估测马达转子位置的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种估测马达转子位置的方法及装置，该方法包括：在第一估测角度下注入第一高频信号至马达；在注入第一高频信号至马达的情况下，产生马达的第一感测信号；在第二估测角度下注入第二高频信号至马达，其中第二估测角度不等于第一估测角度；在注入第二高频信号至马达的情况下，产生马达的第二感测信号；根据第一感测信号与第二感测信号，判断操作夹角的所在象限；以及根据第一感测信号、第二感测信号以及操作夹角的所在象限，得到转子位置。

【技术实现步骤摘要】
估测马达转子位置的方法及装置
本专利技术有关于马达技术，且特别有关于一种估测马达转子位置的方法及装置。
技术介绍
随着科技的快速进展，马达已广泛地被应用在人们的生活当中，诸如硬盘、冷气机、起重机等。永磁同步马达(permanentmagnetsynchronousmotor)可包括多个定子与一转子。定子例如可用导线实现，并设置于转子的周围。而通过控制定子上的电流，可控制转子的转动。一般而言，在控制(例如是启动)永磁同步马达时，必须先估测马达转子的转子位置，以根据转子位置提供电流至定子，以令转子转动。若估测的转子位置与实际的转子位置误差过大，将可能造成转子逆转或控制失败，而造成永磁同步马达在控制上的不稳定。是以，如何提出一种准确的马达转子位置的估测方法为当前急待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种估测马达转子位置的方法及装置。根据本专利技术一实施例，该估测方法用以估测一马达的一转子的一转子位置。该估测方法包括：在一第一估测角度下注入一第一高频信号至该马达；在注入该第一高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第一感测信号；在一第二估测角度下注入一第二高频信号至该马达，其中该第二估测角度不等于该第一估测角度；在注入该第二高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第二感测信号；根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断一操作夹角的所在象限，其中该操作夹角为该第一估测角度与转子位置之间的一估测角度差异的两倍；以及，根据该第一感测信号、该第二感测信号以及该操作夹角的该所在象限，得到该转子位置。本专利技术还提供一种估测马达转子位置的装置。根据本专利技术一实施例，该估测马达转子位置的装置电性连接一马达。该估测马达转子位置的装置电性连接该马达。该估测马达转子位置的装置包括一高频信号注入模块、一感测模块以及一计算模块。该高频信号注入模块用以在一第一估测角度下注入一第一高频信号至该马达，并在一第二估测角度下注入一第二高频信号至该马达。该第二估测角度不等于该第一估测角度。该感测模块用以在注入该第一高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第一感测信号，并在注入该第二高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第二感测信号。该计算模块用以根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断一操作夹角的一所在象限，并根据该第一感测信号、该第二感测信号以及该操作夹角的该所在象限，得到该转子位置。该操作夹角为该第一估测角度与该转子位置之间的一估测角度差异的两倍。通过应用上述一实施例，估测马达转子位置的装置可根据第一感测信号与第二感测信号快速地判断操作夹角的所在象限，并快速地计算操作夹角的数值，以得到转子位置。如此一来，马达在控制上的稳定度可有效被提升。附图说明为让本专利技术的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：图1为根据本案一实施例所绘示的估测装置的示意图；图2为根据本案一实施例所绘示的估测装置中的高频信号注入模块、感测模块以及计算模块的示意图；以及图3为根据本案一实施例所绘示的估测方法的流程图。其中，附图标记说明如下：10：马达20：逆变器100：估测装置110：高频信号注入模块112：注入信号产生单元114：反帕克转换单元116：脉冲信号产生单元120：感测模块122：克拉克转换单元124：帕克转换单元130：计算模块132：滤波单元134：第一计算单元136：象限判断单元138：第二计算单元140：判断模块300：估测方法S1-S7：步骤A1、A2：加法器M1、M2：混波器θ：转子位置、：估测角度iU1、iV1、iW1、iU2、iV2、iW2：定子电流φ：操作夹角Δθ1：估测角度差异fΔθ1、fΔθ2：计算数值fI1、fI2：高频信号、：参考信号vα1、vβ1、vα2、vβ2：转换信号vα1c、vβ1c、vα2c、vβ2c：脉冲信号iα1、iβ1、iα2、iβ2：转换信号iα2、iβ2：电流响应fC：高频载波m1、m2：混波信号具体实施方式以下将以图式及详细叙述清楚说明本揭示内容的精神，任何所属
中具有通常知识者在了解本揭示内容的较佳实施例后，当可由本揭示内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本揭示内容的精神与范围。关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。关于本文中所使用的“电性连接”，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“电性连接”还可指二或多个元件元件相互操作或动作。本案的一实施方式为一种估测马达转子位置的装置(以下简称为估测装置)。为使叙述清楚，以下将搭配图1和图2进行说明。图1为根据本案一实施例所绘示的估测装置100的示意图。图2为根据本案一实施例所绘示的估测装置100中的高频信号注入模块110、感测模块120以及计算模块130的示意图。在本专利技术一实施例中，估测装置100可电性连接马达10与逆变器20，用以估测马达10的转子的转子位置θ(或称转子角度)。估测装置100可用电脑或其它电路组合实现。马达10可为永磁同步马达。逆变器20可由多个晶体管实现。在本实施例中，估测装置100可包括高频信号注入模块110、感测模块120、计算模块130以及判断模块140。高频信号注入模块110、感测模块120、计算模块130、判断模块140、逆变器20与马达10可彼此电性连接。高频信号注入模块110、感测模块120、计算模块130以及判断模块140皆可用软件及/或硬件实现。本领域人士当可清楚明白，上述估测装置100、马达10、逆变器20、高频信号注入模块110、感测模块120、计算模块130以及判断模块140的实现方式不以上述实施例所揭露的为限，且连接关系也不以上述实施例为限，凡足以令估测装置100实现下述
技术实现思路
的连接方式与实现方式皆可运用于本专利技术。在本实施例中，高频信号注入模块110可用以在第一估测角度下(可参照图2)，通过逆变器20，注入第一高频信号fI1至马达10。换言之，在第一估测角度下，高频信号注入模块110可提供对应于第一高频信号fI1的第一空间向量脉冲信号vα1c、vβ1c至逆变器20，以令逆变器20产生并传送定子电流iU1、iV1、iW1至马达20。另一方面，高频信号注入模块110可用以在第二估测角度(或称为扰动角度)下，通过逆变器20，注入第二高频信号fI2至马达10。换言之，在第二估测角度下，高频信号注入模块110可提供对应于第二高频信号fI2的第二空间向量脉冲信号vα2c、vβ2c至逆变器20，以令逆变器20产生并传送定子电流iU2、iV2、iW2至马达20。在本实施例中，第二估测角度不等于第一估测角度另外，在一实施例中，第二估测角度与第一估测角度之间具有微小的扰动差异量。感测模块120可用以在上述高频信号注入模块110注入第一高频信号fI1至马达10的情况下，感测马达10的多个定子电流iU1、iV1、iW1，并根据定子电流iU1、iV1、iW1产生马达10的第一感测信号(例如是马达10的电流响应中的至少一者)。感测模块120另可用以在上述高频信号注入模块110注入第二高频信号fI2至马达10的情况下，感测马达10的定子电流iU2、iV2、iW2，并根据定子电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估测马达转子位置的方法，包括：在一第一估测角度下注入一第一高频信号至该马达；在注入该第一高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第一感测信号；在一第二估测角度下注入一第二高频信号至该马达，其中该第二估测角度不等于该第一估测角度；在注入该第二高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第二感测信号；根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断一操作夹角的所在象限，其中该操作夹角为该第一估测角度与转子位置之间的一估测角度差异的两倍；以及根据该第一感测信号、该第二感测信号以及该操作夹角的该所在象限，得到该转子位置。

【技术特征摘要】
1.一种估测马达转子位置的方法，包括：在一第一估测角度下注入一第一高频信号至该马达；在注入该第一高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第一感测信号；在一第二估测角度下注入一第二高频信号至该马达，其中该第二估测角度不等于该第一估测角度；在注入该第二高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第二感测信号；其中该第一感测信号为在该马达的一d轴上的一第一电流响应以及在该马达的一q轴上的一第二电流响应中的至少一者，该第二感测信号为在该马达的该d轴上的一第三电流响应以及在该马达的该q轴上的一第四电流响应中的至少一者；根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断一操作夹角的所在象限，其中该操作夹角为该第一估测角度与转子位置之间的一估测角度差异的两倍；以及根据该第一感测信号、该第二感测信号以及该操作夹角的该所在象限，得到该转子位置。2.如权利要求1所述的估测马达转子位置的方法，其中根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断该操作夹角的该所在象限的步骤包括：根据该第一感测信号与该第二感测信号，得到该操作夹角的一正弦函数以及该操作夹角的一余弦函数；以及根据该操作夹角的该正弦函数以及该操作夹角的该余弦函数判断该操作夹角的该所在象限。3.如权利要求2所述的估测马达转子位置的方法，其中得到该操作夹角的该正弦函数以及该操作夹角的该余弦函数的步骤包括：混波该第一感测信号与一高频载波，以产生一第一混波信号；低通滤波该第一混波信号，以得到一第一计算数值；根据该第一计算数值，得到该操作夹角的该正弦函数；混波该第二感测信号与该高频载波，以产生一第二混波信号；低通滤波该第二混波信号，以得到一第二计算数值；以及根据该第一计算数值、该第二计算数值、该第一估测角度以及该第二估测角度，以得到该操作夹角的该余弦函数。4.如权利要求2所述的估测马达转子位置的方法，其中得到该转子位置的步骤包括：根据该操作夹角的该正弦函数以及该操作夹角的该余弦函数，通过反三角函数，计算该操作夹角；以及根据该操作夹角、该操作夹角的该所在象限以及该第一估测角度，计算该转子位置。5.如权利要求1所述的估测马达转子位置的方法，还包括利用脉波注入法，判断该转子的一N极磁轴方向。6.如权利要求1所述的估测马达转子位置的方法，其中在该第一估测角度下注入该第一高频信号至该马达的步骤包括：在该第一估测角度下注入该第一高频信号至该马达的一q轴与一d轴中的至少一者；以及在该第二估测角度下注入该第二高频信号至该马达的步骤包括：在该第二估测角度下注入该第二高频信号至该马达的该q轴与该d轴中的该至少一者。7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：林益成，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71