Patent DE-102013004589-B4 (DE)
Title: Regelvorrichtung für einen Synchronmotor
Inventor: UEMATSU HIDETOSHI
IPC: H02P27/04
Filed: 2013-03-15
Granted: 2023-06-22
Abstract: Regelvorrichtung für einen Synchronmotor, die eine Vektorregelung des Stroms eines Permanentmagnet-Synchronmotors auf der Grundlage eines Strombefehls für die q-Phase und eines Strombefehls für die d-Phase ausführt, die umfasst:
 eine Recheneinheit (11) für einen ersten Prüfwert, die, unter Verwendung der Motordrehzahl des Synchronmotors und eines Stromgrenzwerts der Regelvorrichtung und eines in der Regelvorrichtung (1) voreingestellten Spannungsgrenzwerts, einen ersten Prüfwert eines Stromgrenzwerts für die d-Phase und einen ersten Prüfwert eines Stromgrenzwerts für die q-Phase auf der Grundlage von Schnittpunkten errechnet, an denen ein strombegrenzender Kreis, der eine Stromvektorortskurve wiedergibt, die der Stromgrenzwert der Regelvorrichtung in einer d-q- Stromkoordinatenebene beschreibt, eine spannungsbegrenzende Ellipse schneidet, die eine Stromvektorortskurve wiedergibt, die der Spannungsgrenzwert der Regelvorrichtung als eine Funktion der Motordrehzahl beschreibt;
 eine Recheneinheit (12) für einen zweiten Prüfwert, die, unter Verwendung der Motordrehzahl des Synchronmotors und des Spannungsgrenzwerts der Regelvorrichtung einen zweiten Prüfwert für einen Stromgrenzwert für die d-Phase und einen zweiten Prüfwert für einen Stromgrenzwert für die q-Phase auf der Grundlage von Schnittpunkten errechnet, an denen eine maximales Drehmoment/Fluss-Kurve, die eine Stromvektorortskurve wiedergibt, der das Drehmoment für die gleiche Flussverkettung in der d-q- Stromkoordinatenebene maximiert, die spannungsbegrenzende Ellipse schneidet, die die Stromvektorortskurve wiedergibt, die der Spannungsgrenzwert der Regelvorrichtung als eine Funktion der Motordrehzahl beschreibt;
 eine Einheit für den Strombefehl für die q-Phase (13), die, wenn der Absolutwert des ersten Prüfwerts für den Stromgrenzwert für die d-Phase kleiner als der Absolutwert des zweiten Prüfwerts des Stromgrenzwerts für die d-Phase ist, dann den ersten Prüfwert des Stromgrenzwerts für die d-Phase als einen Stromgrenzwert für die q-Phase vorgibt, aber ansonsten den zweiten Prüfwert des Stromgrenzwerts für die q-Phase als den Stromgrenzwert für die q-Phase vorgibt, und, wenn der Strombefehl für die q-Phase, der auf der Grundlage eines Drehmomentbefehls erzeugt wird, den Stromgrenzwert für die q-Phase übersteigt, dann den Strombefehl für die q-Phase auf den Stromgrenzwert für die q-Phase begrenzt und den begrenzten Strombefehl für die q-Phase ausgibt, und
 eine Einheit für den Strombefehl für die d-Phase (14), die, wenn der Absolutwert des ersten Prüfwerts für die Stromgrenzwert für die d-Phase kleiner als der Absolutwert des zweiten Prüfwerts des Stromgrenzwerts für die d-Phase ist, dann den ersten Prüfwert des Stromgrenzwerts für die d-Phase als einen Stromgrenzwert für die d-Phase vorgibt, aber ansonsten den zweiten Prüfwert des Stromgrenzwerts für die d-Phase als den Stromgrenzwert für die d-Phase voreinstellt, und, wenn der Strombefehl für die d-Phase, der auf der Grundlage der Motordrehzahl und des Strombefehls für die q-Phase erzeugt wird, den Stromgrenzwert für die d-Phase übersteigt, dann den Strombefehl für die d-Phase auf den Stromgrenzwert für die d-Phase begrenzt und den begrenzten Strombefehl für die d-Phase ausgibt, wobei
 wenn die Motordrehzahl des Synchronmotors mit ω, die Flussverkettung der Spule mit Ψ a , die Induktanz der q-Achse mit L q  und die Induktanz der d-Achse mit L d , der Spannungsgrenzwert der Regelvorrichtung mit V om  , der Stromgrenzwert der Regelvorrichtung mit I am , der erste Prüfwert des Stromgrenzwerts für die d-Phase mit I d1  und der erste Prüfwert des Stromgrenzwerts für die q-Phase mit I q1  bezeichnet wird, die Recheneinheit (11) den ersten Prüfwert I d1  für den Stromgrenzwert für die d-Phase mit der nachfolgenden Gleichung errechnet
         I     d1       =         Ψ   a       L   d     −             (       Ψ   a       L   d       )       2     +     (       L   q           2     −     L   d           2       )       {       Ψ   a           2     +         (       L   q     −     I     am         )       2     −         (           V     om         ω       )       2       }               L   q           2     −     L   d           2               und den ersten Prüfwert I q1  für den Stromgrenzwert für die q-Phase mit der nachfolgenden Gleichung errechnet
         I     q1       =         I     am             2     −     I     d1             2               und wobei,
 wenn die Motordrehzahl des Synchronmotor mit ω, die Flussverkettung der Spule mit Ψ a , die Induktanz der q-Achse mit L q  und die Induktanz der d-Achse mit L d , der Spannungsgrenzwert der Regelvorrichtung mit V om , der Stromgrenzwert der Regelvorrichtung mit I am , der zweite Prüfwert des Stromgrenzwerts für die d-Phase mitI d2  und der zweite Prüfwert des Stromgrenzwert für die q-Phase mit I q2  bezeichnet wird, die Recheneinheit (11) für den zweiten Prüfwert den zweiten Prüfwert für den Grenzwert für die d-Phase I d2  mit den nachfolgenden Gleichungen errechnet
       Δ     Ψ   d     =       −     L   q       Ψ   a     +             (       L   q       Ψ   a       )       2     +   8         (       L   q     −     L   d       )       2           (           V     om         ω       )       2             4     (       L   q     −     L   d       )               
         I     d2       =   −         Ψ   a     +   Δ     Ψ   d           L   d               und den zweiten Prüfwert für den Stromgrenzwert für die q-Phase I q2  mit der nachfolgenden Gleichung errechnet
         I     q2       =                 (           V     om         ω       )       2     −         (     Δ     Ψ   d       )       2               L   q