用于操作电动机以降低电动车辆噪声的方法和系统
2019-11-22

用于操作电动机以降低电动车辆噪声的方法和系统

本发明涉及用于操作电动机以降低电动车辆噪声的方法和系统。提供一种用于操作与车辆中的电气总线耦合的电动机的方法和系统。确定电气总线的选定谐振频率。该选定谐振频率包括低谐振频率和高谐振频率。通过在开关频率下操作的至少一个开关向电动机供电。该开关频率控制为电动机的运转速率的函数。该函数的特征在于以下之一:当开关频率小于或等于选定开关频率时,为具有第一斜率的第一基本线性部分,并且如果开关频率大于选定频率,为具有第二斜率的第二基本线性部分,该选定开关频率大于低谐振频率;和具有大于低谐振频率的y截距的基本线性部分。

图2是图1所示车辆中的逆变器的示意图;

因此,使用所提出的解决方法,就可以通过相对于电动机转速改变逆变器开关频率以及调谐PWM来降低DC总线谐振。

图2是图1所示车辆中的逆变器的示意图;

图7是运用传统开关频率函数在功率逆变器工作过程中在DC总线上测得的高频弱脉动电流106的一个例子的图示说明。使用传统开关频率函数时,在约3.29kHz的频率处出现高频弱脉动电流106,具有160Apk-pk的峰值电流。这种弱脉动电流在车辆中产生能听到的高音噪声。图8是运用根据本发明的一个实施例的开关频率函数在功率逆变器工作过程中在DC总线上测得的高频弱脉动电流108的一个例子的图示说明。出现的弱脉动电流108具有约11.8kHz的频率,具有51Apk-pk的峰值电流。图8中的弱脉动电流108的频率不属于DC总线谐振频率的范围,如上所述,也就减少了能听到的噪声。

具体地,“低”段90从2kHz的最小开关频率(“MinSwitchingFreq”)处的函数的“y截距”98(即,对应于电动机转速为零)伸出。低段90延长到电动机转速“FeLow”处的第一拐点。如所示,低段90的开关频率是定值(S卩,斜率为0)。也就是说,在零电动机转速和FeLow之间,开关频率保持在MinSwitchingFreq或2kHz。因此,在工作过程中,当电动机转速增大至零以上时,开关频率保持在最小开关频率直到电动机转速达到FeLow(即,不增加)。应当注意到,最小开关频率小于DC总线72的低谐振频率(即,2500Hz)。

高段102从低-高段100的上端点伸出并且斜率为0。就是说,在达到最大开关频率之后,不管电动机转速有没有进一步增大,开关频率都不再增加。

用于操作电动机以降低电动车辆噪声的方法和系统

5函数。该函数的特征在于,当开关频率小于或等于选定开关频率时,其是具有第一斜率的第一基本线性部分,或者,如果开关频率大于选定频率,其是具有第二斜率的第二基本线性部分,该选定开关频率大于低谐振频率并且具有大于低谐振频率的y截距的基本线性部分。

图5是根据本发明的一个实施例操作电动机的方法的图示说明。尤其是,图5是功率逆变器的受控开关频率的一个例子的图形示意,其作为供有AC功率的电动机的运转速率(电频率或电动机转速)的函数,由电子控制系统26通过控制图1所示逆变器40、46、54中的一个的工作来执行。如图5所示,函数包括几个线性段(或部分)90、92、94、96,每个线性段都与电动机特定转速和开关频率相对应并且具有特定斜率。

图4是谐振现象的图示说明,涉及通过图3所示电气总线的各种电感值;

高段102从低-高段100的上端点伸出并且斜率为0。就是说,在达到最大开关频率之后,不管电动机转速有没有进一步增大,开关频率都不再增加。