离线mtpa曲线。控制器针对给定扭矩点生成mtpa曲线的搜索区域。搜索区域包括针对给定扭矩点的上d轴参考电流和下d轴参考电流。mtpa曲线包括针对电机的q轴电流和d轴电流的电流对的扭矩的扭矩点。控制器在搜索区域的上d轴参考电流与下d轴参考电流之间迭代地修改d轴参考电流。控制器修改q轴参考电流以输出给定扭矩。控制器将给定扭矩点的对应电流对更新为具有最低电流幅度的经修改的d轴参考电流和经修改的q轴参考电流，以进一步提高电机的效率。

3、公开了一种用于改进mtpa控制的系统。该系统包括电机和电机驱动器。电机驱动器基于电机的自动调谐测试生成离线mtpa曲线。电机驱动器针对给定扭矩点生成mtpa曲线的搜索区域。搜索区域包括针对给定扭矩点的上d轴参考电流和下d轴参考电流。mtpa曲线包括针对电机的q轴电流和d轴电流的电流对的扭矩的扭矩点。电机驱动器在搜索区域的上d轴参考电流与下d轴参考电流之间迭代地修改d轴参考电流。电机驱动器修改q轴参考电流以输出给定扭矩。电机驱动器将给定扭矩点的对应电流对更新为具有最低电流幅度的经修改的d轴参考电流和经修改的q轴参考电流，以进一步提高电机的效率。

技术特征：

1.一种方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上d轴参考电流和所述下d轴参考是电流限制，并且通过以下方式迭代地修改所述d轴参考电流：将d轴参考电流步长与初始d轴参考电流迭代地相加，直到所述d轴参考电流超过第一电流限制；从所述d轴参考电流迭代地减去所述d轴参考电流步长，直到所述d轴参考电流超过第二电流限制；以及将所述d轴参考电流步长与所述d轴参考电流迭代地相加，直到所述d轴参考电流等于所述初始d轴参考电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述初始d轴参考电流等于针对所述给定扭矩点的所述d轴参考电流。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述d轴参考电流步长在所述搜索区域的5％到20％的范围内。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上d轴参考电流和所述下d轴参考是电流限制，并且通过将d轴参考电流步长与等于第二电流限制的初始d轴参考电流迭代地相加直到所述d轴参考电流超过第一电流限制来迭代地修改所述d轴参考电流。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述d轴参考电流、所述d轴参考电流步长是所述搜索区域的20％，并且所述d轴参考电流被迭代地修改为所述下d轴参考加上所述d轴参考电流步长的一倍、所述d轴参考电流步长的两倍以及所述d轴参考电流步长的三倍，并且新的上d轴参考电流和下d轴参考电流分别被迭代地设置为具有最低电流幅度的加上和减去所述d轴参考电流步长的经修改的d轴参考电流和经修改的q轴参考电流。

7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述自动调谐测试是默认操作。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电机是同步机器。

10.一种装置，包括：

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述上d轴参考电流和所述下d轴参考是电流限制，并且通过以下方式迭代地修改所述d轴参考电流：将d轴参考电流步长与初始d轴参考电流迭代地相加，直到所述d轴参考电流超过第一电流限制；从所述d轴参考电流迭代地减去所述d轴参考电流步长，直到所述d轴参考电流超过第二电流限制，以及将所述d轴参考电流步长与所述d轴参考电流迭代地相加，直到所述d轴参考电流等于所述初始d轴参考电流。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述初始d轴参考电流等于针对所述给定扭矩点的所述d轴参考电流。

13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述d轴参考电流步长在所述搜索区域的5％到20％的范围内。

14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述上d轴参考电流和所述下d轴参考电流是电流限制，并且通过将d轴参考电流步长与等于第二电流限制的初始d轴参考电流迭代地相加直到所述d轴参考电流超过第一电流限制来迭代地修改所述d轴参考电流。

15.根据权利要求10所述的装置，其中，所述d轴参考电流、所述d轴参考电流步长是所述搜索区域的20％，并且所述d轴参考电流被迭代地修改为所述下d轴参考加上所述d轴参考电流步长的一倍、所述d轴参考电流步长的两倍以及所述d轴参考电流步长的三倍，并且新的上d轴参考电流和下d轴参考分别被迭代地设置为具有最低电流幅度的加上和减去所述d轴参考电流步长的经修改的d轴参考电流和经修改的q轴参考电流。

16.根据权利要求10所述的装置，所述控制器还进行：

17.根据权利要求10所述的装置，其中，所述自动调谐测试是默认操作。

18.根据权利要求10所述的装置，其中，所述电机是同步机器。

19.一种系统，包括：

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述上d轴参考电流和所述下d轴参考是电流限制，并且通过以下方式迭代地修改所述d轴参考电流：将d轴参考电流步长与初始d轴参考电流迭代地相加，直到所述d轴参考电流超过第一电流限制；从所述d轴参考电流迭代地减去所述d轴参考电流步长，直到所述d轴参考电流超过第二电流限制；以及将所述d轴参考电流步长与所述d轴参考电流迭代地相加，直到所述d轴参考电流等于所述初始d轴参考电流。

技术总结
涉及用于同步电机的每安培最大扭矩控制的效率优化。为了改进每安培最大扭矩(MTPA)控制，方法基于电机的自动调谐测试来生成离线MTPA曲线，该离线MTPA曲线被用作离线MTPA控制以便在高效率操作点运行电机。另一种在线方法针对给定扭矩点生成MTPA曲线的搜索区域。搜索区域包括针对给定扭矩点的上D轴参考电流和下D轴参考电流。方法在搜索区域的上D轴参考电流与下D轴参考电流之间迭代地修改D轴参考电流。方法修改Q轴参考电流以输出给定扭矩。方法将给定扭矩点的对应电流对更新为具有最低电流幅度的经修改的D轴参考电流和经修改的Q轴参考电流，以改进电机的MTPA控制。

技术研发人员：李冰,布赖恩·J·塞贝尔
受保护的技术使用者：罗克韦尔自动化技术公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16