CN105264765A - 电机驱动电路和驱动电机的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于无刷直流电机的驱动***，所述无刷直流电机具有包括至少一个永磁体的转子和包括至少一个相绕组的定子，所述***包括驱动电路，其包括与所述绕组相关联的用于改变流经所述绕组的电流的开关装置；被布置以感测所述转子的位置的转子位置感测装置；以及被布置以提供驱动信号来控制所述开关装置的控制装置；所述驱动***进一步被布置为接收具有依赖于所述转子的所述至少一个磁体的温度的值的温度信号，其特征在于所述控制装置被布置为依赖于所述转子磁体的温度相对于转子位置改变流经所述绕组的电流的相位。

Description

电机驱动电路和驱动电机的方法
技术领域
本发明涉及电机控制电路，以及控制多相电动机的方法。
背景技术
在范围广泛的应用中，电动机变得越来越普遍。例如，众所周知，提供此类包括输入轴、输出轴、被适配以测量输入轴中的转矩的转矩传感器、以及被适配以依赖于由转矩传感器测量到的转矩将辅助转矩施加到输出轴的电动机的电动助力转向***(EPS)。
典型的永磁式电动机包括例如包括一个永磁体的磁性的转子，以及包括在一个轭上的多个相绕组的定子。将合适的电压施加到相绕组中的每个绕组上使得电流能够流经绕组、在定子和转子之间的空气间隙中生成电流通量矢量。此通量与转子磁体的磁场进行交互以使得转子能够旋转到其中电流矢量与转子磁场的轴线相一致的均衡点。
为了使得转子能够连续地转动，流经绕组的电流必须按顺序变化。这使得电流矢量能够旋转。这可以通过在电机驱动电路的控制下调制每个绕组上的电压而被实现。
在电机中产生的转矩首先以通常线性的方式依赖于流经绕组的电流，其次依赖于由转子磁体造成的电流相对于通量的相位。
当转子静止时，在电流矢量与转子通量矢量正交时产生最大的转矩；当电流与转子通量同相时不产生转矩。基于这个原因，通常控制电机以保持电流与转子通量正交。但是，随着转子速度增大，在线圈中产生的反电动势也增大。这限制了可以被产生的转矩。众所周知，使电流的相位相对于转子通量超前，可以增大在特定情况下可用的转矩。
另外，这样的电机的最大旋转速度依赖于电机相端子处的电压-此电压必须大于由电机产生的反电动势以便生成转矩。反电动势通常作为电机速度的函数线性地增大。针对诸如会在EPS***中使用的电池供电的电机，因此最大电机速度间接地被电池电压约束。这也可以通过如下方式抵消，即通过使电流的相位相对于电机超前，产生与磁场相一致的电流分量，并且可以动作以减小或减弱场，进而减小给定的转子速度时的反电动势。随着场的减小，电机速度可以增大。
发明内容
根据本发明，提供一种用于具有包括至少一个永磁体的转子以及包括至少一个相绕组的定子的无刷直流电机的驱动***，所述***包括驱动电路，其包括与绕组相关联的用于改变流经绕组的电流的开关装置；被布置为感测转子位置的转子位置感测装置；以及被布置为提供驱动信号来控制开关装置的控制装置；驱动***进一步被布置为接收具有依赖于转子中的至少一个磁体的温度的值的温度信号，其特征在于控制装置被布置为依赖于转子磁体的温度相对于转子位置改变流经绕组的电流的相位。
控制装置可以被适配为以正常控制模式控制电机，由此控制装置被布置为根据电机转子速度使流经绕组的电流的相位超前。当以这种模式运行时，所选择的相位超前的量可以独立于温度或基本上独立于温度。
当温度超过预定水平时，控制装置可以被布置为以非正常模式运行电机，其中在非正常模式中，相位超前的量小于在特定运行状况下如果电机以正常模式运行时被施加的相位超前。特别是，当温度超过预定水平时，控制装置可以被布置为以非正常模式运行电机，其中在非正常模式中，控制装置被布置为根据电机转子速度和温度使流经绕组的电流的相位超前，以使得在一定范围的预定义的运行状况下，控制装置被布置为施加减少的量的相位超前。
减少的量的相位超前意味着针对给定的速度和电流要求，被施加的相位超前的量将小于在特定的运行状况之外时施加的相位超前的量，并且小于当以正常模式运行时针对给定的速度和电流要求所施加的相位超前的量。
这些运行状况可以是其中如果相位超前不被减小或不被保持在预定水平以下则磁体将变为永久性退磁的运行状况。如果所述状况没有被满足，则在正常和非正常模式中相位可以以相同的方式变化，驱动***考虑对在那些状况中不需要的相位超前的量进行修改。通常地，运行状况的范围将对应于升高的温度的范围。
为了确定状况是否被满足，驱动***可以可选地监测需求电流以及温度、以及相位超前角度。在较低需求电流时较大的相位超前角度可能落在可以引起磁体损坏的状况(不足的d轴电流)的范围之外，在较高需求电流时较小的相位超前角度可能落入所述状况的范围。
因此，驱动***可以以两种可识别的模式运行。驱动***可以主动地根据温度选择要使用哪一个模式，仅仅在处于非正常模式时相位根据温度而变化，并且当不处于那个模式时相位不随温度而变化。当温度阈值被越过时，驱动***可以从一个模式移到另一个模式。进入非正常模式的阈值可以高于返回到正常模式的阈值，或者两个阈值可以相同。
当然，***不需要在所有实施例中主动地选择要处于哪个模式，并且根据相位如何被改变，***可以被默认为处于正常模式或非正常模式。例如，判断处于哪个模式的唯一的方式可以是通过观察驱动***的行为以及运行状况。
在正常模式和非正常模式中，控制装置可以被适配为当电机速度达到或超过在没有相位超前的情况下可以实现的最大速度(即所谓的电机额定速度)时，使流经绕组的电流相对于转子位置的相位超前。控制装置可以按照需求改变相位以允许针对给定的电机速度生成附加的转矩。
在诸如电动助力转向应用之类的许多应用中的电机，通常使用诸如NdFeB磁体之类的稀土磁体(例如，NEOQUENCH-DR:http://www.daido-electronics.co.jp/english/product/neoquench_dr/index.html)。申请人已经理解到这些磁体具有温度依赖特征，包括它们在一旦被磁化后保持磁场的能力。随着温度升高，损害磁体的磁化强度所需要的场减小。当电流的相位超前时，这潜在地引入了有害的d轴电流(其生成与磁体磁场相反的磁场)。如果温度较高，则当较大的电流被施加到电机并且同时也存在较大的相位超前时，磁体的磁化强度的永久性减小可能出现。
为了阻止损害，已知可以应用较大量的稀土金属到磁体以将损害发生时的温度提高到最大预期温度和相位超前状况以上。但是，这增加了磁体的成本。
通过监测磁体的温度，本发明的驱动***可以以非正常模式运行，其中d轴电流的量被减小或被限制到不会危害磁体的水平，因此磁体可以承受较高的温度而不对磁化强度造成损害(因此没有对电机性能的永久性损害)。可以仅仅在确定损害会发生时修改超前(依赖于温度和电流以及超前的量)。因此，对非正常模式的保护仅仅在较大的温度、电机速度和相位超前时发挥作用，所以在没有那么高要求的状况中***的性能不被影响。这允许针对给定的磁体组成实现较高的最大运行温度。
当已知d轴电流不会损害磁体并且在较高温度时使用非正常模式时，每当温度低于预定水平时，可以因此应用正常模式。此预定的温度将依赖于电机设计，特别是依赖于磁体特征，并且可以在驱动***的生产期间被预设置。
例如，对于NdFeB磁体，损害发生时的温度依赖于磁体的组成，并且当温度超过例如100摄氏度或120度或140度时可以使用非正常模式。非正常模式运行时的温度阈值可以对应于损害可以发生时的温度，或与它相比可以低一个安全裕度。所述温度阈值可以被选择处于基本上100度到基本上150度的范围中，或基本上100度到基本上130度的范围中，或在120和130度之间或这些高和低范围限制的任何其他组合的范围中。
驱动***可以从与电机或驱动***相关联的一个或多个温度传感器接收温度信号。这些温度传感器可以直接地或间接地测量磁体的温度，例如对不是转子磁体、但从中可以估计转子磁体温度的组件进行测量。
控制装置可以响应于电机电流要求信号生成驱动电压信号，电机电流要求信号的幅值是电机要产生的转矩的函数。控制装置可以包括将电流要求信号转换为d-q参考坐标系中的q轴电流分量和d轴电流分量的d-q坐标系转换器。
控制装置可以包括确定要被施加的相位超前的量并且修改转换器的操作的相位超前计算器。相位超前计算器可以响应于转子速度、电源电压(可用于施加到绕组)以及电机转子磁体温度信号。相位超前计算器可以输出相位超前角度信号，此信号被输入到d-q转换器并且转换器在将电流要求信号转换到d-q坐标系中使用此信号。
在非正常模式中，控制装置可以被布置为将相位超前与一个缩放因子相乘，以使得施加减小的超前。例如，相位超前计算器可以通过以与正常模式期间的方式相同的方式计算相位超前角度并且然后将缩放因子作用于相位超前角度，计算出相对于正常模式中的相位超前减小的相位超前，此比例减小的相位超前角度被馈送到d-q转换器。
可替代地，在非正常模式中，控制装置可以被布置为将一个绝对限制施加到可以由驱动电路施加的相位超前，以使得相位超前被保持在预定的绝对限制以下。此限制可以包括最大相位超前角度。例如，在非正常模式中，相位超前计算器可以计算初始相位超前角度并且然后将限制施加到此相位超前，被限制的相位超前角度被馈送到d-q转换器。
在另一个布置中，在非正常模式中，相位超前计算器和d-q转换器可以施加与在正常模式中施加到控制装置的相位超前相同的相位超前，并且可以基于此正常的相位超前计算q轴电流分量和d轴电流分量，而控制装置可以修改d轴电流分量的值，q轴电流分量和被修改的d轴电流分量被用于限定所期望的相电流和相位超前角度。
在这个布置中，相位超前计算器和d-q转换器正常运行，通过简单地修改转换器输出的d轴电流分量而获得对相位超前的限制。
控制装置可以被布置为修改独立于q轴分量的d轴分量。
通过使d轴分量通过限制d轴分量的幅值的限制器，可以修改d轴分量。限制器可以将d轴分量限制到预定的水平以下。
控制装置可以被布置为根据电机速度改变限制，或以某种其他方式改变限制。实际上，在正常和非正常模式中d轴分量均可以通过限制器，在正常模式中的限制高于非正常模式中的限制，以使得在正常模式中不施加限制或施加减小的限制，即d轴电流＝MAX(d轴电流，最大D轴电流)。可以用速度调整最大D轴电流。
在替代布置中，在非正常模式中，d轴电流分量可以通过一个将控制装置与缩放因子相乘的缩放函数。缩放因子或增益因子k可以是预定的并且具有固定的值，或可以是根据电机速度变化的可变增益，即，超前＝k*超前，其中k在0和1之间变化或者固定在0和1之间的值上。
在处于非正常模式时，施加的相位超前的量可以被选择以使得当电机磁体的温度低于最大约定运行温度时，磁体的退磁量不超过百分之一，或百分之二，或不超过百分之三或最高达到百分之五。
最大约定运行温度通常会超过非正常模式运行被使用时的阈值，并且通常仅仅是可达到的，这是由于确保如果处于较高温度时过大的相位超前的损害效果被避免的非正常模式的介入。
电机可以包括埋入式磁体电机，或任何其他类型的永磁式电机。
根据第二方面，本发明提供了一种驱动此类由包括至少一个永磁体的转子和包括至少一个相绕组的定子组成的无刷直流电机的方法，所述方法包括：
确定电机中的转子的位置，并且将驱动电压施加到相，使得电流在相中流动，其特征在于依赖于转子磁体的温度改变流经绕组的电流相对于转子位置的相位。
所述方法可以包括，当磁体的温度低于第一阈值水平时，以正常控制模式运行电机，由此控制装置被布置为当电机速度达到或超过在没有相位超前的情况下可以获得的最大速度时，使流经绕组的电流的相位相对于转子位置超前。
所述方法还可以包括，当温度高于第二阈值水平时，以非正常模式运行电机，其中在非正常模式中，所述方法包括施加比控制装置以正常模式运行时施加的相位超前的量小的相位超前的量。
第一阈值水平和第二阈值水平可以是相同的水平，因此当温度低于或高于此水平时电机分别以正常或非正常模式运行。可替代地，第一阈值水平可以低于第二水平，允许某种迟滞能够被包含在从正常到非正常模式的转换中。
所述方法可以包括，根据电机转子的速度施加相位超前，如果电机以指示磁体较热并且可能具有永久性退磁的风险的非正常模式运行，则超前的量被减小。
附图说明
现在将参考以下的附图并如以下的附图所示，仅仅以示例的方式描述本发明的若干实施例：
图1a是根据本发明的用于无刷永磁式电机的驱动***的实施例的概览图；
图1b是示出图1a中的电流控制器的合适的实施方式的框图；
图2是示出当电机驱动电流与电机的旋转同相时电机转矩T对驱动电流I的图形；
图3是电机转矩常数对电机驱动电流的图形；
图4a示出当未施加相位超前时电机中的电机电流和电机反电动势随时间的变化；
图4b是当已经施加了相位超前角度时电机中的电机电流和电机反电动势随时间变化的图形；
图5是示出增大相位超前对电机转矩常数的影响的相位超前对电机转矩常数的图形；
图6是针对不同的相位超前角度0度、30度、45度和60度的相位超前电机电流对电机转矩的一组迹线；
图7a是当未施加相位超前时，电机通量、在d-q参考坐标系中的q轴和d轴电流要求分量，还示出了反电动势电压的图形；
图7b是与图7a相对应但针对大于零的相位超前被施加的情况的图形；
图8是示出针对给定的直流环节电压v1或较高的电压v2，在不使用相位超前的情况下可以获得的最大电机速度的电压对速度的图形；
图9是示出相位超前如何允许通过与电机转矩交换获得增大的电机速度的转矩对速度的图形；
图10是示出针对达到以及高于最大额定电机速度的一定范围的电机速度，相位超前角度和转矩之间的关系的图形；
图11是示出用于以正常模式运行时将转矩要求信号转换为d-q坐标系中的电流要求信号的驱动电路的各个部分的框图；
图12是等同于图11的针对在限制相位超前的非正常模式中的第一修改驱动电路的框图；
图13是等同于图11的针对在限制相位超前的非正常模式中的第二修改驱动电路的框图；
图14是等同于图11的针对在限制相位超前的非正常模式中的第三修改驱动电路的框图；
图15是等同于图11的针对在限制相位超前的非正常模式中的第四修改驱动电路的框图；
图16(a)是可以被用在非正常模式中的最大相位角度对温度的图形；图16(b)是示出对D轴电流的影响的图形；
图17是示出在非正常模式中被施加到相位超前的增益根据温度的变化的图形；以及
图18是示出在非正常模式中被施加到相位超前的增益根据温度的替代变化的图形，其中被选择的非正常模式的进入和退出阈值对应于不同的温度。
具体实施方式
参考图1，根据本发明的实施例的驱动***包括驱动电路8，驱动电路8被布置为经由表示为电阻器Rh1和Rh2的线束12、从在这个示例中为车辆电池的直流电源10取得电力。驱动电路8使用此电力驱动与在这个示例中为EPS***的输出轴的机械负载15相连接的三相交流永磁式电机14。电机14是常规的，并且包括通常被标记为相a、相b和相c的连接成星形网络的三个电机绕组，但可以多于三相，并且所述三相或更多相可以连接成诸如三角形配置之类的替代拓扑结构。每个绕组的一个端部连接到各自对应的端子16a、16b、16c。绕组的其他端部连接起来构成星结点(starcenter)。
驱动电路8包括以逆变器18的形式的开关装置。逆变器18包括通常为晶体管的三对开关。每对开关包括在从电压源10来的正线20a和负线20b之间串联连接的顶部晶体管和底部晶体管。三个输出21a、21b、21c中的每一个都从各自对应的一对晶体管的中间分接出来。输出21a、21b、21c中的每一个经由电流传感器22连接到各自对应的电机端子16a、16b、16c。
实施为可编程控制器30的控制装置被布置为控制逆变器18中的开关，以向电机绕组a、b、c提供对电流的脉冲宽度调制。因此控制器30具有产生到六个开关的控制门的六个开关控制信号6的六个开关控制输出。
控制器30从直流环节传感器28接收指示瞬时直流环节电压ECU-dclink的输入信号和从电流传感器22接收从中可以确定三个电机相电流的指示电流的输入信号，从电机输出上的速度传感器32接收从中可以确定电机速度的输入信号，从电机位置传感器34接收从中可以确定电机14的转子的旋转位置的输入信号，以及从温度传感器接收温度信号(将在后面解释)。控制器还接收转矩要求输入TD，并且被布置为控制逆变器18驱动电机产生所要求的转矩TD。
由控制电路30以可控制的方式开启和关断逆变器18中的开关，以提供对施加到端子16a、16b、16c中的每个端子的电位的脉冲宽度调制，由此控制施加到绕组a、b、c中的每个绕组上的电位差，并且还控制流经绕组的电流。此电流由电流传感器22感测。对相电流的控制进而控制由绕组产生的总电流矢量的强度和方向，并且因此还随着旋转控制旋转电流矢量的相位相对于转子磁场的相位。
图1a说明可以被使用的一种合适形式的电流控制电路30。电流控制电路30包括将电流要求转换为d-q轴电流的转换器31，其包括将在后面被解释的相位超前电路33。d-q坐标系相对于转子是固定的，因此为了执行这种转换，电机的位置与所要求的电流一起被用作参数。对于本领域所属技术人员来说，这种转换过程是被熟知的。
由转换器31生成的d-q轴电流被馈送到减法器块35，对也处于d-q轴坐标系的实际电机电流iDQ的测量也被馈送到减法器块35。由减法器产生的差异信号或误差信号被馈送到PI控制器37，PI控制器37的功能是将误差信号的值驱动到零值，而零值时假定电机中的实际电流与所要求的电流相匹配。PI控制器37的输出从dq坐标系被转换为实际相电压，实际相电压然后被馈送到包括PWM控制器18的驱动电路，PWM控制电路18针对每相生成形成六个电流信号6的PWM电压波形。
在实际的***中，通常具有电流传感器22用以测量每相中的电流，或具有直流环节中的单一电流传感器28，其可以被用于通过在控制器30的PWM周期中受控的时间处对电流采样来测量每相中的电流。
参考图2和图4a，在电流波形的相位与转子位置随时间t的变化同相并且也与电机中产生的反电动势同相的简单情况中，转矩T直接地与相电流I成比例，如以下方程所示：
T＝KTI
其中KT是电机转矩常数。针对诸如内埋式磁体类型的电机之类的凸极(salient)机器，会稍微修改此方程，然后在这种情况中转矩T还依赖于一个依赖于d轴电流的附加项。
在正常情况下，KT在所有电流情况下是恒定的，如图3所示。由于电流波形与反电动势是同相的，这种运行模式被称为具有零相位超前。在d-q坐标系中，所有的电流是沿q轴的，从转子位置偏移90度，但与反电动势同相。没有电流是沿d轴的。
但众所周知，如果电流相位超前，如图4b所示，则电流相位不再与反电动势同相，而是比反电动势超前一个相位超前角度θadv，然后电机输出转矩如以下方程所示变化：
T＝KTIcosθadv
这产生了一个有效转矩常数KT-有效，其随着θadv的余弦变化，如图5所示。除了q轴电流，现在还将存在d轴电流分量。
对于任何相位超前角度θadv，电机转矩T仍然与相电流I成比例，但随着θadv的增大，有效转矩常数减小，因此针对任何给定的电流的转矩减小，如图6所示。增大相位超前角度还可以使电机能够以较高的速度运行并且输出功率，这将更详细地被描述。
根据电机等效电路理论，施加的相电压Vph如下所示：
Vph＝E+IRph+jIX
其中E是反电动势，I是相电流，而X是同步阻抗。
这些矢量可以被表示在如图7a所示的电机相位图中。在此图中，d轴与转子的磁通量相一致，q轴与d轴正交。在零相位超前的情况下，反电动势与相电流I同相，并且电压XI与其有90°的相位差。因此电压Vph、IR、E和XI可以如图所示。但是，反电动势随着电机速度的增大而增大，并且Vph被ECU-dclink电压限制，通常地Vph被限制到直流环节电压的大约三分之二。因此相电压Vph不能延伸到电压限制圆圈之外，并且存在由最大反电动势确定的最大电机速度，电机不能被驱动到超过此最大电机速度。
但是参考图7b，如果引入相位超前角度θadv，则电流与反电动势不同相。这改变了IR和XI电压矢量相对于反电动势的相位，如图所示。这造成的结果是反电动势的幅值可以被增大，而电压E、IR、XI的和仍然与Vph限制相等，如图所示。这意味着针对给定的ECU-dclink电压，电机的最大可能的输出速度和功率可以被增大。
参考图8，上述的结果是针对固定的最大ECU-dclink电压V1，存在在无相位超前的情况下不能超过的最大电机速度ω1。这是随着电机速度增大而增大的反电动势与最大可能的ECU-dclink电压V1相等时对应的电机速度。对于更大的电机速度，必须使用相位超前。
典型的电机转矩/速度曲线可以被画出，如图9所示。从图中可以看出，具有相位超前时的运行区域大大增加。可以得到较大的电机速度，并且还可以获得针对某些电机速度的较大的转矩。典型的相位超前曲线在图10中被示出。相位超前被保持为零直到速度达到ω1，这里的ω1略低于图9中的ω1，而然后相位超前随着增大的电机速度而增大。
这导致最大转矩恒定直到速度达到ω1，然后随着增大的电机速度以恒定的速率减小。
为了利用这种效果，控制器包括构成图1b和图11所示出的电流控制器30的一部分的相位超前电路。相位超前电路是生成被馈送到d-q转换器中的相位超前角度值的计算器块。通常，转换器从它接收的电机转子位置信号中减去相位超前角度或将相位超前角度加在它接收的电机转子位置信号中，并且使用新的位置信号作为转换的基础。
如图11所示，相位超前计算器接收表明转子速度的电机转子速度信号，以及表明驱动电压ECU直流环节电压的电机驱动电压信号作为输入。
申请人已理解到许多磁体具有温度依赖特征，包括它们在一旦被磁化后保持磁场的能力。随着温度的增大，损害磁体的磁化强度所需要的场减小。当电流的相位超前时，这引入了潜在地有害的d轴电流(其生成与磁体磁场相反的磁场)。
为了防止相位超前电流损害磁体，提供了一种被修改的控制电路30，其接收表明电机转子磁体的温度的信号。可以通过测量转子磁体的温度的温度传感器提供此信号。可替代地，可以提供从对转子磁体的间接测量估计温度的估计器。依赖于温度，电路30将以上述的根据直流环节电压和电机速度施加相位超前的正常方式运行，或以其中相位超前的量以某种方式被减小的非正常模式运行。
温度值具有一个阈值温度值。如果温度信号超过诸如130摄氏度之类的预定义的温度值，则电流控制器从上述的正常模式移入现在将描述的非正常模式。
在非正常模式中，被施加或者可以被施加的相位超前的量被减小或被限制到不会损害磁体的水平，因此磁体可以承受较高的温度，而不对磁化强度造成损害(并且因此没有对电机性能的永久性损害)。实际上，d轴电流的量被限制或被减小以防止永久性损害的发生。
可以以若干不同的方式施加对相位超前量的减小。申请人设计了如附图12到15所示出的若干选择。在每种情况下，对图1a、图11所示的驱动电路的唯一修改是针对将电流要求信号转换为被馈送到减法器块35的q轴和d轴分量的d-q转换器做出的。
非正常模式1-限制相位超前
在此模式中，转换器310包括正常计算相位超前的相位超前计算器，但通过在相位角度值被施加到d-q转换器之前作用于相位角度值的限制块310a，超前角度被限制到最大相位超前角度以内，即超前＝MIN(超前，最大超前角度)。仅仅在以非正常模式运行时施加此限制，并且在以正常模式运行时不施加此限制。然后此被修改的(被限制的)相位角度被馈送到转换器。
在非正常模式中允许的最大相位超前角度可以根据温度而变化，如图16a所示，最大相位超前角度在温度处于进入非正常模式时的阈值和更高的阈值之间线性地减小，并且然后在温度超过所述更高的阈值后以更大的速率线性地减小。这种缩放对最大可允许的d轴电流的影响在图16b中被示出。假如相位超前角度低于限制，则相同的相位超前角度将被用在正常和非正常模式中。
非正常模式2-比例缩减相位超前角度
在此布置中，如图13所示，由电流转换器块311正常地计算相位超前角度，但由增益因子按比例改变超前角度，即超前＝k*超前，其中k在0和1之间变化。仅仅在处于非正常模式时进行这种缩放，并且在正常模式中时不施加这种缩放。由修改相位角度计算器产生的相位角度的缩放块311a施加缩放，被按比例改变的角度被馈送到d-q转换器块。
缩放或增益可以用速度调整或是具有迟滞的开关，分别如附图17和18所示。当使用迟滞时，进入非正常模式的阈值温度被选择为高于用于确定何时退出非正常模式并返回正常模式的阈值温度。
非正常模式3-限制D轴电流
在此布置中，如图14所示，电流转换器312不依赖于温度，正常地计算电流要求。但是，然后通过使d轴电流分量在与q轴分量一起被馈送到减法器块35之前通过限制器312a，D轴电流分量被限制到最大幅值以内，即d轴电流＝MAX(d轴电流，最大D轴电流)。仅仅在处于非正常模式时施加这种限制，并且在处于正常模式时不施加此种限制。
最大D轴电流可以用速度调整或是具有迟滞的开关，和选择项1和选择项2中的超前角度方法相同。
非正常模式4-比例缩减D轴电流
在此替代方案中，如图15所示，由电流转换器313正常地计算电流要求，但由增益因子按比例改变D轴电流，即d轴电流＝k*d轴电流，其中k在0和1之间变化。这仅仅在处于非正常模式时通过使d轴电流通过一个缩放块313a进行。
再次，可以如图17和18所示，最大D轴电流可以用速度调整或是具有迟滞的开关。
当然，这四种模式的任何组合可以被用在驱动***中用于在非正常模式中产生相位超前的减小。

Claims (16)

1.一种用于无刷直流电机的驱动***，所述无刷直流电机具有包括至少一个永磁体的转子和包括至少一个相绕组的定子，所述***包括驱动电路，其包括与所述绕组相关联的用于改变流经所述绕组的电流的开关装置；被布置以感测所述转子的位置的转子位置感测装置；以及被布置以提供驱动信号来控制所述开关装置的控制装置；所述驱动***进一步被布置为接收具有依赖于所述转子的所述至少一个磁体的温度的值的温度信号，
其特征在于所述控制装置被布置为依赖于所述转子磁体的温度相对于转子位置改变流经所述绕组的电流的相位。
2.根据权利要求1所述的驱动***，其中所述控制装置被适配为以正常控制模式控制所述电机，由此所述控制装置被布置为根据所述电机转子速度使流经所述绕组的电流的相位超前。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的驱动***，其中所述控制装置被布置为当温度高于预定水平时以非正常模式运行所述电机，其中在所述非正常模式中，所述控制装置被布置为根据所述电机转子速度和所述温度使流经所述绕组的电流的相位超前，以使得在被定义的范围的运行状况下，所述控制装置被布置为施加减小的量的相位超前。
4.根据权利要求3所述的驱动***，其中，相位超前减小的所述被定义的范围的运行状况对应于如果相位超前不被减小则磁体将变为永久性退磁的状况。
5.根据权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的驱动***，其中所述控制装置被适配为当所述电机速度达到或超过在没有相位超前情况下能够获得的最大速度时，使流经所述绕组的电流的相位相对于转子位置超前。
6.根据上述任一权利要求所述的驱动***，其中在温度超过100摄氏度或120度或140度时，所述控制装置以所述非正常模式运行。
7.根据上述任一权利要求所述的驱动***，其中所述控制装置包括将电流要求信号转换为d-q参考坐标系中的q轴电流分量和d轴电流分量的d-q坐标系转换器，以及确定要被施加的相位超前的量并且生成被馈送到所述转换器的相位超前值的相位超前计算器，所述相位超前计算器响应于所述转子速度和电源电压。
8.根据权利要求7所述的驱动***，其中所述相位超前计算器至少在所述非正常模式时响应于电机转子磁体温度信号。
9.根据上述任一权利要求所述的驱动***，其中在所述非正常模式中，所述控制装置被布置为将所述相位超前与具有在0和1之间的值的缩放因子相乘，从而生成减小的相位超前值。
10.根据上述任一权利要求所述的驱动***，其中在所述非正常模式中，所述控制装置被布置为将绝对限制施加到能够由驱动电路施加的相位超前的角度，从而使得所述相位超前被保持在预定的绝对限制以下。
11.根据上述任一权利要求所述的驱动***，其中所述控制装置产生依赖于电流要求信号值并且代表要被施加到所述电机的电流的d轴和q轴电流分量，在所述非正常模式中，所述控制装置通过修改所述d轴电流分量的值来减小相位超前的量。
12.根据权利要求11所述的驱动***，其中通过使所述d轴分量通过限制所述d轴分量的幅值的限制器来修改所述d轴分量。
13.根据权利要求11所述的驱动***，其中当处于所述非正常模式时，使所述d轴电流分量通过将所述d轴分量与缩放因子相乘的缩放函数。
14.根据上述任一权利要求所述的驱动***，其中当处于所述非正常模式时被施加的相位超前的量被选择，以使得当所述电机磁体的温度低于最大约定运行温度时，磁体的退磁量不超过百分之一，或百分之二，或不超过百分之三或最高达到百分之五。
15.一种驱动如下类型的无刷直流电机的方法，该类型的无刷直流电机具有包括至少一个永磁体的转子和包括至少一个相绕组的定子，所述方法包括：
确定所述电机中的转子的位置，并且将驱动电压施加到相，使得电流在所述相中流动，
其特征在于依赖于所述转子磁体的温度相对于所述转子位置改变流经所述绕组的电流的相位。
16.如权利要求15所述的方法，包括当所述磁体的温度低于第一阈值水平时，以正常控制模式运行所述电机，由此控制装置被布置为当所述电机的速度达到或超过在没有相位超前的情况下能够获得的最大速度时，使流经所述绕组的电流的相位相对于所述转子位置超前，以及当温度高于第二阈值水平时，以非正常模式运行所述电机，其中在所述非正常模式中，所述方法包括施加比在所述控制装置以所述正常模式运行时施加的相位超前的量小的相位超前的量。
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