用于低速永磁电机操作的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了用于永磁交流ＡＣ电机的起动的方法和装置。该方法包括以下步骤：检测永磁ＡＣ电机的起动；当检测到永磁ＡＣ电机的起动时，检测永磁ＡＣ电机的机械振荡；以及，响应于当检测到起动时对永磁ＡＣ电机的机械振荡的检测，抑制该永磁ＡＣ电机的机械振荡。

【技术实现步骤摘要】
用于低速永磁电机操作的方法和装置
本专利技术总体涉及电机系统，并且更具体地涉及用于电机系统中的永磁交流(AC) 电机的低速无传感器操作的方法和装置。
技术介绍
在按照基于电压和电流估计转子位置而不使用转子位置传感器或速度传感器的 常规算法(即，按照“无传感器算法”)的永磁(PM)电机的低速操作期间，高频信号被 引入PM电机的电机定子绕组的通量轴线中并且监测电机定子绕组的扭矩轴线以导出转子 位置和速度信息而不使用任何机械的位置或速度传感器。虽然这种无传感器方法对于设 计成在满负荷状态下不饱和的内部PM电机而言工作良好，但目前PM电机需要具有最高 可能的功率密度。此类PM电机将必须可在高负荷状态下的深度饱和中操作。因此，希望提供一种用于永磁电机的无传感器操作的方法和装置，其在深度饱 和的操作状态下提供可靠的低速控制。此外，本专利技术的其它希望的特征和特点将从随后 结合附图和前述
及
技术介绍
的详细描述和所附权利要求变得明显。
技术实现思路
提供了一种用于永磁电机的低速无传感器控制的方法。该方法包括将高频信号 引入永磁电机的通量轴线，并响应永磁电机的通量轴线上的通量轴线误差信号和永磁电 机的扭矩轴线上的扭矩轴线误差信号二者以无传感器的方式确定转子位置和转子速度。 通量轴线误差信号和扭矩轴线误差信号二者均是响应于同步基准帧中的电流矢量信号而 确定的。另外，提供了一种用于永磁电机的无传感器控制器。该控制器包括第一信号处 理通道、第二信号处理通道和速度/位置生成器。第一信号处理通道响应永磁电机的通 量轴线来确定第一误差分量信号。第二信号处理通道响应永磁电机的扭矩轴线确定第二 误差分量信号。并且速度/位置生成器响应第一误差分量信号和第二误差分量信号来生 成无传感器转子速度和无传感器转子位置。此外，提供了一种电机系统，该电机系统包括永磁电机、逆变器、控制器以及 无传感器位置和速度估计器。该永磁电机包括多个相并且该逆变器响应调制的控制信号 生成多个相信号。逆变器与永磁电机联接并且将该多个相信号中的每一个提供给永磁电 机的多个相中的相应一个。控制器响应无传感器位置信号、无传感器速度信号和相电流 信号生成调制控制信号，相电流信号对应于该多个相信号中的一个或多个的电流。无传 感器位置和速度估计器响应相电流信号生成无传感器位置信号和无传感器速度信号，并 且包括用于响应相电流、无传感器位置反馈信号和无传感器速度反馈信号来确定低速 误差信号的低速误差提取模块；用于响应相电流、相电压、无传感器位置反馈信号和无 传感器速度反馈信号来确定高速误差信号的高速误差提取模块；以及用于响应高速误差 信号和低速误差信号来确定无传感器位置信号和无传感器速度信号的误差合并模块。无传感器位置反馈信号等于无传感器位置信号，而无传感器速度反馈信号等于无传感器速 度信号。另外，相电流对应于永磁电机的多个相上的电流，而相电压对应于永磁电机的 多个相上的电压。低速误差提取模块包括第一信号处理通道、第二信号处理通道和速度 /位置生成器。第一信号处理通道响应永磁电机的通量轴线确定第一误差分量信号。第 二信号处理通道响应永磁电机的扭矩轴线确定第二误差分量信号。并且速度/位置生成 器响应第一误差分量信号和第二误差分量信号生成无传感器转子速度和无传感器转子位 置。此外，本专利技术还包括以下技术方案。技术方案1. 一种用于永磁电机的低速无传感器控制的方法，包括将高频信号引入到所述永磁电机的通量轴线中；以及响应于所述永磁电机的通量轴线上的通量轴线误差信号和所述永磁电机的扭矩 轴线上的扭矩轴线误差信号二者而以无传感器的方式确定转子位置和转子速度，所述通 量轴线误差信号和所述扭矩轴线误差信号二者均是响应同步基准帧中的电流矢量信号而 确定的。技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述确定所述转子位置 和所述转子速度的步骤包括响应于第一误差信号和通量轴线误差信号加权因子来生成通量轴线误差信号；响应于第二误差信号和扭矩轴线误差信号加权因子来生成扭矩轴线误差信号；将所述第一误差信号和所述第二误差信号合并以生成合并的误差信号；以及响应于所述合并的误差信号以无传感器的方式确定所述转子位置和所述转子速度。技术方案3.根据技术方案2所述的方法，其特征在于，所述生成所述通量轴线 误差信号的步骤包括响应同步基准帧偏移值生成所述第一误差信号。技术方案4.根据技术方案3所述的方法，其特征在于，所述生成所述第一误差 信号的步骤还包括响应所述同步基准帧中在所述第一误差信号与所述第二误差信号之间 的角度差来生成所述第一误差信号。技术方案5.根据技术方案4所述的方法，其特征在于，所述生成所述第一误差 信号的步骤还包括对通量轴线同步基准帧电流信号进行滤波以生成通量轴滤波信号，以 及响应于引入到所述永磁电机的所述通量轴线中的所述高频信号来调节所述通量轴线滤 波信号。技术方案6.根据技术方案5所述的方法，其特征在于，所述生成所述扭矩轴 线误差信号的步骤包括对扭矩轴线同步基准帧电流信号进行滤波以生成扭矩轴线滤波信 号，以及响应于引入所述永磁电机的所述通量轴线中的所述高频信号来调节所述扭矩轴 线滤波信号。技术方案7.—种用于永磁电机的无传感器控制器，包括第一信号处理通道，用于响应所述永磁电机的通量轴线来确定第一误差分量信 号；第二信号处理通道，用于响应所述永磁电机的扭矩轴线来确定第二误差分量信 号；以及速度/位置生成器，用于响应所述第一误差分量信号和所述第二误差分量信号 生成无传感器转子速度和无传感器转子位置。技术方案8.根据技术方案7所述的无传感器控制器，其特征在于，所述速度/位 置生成器包括与所述第一信号处理通道联接的第一信号加权模块，用于响应于所述第一误差 分量信号和通量轴线误差信号加权因子来生成通量轴线误差信号；与所述第二信号处理通道联接的第二信号加权模块，用于响应于所述第二误差 分量信号和扭矩轴线误差信号加权因子来生成扭矩轴线误差信号；以及与所述第一信号加权模块和所述第二信号加权模块联接的误差信号加法器，用 于合并所述通量轴线误差信号和所述扭矩轴线误差信号，从而生成合并的误差信号，响 应于所述合并的误差信号生成无传感器转子速度。技术方案9.根据技术方案8所述的无传感器控制器，其特征在于，所述速度/位 置生成器还包括位置速度观测器，所述位置速度观测器与所述误差信号加法器联接，用 于响应所述无传感器转子速度生成所述无传感器转子位置。技术方案10.根据技术方案7所述的无传感器控制器，其特征在于，所述第一信 号处理通道包括角度计算器，所述角度计算器用于响应所述同步基准帧中在所述第一误 差信号与所述第二误差信号之间的角度差来生成所述第一误差分量信号。技术方案11.根据技术方案10所述的无传感器控制器，其特征在于，所述第一 信号处理通道还包括用于接收同步基准帧偏移电流的加法器，所述第一信号处理通道响 应于所述同步基准帧偏移电流生成所述第一误差分量信号。技术方案12.根据技术方案7所述的无传感器控制器，其特征在于，所述第一和 第二信号处理通道包括相应的第一和第二解码通道，所述第一和第二解码通道均至少包 括二阶带通滤波器和二阶低通滤波器。技术方案13.根据技术方案12所述的无传感器控制器，其特征在于，所述第一 和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于永磁电机的低速无传感器控制的方法，包括：将高频信号引入到所述永磁电机的通量轴线中；以及响应于所述永磁电机的通量轴线上的通量轴线误差信号和所述永磁电机的扭矩轴线上的扭矩轴线误差信号二者而以无传感器的方式确定转子位置和转子速度，所述通量轴线误差信号和所述扭矩轴线误差信号二者均是响应同步基准帧中的电流矢量信号而确定的。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：NR帕特尔，YC森，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]