用于运输车辆特别是轨道车辆的动力传动系统及其控制方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102381323 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102381323 A *CN102381323A* (21)申请号 201110274702.5 (22)申请日 2011.08.02 1056370 2010.08.02 FR B61C 17/00(2006.01) (71)申请人 阿尔斯通运输股份有限公司 地址 法国勒瓦卢瓦 - 佩雷 (72)发明人 G德波斯 S贝林 D西伯斯 O贾科莫尼 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 王朝辉 (54) 发明名称 用于运输车辆特别是轨道车辆的动力传动系 统。

2、及其控制方法 (57) 摘要 本发明涉及用于运输车辆特别是轨道车辆的 动力传动系统及其控制方法。一种用于运输车辆 的动力传动系统， 包括具有轴、 定子和转子的电动 机 ； 接收直流输入电压并输送多相电压到电动机 的动力供应系统， 该动力供应系统的调制系数等 于电动机的每相电压幅值除以直流输入电压 ； 以 及转子旋转速度的传感器。该动力传动系统包括 用于改变调制系数的装置， 适于在转子旋转速度 属于低于预定的转换值的第一区间的值时相对于 在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系 数减小调制系数， 并且适于在转子旋转速度属于 高于预定的转换值的第二区间的值时相对于在没 有用于改变调制系数的装置情。

3、况下的调制系数增 大调制系数。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 6 页 CN 102381338 A1/2 页 2 1. 一种用于运输车辆特别是轨道车辆的动力传动系统， 包括 ： 电动机， 所述电动机包括轴、 定子和转子， 转子可绕轴的轴线旋转运动 ； 动力供应系统， 所述动力供应系统接收直流输入电压并输送多相电压到电动机， 所述 动力供应系统的调制系数等于电动机的每相电压幅值除以直流输入电压， 以及 表示转子旋转速度的信号的传感器， 其中， 动力传动系统包括用于改变调制系数的装置。

4、， 适于在转子旋转速度属于低于预 定的转换值的第一区间的值时， 相对于在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数 减小调制系数， 并且适于在转子旋转速度属于高于预定的转换值的第二区间的值时， 相对 于在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数增大调制系数。 2. 如权利要求 1 所述的动力传动系统， 其中， 转子适于在第一磁方向产生适当的转子 磁场， 并被另一磁场穿过， 转子磁场是所述适当的转子磁场和所述另一磁场之和， 所述适当 的转子磁场产生穿过转子的适当的转子流量， 并且所述动力传动系统包括用于改变穿过转 子的转子磁场的流量的装置， 适于当转子的旋转速度属于第一区间时相对于所述适当的转。

5、 子流量减少转子磁场的流量， 并适于当转子的旋转速度属于第二区间时相对于所述适当的 转子流量增加转子磁场的流量。 3. 如权利要求 2 所述的动力传动系统， 其中， 动力供应系统包括用于生成用以给定子 供电的主多相电流的第一装置， 以产生沿着与第一磁方向分开的第二磁方向定向的主定子 磁场， 和用于生成用以给定子供电、 相对于主电流的附加异相电流的第二装置， 以产生基本 上沿着第一磁方向定向的辅助定子磁场 ； 附加电流具有第一符号以相对于所述适当的转子 流量减少转子磁场的流量， 并具有与第一符号相反的符号以相对于所述适当的转子流量增 加转子磁场的流量。 4. 如权利要求 3 所述的动力传动系统，。

6、 其中， 动力传动系统包括用于获取表示电动机 扭矩的信号的装置， 并且附加电流的强度取决于电动机扭矩的值。 5. 如权利要求 4 所述的动力传动系统， 其中， 对于电动机扭矩高值的附加电流强度的 绝对值低于对于电动机扭矩低值的附加电流强度的绝对值。 6. 如权利要求 1 所述的动力传动系统， 其中， 动力传动系统包括用于获取表示电动机 扭矩的信号的装置， 并且调制系数取决于电动机扭矩的值。 7. 如权利要求 1 所述的动力传动系统， 其中， 在没有用于改变调制系数的装置情况下， 预定的转换值大于与等于 50的调制系数相对应的转子旋转速度的值。 8. 如权利要求 1 所述的动力传动系统， 其中，。

7、 动力传动系统包括用于获取表示电动机 扭矩的信号的装置， 并且所述预定的转换值取决于电动机扭矩的值。 9. 如权利要求 8 所述的动力传动系统， 其中， 对于电动机扭矩高值的预定的转换值低 于对于电动机扭矩低值的预定的转换值。 10. 如权利要求 1 所述的动力传动系统， 其中， 第一区间和第二区间的并是相连的。 11. 如权利要求 1 所述的动力传动系统， 其中， 电动机是同步电动机。 12. 如权利要求 11 所述的动力传动系统， 其中， 同步电动机是永磁同步电动机。 13. 一种运输车辆， 特别是轨道车辆， 包括如权利要求 1 所述的动力传动系统。 14. 一种用于控制运输车辆特别是轨道。

8、车辆的动力传动系统的方法， 所述动力传动系 统包括电动机， 所述电动机包括轴、 定子和转子， 转子可绕轴的轴线旋转运动， 所述方法包 权 利 要 求 书 CN 102381323 A CN 102381338 A2/2 页 3 括以下步骤 ： 向电动机提供多相电压， 使用动力供应系统， 所述动力供应系统接收直流输入电压并 输送所述多相电压， 所述动力供应系统的调制系数等于每相电压幅值除以直流输入电压， 以及 测量转子的旋转速度， 其中， 所述方法包括以下步骤 ： - 当转子的旋转速度属于低于预定的转换值的第一区间的值时， 相对于在没有用于改 变调制系数的装置情况下的调制系数减小调制系数， 以及。

9、 - 当转子的旋转速度属于高于预定的转换值的第二区间的值时， 相对于在没有用于改 变调制系数的装置情况下的调制系数增大调制系数。 15. 如权利要求 14 所述的控制方法， 其中， 转子适于在第一磁方向产生适当的转子磁 场， 并被另一磁场穿过， 转子磁场是所述适当的转子磁场和所述另一磁场之和， 所述适当的 转子磁场产生穿过转子的适当的转子流量， 并且所述方法包括以下步骤 ： - 当转子的旋转速度属于第一区间时， 相对于所述适当的转子流量减少转子磁场的流 量， 并且 - 当转子的旋转速度属于第二区间时， 相对于所述适当的转子流量增加转子磁场的流 量。 权 利 要 求 书 CN 102381323。

10、 A CN 102381338 A1/9 页 4 用于运输车辆特别是轨道车辆的动力传动系统及其控制方 法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于运输车辆特别是轨道车辆的动力传动系统， 其包括 ： 0002 电动机， 该电动机包括轴、 定子和转子， 转子可绕轴的轴线旋转运动 ； 0003 动力供应系统， 该动力供应系统接收直流输入电压并输送多相电压到电动机， 该 动力供应系统的调制系数等于电动机的每相电压幅值除以直流输入电压， 以及 0004 表示转子旋转速度的信号的传感器。 0005 本发明还涉及一种装备上述动力传动系统的运输车辆， 特别是轨道车辆。 0006 本发明还涉及一种控制运输车辆特别。

11、是轨道车辆的动力传动系统的方法， 该动力 传动系统包括具有轴、 定子和转子的电动机， 转子可绕轴的轴线旋转运动， 该方法包括以下 步骤 ： 0007 向电动机提供多相电压， 使用动力供应系统， 该动力供应系统接收直流输入电压 并输送所述多相电压， 该系统动力供应的调制系数等于每相电压幅值除以直流输入电压， 以及 0008 测量转子的旋转速度。 背景技术 0009 运输车辆的动力传动系统的电动机一般由多相电压通过动力供应系统供电。 该多 相电压被脉宽调制。该供电电压的谐波在转子中产生谐波电流。 0010 然而， 这些产生的谐波电流造成转子中焦耳(Joule)和傅柯(Foucault)效应引起 的。

12、损耗， 引起转子的显著加热。 0011 本发明旨在提出一种动力传动系统， 使得减少转子中由焦耳和傅柯效应引起的损 耗成为可能。 发明内容 0012 为了那个目的， 本发明涉及上述类型的动力传动系统。该动力传动系统还包括用 于改变调制系数的装置， 适于在转子旋转速度属于低于预定的转换值的第一区间的值时， 相对于在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数减小调制系数， 并用适于在转子 旋转速度属于高于预定的转换值的第二区间的值时， 相对于在没有用于改变调制系数的装 置情况下的调制系数增大调制系数。 0013 根据其他实施例， 动力传动系统包括一个或多个下列特征， 单独考虑或根据技术 上的所有可能。

13、结合 ： 0014 - 转子适于在第一磁方向产生适当的转子磁场， 并被另一磁场穿过， 转子磁场是所 述适当的转子磁场和所述另一磁场之和， 所述适当的转子磁场产生穿过转子的适当的转子 流量， 并且动力传动系统包括用于改变穿过转子的转子磁场的流量的装置， 适于当转子的 旋转速度属于第一区间时相对于所述适当的转子流量减少转子磁场的流量， 并适于当转子 说 明 书 CN 102381323 A CN 102381338 A2/9 页 5 的旋转速度属于第二区间时相对于所述适当的转子流量增加转子磁场的流量 ； 0015 - 动力供应系统包括用于生成用以给定子供电的主多相电流的第一装置， 以产生 沿着与第。

14、一磁方向分开的第二磁方向定向的主定子磁场， 和用于生成用以给定子供电、 相 对于主电流的附加异相电流的第二装置， 以产生基本上沿着第一磁方向定向的辅助定子磁 场 ； 附加电流具有第一符号以相对于所述适当的转子流量减少转子磁场的流量， 并具有与 第一符号相反的符号以相对于所述适当的转子流量增加转子磁场的流量 ； 0016 - 动力传动系统包括用于获取表示电动机扭矩的信号的装置， 并且附加电流的强 度取决于电动机扭矩的值 ； 0017 - 对于电动机扭矩高值的附加电流强度的绝对值低于对于电动机扭矩低值的附加 电流强度的绝对值 ； 0018 - 动力传动系统包括用于获取表示电动机扭矩的信号的装置， 。

15、并且调制系数取决 于电动机扭矩的值 ； 0019 - 在没有用于改变调制系数的装置情况下， 所述预定的转换值大于与等于 50的 调制系数相对应的转子旋转速度值 ； 0020 - 动力传动系统包括用于获取表示电动机扭矩的信号的装置， 并且所述预定的转 换值取决于电动机扭矩的值 ； 0021 - 对于电动机扭矩高值的预定的转换值低于对于电动机扭矩低值的预定的转换 值 ； 0022 - 第一区间和第二区间的并 (union) 是相连的 ； 0023 - 电动机是同步电动机 ； 0024 - 同步电动机是永磁同步电动机。 0025 本发明还涉及一种运输车辆， 特别是轨道车辆， 包括上述的动力传动系统。。

16、 0026 本发明还涉及上述类型的控制方法。该控制方法还包括以下步骤 ： 0027 - 当转子的旋转速度属于低于所述预定的转换值的第一区间的值时， 相对于在没 有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数减小调制系数， 以及 0028 - 当转子的旋转速度属于高于预定的转换值的第二区间的值时， 相对于在没有用 于改变调制系数的装置情况下的调制系数增大调制系数。 0029 根据其他实施例， 控制方法包括以下特征 ： 0030 转子适用于在第一磁方向产生适当的转子磁场， 并被另一磁场穿过， 转子磁场是 所述适当的转子磁场和所述另一磁场之和， 所述适当的转子磁场产生穿过转子的适当的转 子流量， 并且控制。

17、方法包括以下步骤 ： 0031 - 当转子的旋转速度属于第一区间时， 相对于所述适当的转子流量减少转子磁场 的流量， 并且 0032 - 当转子的旋转速度属于第二区间时， 相对于所述适当的转子流量增加转子磁场 的流量。 附图说明 0033 本发明的这些特征和优点通过阅读下面的说明将显现， 提供的仅是例子， 并结合 附图完成， 其中 ： 说 明 书 CN 102381323 A CN 102381338 A3/9 页 6 0034 图 1 是根据本发明的用于运输车辆的动力传动系统的图示， 0035 图 2 是根据本发明的动力传动系统的控制方法的流程图， 0036 图 3 是图 1 中的动力传动系。

18、统的电动机转子的谐波损耗曲线、 图 1 中的动力传动 系统的动力供应系统的调制系数、 以及附加的异相电流作为转子转速的函数的图示， 0037 图4是显示对于期望电动机扭矩的参考值从0.5到100每隔10变化时， 作为 转子转速的函数的、 图 3 中的附加的异相电流的进展的系列曲线， 0038 图5是显示对于期望电动机扭矩的参考值从0.5到100每隔10变化时， 作为 转子转速的函数的、 图 3 中的调制系数的进展的系列曲线， 0039 图6是显示对于期望电动机扭矩的参考值从0.5到100每隔10变化时， 作为 转子转速的函数的、 现有技术中动力传动系统的谐波损耗的系列曲线， 及 0040 图7。

19、是显示对于期望电动机扭矩的参考值从0.5到100每隔10变化时， 作为 转子转速的函数的、 图 2 的谐波损耗的系列曲线。 具体实施方式 0041 用于轨道车辆的动力传动系统 10， 如图 1 所示， 包括电动机 12 和电动机的动力供 应系统 14， 连接到直流输入电压总线 16。直流输入电压具有电压值 UDC。 0042 动力传动系统 10 还包括装置 18， 用于获取表示电动机扭矩的信号， 例如期望电动 机扭矩 C 的参考信号， 以及传感器 20， 用于测量转子的旋转速度 Vrotor。 0043 电动机 12 包括驱动轴 22、 定子 24 和固定在轴 22 上并适于绕轴 22 的轴线。

20、旋转的 转子 26。电动机 12 是例如三相同步电动机。可替换地， 电动机 12 是异步电动机。 0044 传感器20要么特别是置于电动机的轴22上的光学传感器， 要么是这样的传感器， 它在电动机 12 的控制电子装置中读取电动机的速度信息， 特别是电动机的速度参考值。 0045 轴 22 沿着电动机 12 的对称轴延伸。 0046 定子 24 例如包括三个电磁线圈 28。每个线圈 28 通过绕磁芯缠绕导线而制成。定 子24适于在适合的馈电电流lp、 也叫做主三相电流的作用下， 产生旋转场Hs1， 也叫做主定 子磁场。 0047 转子 26 是例如其对称轴线与轴 22 的轴线相结合的永磁体， 。

21、并且电动机 12 是永磁 同步电动机。可替换地， 转子 26 包含一个或更多个由直流电流供电的电磁线圈。 0048 转子 26 的磁性用于产生适当的转子磁场 Hpr， 沿着相对转子 26 固定的第一磁方 向 DM1 定向。可替换地， 被供以直流电的转子 26 的电磁线圈， 适于在第一磁方向 DM1 上产 生适当的转子磁场 Hpr。 0049 适当的转子磁场Hpr产生穿过转子26的适当的转子流量pr， 等于适当的转子磁 场 Hpr 一秒内通过转子 26 横截面的数量。转子流量 pr 被写为转子磁场 Hpr 的向量和与 转子 26 的横截面相对应的面积向量的数积形式 ： 0050 0051 动力供。

22、应系统 14 包括适于给电动机 12 供电的电压逆变器 30， 以及控制逆变器的 装置 32。 0052 电压逆变器30适于将在输入总线16上流通的直流输入电流转变为传输到电动机 12 的三相输出电压。逆变器 30 包括， 对于输出相， 至少两个可控的开关用于将直流电压转 说 明 书 CN 102381323 A CN 102381338 A4/9 页 7 换为交变电压。逆变器 30 的每个开关是例如绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)。 0053 控制装置 32 连接至采集装置 18 以接收期望电动机扭矩 C 的参考信号， 并连接至 测量传感器 20 以接收转子的旋转速度 Vrotor 的测量信。

23、号。控制装置 32 连接到逆变器 30 以传送信号 33 用于控制逆变器 30 的至少两个开关。 0054 控制装置 32 包括信息处理单元， 其例如由通过连接到存储器 36 的数据处理器 34 形成。存储器 36 包括第一软件 38 用于生成主三相电流 lp， 以及第二软件 40 用于生成附加 的异相电流 ld。 0055 可替换地， 第一生成装置38和第二生成装置40以可编程逻辑组件形式、 或者以专 用集成电路形式制成。 0056 由第一装置 38 生成的主三相电流 lp 的各相中的每一相用于给定子供电的相应 的电磁线圈 28 从而产生线圈磁场， 三个线圈磁场的总和形成主定子磁场 Hs1。。

24、主定子磁场 Hs1 是绕电动机的轴 22 旋转的旋转场， 该并且在与第一磁方向 DM1 分开的第二磁方向 DM2 的方向上定向。主定子磁场 Hs1 的定向取决于相应电磁线圈 28 的供应电压。第一磁方向 DM1 与第二磁方向 DM2 形成电动机扭矩所取决的角度 。 0057 由第二装置 40 生成的、 与主电流 lp 异相的附加电流 ld 用于提供给定子 24 以产 生辅助定子磁场Hs2， 其基本上沿着第一磁方向DM1定向。 辅助定子磁场Hs2具有比适当的 转子磁场 Hpr 低的强度。 0058 转子磁场 Hr 是适当的转子磁场和在相同的第一磁方向 DM1 上定向的辅助定子磁 场 Hs2 的向。

25、量和， 并被写作 ： 0059 0060 换句话说， 当适当的转子磁场 Hpr 和辅助定子磁场 Hs2 反向时， 转子磁场 Hr 的强 度是适当的转子磁场 Hpr 的强度和辅助定子磁场 Hs2 的强度的差。当适当的转子磁场 Hpr 和辅助定子磁场 Hs2 同向时， 转子磁场 Hr 的强度是适当的转子磁场 Hpr 的强度和辅助定子 磁场 Hs2 的强度之和。 0061 转子磁场 Hr 产生转子磁场流量 r， 也叫作转子流量， 等于转子磁场 Hr 一秒内通 过转子 26 横截面的数量。转子流量 r 被写为转子磁场 Hr 的向量和与转子 26 的横截面 相对应的面积向量 (surface vecto。

26、r) 的数积形式 ： 0062 0063 调制系数 Tmod 等于三相电流的每一相的电压幅值除以直流输入电压的电压值 UDC。调制系数 Tmod 取决于电动机 12 的供给电压， 这又取决于根据派克 (Park) 的方程的转 子流量 r。 0064 图 2 阐明了动力传动系统 10 的控制方法。 0065 在步骤 200 中， 动力传动系统的测量传感器 20 接收转子速度 Vrotor 的测量信号。 0066 在步骤 210 中， 控制装置 32 决定测得的转子速度值 Vrotor 是否属于小于预定的 转换值 (transition value)Vt 的第一区间 INT1 的值。如果必要， 在。

27、步骤 220 中， 用于改变 调制系数Tmod的装置相对于在没有用于改变调制系数Tmod的装置情况下的调制系数Tmod 减小调制系数 Tmod。调制系数 Tmod 的相对减小例如可通过用于改变转子磁场的流量 r 的装置获得。换句话说， 当转子转速 Vrotor 属于第一区间 INT1 时， 用于改变流量的装置相 说 明 书 CN 102381323 A CN 102381338 A5/9 页 8 对于适当的转子流量 pr 减小转子磁场的流量 r。流量 r 于是低于适当的转子流量 pr。 0067 调制系数 Tmod 的改变作为转子转速 Vrotor 的函数在图 3 中显示。转子转速 Vroto。

28、r也叫做转子速率， 或者电动机旋转速度， 转子26作为电动机12的运动元件。 转子转 速 Vrotor 表达为每分钟的转数。虚线形式的曲线对应于调制系数的改变， 实线形式的曲线 对应于在第一区间INT1和数值大于预定的转换值Vt的第二区间中实施有用于改变调制系 数的装置的调制系数 Tmod 的改变。 0068 虚线形式的曲线包含第一部分 50， 对于该第一部分， 调制系数 Tmod 是转子转速 Vrotor的仿射函数， 调制系数从0变化到100， 以及第二部分52， 对于该第二部分， 调制 系数 Tmod 基本恒定并等于 100， 转子转速 Vrotor 大于全波值 Vpo。第二部分 52 也。

29、叫做 全波部分， 对应于电动机 12 在全波等级下的操作。 0069 实线形式的曲线在转子转速 Vrotor 的值不属于第一区间 INT1 和第二区间 INT2 时与虚线形式的曲线基本上结合在一起。 当转子转速Vrotor的值属于第一区间INT1时， 调 制系数 Tmod 具有低通量部分 (defluxing portion)54， 对于该低通量部分， 调制系数 Tmod 基本恒定并低于虚线形式的曲线的第一部分 50 的相应值。 0070 换句话说， 步骤 220 对应于低通量部分 54。 0071 当转子转速 Vrotor 的测得值不属于第一数值区间 INT1 时， 控制装置 32 跳转到步。

30、 骤 230， 在这里决定转子转速 Vrotor 的值是否属于大于预定的转换值 Vt 的值的第二区间 INT2。如果适用， 在步骤 240 中， 用于改变调制系数 Tmod 的装置相对于在没有用于改变调 制系数的装置情况下的调制系数增大调制系数 Tmod。调制系数 Tmod 的相对增大例如可通 过用于改变转子磁场的流量 r 的装置获得。换句话说， 当转子转速 Vrotor 属于第二区间 INT2 时， 用于改变流量的装置相对于适当的转子流量 pr 增加转子磁场的流量 r。流量 r 于是高于适当的转子流量 pr。 0072 步骤 240 对应于实线形式的曲线的超通量部分 (over-fluxin。

31、g portion)56， 对于 该超通量部分， 调制系数 Tmod 基本恒定并高于虚线形式的曲线的第一部分 50 的相应值。 0073 如果测得的转子转速 Vrotor 值不属于第二区间 INT2， 控制装置 32 不修改调制系 数 Tmod 并返回步骤 200。 0074 图 3 中的实线形式的曲线的低通量部分 54 和超通量部分 56 通过基本上直线垂直 的连接部分 58 彼此相连。连接部分 58 对应于转子转速的预定的转换值 Vt。 0075 预定的转换值 Vt 大于与在没有用于改变调制系数的装置情况下等于 50的调制 系数相等于 50的转子旋转速度值 V50 -sans。 0076 。

32、为了相对于适当的转子流量pr减小转子流量r， 第二装置40适于生成带有第 一符号的附加电流 ld， 从而产生的辅助定子磁场 Hs2 与适当的转子磁场 Hpr 反向。转子磁 场 Hr 的强度是适当的转子磁场 Hpr 的强度和辅助定子磁场 Hs2 的强度之差， 从而转子流量 r 小于适当的转子流量 pr。 0077 为了相对于适当的转子流量pr增加转子流量r， 第二装置40适于生成带有与 第一符号反向的符号的附加电流 ld， 从而产生的辅助定子磁场 Hs2 与适当的转子磁场 Hpr 同向。转子磁场 Hr 的强度从而是适当的转子磁场 Hpr 的强度和辅助定子磁场 Hs2 的强度 之和， 从而转子流量。

33、 r 大于适当的转子流量 pr。 说 明 书 CN 102381323 A CN 102381338 A6/9 页 9 0078 换句话说， 附加电路 ld 在转子转速 Vrotor 值属于第一区间 INT1 时具有第一符 号， 并且附加电路 ld 在转子转速 Vrotor 值属于第二区间 INT2 时具有与第一符号反向的符 号。在图 3 的实施例中， 第一符号是负号。 0079 第一区间 INT1 和第二区间 INT2 的并是例如相连的。可替换地， 第一区间 INT1 和 第二区间 INT2 是不相连份开的。 0080 转子 26 中的谐波损耗 Pertes_harm 的改变作为转子转速 V。

34、rotor 的函数在图 3 中 显示。虚线形式的曲线对应于未实施有用于改变调制系数的装置的谐波损耗的改变， 而实 线形式的曲线对应于实旋有用于改变调制系数的装置的谐波损耗的改变。 0081 谐波损耗Pertes_harm的虚线形式的曲线显示第一部分60， 对于转子转速Vrotor 的值低于全波值Vpo， 基本上是抛物线的形状， 以及第二部分62， 对于转子转速Vrotor的值 高于全波值 Vpo， 基本上线性减小。第一部分 60 具有最大值 Pertes_max_sans， 对应于调制 系数 Tmod 基本上等于 50。 0082 谐波损耗 Pertes_harm 的实线形式的曲线与虚线形式的。

35、曲线在转子转速 Vrotor 的值不属于区间 INT1 和 INT2 时是基本上结合在一起的。实线形式的曲线包含流量的变化 部分 64， 对应于转子转速 Vrotor 属于区间 INT1 和 INT2 的值。流量的变化部分 64 是基本 上线性减小， 并且具有低于虚线形式的曲线的相应部分 60 的值。实线形式的曲线具有最大 值Pertes_max_avec， 转子转速Vrotor的值对应于区间INT1的下限。 实线形式的曲线的最 大值 Pertes_max_avec 小于虚线形式的曲线的最大值 Pertes_max_sans。 0083 图 4 中， 曲线 70 至 80 显示异相电流 ld 。

36、作为转子转速 Vrotor 的函数的进展， 对于 期望电动机扭矩 C 的参考值从 0.5到 100每隔 10的变化。曲线 70、 71、 72、 73、 74、 75、 76、 77、 78、 79 和 80 对应于期望电动机扭矩 C 的参考值相应等于 0.5、 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90和 100。 0084 附加电流ld的强度取决于期望电动机扭矩C的参考值。 对于电动机扭矩C高值的 附加电流 ld 的强度的绝对值小于对于电动机扭矩 C 低值的附加电流 ld 的强度的绝对值。 0085 预定的转换值 Vt 取决于期望电动机扭矩 C 的参考值。对于电动。

37、机扭矩 C 高值的 预定的转换值 Vt 小于对于电动机扭矩 C 低值的预定的转换值 Vt。预定的转换值 Vt 在期望 电动机扭矩 C 值等于 100时的最小值 Vt_min 和期望电动机扭矩 C 等于 0.5时的最大值 Vt_max之间变化。 最小值Vt_min基本上等于1100rpm， 最大值Vt_max基本上等于1800rpm。 换句话说， 当期望电动机扭矩 C 的值从 0.5增加到 100时， 预定的转换值 Vt 从 1800rpm 减小到 1100rpm。预定的转换值 Vt 在图 4 中在期望电动机扭矩 C 的值等于 90和 100时 是不可见的， 因为在这个速度范围内附加电流 ld 。

38、为零。 0086 全波值 Vpo 基本上独立于期望电动机扭矩 C 的参考值， 并且基本上等于 2800rpm。 0087 第一区间 INT1 基本上对应于 0rpm 至 1500rpm 之间的值， 第二区间 INT2 基本上对 应于 1500rpm 至 3300rpm 区间的值。 0088 在图 5 中， 曲线 90 至 100 显示了调制系数 Tmod 以百分数形式、 作为转子转速 Vrotor 的函数的进展， 对于期望电动机扭矩 C 的参考值从 0.5到 100每隔 10的变化。 曲线 90、 91、 92、 93、 94、 95、 96、 97、 98、 99 和 100 因此对应于期望。

39、电机扭矩 C 的参考值等于 0.5、 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90和 100。 0089 调制系数Tmod取决于期望电动机扭矩C的参考值。 期望电动机扭矩C的参考值的 说 明 书 CN 102381323 A CN 102381338 A7/9 页 10 小值下的低通量部分的斜率低于期望电动机扭矩 C 的参考值的高值下的低通量部分的斜 率。特别地， 曲线 90 至 98 的低通量部分基本上平行并具有低斜率， 从而调制系数 Tmod 在 转子转速 Vrotor 在 500rpm 至 1500rpm 之间的值区间的变化小。对于曲线 99 至 100， 调制 。

40、系数 Tmod 的曲线的低通量部分基本上是转子转速 Vrotor 的仿射函数， 并且调制系数 Tmod 在转子转速 Vrotor 在 500rpm 到 1500rpm 之间的值区间的变化比曲线 90 至 98 更加明显。 这与附加电流 ld 相关， 对于曲线 99 至 100， 在低于 1500rpm 的速度范围内， 其值为零。 0090 与图 4 类似， 预定的转换值 Vt 在期望电动机扭矩 C 值等于 100时的基本上等于 1100rpm 的最小值 Vt_min 和期望电动机扭矩 C 值等于 0.5时的基本上等于 1800rpm 的最 大值 Vt_max 之间变化。 0091 曲线90至1。

41、00中的每一条曲线都显示了水平部分102， 与图3的低通量部分56分 开， 对于该水平部分， 调制系数 Tmod 的值基本上恒定并等于 95。这个水平部分 102 使遵 守取决于逆变器 30 的开关损耗的温度限制成为可能。对于曲线 90 至 98， 水平部分 102 对 应于转子转速 Vrotor 的值在大约 1900rpm 和 2700rpm 之间。对于曲线 99， 水平部分 102 对 应于转子转速 Vrotor 的值在大约 2000rpm 和 2700rpm 之间。对于曲线 100， 水平部分 102 对应于转子转速 Vrotor 的值在大约 2300rpm 和 2700rpm 之间。 。

42、0092 曲线 90 至 100 中的每一条曲线包括全波部分 52， 对于该全波部分， 调制系数 Tmod 基本上恒定并等于 100。全波值 Vpo 对于期望电动机扭矩 C 的所有参考值都是基本上相 同的， 并且基本上等于 2800rpm。 0093 在图6中， 曲线110至120显示了现有技术中的电动机转子中的谐波损耗Pertes_ harm 的进展， 以 kW 为单位表示， 作为转子转速 Vrotor 的函数， 对于期望电动机扭矩 C 的参 考值从 0.5到 100每隔 10的变化。曲线 110、 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119 和 。

43、120 因此对应于期望电动机扭矩 C 的参考值相应等于 0.5、 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90和 100。 0094 谐波损耗 Pertes_harm 的曲线 110 至 120 中的每一条曲线都包括基本上垂直的 部分， 在转子转速的五个不同的值 Vs1、 Vs2、 Vs3、 Vs4、 Vs5。这些垂直部分对应于谐波损耗 Pertes_harm 的显著变化， 特别是对于转子转速的值 Vs3、 Vs4 和 Vs5。传送给电动机的三相 电压是例如在脉冲宽度上过进行调制的。转子转速的五个不同的值 Vs1、 Vs2、 Vs3、 Vs4 和 Vs5 中的每个值分别。

44、对应于从一个脉冲宽度调制到另一个脉冲宽度调制的改变。 0095 曲线 110 至 120 基本上彼此接近， 两端的曲线 110 与 120 之间的谐波损耗的最大 偏差在转子转速小于 2000rpm 的任意值上基本上小于 2kW。在 2000rpm 和 2500rpm 之间， 两 端的曲线 110 与 120 之间的谐波损耗的最大偏差基本上在 2kW 和 3kW 之间。超过 2500rpm 之后， 两端的曲线110与120之间的谐波损耗的最大偏差从2kW逐渐减小到在超过3350rpm 之后的基本上为零的偏差。 0096 对于 Vs3 和 Vs4 之间的转子转速值， 谐波损耗对于曲线 110 基本。

45、上在 2.5kW 和 3.5kW 之间和对于曲线 120 基本上在 4.5kW 和 5.75kW 之间。 0097 对于 Vs4 和 Vs5 之间的转子转速值， 谐波损耗对于基本上在对于曲线 110 为 5kW 和对于曲线 120 为 7kW 之间。 0098 对于转子转速值等于Vs5， 谐波损耗经历了最大值， 在对于曲线110为8.25kW和对 于曲线 120 为 10kW 之间。 说 明 书 CN 102381323 A CN 102381338 A8/9 页 11 0099 当用于改变调制系数的装置没有实施时， 全波值 Vpo 取决于期望电动机扭矩 C 的 参考值。全波值 Vpo 在对于。

46、期望电动机扭矩 C 的参考值等于 100时的大约 2600rpm 和对 于期望电动机扭矩 C 的参考值等于 0.5时的大约 3350rpm 之间。当转子转速值大于最大 全波值 Vpo 时， 曲线 110 至 120 基本结合在一起， 并且具有小于 2kW 的谐波损耗值 Pertes_ harm。 0100 在图 7 中， 曲线 130 至 140 显示了在电动机的转子 26 中的谐波损耗 Pertes_harm 的进展， 以 kW 为单位表示， 作为转子转速 Vrotor 的函数， 对于期望电动机扭矩 C 的参考值 从 0.5到 100每隔 10的变化。曲线 130、 131、 132、 13。

47、3、 134、 135、 136、 137、 138、 139 和 140 因此对应于期望电动机扭矩 C 的参考值相应等于 0.5、 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90和 100。 0101 与图 4 和 5 相似， 预定的转换值 Vt 在期望电动机扭矩 C 值等于 100时基本上等 于1100rpm的最小值Vt_min和期望电动机扭矩C值等于0.5时基本上等于1800rpm的最 大值 Vt_max 之间变化。对于所有的曲线 130 至 140， 全波值 Vpo 基本上等于 2800rpm。 0102 对于曲线 130 至 140 中的每一条曲线， 转换值 V。

48、t 对应于对应的谐波损耗曲线的转 折点。当转子转速 Vrotor 大于转换值 Vt 时， 对于曲线 130 至 140 中的每一条曲线， 谐波损 耗 Pertes_harm 明显减少。 0103 与图 6 相似， 谐波损耗曲线 Pertes_harm130 至 140 中的每一条曲线都包括基本 上垂直的部分， 在转子转速的五个不同的值 Vs1、 Vs2、 Vs3、 Vs4 和 Vs5， 各自对应于从一个 脉冲宽度调制到另一个脉冲宽度调制的改变。这些垂直部分对应于明显的谐波损耗变化 Pertes_harm， 特别是对于转子转速的值 Vs4 和 Vs5。 0104 两端的曲线 130 与 140 之间的最大谐波损耗偏差在转子转速在 Vs3 和 Vt_max 之 间的任意值上基本上大于 3kW。对于转子转速值大于全波值 Vpo， 曲线 130 至 140 基本上结 合在一起， 并具有小于 2kW 的谐波损耗值 Pertes_harm。 0105 对于 Vs3 和 Vs4 之间的转子转速值， 谐波损耗基本上在对于曲线 130 为 2kW 以及 对于曲线 140 在 4.5kW 和 5.75kW 之间。 0106 对于 Vs4 和 Vs5 之间的转子转速值， 谐波损耗基本上在对于曲线 130 为 2.25kW 和 3kW 之间以。