永磁电机驱动器的初始极性检测的制作方法

文档序号:7433967
专利名称:永磁电机驱动器的初始极性检测的制作方法
技术领域
本发明总体涉及永磁电机驱动器,更具体地涉及用于永磁电机驱动器的初始极性 检测的方法。
背景技术
矢量控制是高性能电机驱动器中所用的常见技术。矢量控制原理依赖于同步参考 系相对于机器的磁通之一(定子磁通或转子磁通)的定向。机器的正确控制以及扭矩产生 取决于于同步参考系与期望电机磁通的正确对准,例如与转子磁体北极的正确对准。不正 确对准将会导致错误的扭矩产生,并可导致电流控制的不稳定性。因此,必须要选择准确而 可靠的转子对准方法。若采用机械位置感测装置(例如解析器),可在工厂使该装置与转子磁体北极对 准。然而,一些系统不采用位置感测装置。而是,利用无传感器位置控制算法基于电流和电 压之类的机器量估计转子位置。存在多种这样的无传感器位置控制技术,并且多数基于检 测电机的凸极效应。电机的凸极效应是气隙周围的电机空间电感变化。例如,在内置式永 磁(IPM)电机中,转子磁体埋置在转子中。这产生不同的D和Q轴电感(或凸极效应)。尽 管存在检测这一凸极效应的传统技术,并因此提供转子位置信息,但是现有技术的技术通 常不能区分正D轴和负D轴(即,转子磁体北极和南极)。通常,采用第二种技术解决在识 别正D轴或负D轴之后与北极正确对准。然而,这些典型技术通常涉及大量的计算和/或 可观的时间。因此,期望提供一种简单而可靠地解析转子磁极定向的方法和装置。此外,结合附 图以及上述技术领域和背景技术,从以下详细说明和所附权利要求将会清楚本发明的其它 期望特征和优点。

发明内容
提供一种用于使控制参考轴与永磁电机的磁体北极对准的方法。该方法包括在 永磁电机的估计参考轴上注入预定定子电流以及在该估计参考轴上引入预定误差的步骤。 该方法还包括以下步骤确定所述永磁电机的速度是否大于预定阈值速度,并且若所述永 磁电机的速度大于所述预定阈值速度,则将所述控制参考轴设定成使所述估计参考轴增加 180°。此外,提供一种用于初始化与永磁电机的转子位置对应的转子位置信号的无传感 器矢量控制。该无传感器矢量控制包括定子电流注入器、误差信号发生器和矢量初始化器。 所述定子电流注入器用于在所述永磁电机的估计参考轴上注入预定定子电流。所述误差 信号发生器与所述定子电流注入器耦合,并向所述定子电流注入器提供误差信号以在所述 估计参考轴上引入预定误差。所述矢量初始化器用于在引入所述预定误差之后确定所述 永磁电机的速度是否大于预定阈值速度,若所述永磁电机的速度大于所述预定阈值速度, 则该矢量初始化器将无位置传感器矢量控制的控制参考轴设定成使所述估计参考轴增加
5180°,并且若所述永磁电机的速度小于等于所述预定阈值速度,则将无位置传感器矢量控制的控制参考轴设定成所述估计参考轴。还提供一种电机系统,该电机系统包括内置式永磁(IPM)电机、逆变器、无传感器 矢量控制以及逆变器控制器。所述IPM电机具有与其相关联的磁体北极。所述逆变器与所 述IPM电机耦合以向该IPM电机提供电机控制信号,从而控制其操作。所述无传感器矢量控 制与所述IPM电机耦合,以响应于IPM电机的凸极效应确定该IPM电机的转子位置并产生 转子位置信号以及角速度信号。并且,所述逆变器控制器与所述无传感器矢量控制控制器 以及所述逆变器耦合,以响应于所述转子位置信号和所述角速度信号产生操作控制信号, 并且所述逆变器控制器向所述逆变器提供所述操作控制信号从而控制其操作。所述无传感 器矢量控制包括定子电流注入器、误差信号发生器、矢量初始化器以及转子位置确定器。所 述定子电流注入器用于在所述I PM电机的估计参考轴上注入预定定子电流。所述误差信 号发生器与所述定子电流注入器耦合,用于向所述定子电流注入器提供误差信号以在所述 估计参考轴上引入预定误差。所述矢量初始化器用于在引入所述预定误差之后确定所述 IPM电机的角速度是否大于预定阈值速度,若所述IPM电机的速度大于所述预定阈值速度, 则该矢量初始化器将控制参考轴设定成使所述估计参考轴增加180°。并且,所述转子位置 确定器与所述矢量初始化器以及所述IPM电机耦合并响应于所述控制参考轴和所述IPM电 机的凸极效应确定所述IPM电机的转子位置。
以下结合附图描述本发明,其中相同附图标记指代相同元件,并且

图1示出静止参考系和同步参考系的矢量图;图2示出内置式永磁电机的电机扭矩对角误差的曲线图;图3示出根据本发明实施方式的电机系统的框图;图4示出根据本发明实施方式的图3的电机系统的无传感器矢量控制框图;图5示出根据本发明实施方式的图3的电机系统的更详细框图;图6示出根据本发明实施方式的图4的无传感器矢量控制的初始极性检测程序的 流程图;以及包括图7A和7B在内的图7示出了利用根据本发明实施方式的图6的初始极性检 测程序的内置式永磁电机的速度、D轴电流指令以及估计转子位置加偏移量的曲线图,其中 图7A绘出其中初始转子位置估计与转子磁体北极正确对准的内置式永磁电机,并且图7B 绘出其中初始转子位置估计未正确对准转子磁体南极的内置式永磁电机。
具体实施例方式以下详细说明本质上仅是示例性的,并不意图限制本发明或其应用及使用。此外, 并不意图通过先前的技术领域、背景技术、发明内容或以下详细说明中提供的任何明示或 暗含理论限制本发明。在现有技术中,矢量控制是高性能电机系统的控制中所用的常用技术,其中将诸 如电压和电流的机器量视为空间矢量。参照图1,矢量图100示出具有轴110、112和114的 静止三维参考系。就电机系统矢量控制而言,电机通常被模型化为被称为同步参考系的三维参考系下的两相等效(two phase equivalent)。矢量控制原理依赖同步参考系与机器 磁通之一(定子磁通或转子磁通)的定向。同步参考系包括两个垂直轴,即被称为直轴的 D轴120以及被称为交轴的Q轴122。当同步参考系以电励磁频率旋转时,电压和电流当量 成为同步系中的直流当量(假设为稳态正弦操作),并且同步参考系(D轴120和Q轴122) 将会以与定子电流矢量Is125相同的角速度旋转。对于内置式永磁(IPM)电机,D轴通常对准转子磁体北极,并且电机定子电 压等式可如等式1和2中所示表示,其中在同步参考系中,等式1为D轴定子电压等 式,等式2为Q轴定子电压。与此相对应,等式3为D轴定子磁通等式4为Q轴
<formula>formula see original document page 7</formula>在等式1至4中,表示在电参考系中IPM电机的转子的角速度,Rs为其定子电 阻,λ f为磁通,Ld和Lq为D轴电感和Q轴电感,Vds6和为D轴定子电压和Q轴定子电压, idse和ij为D轴定子电流和Q轴定子电流。等式1至4中的上标“e”是指励磁或同步参
考系。IPM电机的扭矩可如等式5中所示表示。Te = -^tec -)( )
其中P为机器的极数。电机的合理控制和扭矩产生依赖同步参考系与期望电机磁通(例如 转子磁体北极)的正确对准。不正确对准会引起错误扭矩产生以及电流控制的可能不稳定 性。因此,必须要选择准确而可靠的转子对准方法。若采用机械位置感测装置(例如解析器),则可在工厂中使该装置与转子磁体北 极对准。然而,一些系统并不采用位置感测装置。而是,利用无传感器矢量控制基于电流和 电压之类的机器量估计转子位置,并其通常基于检测机器的凸极效应。凸极效应是电机周 围的气隙环境周围的电机空间电感变化。在IPM电机中,转子磁体埋置在转子中,这产生不 同的D和Q轴电感(或凸极效应)。尽管凸极效应检测可提供转子位置信息,但是该转子位 置信息通常不能区分正D轴和负D轴(S卩,转子磁体北极和南极)。本发明提供简单而有效 的另选方法以在识别正D轴或负D轴之后解析转子磁极定向以与北极适当对准。利用IPM同步电机的饱和特征,当定子电流矢量与估计+D轴对准时,磁阻通量 (reluctance flux)将有助于永磁磁通(参见等式1),从而增大IPM电机的饱和。借助适 当的电流幅值,可在相当宽的位置跨度上实现基本平坦的扭矩对角位置特性。然而,当定子 电流矢量与估计-D轴对准时,扭矩对定子电流位置具有非常陡峭的增益。参照图2,曲线图200示出了在-D轴中指令幅值固定的定子电流的情况下典型 IPM型电机的测量扭矩对角误差图。扭矩绘在y轴202上,角误差绘在χ轴204上。在使同 步参考系与转子磁体北极对准之后,在记录扭矩的同时将角误差引入参考系对准中。0度 角误差210和360度角误差212是定子电流矢量位于-D轴上时,而180度角误差214是定 子电流矢量位于+D轴上时。90度角误差216和270度角误差218分别对应于-Q轴和+Q轴。各曲线220、222、224表示不同幅值的电流注入,其中曲线222的电流幅值(IOOArm)是 曲线220的电流幅值的两倍(50Arm),曲线224的电流幅值(200Arm)是曲线222的电流幅 值(IOOArm)的两倍。由于饱和效应,扭矩曲线220、222、224在角接近-D轴210、212时非常陡峭,而在 角接近+D轴214时十分平坦。磁阻通量与磁通的组合增大角214周围的整体饱和。在某 些情况下(在该实施例中,曲线220),扭矩对角误差曲线在+D轴附近几乎平坦。参照图3,根据当前实施方式的电机系统300包括内置式永磁(IPM)电机310,其 具有与其相关联的磁体北极。逆变器320向IPM电机310提供电机控制信号以控制其操作。 无传感器矢量控制装置330与IPM电机周围的气隙耦合以监测IPM电机310的凸极效应。 无传感器矢量控制装置330响应于IPM电机310的凸极效应确定IPM电机的转子位置,并 产生转子位置信号θ ^和角速度信号ω —逆变器控制器340响应于从无传感器矢量控制装置330接收的转子位置信号θ r 和角速度信号《r并响应于向其提供的扭矩指令T*而产生提供给逆变器320的操作控制信号。
可在泵、压缩机、甚至汽车电气驱动器(例如,混合驱动电机)中利用IPM电机 310。必需许可转子运动检测以检测失准。在泵或压缩机的情况下,这不存在问题,因为对于 泵和风扇来说负载是与速度相关的,速度接近零时负载非常小。然而,对于汽车推进驱动电 机来说,在测试期间电机应当经由离合器或其它装置与系统的其余部分(即,负载360)断 开以允许IPM电机310运动。另选的是,应当提供足够的齿轮游隙以在不干扰负载360的 情况下允许转子略微运动。根据优选实施方式并且对于汽车推进驱动电机,逆变器控制器 340向负载耦合器350提供负载解耦信号以及负载重新耦合信号,用于使负载360与IPM电 机310耦合和解耦,以在执行无传感器矢量控制330的初始极性检测程序时使负载360与 IPM电机310解耦。参照图4,示出了无传感器矢量控制装置330的更详细的框图。尽管在图4中利用 框图来可视化无传感器矢量控制装置330的各种功能,但是本领域技术人员应意识到这些 功能框的一部分或全部代表用于执行下述功能的信号、信号产生和/或软件。无传感器矢 量控制装置330利用+D轴和-D轴之间的扭矩对角误差曲线(参见图2中的曲线220、222、 224)的不同特性。定子电流注入器402向估计+D轴内注入幅值固定的定子电流。误差信 号发生器404向定子电流注入器402提供误差信号以使变换角扰动预定电机相关角,而矢 量初始化器框406监测速度反馈信号。若同步参考系与IPM电机310的转子的磁体北极正确对准,则由于扭矩特性在+D 轴附近几乎平坦,因而因角扰动而由矢量初始化器框406检测到最小扭矩扰动。然而,若同 步参考系与IPM电机310的转子南极未正确对准,则当变换角扰动时由矢量初始化器框406 检测到大的扭矩扰动,从而引起IPM电机310的转子的微小(但可检测的)运动。这样,若 IPM电机310的结果速度大于预定阈值速度,则矢量初始化器框406将控制参考轴设定成使 估计参考轴增加180°,或者若IPM电机310的结果速度小于等于预定阈值速度,则矢量初 始化器框406将控制参考轴设定成估计参考轴。之后,转子位置确定器框408响应于控制 参考轴以及IPM电机的凸极效应确定IPM电机转子的位置,并产生转子位置信号θ ^和角 速度信号ωρ
矢量初始化器框406监测初始静止时的转子。之后,当误差信号发生器404使估计参考轴扰动预定变换角(例如,加减45° ),该预定变换角响应于电机310的设计而变化, 并且矢量初始化器框406监测速度反馈信号超过预定阈值时,则认为初始位置估计未正确 对准磁体南极。根据当前实施方式,矢量初始化器框406使解析器位置增加180°并采取 正常电机控制。若矢量初始化器框406确定速度反馈信号保持为预定阈值或预定阈值以 下,则确定同步参考系正确对准,矢量初始化器框406在无需调节的情况下进行正常电机 控制。参照图5,示出了具有提供的初始极性检测体系的典型矢量控制电流调节电机驱 动的框图500。从同步参考系中的扭矩指令T*产生电流指令,Zi^和^均提供给求和点502 和504其中之一。反馈电流Idse和Iqse也馈送至求和点502、504。求和点502、504的输 出由同步系电流调节器506进行处理,以产生同步系电压指令νχ和1c。这些电压指令ν "和 ^由同步_静止变换模块508转换,其根据传统坐标变换利用转子位置θ r将电压指令从 同步参考系变换至静止参考系。变换模块508的输出为静止系两相α/β电压指令V/和V/。接着将α/β电压 指令V/和V/传送至两相-三相变换框510,其将α/β电压指令转换成等效的三相信号 v;,vb*和νΛ该三相静止系电压信号VaWb*和Vc*为传送至三相电压源逆变器320的操作 控制信号,该三相电压源逆变器对电压指令进行处理并将指令电压施加至IPM电机310的 定子绕组。两个(或三个)定子相电流被检测到并传送至逆变器控制器340的三相_两相变 换模块512。该三相-两相变换模块512将三相电流la、Ib和1。转换成等量两相α/β电 流Ia和Ie,并且静止-同步变换模块514利用转子位置α/β电流变换成同步系当 量IJ和1J,接着将其提供给求和器502、504。根据当前实施方式,定子电流注入器402将d轴电流ij设定为固定值(例如, 50Arm),而将q轴电流iqse设定为零。变换角受到误差信号发生器404扰动,该误差信号发 生器向求和点516提供矩形脉冲序列Δ θ ρ用于在d轴上引入预定误差Δ 0rO矢量初始 化器406对角速度进行测试以确定参考系是否正确对准。若速度超过预定阈值,则使 参考系角增加180°。参照图6,流程图600描述了根据当前实施方式无传感器矢量控制330用于初始极 性检测的方法,该方法开始于等待启动IPM电机310的检测(S卩,开启电机)(步骤602)。 当无传感器矢量控制330确定IPM电机310已启动时(步骤602),无传感器矢量控制330 确定IPM电机是否已与其负载360解耦(步骤604),因为在负载360未解耦时可能发生的 扭矩扰动会将这样的扰动提供给负载360。对于某些应用(例如上述的压缩机或泵)可能 不需要步骤604。当无传感器矢量控制确定负载360与IPM电机310解耦时(步骤604),利用本领 域公知的若干现有技术的无位置传感器技术中的任一技术将同步参考系对准至IPM电机 310的磁极(步骤606)。接着,定子电流注入器402将定子电流注入到估计+D轴上(步骤 608)。通过误差信号发生器44向定子电流注入器402提供误差信号以调制变换角,从而扰 动该注入(步骤610)。根据优选实施方式,由为角误差的方波脉冲序列的误差信号修正变换角。该脉冲序列误差信号由误差信号发生器404产生充足的持续时间,以检测IPM电机310中任何速 度变化。该脉冲序列误差信号的幅值应充分小,以保留在图2中所见的扭矩曲线220、222、 224的平坦区域中。例如,在50Arm曲线220接近180度的情况下,角误差应当限制为小于 士40度以保留在曲线220的平坦的扭矩对角误差部分内。然而,假设参考系未正确对准磁体南极,脉冲序列误差信号的幅值应当充分大,以 允许基于预计扭矩扰动的速度检测。于是,在参考系未正确对准磁体南极的情况下,脉冲 持续时间选择为足够宽以允许速度检测。等式6示出了扭矩、角速度与惯性之间的关系
<formula>formula see original document page 10</formula>(6)其中,At为以秒为单位的脉冲宽度,J为以kg*m2
为单位的电机惯性。速度阈值应当选择为充分高于预计本底噪声(noise floor),同时提供 充分裕量以防止伪检测。在未正确对准的情况下,脉冲幅值确定扭矩大小,而脉冲宽度确定
合成速度,如等式7中所见<formula>formula see original document page 10</formula>(7)第一个脉冲和最后一个脉冲可选择为正常脉冲宽度的一半,以确保角扰动的零均 值。这样,即使转子初始未正确对准,合成运动本质上也会为纯AC,并且转子的平均位移约 为零(即,开始位置与结束位置近似相同)。在位置受到扰动时,矢量初始化器监测转子的角速度(步骤612)并确定速度是否 超过预定阈值速度(步骤614)。若速度未超过预定阈值(步骤614),则根据当前实施方式, 确定参考系与磁体北极准确对准而无需进行调节。然而,若速度超过预定阈值(步骤614), 则确定参考系未正确对准磁体南极,并在可采取IPM电机310的正常控制(步骤618)(包 括使IPM电机310与其负载360重新耦合)之前,使同步参考系增加180° (步骤616)。接下来参照包括图7A和图7B的图7,两个曲线700、750示出了操作中的当前实施 方式。曲线700示出参考系初始对准正确的磁体北极的情况。作为信号702向估计+D轴 注入50Arm,并且转子位置受到周期为166. 6msec,幅值为士20度的方波脉冲序列扰动,其 中信号704示出估计转子位置加方波脉冲序列。曲线706上的检测电机速度在整个测试期 间保持接近零。 接下来参照曲线750 (图7B),示出了参考系未正确对准磁体南极的情况。,扰动方 波脉冲序列(其中信号752示出估计转子位置加方波脉冲序列)引起扭矩扰动,这又引起 转子运动。检测速度信号754超过20rpm,并可容易地利用软件检测。因而,矢量初始化器 406可容易地检测速度信号754并在采取正常控制(图6中的步骤618)之前使参考系增加 180° (图6中的步骤616),因为速度信号754提供高信噪比,从而为矢量初始化器406提 供可靠手段来检测参考系对准。因而,可看出根据当前实施方式的无传感器矢量控制330提供利用无位置传感器 矢量控制330在启动时为电机系统300快速检测IPM电机310的转子磁极的方法和装置。 该技术可快速执行并且对转子位置的扰动最小。速度信号754的高信噪比利于磁体对准检 测,从而允许在最小化转子位置扰动以及IPM电机310的声音噪声的同时快速实现初始磁 极检测。尽管在前述实施方式中提供了至少一个示例性实施方式,但是应当理解存在大量 变型。还应当理解,这些示例性实施方式仅为示例,并不意图以任何方式限制本发明的范围、应用或构造。而且,上述说明将会为本领域技术人员提供实施这些示例性实施方式的方 便指导。应当理解,在不背离所附权利要求及其法律等同物中所阐述的本发明范围的情况 下可对元件的功能及布局进行各种变化.
权利要求
一种用于使控制参考轴与永磁电机的磁体北极对准的方法,该方法包括以下步骤在所述永磁电机的估计参考轴上注入预定定子电流;在所述估计参考轴上引入预定误差;确定所述永磁电机的速度是否大于预定阈值速度;以及若所述永磁电机的速度大于所述预定阈值速度,则将所述控制参考轴设定成使所述估计参考轴增加180°。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括若所述永磁电机的速度小于等于所述预定阈值 速度,则将所述控制参考轴设定为所述估计参考轴的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述永磁电机与其操作负载耦合,并且其中注入预定定子电流的所述步骤包括以下步骤响应于所述永磁电机的启动而使所述负载与该永磁电机解耦;以及在所述估计参考轴上注入所述预定定子电流;该方法还包括在设定所述控制参考轴的步骤之后使所述负载与所述永磁电机重新耦 合的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法,其中注入预定定子电流的所述步骤包括响应于所述永 磁电机的启动在所述估计参考轴上注入预定定子电流的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法,其中确定所述永磁电机的速度的步骤包括监测永磁转 子速度反馈信号,以确定该永磁电机的速度是否大于所述预定阈值速度的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法,其中引入预定误差的步骤包括以预定变换角扰动所述 估计参考轴的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法,其冲扰动所述估计参考轴的步骤包括通过加减预定角 而调制所述估计参考轴的变换角的步骤。
8.一种用于初始化与永磁电机的转子位置对应的转子位置信号的无传感器矢量控制, 包括定子电流注入器,该定子电流注入器用于在所述永磁电机的估计参考轴上注入预定定 子电流;误差信号发生器,该误差信号发生器与所述定子电流注入器耦合,用于向所述定子电 流注入器提供误差信号以在所述估计参考轴上引入预定误差;以及矢量初始化器,该矢量初始化器用于在引入所述预定误差之后确定所述永磁电机的速 度是否大于预定阈值速度,若所述永磁电机的速度大于所述预定阈值速度,则该矢量初始 化器将无位置传感器矢量控制的控制参考轴设定成使所述估计参考轴增加180°,并且若 所述永磁电机的速度小于等于所述预定阈值速度,则将无位置传感器矢量控制的控制参考 轴设定成所述估计参考轴。
9.根据权利要求8所述的无传感器矢量控制,还包括转子位置确定器,其与所述矢量 初始化器耦合并响应于所述控制参考轴确定所述内置式永磁电机的转子位置。
10.根据权利要求8所述的无传感器矢量控制,其中所述矢量初始化器监测永磁转子 速度反馈信号,以确定所述永磁电机的速度是大于所述预定阈值速度还是小于等于所述预 定阈值速度。
11.根据权利要求8所述的装置,所述误差信号发生器产生误差信号,以使所述估计参考轴扰动预定变换角。
12.根据权利要求11所述的装置,其中所述误差信号发生器产生误差信号,以通过加 减预定角而调制所述估计参考轴的变换角,从而扰动所述估计参考轴。
13.一种电机系统,该电机系统包括内置式永磁电机,即IPM电机,该电机具有与其相关联的磁体北极;逆变器,该逆变器与所述内置式永磁电机耦合以向该内置式永磁电机提供电机控制信 号,从而控制其操作;无传感器矢量控制,其与所述内置式永磁电机耦合,以确定该内置式永磁电机的凸极 效应并响应于该凸极效应产生转子位置信号以及角速度信号;逆变器控制器,该逆变器控制器与所述无传感器矢量控制以及所述逆变器耦合,以响 应于所述转子位置信号和所述角速度信号产生操作控制信号,并向所述逆变器提供所述操 作控制信号从而控制其操作;其中所述无传感器矢量控制包括定子电流注入器,该定子电流注入器用于在所述内置式永磁电机的估计参考轴上注入 预定定子电流;误差信号发生器,该误差信号发生器与所述定子电流注入器耦合,用于向所述定子电 流注入器提供误差信号以在所述估计参考轴上引入预定误差;矢量初始化器,该矢量初始化器用于在引入所述预定误差之后确定所述内置式永磁 电机的角速度是否大于预定阈值速度,若所述内置式永磁电机的速度大于所述预定阈值速 度,则该矢量初始化器将控制参考轴设定成使所述估计参考轴增加180° ;以及转子位置确定器,该转子位置确定器与所述矢量初始化器以及所述内置式永磁电机耦 合并响应于所述控制参考轴和所述内置式永磁电机的凸极效应确定所述内置式永磁电机 的转子位置。
14.根据权利要求13所述的电机系统,其中若所述内置式永磁电机的速度小于等于所 述预定阈值速度,则所述矢量初始化器将所述控制参考轴设定成所述估计参考轴。
15.根据权利要求14所述的电机系统,其中所述矢量初始化器监测永磁转子速度反馈 信号,以确定所述内置式永磁电机的速度是大于所述预定阈值速度还是小于等于所述预定 阈值速度。
16.根据权利要求13所述的电机系统,其中所述逆变器控制器向所述定子电流注入器 提供转子位置确定信号,以响应于所述内置式永磁电机的启动检测而启动所述预定定子电 流在所述内置式永磁电机的所述估计参考轴上的注入。
17.根据权利要求16所述的电机系统,还包括负载耦合器,用于使所述内置式永磁电 机与其操作负载耦合,其中所述逆变器控制器与所述负载耦合器耦合以在检测到所述内置 式永磁电机的启动之后并在向所述定子电流注入器提供所述转子位置确定信号之前向该 负载耦合器提供负载解耦信号,所述逆变器控制器在确定所述无传感器矢量控制装置已设 定了所述无位置传感器矢量控制的控制参考轴以后向所述负载耦合器提供负载重新耦合 信号以使负载与所述内置式永磁电机重新耦合。
18.根据权利要求13所述的电机系统,其中所述误差信号发生器产生误差信号,以使 所述估计参考轴扰动预定变换角。
19.根据权利要求18所述的电机系统,其中所述误差信号发生器产生误差信号,以通 过加减预定角而调制所述估计参考轴的变换角,从而扰动所述估计参考轴。
20.根据权利要求13所述的电机系统,其中所述内置式永磁电机包括从以下电机组中 选择的电机,该组包括泵电机、压缩机电机、汽车电驱动电机以及汽车混合驱动电机。
全文摘要
本发明涉及永磁电机驱动器的初始极性检测,提供用于使控制参考轴与永磁电机的磁体北极对准的方法和装置。该方法包括在永磁电机的估计参考轴上注入预定定子电流并在该估计参考轴上引入预定误差的步骤。该方法还包括以下步骤确定永磁电机的速度是否大于预定阈值速度,并且若永磁电机的速度大于预定阈值速度,则将控制参考轴设定成使估计参考轴增加180°,或者若永磁电机的速度小于等于预定阈值速度,则将控制参考轴设定成估计参考轴。
文档编号H02P6/18GK101826834SQ20101000212
公开日2010年9月8日 申请日期2010年1月5日 优先权日2009年1月5日
发明者C·C·斯坦库, S·E·舒尔茨, Y·C·宋 申请人:通用汽车环球科技运作公司
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