DE112016003253T5

DE112016003253T5 - Steuerungsgerät für rotierende elektrische maschinen

Info

Publication number: DE112016003253T5
Application number: DE112016003253.6T
Authority: DE
Inventors: Jun Ishida; Hideaki Nakayama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-04-05
Also published as: JP2017028836A; WO2017014249A1; JP6308180B2; US20180219503A1; US10608566B2

Abstract

Ein Steuerungsgerät für eine rotierende elektrische Maschine weist eine erste Korrektureinrichtung und/oder eine zweite Korrektureinrichtung auf. Die erste Korrektureinrichtung korrigiert eine erste Befehlsspannung als eine Funktion einer Abweichung zwischen einem Befehlswert für einen Feldstrom und einem Ist-Wert des Feldstroms. Die zweite Korrektureinrichtung korrigiert eine zweite Befehlsspannung als eine Funktion einer Abweichung zwischen einem Befehlswert für eine d-Achsen-Komponente eines Ankerstroms und einem Ist-Wert der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms. Die erste Korrektureinrichtung und/oder die zweite Korrektureinrichtung bewirkt, dass die d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und der Feldstrom nicht miteinander interferieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Steuerungsgeräte für rotierende elektrische Maschinen, wobei jedes der Steuerungsgeräte in der Lage ist, Drehmoment entsprechend einem Feldmagnetfluss zu erzeugen, der durch eine gespeiste Feldwicklung erzeugt wird.
Hintergrund
Steuerungsgeräte für eine synchrone rotierende elektrische Maschine führen eine Feldschwächungssteuerung durch, die darauf abzielt, die Drehzahl der synchronen rotierenden elektrischen Maschine zu erhöhen, während das Drehmoment der synchronen rotierenden elektrischen Maschine auf einen konstanten Wert beibehalten wird. Die Feldschwächungssteuerung verringert einen durch eine Ankerspule der synchronen rotierenden elektrischen Maschine fließenden d-Achsen-Strom.
Zusätzlich führen Steuerungsgeräte für eine rotierende elektrische Maschine mit Feldwicklung eine Feldflusssteuerung durch, die darauf abzielt, das Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine mit Feldwicklung zu erhöhen. Die Feldflusssteuerung erhöht einen Feldstrom, der durch eine Feldwicklung der rotierenden elektrischen Maschine mit Feldwicklung fließt, um dadurch ein Magnetfeld zu erhöhen.
Beispielsweise kann ein Steuerungsgerät für eine rotierende elektrische Maschine mit Feldwicklung sowohl die Feldschwächungssteuerung als auch die Feldflusssteuerung durchführen. Dies ändert den d-Achsen-Strom, und die Änderung des d-Achsen-Stroms kann zu einer Störungsspannung führen, die in der Feldwirkung aufgrund einer magnetischen Kopplung zwischen der Feldwicklung und der Ankerspule induziert wird. Diese Störungsspannung kann ein Fluktuieren des Feldstroms verursachen.
Gleichermaßen ändert die Ausführung von sowohl der Feldschwächungssteuerung als auch der Feldflusssteuerung den Feldstrom, und die Änderung des Feldstroms kann zu einer Störungsspannung führen, die in der Ankerspule induziert wird. Die Störungsspannung kann ein Fluktuieren des d-Achsen-Stroms verursachen.
Diese Feldstrom- und d-Achsen-Stromänderungen können zu einem Fluktuieren des Drehmoments der rotierenden elektrischen Maschine mit Feldwicklung führen. Insbesondere sind in den letzten Jahren die Induktivitäten der Feldwicklungen kleiner geworden, um ein höheres Drehmomentansprechen zu erzielen. Dies kann verursachen, dass Fluktuationen des Feldstroms aufgrund der Störungsspannung einen signifikanten Einfluss auf das Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine mit Feldwicklung aufweisen.
Zum Reduzieren von Drehmomentvariationen aufgrund der Störungsspannung ist ein herkömmlicher Steuerungsgerät, das in Patentdokument 1 offenbart ist, konfiguriert, einen Befehlswert für den Feldstrom entsprechend der Änderungsgröße des d-Achsen-Stroms zu korrigieren.
Zitierungsliste
Patentliteratur

[Patentliteratur 1] japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.: 2008-141838

Zusammenfassung
Technisches Problem
Interferenz zwischen dem Feldstrom und dem d-Achsen-Strom wirkt auf jeden des Feldstroms und des d-Achsen-Stroms als eine Spannungsstörung ein. Aus diesem Grund kann die Konfiguration des herkömmlichen Steuerungsgeräts, das einen Befehlswert für den Feldstrom korrigiert, Schwierigkeiten haben, zu bewirken, dass eine Feldspannung einem Befehlswert für die Feldspannung nachfolgt. Dies kann dem Feldstrom erschweren, dem Befehlswert für den Feldstrom nachzufolgen.
Die vorliegende Offenbarung, die im Hinblick auf das vorstehend beschriebene Problem erdacht wurde, zielt hauptsächlich darauf ab, Steuerungsgeräte für eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, von denen jedes in der Lage ist, den Einfluss einer Störung aufgrund einer Interferenzspannung zu verringern, wodurch Fluktuationen von jedem eines Feldstroms und eines d-Achsen-Stroms reduziert werden.
Lösung des Problems
Eine erste beispielhafte Konfiguration der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuerungsgerät für eine rotierende elektrische Maschine, die einen Rotor mit einer Feldwicklung und einen Stator mit einer Ankerspule aufweist. Das Steuerungsgerät steuert einen durch die Ankerspule fließenden Ankerstrom und einen durch die Feldwicklung fließenden Feldstrom. Das Steuerungsgerät weist eine erste Befehlsspannungseinstellungseinrichtung auf, die konfiguriert ist, eine erste Befehlsspannung auf der Grundlage einer Abweichung zwischen einem Befehlswert für eine d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und einem Ist-Wert der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms einzustellen. Die erste Befehlsspannung ist eine Befehlsspannung für eine d-Achsen-Komponente einer Ankerspannung, die an die Ankerspule anzulegen ist. Das Steuerungsgerät weist eine zweite Befehlsspannungseinstellungseinrichtung auf, die konfiguriert ist, eine zweite Befehlsspannung auf der Grundlage einer Abweichung zwischen einem Befehlswert für den Feldstrom und einem Ist-Wert des Feldstroms einzustellen. Die zweite Befehlsspannung ist eine Befehlsspannung für eine Feldspannung, die an die Feldwicklung anzulegen ist. Das Steuerungsgerät weist eine erste Korrektureinrichtung und/oder eine zweite Korrektureinrichtung auf. Die erste Korrektureinrichtung ist konfiguriert, die erste Befehlsspannung als eine Funktion der Abweichung zwischen dem Befehlswert für den Feldstrom und dem Ist-Wert des Feldstroms zu korrigieren. Die zweite Korrektureinrichtung ist konfiguriert, die zweite Befehlsspannung als eine Funktion der Abweichung zwischen dem Befehlswert für die d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und dem Ist-Wert der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms zu korrigieren. Die erste Korrektureinrichtung und/oder die zweite Korrektureinrichtung ist konfiguriert, zu bewirken, dass die d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und der Feldstrom nicht miteinander interferieren.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration korrigiert die erste Befehlsspannung als eine Funktion eines Sollwerts für den Feldstrom und eines ist-Werts des Feldstroms, und korrigiert die zweite Befehlsspannung als eine Funktion eines Sollwerts für die d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und des Ist-Werts der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms. Eine Korrektur der ersten Befehlsspannung oder der zweiten Befehlsspannung ermöglicht, dass der Feldstrom und der Ankerstrom nicht miteinander interferieren. Das heißt, dass die vorstehend beschriebene Konfiguration, die nicht den Sollwert für den Feldstrom korrigiert, wie es in der herkömmlichen Technologie offenbart ist, sondern die erste Befehlsspannung und die zweite Befehlsspannung korrigiert, zu einem geeigneten Kompensieren der Störung aufgrund einer Interferenzspannung führt. Dies ermöglicht es, Fluktuationen des Feldstroms und eines d-Achsen-Stroms zu reduzieren, selbst wenn es eine große Störung aufgrund der Interferenzspannung gibt, was zu einer Reduktion von Drehmomentvariationen der rotierenden elektrischen Maschine führt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Darstellung, die eine elektrische Struktur gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht,
2 zeigt eine Darstellung, die die Interferenz zwischen einem d-Achsen-Strom und einem Feldstrom veranschaulicht,
3 zeigt eine Modelldarstellung, die ein Steuerungsgerät und eine rotierende elektrische Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
4 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das eine Änderung der Drehzahl der in 1 veranschaulichten rotierenden elektrischen Maschine veranschaulicht,
5 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das veranschaulicht, wie ein d-Achsen-Strom, ein q-Achsen-Strom, ein Feldstrom und ein Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine in einem Fall geändert werden, wenn keine Nicht-Interferenzsteuerung ausgeführt wird,
6 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das veranschaulicht, wie ein d-Achsen-Strom, ein q-Achsen-Strom, ein Feldstrom und ein Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine in einem Fall geändert werden, wenn eine in der herkömmlichen Technologie offenbarte Nicht-Interferenzsteuerung ausgeführt wird,
7 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das veranschaulicht, wie ein d-Achsen-Strom, ein q-Achsen-Strom, ein Feldstrom und ein Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine in einem Fall geändert werden, wenn eine Nicht-Interferenzsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, und
8 zeigt eine Modelldarstellung, die ein Steuerungsgerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen das erste Ausführungsbeispiel beschrieben, gemäß dem ein Steuerungsgerät gemäß der vorliegenden Offenbarung bei einem Fahrzeug angewendet wird, das eine Kraftmaschine als deren fahrzeugeigene Hauptkraftmaschine aufweist.
Gemäß 1 ist die rotierende elektrische Maschine 10 als eine rotierende elektrische Maschine mit Feldwicklung, die Mehrphasenwicklungen aufweist, genauer als ein Feldwicklungs-Synchronmotor mit Drei-Phasen-Wicklungen ausgelegt. Die rotierende elektrische Maschine 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dient beispielsweise als ein integrierter Startergenerator (ISG), der sowohl als Startermotor als auch als Lichtmaschine dient. Insbesondere dient die rotierende elektrische Maschine 10 als ein Starter in jedem von

1. einem ersten Fall, der anfänglich die Kraftmaschine ankurbelt
2. einem zweiten Fall, der, während die Kraftmaschine automatisch gestoppt wird, eine Leerlaufreduktionsfunktion zum automatischen erneuten Starten der Kraftmaschine bei Erfüllen vorbestimmter Neustartbedingungen durchführt.

Ein Rotor 11, der die rotierende elektrische Maschine 10 bildet, weist eine Feldwicklung 12 auf. Der Rotor 11 ist mit der Kurbelwelle der Kraftmaschine derart gekoppelt, dass Leistung zwischen dem Rotor 11 und der Kurbelwelle übertragbar ist. Insbesondere ist der Rotor 11 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Kurbelwelle über einen Riemen gekoppelt, genauer gesagt direkt gekoppelt. Eine Ankerspule 14 ist in und um einen Stator 13 der rotierenden elektrischen Maschine 10 gewickelt.
Ein Wechselrichter 20 ist mit der Ankerspule 14 der rotierenden elektrischen Maschine 10 verbunden, und eine Gleichstrom-(DC-)Leistungsquelle 21 ist mit dem Wechselrichters 20 verbunden.
Der Wechselrichter 20 weist ein erstes Paar in Reihe geschalteter hoch- und niedrigseitiger Schaltelemente SUp und SUn, ein zweites Paar in Reihe geschalteter hoch- und niedrigseitiger Schaltelemente SVp und SVn sowie ein drittes Paar in Reihe geschalteter hoch- und niedrigseitiger Schaltelemente SWp und SWn auf. Der Verbindungspunkt, durch den die Schaltelemente SUp und SUn des ersten Paars miteinander in Reihe geschaltet sind, ist mit einem Anschluss einer U-Phasen-Wicklung der Ankerspule 14 verbunden. Gleichermaßen ist der Verbindungspunkt, durch den die Schaltelemente SVp und SVn des zweiten Paars miteinander in Reihe geschaltet sind, mit einem Anschluss einer V-Phasen-Wicklung der Ankerspule 14 verbunden. Weiterhin ist ein Verbindungspunkt, durch den die Schaltelemente SWp und SWn des dritten Paars miteinander in Reihe geschaltet sind, mit einem Anschluss einer W-Phasen-Wicklung der Ankerspule 14 verbunden.
Das erste Ausführungsbeispiel verwendet IGBTs als die jeweiligen Schaltelemente SUp, SUn, SVp, SVn, SWp und SWn.
Freilaufdioden DUp, DUn, DVp, DVn, DWp und DWn sind elektrisch antiparallel zu den jeweiligen Schaltelementen SUp, SUn, SVp, SVn, SWp und SWn geschaltet.
MOSFETs können als die jeweiligen Schaltelemente SUp, SUn, SVp, SVn, SWp und SWn verwendet werden. Wenn MOSFETs als die jeweiligen Schaltelemente SUp, SUn, SVp, SVn, SWp und SWn verwendet werden, können die intrinsischen Dioden der MOSFETs als die jeweiligen Freilaufdioden verwendet werden.
Der hochseitige Anschluss des Wechselrichters 20, der der kollektorseitige Anschluss von jedem hochseitigen Schalter ist, ist mit dem positiven Anschluss der Gleichstromleistungsquelle 21 verbunden. Der niedrigseitige Anschluss des Wechselrichters 20, der der emitterseitige Anschluss jedes niedrigseitigen Schaltelements ist, ist mit dem negativen Anschluss der Gleichstromleistungsquelle 21 verbunden.
Eine Feldstromausgabeeinheit 22 ist in der Lage, eine Gleichspannung an eine Feldwicklung 12 anzulegen. Die Feldstromausgabeeinheit 22 justiert eine Feldspannung vf, die an die Feldwirkung 12 anzulegen ist, auf der Grundlage von Leistung, die aus der Gleichstromleistungsquelle 21 zugeführt wird, wodurch ein Feldstrom if gesteuert wird, der durch die Feldwicklung 12 fließt. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, führt die gemeinsame Gleichstromleistungsquelle 21 elektrische Leistung sowohl der Ankerspule 14 als auch der Feldwicklung 12 zu.
Ein Steuerungsgerät 40 beschafft einen Messwert des Feldstroms If aus einem Feldstromsensor 30. Das Steuerungsgerät 40 berechnet einen Feldspannungsbefehlswert vf*, der ein Befehlswert für die Feldspannung vf ist, die an die Feldwicklung 12 anzulegen ist, wobei der Feldspannungsbefehlswert vf* als eine Stellgröße zur Regelung des Feldstroms If auf dessen Befehlswert If* dient.
Das Steuerungsgerät 40 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel führt eine Proportional-Integral-Regelung auf der Grundlage der Abweichung zwischen einem Ist-Wert des Feldstroms If und den Feldstrombefehlswert If* durch, um dementsprechend den Feldspannungsbefehlswert vf* zu berechnen.
Das Steuerungsgerät 40 berechnet ebenfalls einen d-Achsen-Strombefehlswert Id* und einen q-Achsen-Strombefehlswert Iq* entsprechend einem Drehmomentbefehlswert T* und einer Drehwinkelgeschwindigkeit w der rotierenden elektrischen Maschine 10. Der d-Achsen-Strombefehlswert Id* repräsentiert einen Befehlswert für eine d-Achsen-Stromkomponente des Ankerstroms, und der q-Achsen-Strombefehlswert Iq* repräsentiert einen Befehlswert für eine q-Achsen-Stromkomponente des Ankerstroms.
Es sei bemerkt, dass der d-Achsen-Strom Id und der q-Achsen-Strom Iq Komponenten eines Stromvektors, der aus einem d-Achsen-Strom und einem q-Achsen-Strom besteht, in einem rotierenden Koordinatensystem sind, das in dem Rotor 11 definiert ist, der die rotierende elektrische Maschine 10 bildet (siehe 2).
Beispielsweise ist die d-Achse als die Richtung zu dem Magnetfluss des Rotors 11 hin definiert, und ist die q-Achse als die Richtung definiert, die elektromagnetische senkrecht zu der d-Achse ist, das heißt, als die Richtung, die in der Phase gegenüber der d-Achse um π/2 voreilt.
Das Steuerungsgerät 40 erzeugt auf der Grundlage der d- und q-Achsen-Strombefehlswerte Id* und Iq* Antriebssignale gUp, gUn, gVp, gVn, gWp und gWn. Genauer berechnet das Steuerungsgerät 40 jeweilige Phasenbefehlsspannungen vu*, vv* und vw* entsprechend den d- und q-Achsen-Strombefehlswerten Id* und Iq* und Messwerten von Phasenströmen Iv und Iw, die aus einem Phasenstromsensor 31 erhalten werden. Dann führt das Steuerungsgerät 40 eine PWM-Aufgabe durch, die die Größe der Befehlsspannungen vu*, vv* und vw* mit einem Trägersignal wie einem Dreieckwellensignal tp vergleicht, um dementsprechend die Antriebssignale gUp, gUn, gVp, gVn, gWp und gWn zu erzeugen.
Danach gibt das Steuerungsgerät 40 die erzeugten Antriebssignale gUp, gUn, gVp, gVn, gWp und gWn zu dem Wechselrichter 20 aus. Dies ermöglicht, dass sinusförmige Spannungen, die die Phasendifferenz von 120 elektrischen Grad dazwischen aufweisen, an die jeweiligen U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der Ankerspule 14 angelegt werden. Dies führt zu einem Fließen von sinusförmigen U-, V- und W-Phasen-Strömen, die die Phasendifferenzen von 120 elektrischen Grad dazwischen aufweisen, durch die jeweiligen U-, V- und W-Phasen-Wicklungen der Ankerspule 14.
Nachstehend ist die Gleichung (1), die ein Ausgangsdrehmoment T der rotierenden elektrischen Maschine mit Feldwicklung 10 angibt: T = Pn{ϕa·iq + (Ld – Lq)Id·Iq} (1)
Dabei bezeichnet Pn die Anzahl der Polpaare des Rotors 11, bezeichnet ϕa einen Feldmagnetfluss, repräsentiert Iq den q-Achsen-Strom, repräsentiert Id den d-Achsen-Strom, repräsentiert Ld eine d-Achsen-Induktivität und repräsentiert Lq eine q-Achsen-Induktivität.
Die Größe der d-Achsen-Induktivität Ld und die Größe der q-Achsen-Induktivität Lq in der rotierenden elektrischen Maschine mit Feldwicklung 10 können als identisch zueinander betrachtet werden, was ähnlich zu denjenigen in einem Oberflächenpermanentmagnetmotor (SPM-Motor) ist. Aus diesem Grund kann das Ausgangsdrehmoment T durch die nachfolgende Gleichung (2) ausgedrückt werden: T = Pn·ϕa·Iq (2)
In der rotierenden elektrischen Maschine mit Feldwicklung 10 gilt die nachfolgende Gleichung (3): ϕa = Mf·If (3)
Dabei bezeichnet Mf die Gegeninduktivität zwischen der Feldwicklung 12 und der Ankerspule 14, und bezeichnet If den Feldstrom.
Die Gleichung (3) ermöglicht, dass das Ausgangsdrehmoment T durch die nachfolgende Gleichung (4) ausgedrückt wird: T = Pn·Mf·If·Iq (4)
Das heißt, dass die rotierende elektrische Maschine 10 geeignet den Feldstrom If und den q-Achsen-Strom Iq justiert, um dadurch das Ausgangsdrehmoment T zu steuern.
2 veranschaulicht ein dq-Achsen-Modell der rotierenden elektrischen Maschine 10. Der Feldmagnetfluss auf der Grundlage einer Selbstinduktivität der Feldwicklung 12 und ein d-Achsen-Magnetfluss auf der Grundlage der d-Achsen-Induktivität Ld werden derart erzeugt, dass sie einander zugewandt sind. Die Gegeninduktivität zwischen der Feldwicklung 12 und der Ankerspule 14 kann als Mf repräsentiert werden.
Die nachfolgende Gleichung (5) zeigt eine Spannungsgleichung der rotierenden elektrischen Maschine mit Feldwicklung 10:
Dabei

(1) repräsentiert vf eine an die Feldwicklung 12 angelegte Spannung,
(2) repräsentiert Rf einen Feldwicklungswiderstand, der die Widerstandskomponente der Feldwicklung 12 ist,
(3) repräsentiert Lf eine Feldwicklungsinduktivität, die die Selbstinduktivität der Feldwicklung 12 ist,
(4) repräsentiert vd die d-Achsen-Spannung, die die d-Achsen-Komponente der Ankerspannung ist,
(5) repräsentiert vq die q-Achsen-Spannung, die die q-Achsen-Komponente der Ankerspannung ist,
(6) repräsentiert R den Ankerspulenwiderstand, der die Widerstandskomponente der Ankerspule 14 ist,
(7) repräsentiert Ld die d-Achsen-Induktivität,
(8) repräsentiert Lq die q-Achsen-Induktivität,
(9) repräsentiert ω die Winkelgeschwindigkeit des Rotors 11,
(10) repräsentiert s einen Differentialoperator.

Eine Umformung der Gleichung (5) ermöglicht, dass der Feldstrom If und der d-Achsen-Strom Id durch die nachfolgenden Gleichungen ausgedrückt werden: If = (vf – s·Mf·Id)/(Lf·s + Rf) Id = (vd + ω·Lq·Iq – s·Mf·If)/(Ld·s + R)
Zur Erhöhung der Drehwinkelgeschwindigkeit ω führt das Steuerungsgerät 40 eine sogenannte ”Feldschwächungssteuerung” durch, die den d-Achsen-Strom Id in der negativen Richtung erhöht.
Eine Erhöhung des d-Achsen-Stroms Id in der negativen Richtung ermöglicht eine Erhöhung des Feldstroms If in der positiven Richtung.
Zusätzlich erhöht das Steuerungsgerät 40 den Feldstrom If in der positiven Richtung, um das Ausgangsdrehmoment T zu erhöhen.
Eine Erhöhung des Feldstroms If in die positive Richtung ermöglicht eine Erhöhung des d-Achsen-Stroms Id in der negativen Richtung.
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-141838 offenbart als eine herkömmliche Technologie eine Konfiguration, die einen Befehlswert If* für den Feldstrom If entsprechend der Änderungsgröße des d-Achsen-Stroms Id korrigiert.
Eine Interferenz zwischen dem Feldstrom If und dem d-Achsen-Strom Id wirkt auf jeden des Feldstroms If und des d-Achsen-Stroms Id als eine Spannungsstörung für die Feldspannung vf ein, die die Ausgangsspannung der Feldstromausgabeeinheit 22 ist. Aus diesem Grund kann die Konfiguration der herkömmlichen Technologie, die den Feldstrombefehlswert If* korrigiert, Schwierigkeiten dabei haben, zu bewirken, dass die Feldspannung vf einem Befehlswert vf* für die Feldspannung vf nachfolgt. Dies kann es erschweren, dass der Feldstrom If dem Feldstrombefehlswert If* nachfolgt.
Im Hinblick auf diese Umstände ist das Steuerungsgerät 40 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel konfiguriert, unter Verwendung eines inversen Modells der rotierenden elektrischen Maschine 10 zu bewirken, dass der d-Achsen-Strom Id und der Feldstrom If nicht miteinander interferieren.
Die rechte Seite von 3 veranschaulicht eine Modelldarstellung der rotierenden elektrischen Maschine 10 als ein gesteuertes Ziel, d. h. eine gesteuerte Anlage. Es sei bemerkt, dass in 3 der d-Achsen-Strom Id und der Feldstrom If lediglich veranschaulicht sind, um die Interferenz zwischen dem d-Achsen-Strom Id und dem Feldstrom If zu modellieren, weshalb der q-Achsen-Strom Iq, d. h. die Interferenz zwischen dem d-Achsen-Strom Id und dem q-Achsen-Strom Iq in der Veranschaulichung von 3 ausgelassen ist.
Insbesondere weist die modellierte rotierende elektrische Maschine 10 eine Interferenzeinheit 51, ein Verzögerungselement erster Ordnung 52, eine Interferenzeinheit 53 und einen Interferenzspannungsgenerator 55 auf. Der Interferenzspannungsgenerator 55 besteht aus Differenzierelementen 56 und 57.
Der rotierenden elektrischen Maschine 10 werden ein d-Achsen-Spannungsbefehlswert vd* und der Feldspannungsbefehlswert vf* zugeführt.
In die Interferenzeinheit 51 werden der Feldspannungsbefehlswert vf* und eine Interferenzspannung s·Mf·Id eingegeben. Die Interferenzspannung repräsentiert einen Ausgangswert des Differenzierelements 56, der durch (s·Mf) repräsentiert ist, bei Eingeben des Ist-Werts Id des d-Achsen-Stroms in das Differenzierelement 56.
Die Spannung, die durch (vf* – s·Mf·Id) repräsentiert ist, die aus der Interferenzeinheit 51 ausgegeben wird, wird in das Verzögerungselement erster Ordnung 52 eingegeben, das durch 1 / Lfs + Rf repräsentiert ist, d. h. in den Einlass der Feldwicklung 12 eingegeben, so dass der Ist-Wert des Feldstroms If, der durch die nachfolgende Gleichung (6) ausgedrückt ist, aus dem Verzögerungselement erster Ordnung 52 ausgegeben wird: If = (vf – s·Mf·Id)/(Lf·s + Rf) (6)
In die Interferenzeinheit 53 werden der d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd* und eine Interferenzspannung s·Mf·If eingegeben. Die Interferenzspannung repräsentiert einen Ausgangswert des Differenzierelements 57, das durch (s·Mf) ausgedrückt wird, bei Eingabe des Ist-Werts If des Feldstroms in das Differenzierelement 57.
Die Spannung, die durch (vd* – s·Mf·If) repräsentiert ist, die aus der Interferenzeinheit 53 ausgegeben wird, wird in das Verzögerungselement erster Ordnung 54 eingegeben, das durch 1 / Lds + R repräsentiert ist, d. h. in den Eintritt der d-Achse eingegeben, sodass der Ist-Wert der d-Achsen-Spannung vd, der durch die nachfolgende Gleichung (7) ausgedrückt wird, aus dem Verzögerungselement erster Ordnung 54 ausgegeben wird: Id = (vd – s·Mf·If)/(Ld·s + R) (7)
In der in 3 veranschaulichten rotierenden elektrischen Maschine 10 bewirkt der Interferenzspannungsgenerator 55, der aus den Differenzierelementen 56 und 57 besteht, die Erzeugung einer Interferenzspannung zwischen dem d-Achsen-Strom Id und dem Feldstrom If.
Die linke Seite von 3 veranschaulicht ein inverses Modell der rotierenden elektrischen Maschine 10, wobei das inverse Modell in dem Steuerungsgerät 40 installiert ist. Das inverse Modell weist eine Abweichungsberechnungseinrichtung 41, einen PI-Operator 42, eine Anti-Interferenzeinheit 43, eine Abweichungsberechnungseinrichtung 44, einen PI-Operator 45, eine Anti-Interferenzeinheit 46, ein Proportionalelement 47 und ein Proportionalelement 48 auf.
Die Abweichungsberechnungseinrichtung 41 berechnet die Abweichung ΔIf des tatsächlichen Werts If des Feldstroms von dem Befehlswert If* für den Feldstrom. Der PI-Operator 42 führt eine Proportional-Integral-(PI-)Operation unter Verwendung der Abweichung ΔIf durch. Insbesondere führt der PI-Operator 42 als die PI-Operation die Summe eines Proportionalelements (Kf·Lf) und eines Integralelements ( Kf·Rf / s) durch, wobei Kf eine Integralverstärkung repräsentiert.
Der Ausgang des PI-Operators 42 entspricht einem Feldspannungsbefehlswert vf*, in dem eine Interferenzspannung Δvf nicht enthalten ist. Die Anti-Interferenzeinheit 43 berechnet die Summe des Ausgangs des PI-Operators 42 und der Interferenzspannung Δvf und gibt die Summe des Ausgangs des PI-Operators 42 und der Interferenzspannung Δvf als eine Nicht-Interferenzfeldspannung vf* aus. Das heißt, dass die Anti-Interferenzeinheit 43 den Feldspannungsbefehlswerts vf* korrigiert. Es sei bemerkt, dass die Eingabe einer später beschriebenen d-Achsen-Stromabweichung ΔId in das Proportionalelement (Kf·Mf) 47 eine Berechnung der Interferenzspannung Δvf ermöglicht.
Die Abweichungsberechnungseinrichtung 44 berechnet die Abweichung ΔId des Ist-Werts Id des d-Achsen-Stroms von dem Befehlswert Id* für den d-Achsen-Strom. Der PI-Operator 45 führt eine PI-Operation unter Verwendung der Abweichung ΔId durch. Insbesondere führt der PI-Operator 45 als die PI-Operation die Summe eines Proportionalelements (Kd·Ld) und eines Integralelements ( Kd·R / s) durch, wobei Kd eine Integralverstärkung repräsentiert.
Der Ausgang des PI-Operators 45 entspricht einem d-Achsen-Spannungsbefehlswert vd*, der keine Interferenzspannung Δvd aufweist. Die Anti-Interferenzeinheit 46 berechnet die Summe des Ausgangs des PI-Operators 45 und der Interferenzspannung Δvd und gibt die Summe des Ausgangs des PI-Operators 45 und der Interferenzspannung Δvd als eine Nicht-Interferenz-d-Achsen-Spannung vd* aus. Das heißt, dass die Anti-Interferenzeinheit 46 den d-Achsen-Spannungsbefehlswerts vd* korrigiert. Es sei bemerkt, dass die Eingabe der Feldstromabweichung ΔIf in das Proportionalelement (Kf·Mf) 48 eine Berechnung der Interferenzspannung Δvd ermöglicht.
Der PI-Operator 45 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht einer ersten Befehlsspannungseinstellungseinrichtung, und der PI-Operator 42 entspricht einer zweiten Befehlsspannungseinstellungseinrichtung. Das Proportionalelement 48 und die Anti-Interferenzeinheit 46 entsprechen einer ersten Korrektureinrichtung, und das Proportionalelement 47 und die Anti-Interferenzeinheit 43 entsprechen der ersten Korrektureinrichtung. Der d-Achsen-Spannungsbefehlswerts vd* entspricht einer ersten Befehlsspannung, und der Feldspannungsbefehlswert Vf* entspricht einer zweiten Befehlsspannung.
Zusätzlich ist das erste Ausführungsbeispiel derart konfiguriert, dass eine Interferenzspannungsberechnungseinrichtung 49, die aus den Proportionalelementen 47 und 48 besteht, die Interferenzspannungen Δvf und Δvd berechnet. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ermöglicht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Bewirken, dass der d-Achsen-strom Id und der Feldstrom If nicht miteinander interferieren, dass das Gesamtsteuerungssystem als ein Verzögerungssystem erster Ordnung behandelt werden kann.
Unter der Situation, in der die Drehzahl f, die durch f = ω/2π präsentiert ist, sich von 2000 U/min auf 7000 U/min während einer vorbestimmten Dauer von beispielsweise 0,1 Sekunden (s) (siehe 4) erhöht, ist in jeder der 5 bis 7 veranschaulicht, wie der d-Achsen-Strom Id, der q-Achsen-Strom Iq, der Feldstrom If und das Drehmoment T geändert werden.
Insbesondere veranschaulicht 5, wie der d-Achsen-Strom Id, der q-Achsen-Strom Iq, der Feldstrom If und das Drehmoment T in einem Fall geändert werden, in dem keine Nicht-Interferenzaufgaben ausgeführt werden. 6 veranschaulicht, wie der d-Achsen-Strom Id, der q-Achsen-Strom Iq, der Feldstrom If und das Drehmoment T in einem Fall geändert werden, in dem die in der herkömmlichen Technologie der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.: 2008-141838 offenbarten Nicht-Interferenzaufgabe ausgeführt wird.
Im Gegensatz dazu veranschaulicht 7, wie der d-Achsen-Strom Id, der q-Achsen-Strom Iq, der Feldstrom If das Drehmoment T in einem Fall geändert werden, in dem die Nicht-Interferenzaufgabe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
Der Fall, in dem keine Anti-Interferenzaufgaben ausgeführt werden, der in 5 veranschaulicht ist, zeigt, dass der d-Achsen-Strom Id sich in der negativen Richtung mit einer Erhöhung der Drehzahl f erhöht (siehe Bezugszeichen (a) von 5). Eine Änderung des Feldstroms If verursacht ein Fluktuieren des Feldstroms If (siehe Bezugszeichen (c) von 5), was zu einer Drehmomentfluktuation führt (siehe Bezugszeichen (d) von 5).
Der Fall, in dem die in der herkömmlichen Technologie offenbarte Nicht-Interferenzaufgabe ausgeführt wird, die in 6 veranschaulicht ist, zeigt den Fehler der Steuerung bei Beginn der Steuerung (siehe Änderung des d-Achsen-Stroms Id).
Im Gegensatz dazu zeigt der Fall, in dem die Nicht-Interferenzaufgabe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, die in 7 veranschaulicht ist, dass Fluktuationen des Feldstroms If unabhängig von einer Änderung des d-Achsen-Stroms Id reduziert sind. Dies resultiert zu einer Reduktion der Fluktuationen des Drehmoments.
Nachstehend sind die vorteilhaften Wirkungen beschrieben, die durch das Steuerungsgerät 40 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
Der Steuerungsgerät 40 ist konfiguriert, nicht den Feldstrombefehlswert If* zu korrigieren, wie es in der herkömmlichen Technologie beschrieben ist, sondern den Feldspannungsbefehlswert vf* und den d-Achsen-Spannungsbefehlswert vd* zu korrigieren. Diese Konfiguration ermöglicht es, in geeigneter Weise Störungen aufgrund der Interferenzspannungen Δvf und Δvd zu kompensieren, was ein Reduzieren von Fluktuationen des Feldstroms If und des d-Achsen-Stroms Id ermöglicht. Dies führt zu einer Reduktion von Drehmomentvariationen.
Genauer ist das Steuerungsgerät 40 konfiguriert, die Abweichung ΔId zwischen dem Ist-Wert Id des d-Achsen-Stroms und dem Befehlswert Id* für den d-Achsen-Strom mit dem Koeffizienten (Kd·Md) zu multiplizieren, um dementsprechend eine Korrekturgröße, d. h. die Interferenzspannung, für den Feldspannungsbefehlswert vf* zu ermöglichen. Dies ermöglicht, dass die Interferenzspannungen in einer einfacheren Konfiguration berechnet wird.
Gleichermaßen ist das Steuerungsgerät 40 konfiguriert, die Abweichung ΔIf zwischen dem Ist-Wert If des Feldstroms und dem Befehlswert If* für den Feldstrom mit dem Koeffizienten (Kf·Mf) zu multiplizieren, um dementsprechend eine Korrekturgröße, d. h. die Interferenzspannung, für den d-Achsen-Spannungsbefehlswert vd* zu berechnen. Dies ermöglicht die Berechnung der Interferenzspannung durch die einfachere Konfiguration.
Zweites Ausführungsbeispiel
8 veranschaulicht ein inverses Modell der rotierenden elektrischen Maschine 10, wobei das inverse Modell in einem Steuerungsgerät 40a enthalten ist.
Das inverse Modell weist eine Abweichungsberechnungseinrichtung 41a, eine Stellgrößenberechnungseinrichtung 42a, ein Differenzierelement 43a, eine Anti-Interferenzeinheit 44a, eine Abweichungsberechnungseinrichtung 45a, eine Stellgrößenberechnungseinrichtung 46a, ein Differenzierelement 47a und eine Anti-Interferenzeinheit 48a auf.
Die Abweichungsberechnungseinrichtung 41a berechnet die Abweichung ΔIf des Ist-Werts If des Feldstroms von dem Befehlswert If* für den Feldstrom. Die Stellgrößenberechnungseinrichtung 42a, die als eine zweite Stellgrößenberechnungseinrichtung dient, führt ein Integrieren der Abweichung Δif durch, um dadurch eine Stromstellgröße If** zu berechnen, die als eine zweite Stellgröße dient. Insbesondere kann die Stellgrößenberechnungseinrichtung 42a als ein Verzögerungselement erster Ordnung dienen, das durch Kf / s repräsentiert ist, wobei Kf eine Integralverstärkung repräsentiert. Die Stromstellgröße If** wird in das Differenzierelement 43a eingegeben, das durch (Lfs + Rf) repräsentiert ist. Das Differenzierelement 43a repräsentiert die Impedanz der Feldwicklungen 12 und präsentiert ebenfalls die Umkehrung des Verzögerungselements erster Ordnung 52 der rotierenden elektrischen Maschine 10.
Der Ausgang des Differenzierelements 43a entspricht einem Feldspannungsbefehlswert Vf*, in dem eine Interferenzspannung Δvf nicht enthalten ist. Die Anti-Interferenzeinheit 44a berechnet die Summe des Ausgangs des Differenzierelements 43a und der Interferenzspannung Δvf und gibt die Summe des Ausgangs des Differenzierelements 43a und der Interferenzspannung Δvf als eine Nicht-Interferenzfeldspannung vf* aus. Es sei bemerkt, dass die Eingabe einer d-Achsen-Stromstellgröße Id**, die später beschrieben ist, in das Differenzierelement (sMf) 49a eine Berechnung der Interferenzspannung Δvf ermöglicht.
Die Abweichungsberechnungseinrichtung 45a berechnet die Abweichung ΔId des Ist-Werts Id des d-Achsen-Stroms von dem Befehlswert Id* für den d-Achsen-Strom. Die Stellgrößenberechnungseinheit 46a, die als eine erste Stellgrößenberechnungseinheit dient, führt ein Integrieren der Abweichung ΔId durch, um dadurch eine Stromstellgröße Id** zu berechnen, die als eine erste Stellgröße dient. Insbesondere kann die Stellgrößenberechnungseinheit 45a als ein Verzögerungselement erster Ordnung dienen, das durch Kd / s präsentiert ist, wobei Kd eine Integralverstärkungen repräsentiert. Die Stromstellgröße Id** wird in das Differenzierelement 47a eingegeben, das durch (Lds + Rd) repräsentiert ist. Das Differenzierelement 47a repräsentiert die d-Achsen-Impedanz der Ankerspule 14 und repräsentiert ebenfalls die Umkehrung des Verzögerungselements erster Ordnung 54 der rotierenden elektrischen Maschine 10.
Der Ausgang des Differenzierelements 47a entspricht einem d-Achsen-Spannungsbefehlswert vd*, in dem eine Interferenzspannung Δvd nicht enthalten ist. Die Anti-Interferenzeinheit 48a berechnet die Summe des Ausgangs des Differenzierelements 47a und der Interferenzspannung Δvd und gibt die Summe des Ausgangs des Differenzierelements 47a und der Interferenzspannung Δvd als eine Nicht-Interferenz-d-Achsen-Spannung vd* aus. Es sei bemerkt, dass die Eingabe der Feldstromstellgröße If** in das Differenzierelement (sMf) 50a eine Berechnung der Interferenzspannung Δvd ermöglicht.
Die Stellgrößenberechnungseinheit 46a und das Differenzierelement 47a gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen der ersten Befehlsspannungseinstellungseinrichtung, und die Stellgrößenberechnungseinrichtung 42a und das Differenzierelement 43a entsprechen der zweiten Befehlsspannungseinstellungseinrichtung. Das Differenzierelement 50a und die Anti-Interferenzeinheit 48a entsprechen der ersten Korrektureinrichtung, und das Differenzierelement 49a und die Anti-Interferenzeinheit 44a entsprechen der zweiten Korrektureinrichtung.
Zusätzlich ist das zweite Ausführungsbeispiel derart konfiguriert, dass eine Interferenzspannungsbegrenzungseinrichtung 51a, die aus den Differenzierelementen 49a und 50a besteht, die Interferenzspannungen Δvf und Δvd berechnet.
Ein äquivalentes Umformen des inversen Modells der rotierenden elektrischen Maschine 10, das in dem Steuerungsgerät 40 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel installiert ist, ermöglicht das Erhalten des inversen Modells der rotierenden elektrischen Maschine 10, das in dem Steuerungsgerät 40a des zweiten Ausführungsbeispiels enthalten ist.
Das Steuerungsgerät 40a, das gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel konfiguriert ist, berechnet die d-Achsen-Stromstellgröße Id**, die als eine Stellgröße des d-Achsen-Stroms Id dient, als eine Funktion der Abweichung ΔId zwischen dem Befehlswert Id* für den d-Achsen-Strom und dem Ist-Wert Id des d-Achsen-Stroms. Dann berechnet das Steuerungsgerät 40a eine Korrekturgröße, d. h. die Interferenzspannung, für den Feldspannungsbefehlswert vf* als eine Funktion der d-Achsen-Stromstellgröße Id**. Insbesondere dient, da die Stellgrößenberechnungseinrichtung 46a ein Integrieren der Abweichung ΔId durchführt, die Stellgrößenberechnungseinrichtung 46a als ein Tiefpassfilter. Aus diesem Grund ermöglicht das Steuerungsgerät 40a, das auf der Grundlage der d-Achsen-Stromstellgröße Id* die Korrekturgröße für den Feldspannungsbefehlswert vf* berechnet, eine Reduktion der Einflüsse aufgrund von Störungen in dem d-Achsen-Strom Id.
Gleichermaßen berechnet der Steuerungsgerät 40a die Feldstromstellgröße If**, die als eine Stellgröße des Feldstroms If dient, als eine Funktion der Abweichung ΔIf zwischen dem Befehlswert If* für den Feldstrom und dem Ist-Wert If des Feldstroms. Dann berechnet der Steuerungsgerät 40a als eine Funktion der Feldstromstellgröße If** eine Korrekturgröße, d. h. die Interferenzspannung, für den d-Achsen-Spannungsbefehlswert vd*. Insbesondere dient, da die Stellgrößenberechnungseinrichtung 42a ein Integrieren der Abweichung ΔIf durchführt, die Stellgrößenberechnungseinrichtung 42a als ein Tiefpassfilter. Aus diesem Grund ermöglicht das Steuerungsgerät 40a, das auf der Grundlage der Feldstromstellgröße If* die Korrekturgröße für den d-Achsen-Spannungsbefehlswert vd* berechnet, eine Reduktion des Einflusses von Störungen auf den Feldstrom If.
Modifikationen
Jede der Steuerungsgeräte 40 und 40a kann konfiguriert sein, einen des d-Achsen-Spannungsbefehlswerts vd* und des Feldspannungsbefehlswert vf* zu korrigieren. Beispielsweise kann das Steuerungsgerät 40a gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel derart konfiguriert sein, dass entweder der Satz der Anti-Interferenzeinheit 43 und des Proportionalelements 47 oder der Satz der Anti-Interferenzeinheit 46 und des Proportionalelements 48 entfällt.
Der Rotor 11 der rotierenden elektrischen Maschine 10 kann zusätzlich zu der Feldwicklung mit Permanentmagneten ausgerüstet sein.
Die Anmeldung beruht auf und beansprucht Priorität aus der japanischen Patentanmeldung 2015-144177 , deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Bezugszeichenliste

10: Rotierende elektrische Maschine,
11: Rotor,
12: Feldwicklung,
13: Stator,
14: Ankerspule,
40: Steuerungsgerät,
42: PI-Operator,
43: Anti-Interferenzeinheit,
45: PI-Operator,
46: Anti-Interferenzeinheit,
47, 48: Proportionalelement
42a: Stellgrößenberechnungseinrichtung,
43a: Differenzierelement,
44a: Anti-Interferenzeinheit,
46a: Stellgrößenberechnungseinrichtung
47a: Differenzierelement,
48a: Anti-Interferenzeinheit,
49a: Differenzierelement,
50a: Differenzierelement.

Claims

Steuerungsgerät (40, 40a) für eine rotierende elektrische Maschine (10), die einen Rotor (11) mit einer Feldwicklung (12) und einen Stator (13) mit einer Ankerspule (14) aufweist, wobei das Steuerungsgerät einen durch die Ankerspule fließenden Ankerstrom und einen durch die Feldwicklung fließenden Feldstrom steuert, wobei das Steuerungsgerät aufweist: eine erste Befehlsspannungseinstellungseinrichtung (45, 46a, 47a), die konfiguriert ist, eine erste Befehlsspannung auf der Grundlage einer Abweichung zwischen einem Befehlswert für eine d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und einem Ist-Wert der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms einzustellen, wobei die erste Befehlsspannung ein Befehlswert für eine d-Achsen-Komponente einer an die Ankerspule anzulegenden Ankerspannung ist, eine zweite Befehlsspannungseinstellungseinrichtung (42, 42a, 43a), die konfiguriert ist, eine zweite Befehlsspannung auf der Grundlage einer Abweichung zwischen einem Befehlswert für den Feldstrom und einem Ist-Wert des Feldstroms einzustellen, wobei die zweite Befehlsspannung ein Befehlswert für eine Feldspannung ist, die an die Feldwicklung anzulegen ist, und eine erste Korrektureinrichtung (46, 48, 48a, 50a) und/oder eine zweite Korrektureinrichtung (43, 47, 44a, 49a), wobei die erste Korrektureinrichtung konfiguriert ist, die erste Befehlsspannung als eine Funktion der Abweichung zwischen dem Befehlswert für den Feldstrom und dem Ist-Wert des Feldstroms zu korrigieren, die zweite Korrektureinrichtung konfiguriert ist, die zweite Befehlsspannung als eine Funktion der Abweichung zwischen dem Befehlswert für die d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und dem Ist-Wert der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms zu korrigieren, wobei die erste Korrektureinrichtung und/oder die zweite Korrektureinrichtung konfiguriert ist, zu bewirken, dass die d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und der Feldstrom nicht miteinander interferieren.
Steuerung wird nach Anspruch 1, wobei die zweite Korrektureinrichtung (47) konfiguriert ist, die Abweichung zwischen dem Befehlswert für die d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und dem Ist-Wert der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms mit einem Koeffizienten zu multiplizieren, um entsprechend eine Korrekturgröße für die zweite Befehlsspannung zu berechnen.
Steuerungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Korrektureinrichtung (48) eingerichtet ist, die Abweichung zwischen dem Befehlswert für den Feldstrom und dem Ist-Wert des Feldstroms mit einem Koeffizienten zu multiplizieren, um entsprechend eine Korrekturgröße für die erste Befehlsspannung zu berechnen.
Steuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei die erste Befehlsspannungseinstellungseinrichtung eine erste Stellgrößenberechnungseinrichtung (46a) aufweist, die konfiguriert ist, eine erste Stellgröße als eine Funktion der Abweichung zwischen dem Befehlswert für die d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und dem Ist-Wert der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms zu berechnen, wobei die erste Stellgröße eine Stellgröße der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms ist, die erste Befehlsspannungseinstellungseinrichtung konfiguriert ist, die erste Befehlsspannung als eine Funktion der ersten Stellgröße einzustellen, und die zweite Korrektureinrichtung konfiguriert ist, eine Korrekturgröße für die zweite Befehlsspannung als eine Funktion der ersten Stellgröße zu berechnen.
Steuerungsgerät nach Anspruch 4, wobei die erste Stellgrößenberechnungseinrichtung konfiguriert ist, ein Integrieren der Abweichung zwischen dem Befehlswert für die d-Achsen-Komponente des Ankerstroms und dem Ist-Wert der d-Achsen-Komponente des Ankerstroms durchzuführen, um dadurch die erste Stellgröße zu berechnen, und die zweite Korrektureinrichtung konfiguriert ist, ein Differenzieren der ersten Stellgröße durchzuführen, um dadurch die Korrekturgröße für die zweite Befehlsspannung zu berechnen.
Steuerungsgerät nach Anspruch 1, 4 oder 5, wobei die zweite Befehlsspannungseinstellungseinrichtung eine zweite Stellgrößenberechnungseinrichtung (42a) aufweist, die konfiguriert ist, eine zweite Stellgröße als eine Funktion der Abweichung zwischen dem Befehlswert für den Feldstrom und dem Ist-Wert des Feldstroms zu berechnen, wobei die zweite Stellgröße eine Stellgröße des Feldstroms ist, die zweite Befehlsspannungseinstellungseinrichtung konfiguriert ist, die zweite Befehlsspannung als eine Funktion der zweiten Stellgröße einzustellen, und die erste Korrektureinrichtung konfiguriert ist, eine Korrekturgröße für die erste Befehlsspannung als eine Funktion der zweiten Stellgröße zu berechnen.
Steuerungsgerät nach Anspruch 6, wobei die zweite Stellgrößenberechnungseinrichtung konfiguriert ist, ein Integrieren der Abweichung zwischen dem Befehlswert für den Feldstrom und dem Ist-Wert des Feldstroms durchzuführen, um dadurch die zweite Stellgröße zu berechnen, und die erste Korrektureinrichtung konfiguriert ist, ein Differenzieren der zweiten Stellgröße durchzuführen, um dadurch die Korrekturgröße für die erste Befehlsspannung zu berechnen.
Steuerungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jede der ersten und zweiten Korrektureinrichtungen konfiguriert ist, eine Entsprechende der ersten Befehlsspannung und der zweiten Befehlsspannung als eine Funktion einer Gegeninduktivität zwischen der Feldwicklung und der d-Achsen-Komponente der Ankerspule zu korrigieren.