專利名稱：用于調(diào)節(jié)電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置(Getriebe)的一種調(diào)節(jié)器和一種方法。
電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置(electric variable transmission(電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置)，EVT)是一種電氣機(jī)器，其由兩個(gè)電磁耦合的異步電動(dòng)機(jī)——下面稱為轉(zhuǎn)子ASM和定子ASM——構(gòu)成。這種傳動(dòng)裝置例如在汽車中可以取代離合器、換檔器、起動(dòng)器和發(fā)生器。
無論轉(zhuǎn)子ASM還是定子ASM都必須被供應(yīng)以轉(zhuǎn)子電流或定子電流。為此需要調(diào)節(jié)器和相應(yīng)的方法，調(diào)節(jié)器根據(jù)該方法工作。如果轉(zhuǎn)子ASM和定子ASM并非電磁地、而是僅僅機(jī)械地耦合，則可以針對兩個(gè)機(jī)器使用傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法或公知的調(diào)節(jié)器，例如磁場定向的調(diào)節(jié)器[S.W.LeonhardControl of Electrical Driver，Springer 2001]。
本發(fā)明的目的是，提出用于調(diào)節(jié)電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置的一種方法和一種相應(yīng)的調(diào)節(jié)器。
就調(diào)節(jié)器而言，所述任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)節(jié)器得以解決。因?yàn)樵撜{(diào)節(jié)器檢測中間轉(zhuǎn)子(Interrotor)中的第一和第二磁化電流或中間轉(zhuǎn)子的第一和第二籠型繞組，因此調(diào)節(jié)器磁場定向(feldorientiert)地工作。在此，磁化電流不同于實(shí)際上在籠型繞組中流動(dòng)的電流，但與其相關(guān)聯(lián)。在磁化電流已被檢測之后，它們還被反饋裝置作為解耦網(wǎng)絡(luò)的輸入量反饋至該解耦網(wǎng)絡(luò)并用于調(diào)節(jié)。采取該措施可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)的解耦，因此在并非消失的磁化電流的情況可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)即時(shí)的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)。
電流量在此是定子固定的坐標(biāo)系中的復(fù)數(shù)電流矢量，其特征分別是時(shí)間相關(guān)的大小(Betrag)和相位。復(fù)數(shù)電流矢量可以采用公知的方式換算成3相電流。
相比于對唯一的異步電動(dòng)機(jī)的磁場定向方式的調(diào)節(jié)，其中只需觀察磁化電流的相位，在本發(fā)明的調(diào)節(jié)器中，需要檢測第一和第二磁化電流的大小和相位。
兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)的解耦通過解耦網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，該解耦網(wǎng)絡(luò)具有作為分開的輸出量的轉(zhuǎn)子電流以及定子電流。解耦網(wǎng)絡(luò)連接在電的傳動(dòng)裝置之前。
通過檢測裝置直接檢測第一和第二磁化電流在測量技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)。因此檢測裝置尤其可以是模擬第一和第二磁化電流的、調(diào)節(jié)技術(shù)上的觀察器。兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)在此在觀察器中通過所謂的機(jī)器模型(Maschinenmodell)來表示，以便在第一和第二異步電動(dòng)機(jī)的第一和第二氣隙中求得第一和第二磁化電流。與用于唯一的異步電動(dòng)機(jī)的觀察器相反，觀察器這里不僅求得磁化電流的相位，而且求得其大小。相應(yīng)的觀察器因此比較費(fèi)事，但可以類似于用于唯一的異步電動(dòng)機(jī)的觀察器地來構(gòu)造。
調(diào)節(jié)器中的解耦網(wǎng)絡(luò)尤其可以根據(jù)權(quán)利要求3來設(shè)計(jì)。因?yàn)镋VT中的中間轉(zhuǎn)子負(fù)責(zé)在兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)之間的電磁耦合，所以其中流過所謂的中間轉(zhuǎn)子耦合電流。該中間轉(zhuǎn)子耦合電流在機(jī)器耦合模型中被求得。知道中間轉(zhuǎn)子耦合電流又允許在調(diào)節(jié)器中實(shí)現(xiàn)分開的、彼此解耦的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)和定子調(diào)節(jié)。于是可以模塊化地實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的調(diào)節(jié)器，并導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的更簡單和明了的結(jié)構(gòu)化構(gòu)造。
該調(diào)節(jié)器尤其適用于下述傳動(dòng)裝置，即在該傳動(dòng)裝置中，中間轉(zhuǎn)子同心地設(shè)置在定子和轉(zhuǎn)子之間，且第一和第二籠型繞組同心地被設(shè)置。通過這種方式將整個(gè)異步電動(dòng)機(jī)同心地設(shè)置。究竟是否可以考慮非同心的設(shè)置尚有爭議。
調(diào)節(jié)器尤其可以安裝在如下EVT中，在該EVT中，在中間轉(zhuǎn)子中，第一和第二籠型繞組具有共同的磁軛。第一和第二籠型繞組于是以如下方式彼此“靠近”即代替兩個(gè)電磁分開的機(jī)器，進(jìn)行磁耦合即“強(qiáng)耦合”。這兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)于是被強(qiáng)耦合，中間轉(zhuǎn)子可以被構(gòu)造得特別小。這可以實(shí)現(xiàn)盡可能緊湊的結(jié)構(gòu)方式。
就方法而言，所述任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求8的方法得以解決。本發(fā)明的方法以及其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的調(diào)節(jié)器被說明。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，將參考附圖的實(shí)施例。這些附圖分別以示意性的原理草圖示出

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的感應(yīng)電機(jī)(Induktionsmaschine)的定子和磁化電流的幅度-相位圖(空間矢量圖)； 圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的、通過磁場定向方式的調(diào)節(jié)被解耦的感應(yīng)電機(jī)的輸入-輸出圖； 圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的、磁場定向的調(diào)節(jié)器和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(Induktionsmotor)的感應(yīng)電機(jī)的機(jī)器模型； 圖4示出圖3的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磁場定向的調(diào)節(jié)器的細(xì)節(jié)； 圖5示出圖3的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器模型的細(xì)節(jié)； 圖6示出EVT中的電流的空間矢量圖； 圖7示出通過磁場定向的調(diào)節(jié)被解耦的感應(yīng)電機(jī)的、相比于圖2縮短的輸入-輸出方塊圖； 圖8為通過磁場定向的調(diào)節(jié)被解耦的EVT的、縮短的輸入-輸出方塊圖； 圖9示出利用FOC的EVT的Simulink模型； 圖10示出用于圖9的內(nèi)部機(jī)器的調(diào)節(jié)器； 圖11示出用于圖9的外部機(jī)器的調(diào)節(jié)器； 圖12示出圖9的機(jī)器耦合模型； 圖13示出圖9的定子ASM的模型； 圖14示出圖9的轉(zhuǎn)子ASM的模型。
下面說明電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置的磁場定向的調(diào)節(jié)(磁場定向的控制(field oriented control)，F(xiàn)OC)。其基礎(chǔ)是根據(jù)[BLA72]的感應(yīng)電機(jī)的磁場定向的調(diào)節(jié)(“F.BlaschkeDas Verfahren derFeldorientierung zur Regelung der Asynchronmaschine(用于調(diào)節(jié)異步電機(jī)的磁場定向方法).Siemens Forschungs-undEntwicklungsberichtBand 1，Nr.172，Springer 1972，Seiten 184bis 193”(西門子研究和開發(fā)報(bào)告，第1卷，第172期，Springer出版社，1972年，第184頁至第193頁))。感應(yīng)電機(jī)的磁場定向的調(diào)節(jié)可以設(shè)想為靜態(tài)的、非線性的解耦預(yù)濾器(Entkopplungsvorfilter)和用于通量角度的觀察器(機(jī)器模型)。該基本架構(gòu)可以被補(bǔ)充地通過(大部分)線性的控制信號(hào)預(yù)濾器和線性的、穩(wěn)定的反饋機(jī)構(gòu)來完善。
下面介紹對用于磁場定向地調(diào)節(jié)EVT的、靜態(tài)的、非線性的解耦預(yù)濾器的設(shè)計(jì)?？梢栽诘谝唤浦屑俣?，用于內(nèi)部的和外部的磁化電流(通量互連(Flussverbindung))的大小和相位的觀察器是理想的觀察器，也就是說，這些量被精確地已知或可測得。
首先介紹對感應(yīng)電機(jī)的磁場定向的調(diào)節(jié)，并概述用于轉(zhuǎn)用至EVT的重要方面。然后磁場定向的調(diào)節(jié)被轉(zhuǎn)用至EVT。
下面說明感應(yīng)電機(jī)的磁場定向的調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。定子固定的參考系統(tǒng)中的確定的方程是電轉(zhuǎn)矩 其中方程3 對于轉(zhuǎn)子電壓，有方程4 其中ω是轉(zhuǎn)子的角速度。轉(zhuǎn)子通量和定子通量為 方程5 通過適當(dāng)?shù)淖儞Q可以消去漏感Lrσ和Lsσ，由此方程5簡化為 方程6 方程5中引入的磁化電流

由下述方程給定 方程7 為了簡化這些確定的方程，首先消去所有的轉(zhuǎn)子電流和通量，由此在這些方程中只保留有定子電流和磁化電流。將方程6代入到方程3中，得到 其中K2:＝K1·L 方程8 將方程6和方程7代入到方程4中并除以Rr，得到 其中 方程9 圖1為感應(yīng)電機(jī)的定子電流和磁化電流的、在二維坐標(biāo)系2中的大小-相位圖。在第二簡化步驟中，矢量性的定子電流和磁化電流用其幅度和相位來代替。轉(zhuǎn)矩方程8因此變?yōu)?

其中

方程10 將方程9分為用于矢量性的磁化電流

的幅度iμ和相位

(在定子固定的坐標(biāo)系中)的確定的方程，得到

方程11

方程12 下面說明磁場定向的調(diào)節(jié)的基本思想。感應(yīng)電機(jī)的磁場定向的調(diào)節(jié)的目標(biāo)是對定子電流的幅度和相位、即is(t)和相位εs(t)進(jìn)行如下控制盡可能接近地且盡可能快地逼近所希望的轉(zhuǎn)矩的軌跡，而磁化電流或其幅度保持在所希望的值。(該值可以隨著角速度ω或轉(zhuǎn)矩T而改變，即為了避免過壓或者為了提高電機(jī)效率，但首先應(yīng)被設(shè)定為恒定的)。如果觀察方程10和方程12，則可以實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，其中 將

沒定等于磁化電流的目標(biāo)幅度；以及 將

設(shè)定等于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩除以磁化電流的幅度并乘以K2。
由此得到根據(jù)圖2的、作為解耦系統(tǒng)的受控制的系統(tǒng)10。圖2示出通過磁場定向的調(diào)節(jié)被解耦的感應(yīng)電機(jī)10的輸入/輸出方塊圖。e1和e2是感應(yīng)電機(jī)10的控制信號(hào)或輸入變量，其輸出變量是當(dāng)前的轉(zhuǎn)矩T、磁化電流的幅度iμ及其相位
通過磁場定向的調(diào)節(jié)被解耦的感應(yīng)電機(jī)的、如下輸入/輸出特性應(yīng)該被提到 (i)從到iμ(t)的傳遞函數(shù)是線性且非時(shí)變的。
(ii)從到T(t)的傳遞函數(shù)是雙線性的，因此是積函數(shù)。
(iii)從到

的傳遞函數(shù)是非線性的，也就是說，沒有確定的特性。
如下所示，這些特性通用于EVT的兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)的配置。剛才述的解耦通過合適的、靜態(tài)的、非線性的、在感應(yīng)電機(jī)的(實(shí)際上的)輸入和目標(biāo)變量(＝控制信號(hào))之間的傳遞函數(shù)(或解耦網(wǎng)絡(luò))得以實(shí)現(xiàn)。
磁場定向的調(diào)節(jié)的該解耦網(wǎng)絡(luò)與感應(yīng)電機(jī)的模型組合地在圖3中被示出。圖4和5示出圖3的塊“磁場定向的調(diào)節(jié)器”和“感應(yīng)電機(jī)”的內(nèi)部。即圖3的左邊示出磁場定向的調(diào)節(jié)器20，右邊示出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)器模型22。圖4和圖5分別詳細(xì)地示出了圖3的磁場定向的調(diào)節(jié)器20和圖3的感應(yīng)電機(jī)22。如在圖4中可見，解耦網(wǎng)絡(luò)需要知道通量角

通量角

通常不是測得的，而是由(整個(gè))磁場定向的調(diào)節(jié)器使用合適的機(jī)器模型計(jì)算而得。
如在圖3中可見，磁場定向的調(diào)節(jié)器20為感應(yīng)電機(jī)22供應(yīng)以定子電流，其特征是定子電流的幅度is和相位εs，其由圖3中未示出的解耦網(wǎng)絡(luò)在調(diào)節(jié)器20中產(chǎn)生。
下面說明電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置的磁場定向的調(diào)節(jié)。在定子固定的參考系統(tǒng)中的一些確定的方程是在內(nèi)部的和外部的氣隙處的電轉(zhuǎn)矩 其中 方程13 其中 方程14 在中間轉(zhuǎn)子上的、即在內(nèi)部的和外部的籠型繞組上的電壓方程為 和 方程15 方程16 內(nèi)部的和外部的氣隙通量互連(Luftspaltflussverbindungen)為 方程17 通量互連

和

通過下式相關(guān)聯(lián) 方程18 其中，有 方程19 方程17的磁化電流

和

由下式給定 方程20 方程21 下面在第一步驟中簡化一些確定的方程。相應(yīng)于對感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的簡化，現(xiàn)在消去所有中間轉(zhuǎn)子電流和通量，然后在這些確定的方程中只留有轉(zhuǎn)子電流和定子電流以及磁化電流。將方程17代入到方程13和方程14中，得到 其中Ki2:＝Ki1·Li， 方程22 其中Ko2:＝Ko1·Lo 方程23 將方程17、方程20和方程21代入到方程15中并除以Ri，得到 方程24 其中 采用類似的方式將方程17、方程20和方程21代入到方程16中并除以Ro，得到 方程25 其中 最后將方程17和方程19代入到方程18中，得到 方程26 第二簡化步驟在于，相應(yīng)于圖6，所有矢量性電流都用其幅度和相位來代替。圖6示出了EVT中的電流的同樣在坐標(biāo)系2中的幅度和相位表示。轉(zhuǎn)矩方程22和方程23被變?yōu)?

方程27

方程28 將方程24分為對于矢量性的磁化電流

的幅度iiμ和相位

(在定子固定的坐標(biāo)系中)的確定的方程，得到

方程29

方程30 相應(yīng)地，方程25被分成兩個(gè)方程一個(gè)是對于磁化電流

的幅度ioμ的方程，另一個(gè)是對于其相位

的方程

方程31

方程32 最后，方程26相應(yīng)地被表達(dá)為

方程33 下面介紹對EVT的磁場定向的調(diào)節(jié)的基本思想。EVT的磁場定向的調(diào)節(jié)的目標(biāo)是，對定子電流和轉(zhuǎn)子電流的幅度和相位即is(t)、ir(t)、εs(t)和εr(t)進(jìn)行如下控制盡可能快且盡可能接近地跟隨目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tit和Tot的軌跡，而磁化電流的幅度iiμ和ioμ則保持在預(yù)先規(guī)定的值(這些值可以隨著時(shí)間而改變，但實(shí)際上改變比較慢，以致這里我們可以設(shè)定其是恒定)。
如上所述，對感應(yīng)電機(jī)的磁場定向的調(diào)節(jié)的本質(zhì)是引入兩個(gè)控制變量e1和e2，從而 (i)從到磁化電流iμ(t)的傳遞函數(shù)是線性且非時(shí)變的， (ii)從到轉(zhuǎn)矩T(t)的傳遞函數(shù)是雙線性的。
如果將

從圖2的圖示中去掉，則從到帶有磁場定向的調(diào)節(jié)的感應(yīng)電機(jī)的的傳遞函數(shù)可以按照圖7被示出。圖7示出了通過磁場定向的調(diào)節(jié)被解耦的感應(yīng)電機(jī)的、縮短的輸入-輸出方框圖40。在EVT的磁場定向的調(diào)節(jié)方案中，引入控制變量ei1、eo1、ei2和eo2，使得受控制的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)從向按照圖8被解耦。圖8示出通過磁場定向的調(diào)節(jié)被解耦的EVT的、縮短的輸入-輸出方框圖50。這樣的控制變量由下式給定

方程34

方程35

方程36

方程37 借助這些控制變量，轉(zhuǎn)矩和磁化電流取其在靜態(tài)工作(stationaereBetrieb)中的目標(biāo)值，如果設(shè)定 ei1等于磁化電流iiμ的幅度的目標(biāo)值；并且 ei2等于轉(zhuǎn)矩Ti的目標(biāo)值，所述轉(zhuǎn)矩Ti被除以磁化電流iiμ的幅度并乘以Ki2； eo1等于磁化電流ioμ的幅度的目標(biāo)值；并且 eo2等于轉(zhuǎn)矩To的目標(biāo)值，所述轉(zhuǎn)矩To被除以磁化電流ioμ的幅度并乘以Ko2。
圖9示出利用相應(yīng)的磁場定向的調(diào)節(jié)(FOC)的EVT的Simulink模型。圖9與圖3的區(qū)別如下 (i)對于感應(yīng)電機(jī)的FOC解耦來說，觀察和反饋磁化電流的相位就足夠了，所述磁化電流的幅度是不需要的。相反，對于EVT50來說，兩個(gè)磁化電流的無論相位還是其幅度都必須是已知的，以便可以實(shí)現(xiàn)解耦。
(ii)有一個(gè)機(jī)器耦合模型52，其表示在內(nèi)部的感應(yīng)電機(jī)54和外部的感應(yīng)電機(jī)56之間的耦合且通常被包含在調(diào)節(jié)器58中。顯然，在簡單的感應(yīng)電機(jī)的磁場定向的調(diào)節(jié)器中沒有相應(yīng)的元件。
在圖11、12和13中再一次詳細(xì)地示出圖9的各個(gè)塊。圖10示出圖9的塊“調(diào)節(jié)器內(nèi)部機(jī)器(Regler innere Maschine)”60，圖11示出圖9的塊“調(diào)節(jié)器外部機(jī)器(Regler aeussere Maschine)”62，圖12示出圖9的塊“機(jī)器耦合模型”。
應(yīng)注意到，在圖11至13中所示的、并且共同組成圖9的調(diào)節(jié)器的所有傳遞函數(shù)都是靜態(tài)的。不言而喻，整個(gè)調(diào)節(jié)器是動(dòng)態(tài)的，其附加地含有對于兩個(gè)磁化電流的觀察器并且可能含有用于這些控制變量的預(yù)濾器。
圖13示出圖9中的塊“外部的機(jī)器”56，圖14示出圖9中的塊“內(nèi)部的機(jī)器”54。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)節(jié)電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)器，其中所述傳動(dòng)裝置包括兩個(gè)耦合的異步電動(dòng)機(jī)，所述異步電動(dòng)機(jī)包含
-可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子可被供應(yīng)以用于產(chǎn)生第一電磁場的轉(zhuǎn)
子電流(Ir)；
-定子，所述定子可被供應(yīng)以用于產(chǎn)生第二電磁場的定子電流(Is)；
-與第一和第二電磁場共同作用的中間轉(zhuǎn)子，其具有用于引導(dǎo)由第一和第二電磁場所感應(yīng)的第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)的第一和第二籠型繞組；
-其中轉(zhuǎn)子和中間轉(zhuǎn)子通過電的第一轉(zhuǎn)矩(Ti)共同作用，中間轉(zhuǎn)子和定子通過電的第二轉(zhuǎn)矩(To)共同作用，
且其中所述調(diào)節(jié)器包含
-可連接在所述電的傳動(dòng)裝置之前的解耦網(wǎng)絡(luò)，所述解耦網(wǎng)絡(luò)具有如下輸入量第一磁化電流(Ii)的大小的給定值(iit)和第二磁化電流(Io)的大小的給定值(iot)、第一轉(zhuǎn)矩(Ti)的給定值(Tit)和第二轉(zhuǎn)矩(To)的給定值(Tot)，且具有如下輸出量轉(zhuǎn)子電流(Ir)和定子電流(Is)；
-用于檢測第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)的檢測裝置；
-反饋裝置，所述反饋裝置用于將第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)作為所述解耦網(wǎng)絡(luò)的輸入量進(jìn)行反饋。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)器，其中所述檢測裝置是模擬第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)的、調(diào)節(jié)技術(shù)上的觀察器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)器，具有解耦網(wǎng)絡(luò)，該解耦網(wǎng)絡(luò)包含
-用于從第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)中求得中間轉(zhuǎn)子耦合電流(Iy)的機(jī)器耦合模型；
-用于從所述中間轉(zhuǎn)子耦合電流(Iy)、所述第一磁化電流(Ii)的相位(phii)、所述第一磁化電流(Ii)的大小的給定值(iit)和第一轉(zhuǎn)矩(Ti)的給定值(Tit)中求得所述轉(zhuǎn)子電流(Ir)的轉(zhuǎn)子控制機(jī)構(gòu)；
-用于從所述中間轉(zhuǎn)子耦合電流(Iy)、所述第二磁化電流(Io)的相位(phio)、所述第二磁化電流(Io)的大小的給定值(iot)和第二轉(zhuǎn)矩(To)的給定值(Tot)中求得所述定子電流(Is)的定子控制機(jī)構(gòu)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的調(diào)節(jié)器，其中在所述傳動(dòng)裝置中，兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械地被耦合。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的調(diào)節(jié)器，其中在所述傳動(dòng)裝置中，兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)具有共同的中間轉(zhuǎn)子。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)節(jié)器，其中在所述傳動(dòng)裝置中，所述中間轉(zhuǎn)子同心地設(shè)置在定子和轉(zhuǎn)子之間，且第一和第二籠型繞組同心地設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6所述的調(diào)節(jié)器，其中在所述傳動(dòng)裝置中，第一和第二籠型繞組具有共同的磁軛。
8.一種用于調(diào)節(jié)電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置的方法，其中所述傳動(dòng)裝置包括兩個(gè)耦合的異步電動(dòng)機(jī)，這些異步電動(dòng)機(jī)包含
-可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子可被供應(yīng)以用于產(chǎn)生第一電磁場的轉(zhuǎn)子電流(Ir)；
-定子，所述定子可被供應(yīng)以用于產(chǎn)生第二電磁場的定子電流(Is)；
-與第一和第二電磁場共同作用的中間轉(zhuǎn)子，其具有用于引導(dǎo)由第一和第二電磁場所感應(yīng)的第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)的第一和第二籠型繞組；
-其中轉(zhuǎn)子和中間轉(zhuǎn)子通過電的第一轉(zhuǎn)矩(Ti)共同作用，中間轉(zhuǎn)子和定子通過電的第二轉(zhuǎn)矩(To)共同作用，
其中
-可連接在所述電的傳動(dòng)裝置之前的解耦網(wǎng)絡(luò)從輸入量第一磁化電流(Ii)的大小的給定值(iit)、第二磁化電流(Io)的大小的給定值(iot)、第一轉(zhuǎn)矩(Ti)的給定值(Tit)和第二轉(zhuǎn)矩(To)的給定值(Tot)中，作為輸出量求得轉(zhuǎn)子電流(Ir)和定子電流(Is)；
-檢測裝置檢測第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)；
-反饋裝置將第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)作為輸入量反饋至所述解耦網(wǎng)絡(luò)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中由模擬第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)的、作為所述檢測裝置的、調(diào)節(jié)技術(shù)上的觀察器求得所述第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其中在所述解耦網(wǎng)絡(luò)中
-機(jī)器耦合模型從第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)中求得中間轉(zhuǎn)子耦合電流(Iy)；
-轉(zhuǎn)子控制機(jī)構(gòu)從所述中間轉(zhuǎn)子耦合電流(Iy)、所述第一磁化電流(Ii)的相位(phii)、所述第一磁化電流(Ii)的大小的給定值(iit)和第一轉(zhuǎn)矩(Ti)的給定值(Tit)中求得所述轉(zhuǎn)子電流(Ir)；
-定子控制機(jī)構(gòu)從所述中間轉(zhuǎn)子耦合電流(Iy)、所述第二磁化電流(Io)的相位(phio)、所述第二磁化電流(Io)的大小的給定值(iot)和第二轉(zhuǎn)矩(To)的給定值(Tot)中求得所述定子電流(Is)。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述傳動(dòng)裝置中，將兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械地耦合。
12.如權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述傳動(dòng)裝置中，兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)具有共同的中間轉(zhuǎn)子。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述傳動(dòng)裝置中，將所述中間轉(zhuǎn)子同心地設(shè)置在定子和轉(zhuǎn)子之間，且將第一和第二籠型繞組同心地設(shè)置。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中在所述傳動(dòng)裝置中，第一和第二籠型繞組具有共同的磁軛。
全文摘要
一種電的無級(jí)的傳動(dòng)裝置含有可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、定子、與轉(zhuǎn)子和定子配合作用的中間轉(zhuǎn)子，該中間轉(zhuǎn)子具有用于引導(dǎo)第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)的第一和第二籠型繞組。一種用于所述傳動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)器，含有可連接在所述電的傳動(dòng)裝置之前的解耦網(wǎng)絡(luò)，該解耦網(wǎng)絡(luò)具有如下輸入量第一磁化電流(Ii)的大小的給定值(iit)和第二磁化電流(Io)的大小的給定值(iot)、在轉(zhuǎn)子和中間轉(zhuǎn)子之間的或者在定子和中間轉(zhuǎn)子之間的第一轉(zhuǎn)矩(Ti)的給定值(Tit)和第二轉(zhuǎn)矩(To)的給定值(Tot)，且具有如下輸出量轉(zhuǎn)子電流(Ir)和定子電流(Is)，所述調(diào)節(jié)器還含有用于檢測第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)的檢測裝置、用于反饋?zhàn)鳛樗鼋怦罹W(wǎng)絡(luò)的輸入量的第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)的反饋裝置。一種用于控制所述傳動(dòng)裝置的方法，其中從輸入量第一磁化電流(Ii)的大小的給定值(iit)和第二磁化電流(Io)的大小的給定值(iot)、第一轉(zhuǎn)矩(Ti)的給定值(Tit)和第二轉(zhuǎn)矩(To)的給定值(Tot)中求得轉(zhuǎn)子電流(Ir)和定子電流(Is)，檢測第一磁化電流(Ii)和第二磁化電流(Io)并將其作為輸入量反饋至所述解耦網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H02P21/00GK101479926SQ200780023595
公開日2009年7月8日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者J·賴因施克 申請人:歐陸汽車有限責(zé)任公司