電動機溫度變化控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及三相電動機，更詳細地說實時推定誘導(dǎo)電動機的轉(zhuǎn)子電阻，進而在轉(zhuǎn) 子溫度變化的狀況也維持扭矩控制性能的電動機溫度變化控制裝置及方法。
[0002] 并且，本發(fā)明涉及利用轉(zhuǎn)子通量電流模型與電壓模型的通量計算誤差，來推定轉(zhuǎn) 子電阻的電動機溫度變化控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0003] -般地說，對應(yīng)于大氣污染及石油枯竭的危機，正在研發(fā)與將電能使用為汽車動 力的環(huán)保汽車（environmentally friendly vehicle)相關(guān)的技術(shù)。
[0004] 這種環(huán)保汽車有混合動力電動汽車（Hybrid Electric Vehicle)、插電式電動汽 車（Plug-in Electric Vehicle)、燃料電池電動汽車（Fuel Cell Electric Vehicle)及電 動汽車（electric vehicle)等。
[0005] 在這些環(huán)保汽車中多適用永磁式電動機。永磁式電動機利用永久磁鐵來產(chǎn)生驅(qū)動 力。永久磁鐵的磁化強度，根據(jù)其運行環(huán)境，尤其是根據(jù)施加的弱磁場電流的大小與電動機 的運行溫度可產(chǎn)生永久性的變化。
[0006] 在這一情況，電動機無法產(chǎn)生希望的驅(qū)動力，因此電動汽車的情況，發(fā)生加速能力 與燃料節(jié)省效果急劇下降的現(xiàn)象等。
[0007] 解決上述問題的方式公開了根據(jù)電動機的定子溫度間接計算轉(zhuǎn)子電阻的技術(shù)，體 現(xiàn)這種概念的圖面圖示于圖1。
[0008] 參照圖1，包括：定子溫度傳感器40,測量誘導(dǎo)電動機80的定子的溫度；滑移角速 度計算部50,根據(jù)所述定子的溫度與轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系推定轉(zhuǎn)子電阻，用所述轉(zhuǎn)子電阻補償 轉(zhuǎn)子時間常數(shù)，利用所述補償?shù)霓D(zhuǎn)子時間常數(shù)計算滑移角速度；向量生成部60,利用被連 接于所述電動機80的轉(zhuǎn)子的編碼器85測量的轉(zhuǎn)子角速度及所述滑移角速度來計算滑移頻 率；及坐標變換部70,根據(jù)所述滑移頻率生成q軸指令電流及d軸指令電流。對其詳細說 明已公開于韓國注冊專利號第10-1251533號（發(fā)明的名稱：誘導(dǎo)電動機控制裝置及誘導(dǎo)電 動機控制方法）。
[0009] 但是，這種方式的情況，存在利用定子溫度間接計算轉(zhuǎn)子電阻的缺點。
[0010] 更詳細地說，轉(zhuǎn)子溫度與定子溫度根據(jù)情況發(fā)生最大約100度的差異。轉(zhuǎn)子的電 阻變化誘發(fā)滑移的變化，這成為了誘發(fā)扭矩控制誤差的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] (要解決的課題）
[0012] 本發(fā)明是為了解決根據(jù)上述【背景技術(shù)】的問題的提出的，其目的在于提供能夠?qū)崟r 推定誘導(dǎo)電動機的轉(zhuǎn)子電阻的發(fā)動機溫度變化控制裝置及方法。
[0013] 并且，本發(fā)明的另一目的在于，提供利用轉(zhuǎn)子通量電流模型與電壓模型的通量計 算誤差來推定轉(zhuǎn)子電阻的發(fā)動機溫度變化控制裝置及方法。
[0014] (課題的解決方法）
[0015] 本發(fā)明是為了解決在上述提出的問題而提出的，提供能夠?qū)崟r推定誘導(dǎo)電動機的 轉(zhuǎn)子電阻的發(fā)動機溫度變化控制裝置。
[0016] 所述發(fā)動機溫度變化控制裝置，包括：
[0017] 轉(zhuǎn)子電阻推定器，利用DQ軸電壓指令值及坐標變換DQ軸電流值，計算發(fā)動機的轉(zhuǎn) 子電阻推定值；
[0018] 同步角推定器，利用所述轉(zhuǎn)子電阻推定值、所述電動機的轉(zhuǎn)子速度及DQ軸電流指 令值來推定同步角；
[0019] 坐標變換器，利用所述同步角及感應(yīng)電流值來生成所述坐標變換DQ軸電流值；
[0020] 電流控制器，利用DQ軸電流指令值及坐標變換DQ軸電流值，生成DQ軸電壓指令 值；及
[0021] 電源變換部，根據(jù)所述DQ電壓指令值，變換電源來供應(yīng)于所述電動機。
[0022] 這時，所述轉(zhuǎn)子電阻推定器，可利用應(yīng)用電壓模型的第一轉(zhuǎn)子通量推定器與應(yīng)用 電流模型的第二轉(zhuǎn)子通量推定器的誤差，計算所述轉(zhuǎn)子電阻推定值。
[0023] 并且，所述轉(zhuǎn)子電阻推定器，可將電壓模型利用為基準模型，電流模型設(shè)定為適應(yīng) 模型。
[0024] 并且，在所述第一轉(zhuǎn)子通量推定器沒有轉(zhuǎn)子電阻值（Rr)，在第二轉(zhuǎn)子通量推定器 有轉(zhuǎn)子電阻值。
[0025] 并且，所述轉(zhuǎn)子電阻值作為根據(jù)轉(zhuǎn)子溫度而變化的值，其變化可比電流值慢。
[0026] 并且，所述轉(zhuǎn)子電阻推定值，可利用電壓模型的通量推定值與電流模型的通量推 定值來進行計算。
[0027] 這時，所述電壓模型通量推定值可以是在正常狀態(tài)的值，所述電流模型的通量推 定值可以是實時的值。
[0028] 并且，所述坐標變換器可利用同步坐標系。
[0029] 并且，所述同步角推定器，利用PLL(Phase Locked Loop，鎖相回路）技法以使角推 定誤差為零來設(shè)定PI (Proportional Integral，比例積分）控制增益。
[0030] 這時，所述同步角推定器，可利用電流模型來計算轉(zhuǎn)子DQ通量的位置，所述角推 定誤差與轉(zhuǎn)子DQ通量的比例大小類似，并且轉(zhuǎn)子DQ通量比例維持比0. 1小的值。
[0031] 并且，所述電源變換部，利用PffM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制）方式 將DQ軸電壓指令值變換為所述電動機的輸入電流。
[0032] 并且，所述DQ軸電流指令值，可利用分別提前設(shè)定對應(yīng)于扭矩指令值及同步角速 度值的值的Q軸電流圖與D軸電流圖來進行計算。
[0033] 并且，所述轉(zhuǎn)子電阻推定器，可將扭矩指令變化值及同步角速度變化值分別與提 前設(shè)定的特定值進行比較，若在所述特定值以下，則開啟轉(zhuǎn)子電阻推定功能，若在所述特定 值以上，則關(guān)閉所述轉(zhuǎn)子電阻推定功能。
[0034] 另一方面，本發(fā)明的另一實施例提供電動機溫度變化控制方法，可包括：轉(zhuǎn)子電阻 推定步驟，利用DQ軸電壓指令值及坐標變換DQ軸電流值，計算電動機的轉(zhuǎn)子電阻推定值； 同步角推定步驟，利用所述轉(zhuǎn)子電阻推定值、所述電動機的轉(zhuǎn)子速度及DQ軸電流指令值來 推定同步角；坐標變換步驟，利用所述同步角及感應(yīng)電流值，生成所述坐標變換DQ軸電流 值；電壓指令值生成步驟，利用DQ軸電流指令值及坐標變換DQ軸電流值，生成DQ軸電壓指 令值；及電源變換步驟，根據(jù)所述DQ軸電壓指令值變換電源來供應(yīng)于所述電動機。
[0035] 這時，所述轉(zhuǎn)子電阻推定步驟，利用應(yīng)用電壓模型的第一轉(zhuǎn)子通量推定器與應(yīng)用 電流模型的第二轉(zhuǎn)子通量推定器的誤差，計算所述轉(zhuǎn)子電阻推定值。
[0036] 并且，所述轉(zhuǎn)子電阻推定步驟，將電壓模型利用為基準模型，將電流模型設(shè)定為適 應(yīng)模型。
[0037] 并且，所述轉(zhuǎn)子電阻推定步驟，包括：將扭矩指令變化值及同步角速度變化值分別 與提前設(shè)定的特定值進行比較的步驟；比較結(jié)果，若小于所述特定值，則開啟轉(zhuǎn)子電阻推定 功能的步驟；及比較結(jié)果，若大于所述特定值，則關(guān)閉轉(zhuǎn)子電阻推定功能的步驟。
[0038] (發(fā)明的效果）
[0039] 根據(jù)本發(fā)明，實時推定誘導(dǎo)電動機的轉(zhuǎn)子電阻，進而在轉(zhuǎn)子溫度變化的狀況，也維 持扭矩控制性能，因此能夠確保對轉(zhuǎn)子溫度變化感覺遲鈍的扭矩控制性能。
[0040] 并且，作為本發(fā)明的另一效果，可推定出比利用定子線圈溫度的方式更加準確的 轉(zhuǎn)子電阻值（即，能夠監(jiān)測轉(zhuǎn)子溫度）。
[0041] 并且，作為根據(jù)本發(fā)明的其它效果，相比于利用熱電阻/熱容量的方式更易于實 現(xiàn)。
【附圖說明】
[0042] 圖1是一般的誘導(dǎo)電動機控制裝置的框圖。
[0043] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的電動機溫度變化控制裝置的框圖。
[0044] 圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明一實施例的轉(zhuǎn)子電阻推定功能的運行狀態(tài)的狀態(tài)圖。
[0045] 圖4是圖示一般的通量推定原理的示意圖。
[0046] 圖5是圖示根據(jù)在圖4圖示的DQ通量的比例
[0047] 角推定誤差的示意圖。
[0048] 圖6是根據(jù)本發(fā)明一實施例的計算角推定誤差的概念的框圖。
[0049] 圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明一實施例的利用電流模型計算轉(zhuǎn)子通量的概念的框圖。
[0050] 圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明一實施例的利用電壓模型及/或電流模型的轉(zhuǎn)子電阻推定 器的運行概念圖。
[0051] 圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明一實施例的轉(zhuǎn)子電阻推定過程的流程圖。
[0052] (附圖標記符號）
[0053] 200 :電動機溫度變化控制裝置
[0054] 210:電動機控制單元
[0055] 211 :轉(zhuǎn)子電阻推定器
[0056] 212:同步角推定器
[0057] 213-1 :Q軸電流圖