本公開總體涉及多相電機(jī)及其操作和控制。

背景技術(shù)：

機(jī)動車輛可以使用電動牽引驅(qū)動系統(tǒng)，包括補充或替代來自內(nèi)燃機(jī)的牽引轉(zhuǎn)矩的電機(jī)。

在混合電動和電動車輛應(yīng)用中，電機(jī)通常直接聯(lián)接至傳動系部件，而不用介入震動阻尼元件，如轉(zhuǎn)矩變換器。這種配置以最小的能量損失表現(xiàn)出轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。電機(jī)包括永磁電機(jī)和同步發(fā)動機(jī)電機(jī)，由于電磁力的幾何結(jié)構(gòu)和非正弦分布在轉(zhuǎn)子和定子之間經(jīng)歷了可變電感，由此生成了引起轉(zhuǎn)矩波動也可被稱為轉(zhuǎn)矩波動的諧波部件。電機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)矩波動可以通過傳動系傳播而引起速度波動和車輛振蕩以及可由車輛乘客識別的其他不利影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

描述了一種電連接至反相器的多相電機(jī)。一種用于控制電機(jī)的方法，確定響應(yīng)于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令的初始電流命令和確定與電機(jī)的操作相關(guān)聯(lián)的預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動。命令基于轉(zhuǎn)矩命令和預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動來確定抑制電流命令，以及被動態(tài)地控制響應(yīng)于初始電流命令和抑制電流命令的電機(jī)。

本發(fā)明教導(dǎo)的上述特征和優(yōu)點以及其他的特征和優(yōu)點從在所附權(quán)利要求書中限定的以下對執(zhí)行本發(fā)明教導(dǎo)的某些最佳模式和其他實施例的詳細(xì)描述結(jié)合附圖可以顯而易見。

附圖說明

現(xiàn)在將描述一個或多個實施，通過舉例的方式，參照附圖，其中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本公開的電聯(lián)接到反相器模塊的多相電機(jī)；

圖2圖示出根據(jù)本公開的由電機(jī)的一個實施例的操作生成的轉(zhuǎn)矩波動的實例；

圖3示意性地示出根據(jù)本公開的用于確定轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)工序；

圖4描繪了根據(jù)本公開的轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表的一個實例；且

圖5示出了根據(jù)本公開的用于電連接至電機(jī)的反相器的實施例的控制操作的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。

具體實施方式

現(xiàn)在參照附圖，其中的描繪僅用于示出某些示例性實施例而不是為了限制本發(fā)明。圖1示意性地示出了根據(jù)本公開的一個實施例的電聯(lián)接到反相器模塊20的多相電機(jī)(電機(jī))10。在一個實施例中，電機(jī)10包括轉(zhuǎn)子和定子，且轉(zhuǎn)子可以聯(lián)接至可聯(lián)接至可旋轉(zhuǎn)傳動系部件的輸出構(gòu)件以向車輪提供牽引轉(zhuǎn)矩。

如本文所述，反相器模塊20包括合適的硬件部件、電子控制器、存儲器設(shè)備以及相關(guān)例程，它們在抑制與電機(jī)10的設(shè)計和操作相關(guān)的預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動時，響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩命令17而電組合和/或信號地組合以控制電機(jī)10的操作。反相器模塊20檢測電機(jī)10的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度15和轉(zhuǎn)子位置13，生成PWM電壓命令45并將其傳遞至電機(jī)10以控制其操作。反相器模塊20包括電流控制器30，電流成型模塊50和基于速度的增益補償模塊60，其相互作用以生成被注入初始電流命令31以確定傳遞到反相器40的前饋電流命令35的速度補償抑制電流命令65。反相器40生成PWM電壓命令45并且檢測PWM電流信號37以控制來自高壓電源至電機(jī)10的電源流，電機(jī)包括與電機(jī)10的操作相關(guān)的預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動關(guān)聯(lián)的抑制轉(zhuǎn)矩干擾，其中預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動取決于電機(jī)10的轉(zhuǎn)子速度15和轉(zhuǎn)子位置13并且包括與多諧波頻率關(guān)聯(lián)的基于位置的擾動。

電機(jī)10優(yōu)選地是一種多相交流電動機(jī)/發(fā)電機(jī)設(shè)備，其包括定子組件和可以布置有多個磁極的同心轉(zhuǎn)子組件，該同心轉(zhuǎn)子組件可以配置為感應(yīng)電動機(jī)，永磁電動機(jī)，或另一種合適的配置。電機(jī)10的轉(zhuǎn)子位置優(yōu)選地由合適的位置傳感器12檢測，其優(yōu)選地包括位置感測傳感器，如分解器或霍耳效應(yīng)設(shè)備。位置傳感器12優(yōu)選地包括電子線路和/或解釋來自位置感測傳感器并生成指示電動機(jī)位置13和電動機(jī)速度15的電信號的原始信號的控制器。

反相器模塊20的當(dāng)前控制器30、當(dāng)前成型模塊50以及基于速度的增益補償模塊60是構(gòu)架的一個實施例，以實現(xiàn)所描述的功能。對此，每一個模塊可以由基于硬件的專用系統(tǒng)實施，該系統(tǒng)執(zhí)行特定功能或動作或?qū)Ｓ糜布桶蓤?zhí)行命令組的存儲器設(shè)備的組合。電流控制器30生成初始電流命令31以生成響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩命令17的轉(zhuǎn)矩，考慮到電動機(jī)速度15和向反相器40提供電源的高壓直流電源總線的電壓電平14，使用電機(jī)10和反相器40的設(shè)計和操作的轉(zhuǎn)矩/電流的特定關(guān)系。當(dāng)前成型模塊50基于電機(jī)10的轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)矩命令和電機(jī)10的預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動生成抑制電流命令55。參照圖2所描述的電機(jī)10的預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動的實例。

圖2圖示出由電機(jī)10的一個實施例的操作生成的轉(zhuǎn)矩波動210的非限制性實例。圖2示出相對于水平軸線214上的轉(zhuǎn)子位置(機(jī)械旋轉(zhuǎn)度)的、用于已選定的轉(zhuǎn)矩命令和發(fā)動機(jī)溫度的垂直軸線212上的轉(zhuǎn)矩脈動(Nm)。如所理解的，轉(zhuǎn)矩波動210包括與可能發(fā)生的電機(jī)的每個轉(zhuǎn)子位置的多個諧波頻率相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)矩擾動。電機(jī)10的轉(zhuǎn)矩波動210的大小與導(dǎo)致在每個轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)矩命令的基于位置的轉(zhuǎn)矩擾動的定子槽的布置、電氣繞組模式和生成的非線性磁通量相關(guān)，也可以與多個諧波頻率相關(guān)聯(lián)。因此，預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動是電機(jī)10的特定設(shè)計的特性。在較低發(fā)動機(jī)速度下，轉(zhuǎn)矩波動可以激發(fā)諸如安裝或支架元件的車輛結(jié)構(gòu)的特定部件的共振，導(dǎo)致能被車輛乘客識別的轉(zhuǎn)矩和速度震動。

抑制電流命令55可以基于轉(zhuǎn)矩命令17、發(fā)動機(jī)速度15和發(fā)動機(jī)位置13由校準(zhǔn)算法選擇或以其他方式確定。確定抑制電流命令55的方法參照圖3和圖4所描述。

抑制電流命令55輸入到基于速度的增益補償模塊60，以生成速度補償抑制電流命令65，以抑制由電機(jī)10的操作生成的轉(zhuǎn)矩干擾。速度補償抑制電流命令65響應(yīng)于預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動并且注入初始電流命令31，以確定前饋電流命令35，其被通信至反相器40以生成用于控制電機(jī)10的PWM電壓命令45，包括將速度補償抑制電流命令65注入初始電流命令31，以確定傳遞至反相器40的前饋電流命令35的控制構(gòu)架。

基于速度的增益補償模塊60是基于縱軸61上的修正系數(shù)和用于電機(jī)10的實施例的橫軸62上的電動機(jī)速度的絕對值之間的預(yù)定關(guān)系，其中來自電機(jī)10的最大轉(zhuǎn)矩63由相對于電動機(jī)速度的絕對值來決定。最大轉(zhuǎn)矩63具有高于低速范圍的最大增益，并在轉(zhuǎn)子速度的絕對值大于速度閾值時減小。電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子速度之間的關(guān)系是電機(jī)10的實施例所特有的一種性能特征。用于最大轉(zhuǎn)矩63的關(guān)系被圖示用于速度的額定正轉(zhuǎn)矩和額定正方向。應(yīng)了解，如所實施的基于速度的增益補償模塊60包括用于速度的額定負(fù)轉(zhuǎn)矩和額定正方向的最大轉(zhuǎn)矩，用于速度的額定負(fù)轉(zhuǎn)矩和額定負(fù)方向最大轉(zhuǎn)矩，以及用于速度的額定正轉(zhuǎn)矩和額定負(fù)方向的最大轉(zhuǎn)矩。正如本文所使用的，正轉(zhuǎn)矩涉及電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，其中電機(jī)10為牽引或推進(jìn)效力將轉(zhuǎn)矩提供至輸出件，且負(fù)轉(zhuǎn)矩涉及發(fā)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，其中輸出件將轉(zhuǎn)矩提供至電機(jī)10以作出反應(yīng)從而發(fā)電。

反相器40優(yōu)選地包括多個安排作為開關(guān)對的切換設(shè)備，所述開關(guān)對在正高壓直流功率總線以及負(fù)高壓直流功率總線之間串聯(lián)電連接，其中功率總線電連接到高壓直流電源。每組開關(guān)對應(yīng)電機(jī)10的一個相位，第一開關(guān)與對應(yīng)的第二開關(guān)在節(jié)點處串聯(lián)連接，且節(jié)點電連接至電機(jī)10的額定第一相位、額定第二相位以及額定第三相位以向其傳遞電功率。柵極驅(qū)動電路控制開關(guān)對的激活和去激活?？刂破魃蓚鬟f到柵極驅(qū)動電路的控制信號以激活和去激活響應(yīng)于反相器開關(guān)控制模式的開關(guān)，所述反相器開關(guān)控制模式可以包括脈沖寬度調(diào)制(PWM)模式、六步控制模式或另一合適的開關(guān)控制模式。反相器40包括其他電子元件，這些電子元件包括電容器、電阻器，以及其它電路元件，以實現(xiàn)與電噪聲消除、負(fù)載平衡等相關(guān)的功能。開關(guān)可以是絕緣柵雙極型晶體管(IGBTs)、結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFETs)、碳化硅(SiC)JFETs，或其他合適的高電流開關(guān)設(shè)備。

術(shù)語：控制器、控制模塊、模塊、控制件、控制單元、處理器和類似術(shù)語，參閱專用集成電路(ASIC)、電子電路、中央處理器中的任一項或各種組合，例如呈存儲器和存儲設(shè)備(只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬驅(qū)動等)形式的微處理器以及相關(guān)的非瞬時存儲器部件。非瞬時存儲器部件能夠存儲機(jī)器可讀命令，以一個或多個軟件或固件程序或例程、組合邏輯電路、輸入/輸出電路以及設(shè)備、信號調(diào)制抑制沖電路以及由一個或多個處理器執(zhí)行以提供描述功能的其它部件的形式。輸入/輸出電路和設(shè)備包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控來自傳感器的輸入的相關(guān)設(shè)備，此類輸入在預(yù)設(shè)采樣頻率或響應(yīng)于觸發(fā)事件中被監(jiān)控。軟件、固件、程序、命令、例程、編碼、算法和類似術(shù)語是指任何包括刻度和查閱表的控制器可執(zhí)行命令集。每個控制器執(zhí)行例程以提供所需功能，包括監(jiān)控來自傳感設(shè)備的輸入以及其他聯(lián)網(wǎng)控制器和執(zhí)行控制和診斷命令以控制致動器的操作。在操作進(jìn)行中，例程可以以規(guī)律的間隔執(zhí)行，例如每100微秒或3.125毫秒、6.25毫秒、12.5毫秒、25毫秒和100毫秒?；蛘?，例程可以響應(yīng)于觸發(fā)事件的發(fā)生來執(zhí)行?？刂破髦g的通信，以及控制器、致動器和/或傳感器之間的通信可以使用直接的有線連接、網(wǎng)絡(luò)通信總線連接、無線連接或其他合適的通信連接完成。通信包括以任意合適的形式交換數(shù)據(jù)信號，例如包括經(jīng)由導(dǎo)線介質(zhì)的電信號、經(jīng)由空氣的電磁信號、經(jīng)由光波導(dǎo)管的光信號等。數(shù)據(jù)信號可以包括代表來自傳感器的輸入的信號、代表致動器命令的信號以及控制器之間的通信信號。術(shù)語“模型”指基于處理器或處理器可執(zhí)行例程以及仿設(shè)備或物理過程的物理存在的相關(guān)校正。如本文所使用，術(shù)語“動態(tài)”和“動態(tài)地”描述實時執(zhí)行的步驟或過程，且其特征在于監(jiān)測或以其他方式確定參數(shù)的狀態(tài)，并在執(zhí)行例程期間或例程的執(zhí)行的迭代之間常規(guī)地或定期地更新參數(shù)的狀態(tài)。

圖3示意性地示出了用于確定轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)過程的轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)過程(多個)300的一個實施例，所述轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)過程可能被減少以用作用于電機(jī)10的實施例的一個或多個轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表。圖4描述了轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表400的一個實例。整體上，過程300包括生成來自電機(jī)10的有限元分析(FEA)模擬的轉(zhuǎn)矩值的查閱表。對于每個轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子位置，F(xiàn)EA模擬生成如模擬所示由電機(jī)10所生成的瞬時轉(zhuǎn)矩。平均轉(zhuǎn)矩通過平均在同一轉(zhuǎn)矩命令水平跨越轉(zhuǎn)子位置而獲得。理想地，平均轉(zhuǎn)矩等于轉(zhuǎn)矩命令。從具體轉(zhuǎn)子位置的轉(zhuǎn)矩命令中減去瞬時轉(zhuǎn)矩以確定該處的轉(zhuǎn)矩誤差。抑制電流命令按照以下方程式調(diào)整：

I_qComp(T^*,θ)|_k+1＝I_qComp(T^*,θ)|_k+α·(T^*-T_k) [1]

其中

Iq_Comp為補償電流，即抑制電流，

k表示迭代步驟，

T*表示命令轉(zhuǎn)矩(＝平均轉(zhuǎn)矩)，

θ表示轉(zhuǎn)子位置，

T_k表示按照k-th步驟計算的轉(zhuǎn)矩，以及

α表示收斂因子。

補償電流Iq_Comp注入到q軸電流命令用于下一個循環(huán)的FEA模擬。當(dāng)轉(zhuǎn)矩誤差小于預(yù)定義的閾值時，迭代停止。該過程為每個位置和轉(zhuǎn)矩命令步驟重復(fù)。

FEA模擬的位置范圍取決于轉(zhuǎn)矩波動的諧波級次。已知的三相交流電動機(jī)相對于基本電頻率生成轉(zhuǎn)矩波動的多個六次諧波。(第六、第十二、第十八等等)。如果轉(zhuǎn)矩波動的最小級次是六次諧波，那么該模擬可以將模擬范圍限制在電氣位置的0度到60度之間。如圖4中的實例所示，表400提供與電機(jī)10的實施例的電氣位置相關(guān)聯(lián)的33個步驟。在此情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表400被填充到用于如以上所描述的電機(jī)10的實施例中時，其余的校準(zhǔn)值可被動態(tài)地調(diào)節(jié)。表1被提供作為關(guān)鍵，其中數(shù)字標(biāo)記的框和相應(yīng)的功能如下所闡明，對應(yīng)于過程300。

表1

在對電機(jī)10(310)的具體實施例的校準(zhǔn)開始時，該過程把命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置為最小轉(zhuǎn)矩值(設(shè)置TrqCmd＝Tmin)并設(shè)置轉(zhuǎn)子位置為零(定子_Pos＝0)(312)。最小轉(zhuǎn)矩值Tmin對應(yīng)于負(fù)轉(zhuǎn)矩的最大振幅，負(fù)轉(zhuǎn)矩的最大振幅是當(dāng)電機(jī)10以發(fā)電模式操作時，與電機(jī)10的操作相關(guān)聯(lián)的最大轉(zhuǎn)矩，比如在再生制動期間，當(dāng)電機(jī)10聯(lián)接至可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系部件，以向車輪供應(yīng)牽引轉(zhuǎn)矩。最大轉(zhuǎn)矩值Tmax對應(yīng)于正轉(zhuǎn)矩的最大振幅，正轉(zhuǎn)矩的最大振幅是當(dāng)電機(jī)10以轉(zhuǎn)矩生成模式操作時，與電機(jī)10的操作相關(guān)聯(lián)的最大轉(zhuǎn)矩。平均轉(zhuǎn)矩命令和平均電流命令被設(shè)置，且代表額定值以獲得命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩(314)。理想地，平均電動機(jī)轉(zhuǎn)矩等于命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩。

FEA被用于生成用于電機(jī)10的實施例的模型，以計算響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩命令和平均電流命令(316)的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩。FEA可以用于模擬在電機(jī)10響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩命令在預(yù)定負(fù)載條件下以具有特定電流命令的給定速度操作時的機(jī)械和電氣特征。FEA模擬包括具有成百上千的有限三角形元件的有限元件模型，被稱作與電機(jī)的機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)相關(guān)的“網(wǎng)格”。利用電磁學(xué)和力學(xué)規(guī)律的多種條件，可以解決與轉(zhuǎn)矩，磁通量和其它因素相關(guān)的電動機(jī)性能。已知，來自FEA模型的模擬結(jié)果可以精確地反映電機(jī)的機(jī)械和電氣特征。在FEA模擬中的電流激勵典型地由兩個單獨部件即直流電流Id和正交電流Iq組成，其中Id通常控制磁通量并且Iq控制電動機(jī)轉(zhuǎn)矩。通過FEA模擬，Iq可以被迭代地微調(diào)從而通過具有最小轉(zhuǎn)矩波動的電機(jī)10而實現(xiàn)給定的平均轉(zhuǎn)矩。如所知，直流電流Id和正交電流Iq由可以用于簡化分析和控制的三相電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換導(dǎo)致，該數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換常被稱為帕克轉(zhuǎn)換。因此，F(xiàn)EA被采用以計算電動機(jī)轉(zhuǎn)矩(316)，并且計算轉(zhuǎn)矩誤差(Trq_Err)(318)_作為所計算的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩(318)之間的差。與閾值(320)相比，當(dāng)轉(zhuǎn)矩誤差(Trq_Err)大于閾值(320)(0)時，新的電流補償值根據(jù)方程式1由轉(zhuǎn)矩(322)確定。新的電流補償值可以為正也可以為負(fù)，取決于轉(zhuǎn)矩誤差為正還是為負(fù)。新的電流命令由算術(shù)相加新的電流補償值和平均電流命令(324)而確定，并且FEA模型用于重新計算具有新的電流命令(316)的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩。該迭代過程繼續(xù)進(jìn)行直到所計算的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩之間的差小于閾值誤差(320)(1)。

當(dāng)所計算的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩之間的差小于閾值誤差(320)(1)時，新的電流補償值被捕獲并儲存為與當(dāng)前轉(zhuǎn)矩命令以及轉(zhuǎn)子位置(326)相關(guān)聯(lián)的抑制電流命令。校準(zhǔn)狀態(tài)被捕獲并儲存，并且其包括當(dāng)前轉(zhuǎn)矩命令、轉(zhuǎn)子位置和抑制電流命令(326)。轉(zhuǎn)子位置通過預(yù)定步驟增加，例如旋轉(zhuǎn)1.875度(328)，并且迭代過程被重新執(zhí)行以為轉(zhuǎn)子位置確定新的電流補償值(步驟316到步驟326)，直到轉(zhuǎn)子位置前進(jìn)到最大轉(zhuǎn)子位置為止，最大轉(zhuǎn)子位置可以為在實施例(330)(0)中的60度的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)例程300已確定用于命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩(330)(1)的跨越從最小轉(zhuǎn)子位置到最大轉(zhuǎn)子位置的轉(zhuǎn)子位置的電流補償值時，例程300通過當(dāng)前值，例如在實施例(332)中的1Nm，增加命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)子位置重置到0(336)并且重新執(zhí)行步驟316到步驟330以確定用于命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的跨越從最小轉(zhuǎn)子位置到最大轉(zhuǎn)子位置的轉(zhuǎn)子位置的抑制電流命令。該過程迭代地執(zhí)行以為從最小轉(zhuǎn)矩Tmin到最大轉(zhuǎn)矩Tmax(334)(0)的命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩確定跨越從最小轉(zhuǎn)子位置到最大轉(zhuǎn)子位置的轉(zhuǎn)子位置的抑制電流命令，然后結(jié)束(334)(1)、(338)。如本文所述的采用反相器模塊40的多相電機(jī)10的操作中，抑制電流命令填充轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表400，并且被選擇性地用于抑制電流命令55。

圖4圖示出示例性的轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表400，其可以通過執(zhí)行參照圖3描述的轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)過程(過程)300而生成。轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表400包括基于電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和電動機(jī)位置可以為可選擇的多個抑制電流命令。抑制電流命令之一可以被選擇并添加到命令的電流中以提供響應(yīng)于命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的平滑電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，其中所選擇的抑制電流命令基于命令的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩命令和由轉(zhuǎn)子位置13所表示的電動機(jī)位置而確定。轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表400包括在垂直或Y-軸410上的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩以及在水平或X-軸420上的電動機(jī)位置。在一個實施例中，X-軸410具有33個用于相關(guān)聯(lián)的諧波電流并以電動旋轉(zhuǎn)角度表示電動機(jī)位置的元，并且Y-軸420具有51個對應(yīng)于速度為零時的轉(zhuǎn)矩命令的元件。從電動機(jī)位置和速度中計算用于索引X-軸410的輸入，如下所示：

(Xaxisinput)＝K_pθ+K_nN_r+θ_offset [2]

其中θ表示轉(zhuǎn)子位置，

N_r表示轉(zhuǎn)子速度，

K_p表示用于查閱表的標(biāo)度電動機(jī)位置的增益項，

K_n表示與操作速度的從屬性相關(guān)的增益項。

θ_offset表示用來轉(zhuǎn)換用于校準(zhǔn)容易度的索引的偏移項。

舉例來說，X-軸410的輸出為用于33個元件的映射在0和65535之間的16位整數(shù)，該33個元件用33列表示。第一列411表示旋轉(zhuǎn)0度的諧波電流命令，并且第33(最后的)列413表示旋轉(zhuǎn)360度的諧波電流命令，其和第一列411一樣表示周期信號。K_p增益項重新映射轉(zhuǎn)子位置θ以表示周期信號。當(dāng)K_p＝2時，表能夠表示電位置θ從0到180度的電流諧波，其重復(fù)180度到360度。為了最小化表的大小，K_p可以選擇為所有相關(guān)諧波級次的最大公約數(shù)(GDC)。K_n項補償了電動機(jī)速度的效果，其可造成響應(yīng)滯后。θ_offset項補償了電機(jī)10的校準(zhǔn)值和實際轉(zhuǎn)子位置之間的參照幀的不匹配。

Y-軸420包括第一行422，第一行422表示各轉(zhuǎn)子位置處負(fù)最大轉(zhuǎn)矩(TrqCmd＝Tmin)的諧波電流命令，最后一行424表示最大轉(zhuǎn)矩(TrqCmd＝Tmax)的諧波電流命令。行26423，例如，中間行表示轉(zhuǎn)矩命令為零時的諧波電流命令。Y軸由轉(zhuǎn)矩命令確定，如下：

(Y軸輸入)＝K_tT_cmd [3]

其中K_t表示標(biāo)度轉(zhuǎn)矩命令輸入的增益項，并且

T_cmd表示轉(zhuǎn)矩命令輸入。

Y軸輸入標(biāo)度、K_t調(diào)整來自FEA模擬的真實最大轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩值之間的差。

為了為補償(430)提供靈活性，表的輸出由K_i增益項標(biāo)度。另外，輸出值與圖1中取決于60的速度的增益相乘。低速下，由于電流控制器20能夠追蹤來自轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表400的諧波電流命令，補償運行良好。隨著有限控制帶寬造成的速度增加，補償可能降級。為了避免這樣的控制降級，轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)表400不用于更高的速度。

圖5示出電機(jī)傳動系統(tǒng)188動態(tài)地控制反相器40的一個實施例的操作，反相器40電連接到電機(jī)10上，電機(jī)10采用參照圖3所描述的轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)過程300的實施例。電機(jī)傳動系統(tǒng)包括電流控制器190、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換例程192和194、相位轉(zhuǎn)換例程196、反相器40、電機(jī)10、位置和速度傳感器12以及求和元件198、200、202和204，反相器40包括二相到三相轉(zhuǎn)換例程36和PWM生成例程34。電機(jī)傳動系統(tǒng)188優(yōu)選地作為反相器40中的一個或多個例程執(zhí)行。速度傳感器12監(jiān)控轉(zhuǎn)子位置θ13。

操作中，轉(zhuǎn)矩命令從高層控制器發(fā)送，比如轉(zhuǎn)矩控制器或車輛控制器。轉(zhuǎn)矩命令轉(zhuǎn)換為電流命令和并且為直流量。參照圖1所描述，電流命令和表示初始電流命令31。

相位轉(zhuǎn)換例程196將被提供作為來自電機(jī)10的反饋的三相電流轉(zhuǎn)換為兩相電流i_α(k)和i_β(k)197。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換例程194相對于從傳感器12獲得的轉(zhuǎn)子位置θ13提供旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換(例如，靜止到同步幀)，以將兩相AC電流、i_α(k)和i_β(k)197變?yōu)閮上郉C電流，i_sd193和i_sq195分別用作求和元件198和200處的電流反饋。速度補償抑制電流命令65也被添加到求和元件200處的電流命令其中速度補償抑制電流命令65補償來自電機(jī)10的預(yù)期轉(zhuǎn)矩波動，如在本文中所述的。

電流命令和電流反饋之間的差異驅(qū)動電流控制器190產(chǎn)生反饋電壓命令和其在求和元件202和204處與前饋項和結(jié)合以確定命令和該動作斷開了由電流控制器190的輸出處的電機(jī)10內(nèi)部通量所感應(yīng)出的電壓。前饋項201和203由通量表計算，Ψ_d和Ψ_q如下：

雖然可以將命令的電流用于方程式4和5中，但是，使用命令的電流計算的斷開電壓可能導(dǎo)致高速操作中振蕩電流控制響應(yīng)。

三相交流電壓可以用于驅(qū)動電機(jī)10，因此，相對于轉(zhuǎn)子位置θ13從命令和到和的反向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換(例如，同步到靜止幀)由旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換例程192執(zhí)行。這些兩相交流電壓命令和被轉(zhuǎn)換成三相交流量，該三相交流量通過PWM生成例程34被轉(zhuǎn)換成呈v_sa、v_sb和v_sc形式的PWM電壓命令45。PWM電壓命令45v_sa、v_sb和v_sc被傳送到電機(jī)10上以控制其操作，呈i_sa、i_sb和i_sc形式的PWM電流信號37作為反饋被提供給例程196。

本文所描述的過程和系統(tǒng)利用FEA模擬的結(jié)果來調(diào)制關(guān)于電動機(jī)轉(zhuǎn)矩命令和轉(zhuǎn)子位置θ13的電動機(jī)電流命令。使用二維補償部件允許對于整個轉(zhuǎn)矩包絡(luò)的更好的補償以提供從電機(jī)10輸出的每安培最大轉(zhuǎn)矩。因此，本文所描述的轉(zhuǎn)矩波動抑制校準(zhǔn)過程300有利地用于抑制轉(zhuǎn)矩波動，該轉(zhuǎn)矩波動可以包括與在電機(jī)轉(zhuǎn)子位置處的多種諧波頻率相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)矩擾動。該操作可以不適用于某些應(yīng)用中的更高的電機(jī)速度。

詳細(xì)的描述和附圖或圖片是對本教導(dǎo)的支持和描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求書來限定。盡管用于執(zhí)行本教導(dǎo)的一些最佳模式和其他實施例已經(jīng)詳細(xì)地描述，存在用于實施所附權(quán)利要求書中限定的本教導(dǎo)的各種替代設(shè)計和實施例。