电动机温度变化控制装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及三相电动机，更详细地说实时推定诱导电动机的转子电阻，进而在转 子温度变化的状况也维持扭矩控制性能的电动机温度变化控制装置及方法。
[0002] 并且，本发明涉及利用转子通量电流模型与电压模型的通量计算误差，来推定转 子电阻的电动机温度变化控制装置及方法。
【背景技术】
[0003] -般地说，对应于大气污染及石油枯竭的危机，正在研发与将电能使用为汽车动 力的环保汽车（environmentally friendly vehicle)相关的技术。
[0004] 这种环保汽车有混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle)、插电式电动汽 车（Plug-in Electric Vehicle)、燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle)及电 动汽车（electric vehicle)等。
[0005] 在这些环保汽车中多适用永磁式电动机。永磁式电动机利用永久磁铁来产生驱动 力。永久磁铁的磁化强度，根据其运行环境，尤其是根据施加的弱磁场电流的大小与电动机 的运行温度可产生永久性的变化。
[0006] 在这一情况，电动机无法产生希望的驱动力，因此电动汽车的情况，发生加速能力 与燃料节省效果急剧下降的现象等。
[0007] 解决上述问题的方式公开了根据电动机的定子温度间接计算转子电阻的技术，体 现这种概念的图面图示于图1。
[0008] 参照图1，包括：定子温度传感器40,测量诱导电动机80的定子的温度；滑移角速 度计算部50,根据所述定子的温度与转子电阻的关系推定转子电阻，用所述转子电阻补偿 转子时间常数，利用所述补偿的转子时间常数计算滑移角速度；向量生成部60,利用被连 接于所述电动机80的转子的编码器85测量的转子角速度及所述滑移角速度来计算滑移频 率；及坐标变换部70,根据所述滑移频率生成q轴指令电流及d轴指令电流。对其详细说 明已公开于韩国注册专利号第10-1251533号（发明的名称：诱导电动机控制装置及诱导电 动机控制方法）。
[0009] 但是，这种方式的情况，存在利用定子温度间接计算转子电阻的缺点。
[0010] 更详细地说，转子温度与定子温度根据情况发生最大约100度的差异。转子的电 阻变化诱发滑移的变化，这成为了诱发扭矩控制误差的原因。
【发明内容】
[0011] (要解决的课题）
[0012] 本发明是为了解决根据上述【背景技术】的问题的提出的，其目的在于提供能够实时 推定诱导电动机的转子电阻的发动机温度变化控制装置及方法。
[0013] 并且，本发明的另一目的在于，提供利用转子通量电流模型与电压模型的通量计 算误差来推定转子电阻的发动机温度变化控制装置及方法。
[0014] (课题的解决方法）
[0015] 本发明是为了解决在上述提出的问题而提出的，提供能够实时推定诱导电动机的 转子电阻的发动机温度变化控制装置。
[0016] 所述发动机温度变化控制装置，包括：
[0017] 转子电阻推定器，利用DQ轴电压指令值及坐标变换DQ轴电流值，计算发动机的转 子电阻推定值；
[0018] 同步角推定器，利用所述转子电阻推定值、所述电动机的转子速度及DQ轴电流指 令值来推定同步角；
[0019] 坐标变换器，利用所述同步角及感应电流值来生成所述坐标变换DQ轴电流值；
[0020] 电流控制器，利用DQ轴电流指令值及坐标变换DQ轴电流值，生成DQ轴电压指令 值；及
[0021] 电源变换部，根据所述DQ电压指令值，变换电源来供应于所述电动机。
[0022] 这时，所述转子电阻推定器，可利用应用电压模型的第一转子通量推定器与应用 电流模型的第二转子通量推定器的误差，计算所述转子电阻推定值。
[0023] 并且，所述转子电阻推定器，可将电压模型利用为基准模型，电流模型设定为适应 模型。
[0024] 并且，在所述第一转子通量推定器没有转子电阻值（Rr)，在第二转子通量推定器 有转子电阻值。
[0025] 并且，所述转子电阻值作为根据转子温度而变化的值，其变化可比电流值慢。
[0026] 并且，所述转子电阻推定值，可利用电压模型的通量推定值与电流模型的通量推 定值来进行计算。
[0027] 这时，所述电压模型通量推定值可以是在正常状态的值，所述电流模型的通量推 定值可以是实时的值。
[0028] 并且，所述坐标变换器可利用同步坐标系。
[0029] 并且，所述同步角推定器，利用PLL(Phase Locked Loop，锁相回路）技法以使角推 定误差为零来设定PI (Proportional Integral，比例积分）控制增益。
[0030] 这时，所述同步角推定器，可利用电流模型来计算转子DQ通量的位置，所述角推 定误差与转子DQ通量的比例大小类似，并且转子DQ通量比例维持比0. 1小的值。
[0031] 并且，所述电源变换部，利用PffM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）方式 将DQ轴电压指令值变换为所述电动机的输入电流。
[0032] 并且，所述DQ轴电流指令值，可利用分别提前设定对应于扭矩指令值及同步角速 度值的值的Q轴电流图与D轴电流图来进行计算。
[0033] 并且，所述转子电阻推定器，可将扭矩指令变化值及同步角速度变化值分别与提 前设定的特定值进行比较，若在所述特定值以下，则开启转子电阻推定功能，若在所述特定 值以上，则关闭所述转子电阻推定功能。
[0034] 另一方面，本发明的另一实施例提供电动机温度变化控制方法，可包括：转子电阻 推定步骤，利用DQ轴电压指令值及坐标变换DQ轴电流值，计算电动机的转子电阻推定值； 同步角推定步骤，利用所述转子电阻推定值、所述电动机的转子速度及DQ轴电流指令值来 推定同步角；坐标变换步骤，利用所述同步角及感应电流值，生成所述坐标变换DQ轴电流 值；电压指令值生成步骤，利用DQ轴电流指令值及坐标变换DQ轴电流值，生成DQ轴电压指 令值；及电源变换步骤，根据所述DQ轴电压指令值变换电源来供应于所述电动机。
[0035] 这时，所述转子电阻推定步骤，利用应用电压模型的第一转子通量推定器与应用 电流模型的第二转子通量推定器的误差，计算所述转子电阻推定值。
[0036] 并且，所述转子电阻推定步骤，将电压模型利用为基准模型，将电流模型设定为适 应模型。
[0037] 并且，所述转子电阻推定步骤，包括：将扭矩指令变化值及同步角速度变化值分别 与提前设定的特定值进行比较的步骤；比较结果，若小于所述特定值，则开启转子电阻推定 功能的步骤；及比较结果，若大于所述特定值，则关闭转子电阻推定功能的步骤。
[0038] (发明的效果）
[0039] 根据本发明，实时推定诱导电动机的转子电阻，进而在转子温度变化的状况，也维 持扭矩控制性能，因此能够确保对转子温度变化感觉迟钝的扭矩控制性能。
[0040] 并且，作为本发明的另一效果，可推定出比利用定子线圈温度的方式更加准确的 转子电阻值（即，能够监测转子温度）。
[0041] 并且，作为根据本发明的其它效果，相比于利用热电阻/热容量的方式更易于实 现。
【附图说明】
[0042] 图1是一般的诱导电动机控制装置的框图。
[0043] 图2是根据本发明一实施例的电动机温度变化控制装置的框图。
[0044] 图3是图示根据本发明一实施例的转子电阻推定功能的运行状态的状态图。
[0045] 图4是图示一般的通量推定原理的示意图。
[0046] 图5是图示根据在图4图示的DQ通量的比例
[0047] 角推定误差的示意图。
[0048] 图6是根据本发明一实施例的计算角推定误差的概念的框图。
[0049] 图7是图示根据本发明一实施例的利用电流模型计算转子通量的概念的框图。
[0050] 图8是图示根据本发明一实施例的利用电压模型及/或电流模型的转子电阻推定 器的运行概念图。
[0051] 图9是图示根据本发明一实施例的转子电阻推定过程的流程图。
[0052] (附图标记符号）
[0053] 200 :电动机温度变化控制装置
[0054] 210:电动机控制单元
[0055] 211 :转子电阻推定器
[0056] 212:同步角推定器
[0057] 213-1 :Q轴电流图