CN109768740B - 永磁同步马达驱动中的功率管理 - Google Patents

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Abstract

描述了用于永磁同步机中的功率管理的技术方案，即永磁同步马达驱动中的功率管理。示例***包括永磁同步马达(PMSM)和马达控制***，该马达控制***限制PMSM的供电电流和再生电流。该限制包括接收转矩指令并产生相应的电流指令，用于基于转矩指令产生转矩量。此外，该限制包括确定对应于电流指令汲取的估计的电池电流。此外，响应于超过阈值的估计的电池电流，产生修改的转矩指令，并且还产生与修改的转矩指令对应的修改的电流指令。修改的电流指令用于使PMSM产生转矩量。本发明有助于马达的功率管理。

Description

永磁同步马达驱动中的功率管理
技术领域
本申请一般涉及马达控制***，尤其涉及永磁同步机中的功率管理。
背景技术
永磁同步机(PMSM)由于其高功率密度、优异的控制性能和可靠性而广泛用于电驱动应用中。通常，PMSM的转矩控制通过反馈电流控制间接地执行，通常利用电流和位置测量。磁场定向控制(FOC)是最常用的电流控制技术，其中所有AC信号通过参考系变换转换为DC信号。然后控制***在同步旋转或d/q参考系中实现。
发明内容
描述了用于永磁同步机中的功率管理的技术方案。示例***包括永磁同步马达(PMSM)和马达控制***，该马达控制***限制PMSM的供电电流和再生电流。该限制包括接收转矩指令并产生相应的电流指令，用于基于转矩指令产生转矩量。此外，该限制包括确定对应于电流指令汲取的估计的电池电流。此外，响应于超过阈值的估计的电池电流，产生修改的转矩指令，并且还产生与修改的转矩指令对应的修改的电流指令。修改的电流指令用于使PMSM产生转矩量。
根据一个或多个实施例，限制马达控制***中的供电电流和再生电流的方法包括接收转矩指令并产生相应的电流指令，以根据转矩指令产生转矩量。该方法还包括确定对应于电流指令汲取的估计的电池电流。响应于超过阈值的估计的电池电流，该方法包括产生修改的转矩指令，并产生对应于修改的转矩指令的修改的电流指令。此外，该方法包括发送修改的电流指令以使马达产生转矩量。
根据一个或多个实施例，马达控制***包括电流生成模块，其接收转矩指令并生成相应的电流指令，以根据转矩指令产成转矩量。此外，电池电流估计和比较模块确定从电源汲取的估计的电池电流，用于施加电流指令。此外，电池电流估计和比较模块将估计的电池电流与电池电流最大阈值进行比较。响应于超过电池电流最大阈值的估计的电池电流，电池电流估计和比较模块发送用于修改转矩指令的反馈因子，并且响应于满足电池电流最大阈值的估计的电池电流，发送用于产生转矩的电流指令。此外，电池电流预限制模块利用反馈因子修改转矩指令，并将修改的转矩指令发送到电流生成模块。
从以下结合附图的描述中，这些和其他优点和特征将变得更加明显。
附图说明
在说明书所附的权利要求中特别指出并清楚地声明了被视为是本发明的主题。通过以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点将变得明显，其中：
图1描绘了根据一个或多个实施例的EPS***；
图2描绘了用于PMSM的示例性转矩控制算法的框图；
图3描绘了马达控制***的功率流；
图4描绘了根据一个或多个实施例的用于供电和再生电流限制的示例方法的流程图；
图5描绘了根据一个或多个实施例的供电和再生电流预限制模块和反馈回路的框图；
图6描绘了根据一个或多个实施例的示例性供电和再生电流估计和比较模块的框图；
图7描绘了实施本文所述的供电和再生电流限制的示例性马达控制***的示例结果；以及
图8描绘了没有实施本文所述的供电和再生电流限制的示例性马达控制***的示例结果。
具体实施方式
如本文所使用的，术语“模块”和“子模块”指的是一个或多个处理电路，例如专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适组件。可以理解，下面描述的子模块可以进行组合和/或被进一步划分。
现在参考附图，其中将参考特定实施例描述技术方案，而不是对技术方案进行限制。图1是适合于实施所公开实施例的电动助力转向***(EPS)40的示例性实施例。转向机构36是齿条齿轮式***(rack-and-pinion type system)，并且包括位于壳体50内的齿条(未示出)和位于齿轮壳体52下方的小齿轮(也未示出)。随着操作者输入(在下文中表示为转动方向盘26(例如手轮等))，上转向轴29转动，并且通过万向接头34连接到上转向轴29的下转向轴51转动小齿轮。小齿轮的旋转使齿条移动，齿条又移动拉杆38(仅示出一个)，继而移动转向节39(仅示出一个)，转向节39转动可转向轮44(仅示出一个)。
通过大致用附图标记24表示并且包括控制器16和电机46的控制装置提供电动助力转向辅助，电机46可以是永磁同步马达，在下文中表示为马达46。控制器16由车辆电源10通过线路12供电。控制器16从车辆速率传感器17接收表示车辆速率的车辆速度信号14。通过位置传感器32测量转向角(位置传感器32可以是光学编码型传感器、可变电阻型传感器或任何其他合适类型的位置传感器)，并且向控制器16提供位置信号20。可以使用转速计或任何其他设备测量马达速率，并作为马达速率信号21传输到控制器16。可以对表示为ωm的马达速率进行测量、计算或执行二者的组合。例如，马达速率ωm可以被计算为由位置传感器32在规定的时间间隔内测量的马达位置θ的变化。例如，可以根据等式ωm＝Δθ/Δt将马达速度ωm确定为马达位置θ的导数，其中Δt是采样时间，Δθ是采样间隔期间的位置变化。或者，可以从马达位置导出马达速率作为位置的时间变化率。应当理解，存在许多用于执行导数功能的众所周知的方法。
当方向盘26转动时，转矩传感器28感测由车辆操作者施加到方向盘26的转矩。转矩传感器28可包括扭杆(未示出)和可变电阻型传感器(也未示出)，其相对于扭杆上的扭转量向控制器16输出可变转矩信号18。虽然这是一种转矩传感器，但是与已知信号处理技术一起使用的任何其他合适的转矩感测设备都可以用。响应于各种输入，控制器向电动马达46发送指令22，电动马达46通过蜗杆47和蜗轮48向转向***提供转矩辅助，从而为车辆转向提供转矩辅助。
应当注意，尽管通过参考用于电动转向应用的马达控制来描述所公开的实施例，但是应当理解，这些参考仅是说明性的，并且所公开的实施例可以应用于采用电动马达的任何马达控制应用，例如转向、阀控制等。此外，本文的参考和描述可适用于许多形式的参数传感器，包括但不限于转矩、位置、速度等。还应注意，本文对于电机的引用包括但不限于马达，以下为了简洁和简单起见，将在非限制性的情况下仅引用马达。
在如图所示的控制***24中，控制器16利用转矩、位置和速度等来计算传送所需输出功率的指令。控制器16设置成与马达控制***的各种***和传感器进行通信。控制器16接收来自每个***传感器的信号，量化所接收的信息，并响应于此而提供输出指令信号，在本示例中，例如，提供到马达46。控制器16被配置为从逆变器(未示出，可以可选地与控制器16结合并且在本文中称为控制器16)产生必要的电压，使得当施加到马达46时，产生期望的转矩或位置。因为这些电压与马达46的位置和速度以及期望的转矩有关，所以确定了转子的位置和/或速度以及由操作者施加的转矩。位置编码器连接到转向轴51以检测角位置θ。编码器可以基于光学检测、磁场变化或其他方法来感测旋转位置。典型的位置传感器包括电位计、旋转变压器、同步器、编码器等，以及包括前述中的至少一个的组合。位置编码器输出表示转向轴51的角位置的位置信号20，从而输出马达46的角位置。
期望的转矩可以由一个或多个转矩传感器28确定，转矩传感器28传输指示所施加转矩的转矩信号18。一个或多个示例性实施例包括这样的转矩传感器28和从其中得到的转矩信号18，因为它们可以响应于柔性扭杆、T形杆、弹簧或被配置为提供响应的类似装置(未示出)，所述响应指示所施加的转矩。
在一个或多个示例中，温度传感器23位于马达46处。优选地，温度传感器23被配置为直接测量马达46的感测部分的温度。温度传感器23将温度信号25传输到控制器16，以便于本文规定的处理和补偿。典型的温度传感器包括热电偶、热敏电阻、恒温器等，以及包括至少一个前述传感器的组合，其在适当放置时提供与特定温度成比例的可校准信号。
位置信号20、速率信号21和转矩信号18等被施加到控制器16。控制器16处理所有输入信号以生成与每个信号对应的值，从而产生可用于本文所述算法中的处理的转子位置值、马达速度值和转矩值。诸如上述的测量信号也根据需要而被共同线性化、补偿和滤波，以增强特性或消除所获取信号的不期望特性。例如，信号可以被线性化，以提高处理速度或者解决信号的大动态范围。另外，可以采用基于补偿和滤波的频率或时间来消除噪声或避免不期望的光谱特性。
为了执行规定的功能和期望的处理，以及因此导致的计算(例如，马达参数的识别、控制算法等)，控制器16可以包括但不限于处理器、计算机、DSP、存储器、存储装置、寄存器、定时、中断、通信接口和输入/输出信号接口等，以及包含至少一种前述的组合。例如，控制器16可以包括输入信号处理和滤波，以实现来自通信接口的此类信号的准确采样和转换或获取。控制器16的附加特征和其中的某些过程在本文稍后详细讨论。
在一个或多个示例中，本文描述的技术方案有助于EPS***(即马达控制***)的电驱动部分的功率管理。应当注意，尽管这里利用转向***的实施例描述了技术方案，但是技术方案适用于在任何其他PMSM中使用的任何其他马达控制***。
在马达控制***中，为了保护电驱动(马达控制)***的电压源，通常施加电压与供电和/或再生电流限制。这些限制可以是离线校准的表格或者发送到马达控制***的在线连续变化限制的形式。给定此供电和/或再生电流限制，修改马达电流指令以确保***不会汲取更多的供电电流或者不提供比指定的更多的再生电流，从而保护电源。在汽车应用(例如转向***)的情况下使用的马达控制***的具体示例中，电源是车辆电池。
这里描述的技术方案解决了马达控制***中限制供电和再生电流的技术挑战。在一个或多个示例中，技术方案有助于主动限制在功率和PMSM之间流动的供电和再生电流。限制方案通过主动转矩指令修改限制汲取的供电和再生电流，并且又确保完全利用电压。通过在马达控制***中基于功率守恒原理求解功率流回路的功率方程，将供电和再生电流限制转换为等效的PMSM转矩限制，并根据电池电流限制下的最大允许转矩通过在线转矩指令修改实现。因此，本文所述的技术方案在PMSM驱动***的所有运行条件下保护电源(例如电池)免于过度充放电流。此外，这里描述的技术方案适用于采用PMSM的所有电驱动***，并且不限于任何特定应用。
图2描绘了用于PMSM的示例性转矩控制算法的框图。该框图描绘了马达控制***100，其中对于从电池110获得的给定DC链路电压VDC和马达(机械)速度ωm，计算最大转矩Te,max，然后通过转矩限制模块120在***能力范围内与给定的转矩指令T* e比较以产生一个最终转矩指令T* e,final。因此马达控制***100便于马达转矩控制和马达电流控制。将T* e,final发送到每安培最大转矩(MTPA)模块130以计算电流指令i* d和i* q，如果相应的PMSM电压vm超过由DC链路电压限制的最大可行值vm,max，则其被发送到每电压最大转矩(MTPV)模块140以检查。如果PMSM电压vm不超过vm,max，则由MTPA模块130计算的电流指令用作PMSM控制的最终指令i* d,final *和i* q,final；否则，MTPV块140生成不同的指令i* d,final和i* q,final以满足PMSM电压限制。然后将最终电流指令发送到电流调节器150，其确保电流追踪，从而确保转矩追踪。这里，“追踪”指的是输出电流(或转矩)与电流指令(转矩指令)所要求的所需电流(或转矩)的接近程度。
为了保护电池110不被过量电流充放电从而延长电池寿命，在PMSM 110的操作期间执行电池电流限制。PMSM 160可以是在转向***40或任何其他应用中使用的马达26。如前所述，通常使用查找表(LUT)来调整转矩和电流指令，以使电池电流不超过最大值。这种方法的技术挑战是必须对不同的马达执行离线校准并且是耗时的。此外，由于这些技术的离线特性，电流和转矩指令不是最佳的，因为没有考虑PMSM 160动态改变的运行条件。这里描述的技术方案有助于电池电流限制，其具有同时限制供电电流和再生电流的能力，并且可以在PMSM 160在线时实现，同时在PMSM 160的整个运行区域中具有至少一个阈值精度，并进一步确保全DC链路电压利用。将进一步描述技术方案。
图3描绘了马达控制***的功率流。所描绘的马达控制***来自包括控制模块16和马达46的转向***40，其限定电压回路，该电压回路包括电池110两端的电压(未示出)和连接到马达46的逆变器(未示出)输入端的电压。
对于给定的电池电压(VBATT)和对***16的电压输入(VDC)的测量，可以求解功率方程以获得马达电流限制。供电电流Is与再生电流Ib如下相关。
Ib＝-Is
此外，考虑电池的电压电路模型可以在数学上表达如下。
VDC＝VBATT-RBHIs
其中RBH代表电池线束(harness)电阻。该***的功率平衡方程可以写成如下。
Figure GDA0003528620270000071
Figure GDA0003528620270000072
其中Rc是控制器输入电阻，Pe是输入到马达控制***的电功率(或由马达控制***汲取)。Pe的表达在本文中进一步详细描述。返回参考图3，如果PMSM作为马达46工作，则电池电流ib是从电池110汲取的供电电流，并且被认为是正值；否则，如果PMSM作为发电机工作，则电池电流ib是提供回电池110的再生电流，并且被认为是负的。对于给定的电池电流限制Ib，max，如果根据功率守恒原理求解功率方程以获得PMSM转矩限制，则***的功率平衡方程可写为
Figure GDA0003528620270000073
其中Pin、Pe和RC分别是DC链路的输入功率、PMSM驱动***的输入电功率和DC链路输入电阻。
DC链路和电池110的电压如下相关。
VDC＝VBATT-ibRBH
其中VBATT和RBH分别是电池电压和电池线束电阻。
此外，Pin和Pe可以如下导出。
Pin＝VDCib
Pe＝Teωm+Ploss
其中Teωm和Ploss分别是PMSM输出电功率和损耗。电气损耗包括PMSM中的逆变器损耗、绕组损耗、磁芯损耗和杂散损耗。在所有损耗分量中，绕组损耗占主要部分。因此，电磁转矩可以写成如下。
Figure GDA0003528620270000081
如果在典型的PMSM控制算法中要考虑电池电流限制，则必须相应地修改转矩指令。具体而言，如果添加最大电池电量或PMSM再生电流Ib,max作为PMSM控制限制加入，则最大允许转矩将为
Figure GDA0003528620270000082
这里的技术挑战是该Tb,max计算公式中的损耗分量Ploss受到马达电流im的影响，该马达电流im追溯地影响发送到马达控制算法中的Tb,max。本文描述的技术方案通过组合转矩指令预限制和迭代更新方法来解决该技术挑战，以消除或最小化转矩和马达电流之间的耦合相互作用。
图4描绘了根据一个或多个实施例的用于供电和再生电流限制的示例方法的流程图。在一个或多个示例中，这里描述的技术方案被集成到PMSM控制算法中以生成电流指令i* d,final和i* q,final来确保供电和再生电流保持在预定限制之下，如图4所示。所示的该方法包括预限制输入(供电或再生)电流ib，如420所示，并进一步估计和比较ib，如440所示。该方法包括接收输入参数，如410所示。输入参数至少包括T* e、VDC、ωm和Ib,max。
ib预限制包括参数调节和转矩指令修改，如422和424处所示。经调节的参数和修改的转矩指令一起用于计算电流指令i* d,final和i* q,final，如430所示。
此外，该方法包括基于电流指令i* d,final和i* q,final估计电池电流ib，并检查估计的ib是否在指定的限制值内(一个值各用于供电和再生电流限制)如442和444处所示，该方法还包括向之前的转矩指令修改步骤提供反馈更新信息，并且迭代该方法直到估计的ib满足预定限制，如446所示。存在多种方式来实现ib预限制和反馈循环以便于通过转矩指令修改和迭代更新来执行ib限制。保持满足预定限制的电流指令用于作为指令i* d,final和i* q,final转发到电流调节器150，如450所示。
图5描绘了根据一个或多个实施例的供电和再生电流预限制模块以及反馈回路的一部分的框图。供电和再生电流预限制模块520实现参数调节和转矩指令修改。在一个或多个示例中，供电和再生电流预限制模块是控制模块16的一部分，并由控制模块16执行，或者是包括在马达控制***200中的单独的电子电路。此外，在一个或多个中更多示例，供电和再生电流预限制模块520包括单独的模块：参数调节模块522和转矩指令修改模块524等。
在一个或多个示例中，供电和再生电流预限制模块520作为参数调节的一部分，使用T* e和ωm的乘积来识别PMSM 160的运行模式，如530所示。基于运行模式，动态使用最大供电电流Ib,max1和最大再生电流Ib,max2来调节参数。如果乘积大于零，则确定PMSM运行模式处于电动模式(初始)，并且该方法包括设置Ib,max＝Ib,max1，如532所示。如果乘积低于零，则***在再生运行(或生成)模式下运行，设置Ib,max＝Ib,max2，如534所示。此外，比例因子k基于乘积大于(或等于)或小于零使用。比例因子k是用于减小转矩计算对损耗的依赖性的转矩因子，其中，转矩计算是
Figure GDA0003528620270000091
当考虑最大电池电流限制时，可以计算最大转矩以确保供电和再生电流在限制内，如542所示，如
Figure GDA0003528620270000092
计算Tb,max之后，原始转矩指令T* e被更新并替换为T* e和Tb,max中的较小值，如544所示。因为在马达模式下的PMSM机械功率来自电池110，在该模式(532)中k小于1。然而，在再生模式下，由于功率从PMSM 160流到电池110，因此在该模式中(534)k大于1。转矩因子k通过反馈回路连续更新，直到满足供电和再生电流限制，如550所示。
应该注意的是，在上面的示例中，和/或在图5中或者在本文的任何其他示例/附图中描述的常数值是示例，并且可以根据***参数和其他示例中的特定运行条件而变化。在一个或多个示例中，在上述方法的实现期间参数自适应方案用于实现k值的更快收敛。此外，转矩修改可以替代地执行为Tb,max＝Tb,max-ΔT其中ΔT是转矩更新步骤。在其他示例中，可以使用反馈回路内更新转矩的替代方法。
在一个或多个示例中，PMSM运行具有低马达速度(速度低于预定阈值)处的临界区域，其中乘积T* eωm<0，并且电池110向***提供电流。对于这样的临界区域，在ib预限制中给定的电池电流限制是不正确的，因为假设电池110由再生电流充电，然而电池仍然提供电流。为了避免这种情况下的失效，在一个或多个示例中，修改上述方法。
图6描绘了根据一个或多个实施例的示例ib估计和比较模块的框图。在一个或多个示例中，ib估计和比较模块是控制模块16的一部分，并且由控制模块16执行，或者是包括在马达控制***200中的单独的电子电路。此外，在一个或多个示例中，供电和再生电流估计和比较模块620包括单独的模块：电池电流估计模块622和电池电流比较模块624等。
供电和再生电流估计和比较模块620使用来自预限制操作520的最终电流指令执行估计电池电流ib的一个或多个操作，如622所示。供电和再生电流估计和比较模块620还执行检查***是否在临界区域中运行的一个或多个操作，如630所示。基于比较结果动态地设置电池电流限制。例如，在临界区域中将电流限制校正为Ib,max＝-Ib,max1，其将供电电流确保在给定的限制Ib,max1内，如632所示。如果***未在临界区域中运行，则不调整Ib,max值，如634所示。此外，使用模数运算符对估计的电池电流ib与电池电流限制Ib,max进行比较，如636所示。
可以使用上面给出的功率方程来估计电池电流ib(在一次或多次迭代期间)。可以求解功率方程
Figure GDA0003528620270000101
以获得ib，如下。
Figure GDA0003528620270000102
其中，马达控制***Pe的输入电功率是从电磁转、机器电流、电压和马达参数获得。功率Pe可以用电磁转矩Te表示如下。
Figure GDA0003528620270000111
其中，Pmisc是包含马达磁芯损耗以及马达控制***中一个或多个杂散损耗的损耗分量；Rm是马达电路电阻，包括马达和功率电路电阻；Id和Iq分别是d轴马达电流和q轴马达电流。此外，Ploss＝I2 dRm+I2 qRm+Pmisc。此外，转矩可以用马达电流表示如下。
Figure GDA0003528620270000112
其中，Ke是马达电压或转矩常数，Np是转子极数，Ld和Lq分别是d轴电感和q轴电感。因此，可以通过使用转矩表达式依照马达电流获得Pe。或者，功率Pe可以用Vd和Vq表示，它们分别是d轴马达电压和q轴马达电压，通过利用如下的马达电压-电流关系。
Figure GDA0003528620270000113
Figure GDA0003528620270000114
如果满足限制，则保持电流指令以作为指令I* d,final和I* q,final转发到电流调节器150，如450所示。如果不满足限制，如本文所述，使用反馈回路重新计算电流指令，以调整转矩因子k，如550所示。
图7描绘了实现本文所述的供电和再生电流限制的示例性马达控制***的示例结果。在描述结果的示例情况下，供电和再生电流限制分别设定为Ib,max1＝50A，Ib,max2＝-40A。此外，图8描绘了其未实现本文所述的供电和再生电流限制的示例性马达控制***的示例结果。
从图7可以看出，供电电流和再生电流都成功地限制在最大值范围内。与图8中的最终转矩指令T* e,final(没有电池电流限制)相比较，当供电和再生电流限制被集成到PMSM控制算法中时，修改图7中的T* e,final(具有限制)以产生新的电流指令。该修改的T* e,final是基于功率守恒原理根据给定的电池电流限制来计算的，并且通过反馈回路迭代更新，直到满足电流限制约束，如本文所述。马达电流和马达电压都由于修改的转矩指令而改变，这也在图7和图8中示出。结果证明了限制供电电流和再生电流的有效性。应当注意，这些结果是示例，并且在一个或多个示例中，不同的情况使用特定的参数和因子，结果可以变化。
此外，本公开还提供了一种马达控制***，包括：
电流生成模块，配置为接收转矩指令并生成相应的电流指令，以根据转矩指令生成转矩量；
电池电流估计和比较模块，配置为：
确定从用于施加电流指令的电源汲取的估计的电池电流；
将估计的电池电流与电池电流最大阈值进行比较；
响应于超过电池电流最大阈值的估计的电池电流，发送用于修改转矩指令的反馈因子；并且
响应于满足电池电流最大阈值的估计的电池电流，发送用于产生转矩的电流指令；以及
电池电流预限制模块，配置为利用反馈因子修改转矩指令，并将修改的转矩指令发送到电流生成模块。
根据上述的马达控制***，其中，产生所述修改的转矩指令包括迭代地修改所述转矩指令并确定所汲取的估计的电池电流，直到所述估计的电池电流满足所述阈值为止。
根据上述的马达控制***，其中，所述反馈因子是用于计算所述转矩指令的转矩因子k，并且其中所述转矩指令被计算为
Figure GDA0003528620270000121
其中，Te是转矩指令，k是转矩因子，VDC是直流链电压(linkage voltage)，RC是马达控制***的输入电阻，ωm是马达速度，并且ib是电池电流。
根据上述的马达控制***，其中，基于所述马达控制***的运行模式动态地确定用于比较所估计的电池电流的电池电流最大阈值。
根据上述的马达控制***，其中，基于所述转矩指令和马达的速度确定马达控制***的运行模式，所述运行模式是马达模式和发电机模式(generator mode)之一。
因此，本文描述的技术方案有助于马达的功率管理(限制)，特别是通过在给定的各种约束和要求的情况下限制供电和再生电流。本文描述的技术方案可以用于为PMSM机器施加供电和再生电流约束，而与运行条件无关，并且不限于特定的运行条件，例如仅再生电流、仅非凸极。此外，本文描述的技术方案通过动态地调整限制而不是以离线方式校准限制，有助于以动态方式施加供电和再生电流的限制。此外，这里描述的技术方案确保在给定的电池电流限制约束下的所有PMSM运行区域中的最大电压利用。
本技术解决方案可以是任何可能的技术细节整合程度下的***、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质(或媒介)，其上具有计算机可读程序指令，用于使处理器执行本技术方案的各方面。
本文参考根据技术方案实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本技术方案的各方面。将理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机可读程序指令实现。
附图中的流程图和框图示出了根据本技术方案的各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。就此而言，流程图或框图中的每个框可以表示模块、段或部分指令，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，框中提到的功能可以不按图中所示的顺序发生。例如，事实上，连续示出的两个方框可以基本上同时执行，或者这些方框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应注意，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行特定功能或动作或者执行专用硬件和计算机指令的组合的专用硬件型***来实现。
还应当理解，本文示例的执行指令的任何模块、单元、组件、服务器、计算机、终端或设备可以包括或以其他方式访问计算机可读介质，诸如存储介质、计算机存储介质或数据存储设备(可移动和/或不可移动)，例如磁盘、光盘或磁带。计算机存储介质可以包括以用于存储信息(例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。这种计算机存储介质可以是设备的一部分，也可以是可对其进行访问或连接的。本文描述的任何应用或模块可以使用可以由这类计算机可读介质存储或以其他方式容纳的计算机可读/可执行指令来实现。
虽然仅结合有限数量的实施例详细描述了技术方案，但应容易理解，技术方案不限于这些公开的实施例。相反，可以修改技术方案以包含此前未描述但与技术方案的精神和范围相当的任何数量的变型、改变、替换或等同布置。另外，虽然已经描述了技术方案的各种实施例，但是应该理解，技术方案的各方面可以仅包括所描述的实施例中的一些实施例。因此，技术方案不应被视为受前述描述的限制。

Claims (15)

1.一种***，包括：
永磁同步马达PMSM；以及
马达控制***，被配置为限制供电电流和再生电流，所述马达控制***被配置为：
接收转矩指令并产生相应的电流指令，用于根据所述转矩指令产生转矩量；
确定从电源汲取的、对应于所述电流指令的估计的电池电流；以及
响应于超过阈值的所述估计的电池电流：
产生修改的转矩指令；
产生与所述修改的转矩指令相对应的修改的电流指令；及
发送所述修改的电流指令以使所述PMSM产生转矩量。
2.根据权利要求1所述的***，还包括反馈电流调节器，其将所述修改的电流指令转换为电压指令以施加到所述PMSM。
3.根据权利要求1所述的***，其中，产生所述修改的转矩指令包括迭代地修改所述转矩指令并确定所汲取的估计的电池电流，直到所述估计的电池电流满足所述阈值为止。
4.根据权利要求3所述的***，其中，修改所述转矩指令包括修改用于计算所述转矩指令的转矩因子k。
5.根据权利要求4所述的***，其中，所述转矩指令被计算为
Figure FDA0003528620260000011
其中，Te是转矩指令，k是转矩因子，VDC是直流链电压，RC是马达控制***的输入电阻，ωm是马达速度，并且ib是电池电流。
6.根据权利要求3所述的***，其中，修改所述转矩指令包括将所述转矩指令减小预定量。
7.根据权利要求1所述的***，其中，基于所述马达控制***的运行模式动态地确定用于比较所估计的电池电流的所述阈值。
8.根据权利要求1所述的***，还包括前馈电流控制器，其将所述修改的电流指令转换为电压指令以施加到所述PMSM。
9.一种限制马达控制***中的供电电流和再生电流的方法，该方法包括：
接收转矩指令并产生相应的电流指令，以根据所述转矩指令产生转矩量；
确定从电源汲取的、对应于所述电流指令的估计的电池电流；以及
响应于超过阈值的所述估计的电池电流：
产生修改的转矩指令；
产生与所述修改的转矩指令相对应的修改的电流指令；及
发送所述修改的电流指令以使马达产生转矩量。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，产生所述修改的转矩指令包括迭代地修改所述转矩指令并确定所汲取的估计的电池电流，直到所述估计的电池电流超过所述阈值为止。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，修改所述转矩指令包括：修改用于在每次迭代中计算所述转矩指令的转矩因子k。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述转矩指令被计算为
Figure FDA0003528620260000021
其中，Te是转矩指令，k是转矩因子，VDC是直流链电压，RC是马达控制***的输入电阻，ωm是马达速度，并且ib是电池电流。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，修改所述转矩指令包括在每次迭代中将所述转矩指令减少预定量。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述马达控制***的运行模式动态地确定用于比较所估计的电池电流的所述阈值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，基于所述转矩指令和所述马达的速度确定所述马达控制***的运行模式。
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