专利名称：控制电动机启动的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制电动机的方法和装置，更具体地，涉及一种控制同步磁阻电动机启动的方法和装置。
背景技术：
同步磁阻电动机为这样一种结构的电动机转子的驱动源与定子的驱动源同步，并且转子旋转使得能够将电流进入定子时在转子中产生的阻抗最小化。为驱动这种同步磁阻电动机，应该知道转子的位置。通过使用转子位置检测器(例如编码器)，能够直接检测到该转子的位置。然而，转子位置检测器不能用于电冰箱或空调的压缩机中，因为压缩机的内部温度极高。因此，通过无传感器控制模式(control scheme)来控制用于电冰箱或空调的压缩机的同步磁阻电动机。
将参照图1详细描述典型的无传感器控制系统。该无传感器控制系统包括参考扭矩电流发生器10、旋转坐标系电压发生器20、静止坐标系电压发生器30、电动机驱动电压发生器40和坐标系变换器50。参考扭矩电流发生器10产生用于补偿由参考速度ω*(也称为指令速度)与估计的转子速度 之间的差值引起的误差的参考扭矩电流iq*。旋转坐标系电压发生器20产生用于补偿由该参考扭矩电流iq*与实际扭矩电流iq之间的差值引起的误差的参考扭矩电压vq*，以及用于补偿由参考磁通λd*和观测磁通 之间的差值引起的误差的参考磁通电压vd*。静止坐标系电压发生器30将二者均为旋转坐标系电压的参考扭矩电压vq*和参考磁通电压vd*变换为静止坐标系电压vα*、vβ*。电动机驱动电压发生器40通过空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)将所述静止坐标系电压vα*、vβ*变换为三相电压vU、vV、vW，然后将所述三相电压施加至该同步磁阻电动机(SynRM motor)。坐标系变换器50将依据该同步磁阻电动机的转速检测到的三相电流iU、iV变换为静止坐标系电流iα、iβ，并进一步将所述静止坐标系电流iα、iβ变换为旋转坐标系电流id、iq。
此外，该无传感器控制系统还包括磁通观测器(flux observing unit)60，该磁通观测器60用于根据输入到电动机的静止坐标系电压vα、vβ和静止坐标系电流iα、iβ，输出该电动机的该静止坐标系α轴和β轴上的观测磁通量 、该旋转坐标系d轴和q轴上的估计磁通量 以及该旋转坐标系q轴上的观测磁通量 。
例如，可利用检测电压vαβ和检测电流iαβ、idq，定子线圈的预定阻抗Rs以及磁模型(magnetic model)，根据以下公式1和公式2计算观测磁通量 和估计磁通量 。
λ~dq=L(iαβ)]]>[公式2]λ^αβ=ss+g(vαβ-Rsiαβs)+gs+gλ~αβ]]>此外，无传感器控制系统还包括位置/速度估计器70，该位置/速度估计器70根据由该磁通观测器60基于预定的公式输出的观测磁通量 、 和估计磁通量 估计电动机转子的转角 ，并根据该估计的转角 来估计转子速度 。
当输入/输出信息较弱时，包含在同步磁阻电动机中的无传感器控制系统在初始启动时间(即从该转子停止到该转子低速的时间间隔)使用通过信号注入启动算法(startup-through-signal-injection algorithm)。因此，典型的无传感器控制系统还包括d轴磁通注入器80。该d轴磁通注入器用于产生并注入估计该转子位置所必需的小规模的激励信号λd-inj*。
在这种结构的无传感器控制系统中，获得观测磁通量 和估计磁通量 以估计转子的位置。因此，定子线圈的阻抗Rs和磁模型λ~dq=L(idq)]]>是事先确定的。这些电动机常数通过预先安排的试验或模拟来确定。
因此，当同步磁阻电动机的规格改变时，需要通过试验或模拟重新获得定子的阻抗Rs和磁模型。从而进一步引发以下问题由于将所述获得值应用于启动算法，因此需要通过新的启动算法来控制电动机。
发明内容
本发明提供一种不需要使用电动机常数而通过估计转子的位置和速度来控制同步磁阻电动机启动的方法和装置。
本发明还提供一种即使该同步磁阻电动机的规格改变也可以无需额外的试验或模拟而通过相同的算法来控制同步磁阻电动机启动的方法和装置。
根据本发明的一个方案，提供一种按照无传感器控制模式控制电动机启动的装置，在该无传感器控制模式中利用转子的估计的位置和速度来控制该电动机，该装置包括电压注入器，其产生注入电压以估计该转子的初始位置；电动机驱动电压发生器，其将包括该注入电压的静止坐标系电压变换为三相电动机驱动电压并将该三相电动机驱动电压施加至该电动机；电流提取器，其从依据该电动机的转速检测到的三相电流变换的二相静止坐标系电流中，提取对应于该注入电压的响应电流分量iα-inj、iβ-inj；以及位置/速度估计器，其从对应于该注入电压的响应电流分量iα-inj、iβ-inj中提取与转子位置相关的响应电流分量以计算转子位置误差(e)，并根据该计算的转子位置误差(e)估计该转子的速度和位置 、 。
该装置还可以包括第一坐标变换器，该第一坐标变换器首先从该二相静止坐标系电流中将对应于该注入电压的电流分量消除，然后将该二相静止坐标系电流变换为旋转坐标系电流，在该装置中该第一坐标变换器包括陷波滤波器。
该位置/速度估计器可以包括第三坐标变换器，其利用对应于该注入电压的该转子的转角θh将对应于该注入电压的响应电流分量iα-inj、iβ-inj变换为旋转坐标系响应电流分量ihd、ihq；多个高通滤波器，其从该旋转坐标系响应电流分量ihd、ihq中提取与该转子位置相关的响应电流分量ihd-hp、ihq-hp；第四坐标变换器，其利用增益可控制的转角θh将与该转子位置相关的所述响应电流分量ihd-hp、ihq-hp变换为静止坐标系响应电流分量ihα、ihβ；位置误差计算器，其基于以下公式计算该旋转坐标系响应电流分量ihα、ihβ和估计的转子位置 以计算转子位置误差(e)；比例积分(PI)调节器，其通过该转子位置误差(e)的比例积分估计该转子速度 ；以及积分器，其将该估计的转子速度 进行积分以估计该转子的位置 。
e=ihαsin2θ~-ihβcos2θ~]]>根据本发明的另一方案，本发明提供一种按照无传感器控制模式来控制电动机启动的装置，在该无传感器控制模式中利用转子估计的位置和速度来控制该电动机，该装置包括电动机驱动电压发生器，其产生电压以驱动该电动机；电压注入器，其产生用于估计该转子的初始位置的注入电压；电流提取器，其提取对应于该注入电压的响应电流分量；位置/速度估计器，其基于输出自该电流提取器的该响应电流分量估计该转子的位置和速度；以及坐标变换器，其利用该估计的转子位置将依据该电动机的转速检测到的三相电流变换为旋转坐标系电流。
根据本发明，能够在无需电动机常数(例如定子阻抗)和磁模型的情况下，通过根据对应于注入电压的响应电流计算转子位置误差(e)来估计该转子的位置和速度。因此，不论该电动机规格如何变化，都能够使用相同的位置/速度估计算法。
通过参照附图详细描述本发明典型实施例，本发明的上述的和其它的特征和优点将变得更清楚，其中图1为示出同步磁阻电动机的无传感器控制系统的方框图；图2为示出根据本发明实施例的装备有用于控制电动机启动的装置的无传感器控制系统的结构框图；图3为示出图2所示电压注入器输出特性的示意图；图4为示出图2所示的位置/速度估计器的详细结构示意图；以及图5为示出根据本发明实施例估计包含在用于控制电动机启动的装置中的转子的位置和速度的流程图。
具体实施例方式
将参照附图详细说明根据本发明的典型实施例。在以下的描述中，当如果其详细说明反而使本发明的主题不清楚时，将省略包含在本发明中的公知的功能和结构的详细说明。
图2为示出根据本发明实施例的装备有用于控制电动机启动的装置的无传感器控制系统的结构框图。图3为示出图2所示电压注入器输出特性的示意图。图4为示出图2所示的位置/速度估计器的详细结构示意图。
参照图2，根据本发明实施例的装备有用于控制电动机启动的装置的无传感器控制系统主要包括参考扭矩电流发生器100，其产生用于补偿由参考速度ω*(也称为指令速度)和估计的转子速度 之间的差值引起的误差的参考扭矩电流iq*；旋转坐标系电压发生器110，其产生用于补偿由参考扭矩电流iq*和实际扭矩电流iq-com之间的差值引起的误差的参考扭矩电压vq-con*，以及用于补偿参考磁通电流id*和实际磁通电流id-con之间的差值引起的误差的参考磁通电压vd-con*。
无传感器控制系统还包括电压注入器120，其产生用于估计该转子的初始位置的注入电压。如图3所示，该电压注入器120输出用α轴电压和β轴电压来表示的静止坐标系注入电压vα-inj*、vβ-inj*。举例说来，图3中θh表示对应于该注入电压并且可以用2πfht来表示的转角，这里，fh表示所述注入电压的频率。
回到图2，无传感器控制系统包括电动机驱动电压发生器130。该电动机驱动电压发生器130将包含有所述注入电压vα-inj*、vβ-inj*的所述静止坐标系电压vα*、vβ*变换为三相电动机驱动电压vU、vV、vW，并将所述三相电动机驱动电压施加至该同步磁阻电动机(SynRM)。因此，该电动机驱动电压发生器130包括第二坐标变换器132，其用于将二者均为旋转坐标系电压的该参考扭矩电压vq-con*和该参考磁通电压vd-con*变换为静止坐标系电压vα-con*、vβ-con*；加法器134，其用于将所述注入电压vα-inj*、vβ-inj*与所述静止坐标系电压vα-con*，vβ-con*相加，所述静止坐标系电压vα-con*、vβ-con*是第二坐标变换器132的输出；以及电动机驱动器(motor driving unit)140，其通过空间矢量调制(SVM)将包含所述注入电压的所述静止坐标系电压vα*、vβ*进行变换以产生所述三相电动机驱动电压。该电动机驱动器包括典型的逆变器(inverter)。
根据本发明实施例的该无传感器控制系统还包括三相/静止坐标变换器150，其用于将依据该电动机的转速检测到的三相电流iU、iV变换为二相静止坐标系电流iα、iβ；以及电流提取器160，其用于从二相静止坐标系电流iα、iβ中提取对应于所述注入电压vα-inj*、vβ-inj*的响应电流iα-inj、iβ-inj。该电流提取器160能够利用带通滤波器来实现提取对应于所述注入电压的电流分量。
所述二相静止坐标系电流iα、iβ包括对应于所述静止坐标系控制电压vα-con*、vβ-con*的响应电流iα-con、iβ-con。需要所述响应电流iα-con、iβ-con来产生实际扭矩电流iq-con和实际磁通电流id-con。因此，根据本发明实施例的无传感器控制系统还包括第一坐标变换器170，其用于从所述二相静止坐标系电流iα、iβ中除去对应于所述注入电压的电流分量，然后利用估计的转子位置 将所述二相静止坐标系电流iα、iβ变换为所述旋转坐标系电流iq-con、id-con。该第一坐标变换器170包括陷波滤波器，用以消除对应于所述注入电压的电流分量。
最后，该无传感器控制系统还包括位置/速度估计器180，其用于从该电流提取器160提取的对应于所述注入电压的响应电流iα-inj、iβ-inj中提取与该转子的位置相关的响应电流以计算转子位置误差(e)，并根据该计算的转子位置误差(e)估计该转子的速度和位置 、 。
如图4所示，该位置/速度估计器180包括第三坐标变换器181，其利用对应于所述注入电压的该转角θh将对应于所述注入电压的所述响应电流iα-inj、iβ-inj变换为旋转坐标系响应电流ihd、ihq；高通滤波器183和185用于从所述旋转坐标系响应电流ihd、ihq中提取与该转子的该位置相关的响应电流ihd-hp、ihq-hp；第四坐标变换器187，其利用该增益可控制的转角θh将与该转子的位置相关的所述响应电流ihd-hp、ihq-hp变换为静止坐标系响应电流ihα、ihβ；位置误差计算器182，其通过基于以下的公式3计算所述静止坐标系响应电流ihα、ihβ和估计的转子位置 ，来计算转子位置误差(e)；比例积分(PI)调节器184，其通过该转子位置误差(e)的比例积分来估计该转子速度 ；以及积分器186，其将该估计的转子速度 进行积分以估计该转子的位置 。
e=ihαsin2θ~-ihβcos2θ~]]>将参照图5说明具有上述结构的无传感器系统中估计转子的位置和速度的过程。
首先，电压注入器120产生并输出静止坐标系上的注入电压vα-inj*、vβ-inj*作为用于估计该转子的初始位置的激励信号(步骤200)。将所述注入电压vα-inj*、vβ-inj*施加到加法器134中以与输出自第二坐标变换器132的静止坐标系控制电压vα-con*、vβ-con*相加。将合成电压施加到电动机驱动器140从而将通过空间矢量调制变换的三相电动机驱动电压施加至同步磁阻电动机。
当该电动机由该三相电动机驱动电压驱动而旋转时，三相/静止坐标变换器150将依据该电动机的转速检测到的三相电流iU、iV变换为二相静止坐标系电流iα、iβ。将该二相静止坐标系电流iα、iβ施加到带通滤波器(即电流提取器160)和该第一坐标变换器170中的陷波滤波器。例如，所述二相静止坐标系电流iα、iβ包括对应于所述注入电压vα-inj*、vβ-inj*的响应电流iα-inj、iβ-inj和对应于所述控制电压的响应电流iα-con、iβ-con。
因此，由于对应于所述注入电压的电流分量被该陷波滤波器消除，仅将对应于所述静止坐标系控制电压vα-con*、vβ-con*的响应电流iα-con、iβ-con施加至该第一坐标变换器170中的静止/旋转坐标变换器，并将其变换为实际的扭矩电流iq-con和实际的磁通电流id-con。如上所述，将该扭矩电流值和该磁通电流值为用于产生反馈环上的扭矩电压和磁通电压的值。
同时，由于该带通滤波器设置为只有对应于所述注入电压vα-inj*、vβ-inj*的响应电流分量iα-inj、iβ-inj能够通过，因此在施加的二相静止坐标系电流iα、iβ中，只有对应于所述注入电压vα-inj*、vβ-inj*的响应电流分量iα-inj、iβ-inj通过该带通滤波器(即电流提取器160)。也就是说，对应于所述注入电压vα-inj*、vβ-inj*的响应电流分量iα-inj、iβ-inj能够被该滤波器提取(步骤210)。所述响应电流分量用以下的公式4来表示。
iα-inj＝Acos(2πfht)-Bcos(2θ-2πfht)iβ-inj＝Asin(2πfht)-Bsin(2θ-2πfht)在公式4中，A和B是与电动机常数相关的常数，fh表示该注入电压的频率，而t表示时间间隔。在公式4中，在估计该转子的位置和速度时不需要与该转子的位置θ不相关的项(term)。因此，必须去除所述项而只提取与该转子的位置有关的电流分量。参照图4，将说明从通过该带通滤波器160提取的响应电流中只提取与该转子的位置相关的电流分量的过程(步骤220)。
如果利用对应于所述注入电压的转角θh将对应于所述注入电压的响应电流分量iα-inj、iβ-inj变换为旋转坐标系响应电流分量ihd、ihq，则将与该转子的位置无关的项变换为如以下公式5所示的直流(DC)常量。
ihd＝A*1-Bcos(2θ-2πfht)，ihq＝A*0-Bsin(2θ-2πfht)因此，如果公式5中表示的旋转坐标系响应电流ihd、ihq经过高通滤波过程，则如公式6所示将与该转子的位置无关的直流分量去除并且只有与该转子的位置相关的响应电流分量ihd-hp、ihq-hp能够被提取出来。
ihd-hp＝-Bcos(2θ-2πfht)，ihq-hp＝-Bsin(2θ-2πfht)在与该转子的该位置相关的响应电流分量ihd-hp、ihq-hp中，为保留三角函数中表示的项，利用增益放大器189中增益控制(×2)后的转角2θh，通过第四坐标变换器187将与该转子的位置相关的所述响应电流分量ihd-hp、ihq-hp变换为静止坐标系响应电流分量ihα、ihβ，从而得到如以下公式7所示的与该转子的位置相关的电流分量。
ihα＝-Bcos(2θ)，ihβ＝-Bsin(2θ)同时，在通过上述的过程得到静止坐标系的与该转子位置相关的响应电流分量ihα、ihβ之后，该位置/速度估计器180从所述响应电流分量中计算转子位置误差(e)，根据该计算的转子位置误差(e)估计并输出该转子的速度和位置 、 (步骤230)。
也就是说，基于以下的公式8，该位置/速度估计器180中的该位置误差计算器182通过计算所述静止坐标系响应电流分量ihα、ihβ和反馈的该估计的转子位置 来计算并输出该转子的位置误差(e)。
e=ihαsin2θ~-ihβcos2θ~=Bsin(θ-θ~)=B*(θ-θ~)]]>根据公式8，可见从对应于所述注入电压的响应电流iα-inj、iβ-inj中能够得到正比于该转子位置误差的信息。
也就是说，如果该转子估计的位置与实际的位置之间的误差是通过该位置误差计算器182得到的，则能够利用比例积分调节器184估计该转子的速度 ，并且通过积分器186能够估计对应于该估计的转子速度 的转子位置 。
举例说来，如典型的无传感器控制系统，将该估计的转子速度 反馈以控制该电动机的速度。该估计的转子位置 用于矢量控制所需的电压和电流的相位变换和在随后的取样周期中的位置误差的计算。
根据本发明的上述实施例，，能够从对应于同步磁阻电动机启动时的注入电压的响应电流iα-inj、iβ-inj中得到正比于转子的位置误差的信息。因此，本发明在无需电动机的常数(例如定子阻抗)和磁模型的情况下，能够估计转子的位置和速度。
从上述的说明可见，在同步磁阻电动机的无传感器矢量控制系统中，本发明在无需电动机的常数(例如定子阻抗)和磁模型的情况下，能够根据对应于注入电压的响应电流计算转子的位置误差(e)并估计转子的位置和速度。因此，无论电动机规格如何变化，都能够使用相同的位置/速度估计算法。
并且，本发明的优点在于无论同步磁阻电动机规格如何变化，都不需要额外的试验或模拟来得到电动机的常数(例如定子阻抗)和磁模型。
虽然已经参照本发明典型的实施例对本发明进行说明，本领域的技术人员应该理解在不脱离以下本发明权利要求书的范围的情况下可以对本发明的形式和细节做出各种改变。
权利要求
1.一种控制电动机启动的装置，其按照无传感器控制模式控制电动机启动，在该无传感器控制模式中利用估计的转子的位置和速度控制该电动机，该装置包括电压注入器，其产生注入电压以估计该转子的初始位置；电动机驱动电压发生器，其将包含该注入电压的静止坐标系电压变换为三相电动机驱动电压，并将该三相电动机驱动电压施加至该电动机；电流提取器，其从二相静止坐标系电流中提取与该注入电压相对应的响应电流分量iα-inj、iβ-inj，其中该二相静止坐标系电流是依据该电动机的转速检测到的三相电流变换而来；以及位置/速度估计器，其从对应于该注入电压的响应电流分量iα-inj、iβ-inj中提取与转子位置相关的响应电流分量，计算转子位置误差(e)，并根据该计算所得的转子位置误差(e)估计该转子的速度和位置
2.如权利要求1所述的控制电动机启动的装置，其中该电动机驱动电压发生器包括第二坐标变换器，其用于将二者均为旋转坐标系电压的参考扭矩电压vq-con*和参考磁通电压vd-con*变换为静止坐标系电压vα-con*、vβ-con*；多个加法器，每个加法器将该注入电压vα-inj*、vβ-inj*与该静止坐标系电压vα-con*、vβ-con*相加；以及电动机驱动器，其用于将包括该注入电压的静止坐标系电压vα*、vβ*变换为该三相电动机驱动电压。
3.如权利要求1所述的控制电动机启动的装置，其中该电流提取器是带通滤波器，该带通滤波器提取与该注入电压相对应的电流分量iα-inj、iβ-inj。
4.如权利要求1所述的控制电动机启动的装置，其中该位置/速度估计器包括第三坐标变换器，其利用与该注入电压相对应的该转子的转角θh，将与该注入电压相对应的响应电流分量iα-inj、iβ-inj变换为旋转坐标系响应电流分量ihd、ihq；多个高通滤波器，其从该旋转坐标系响应电流分量ihd、ihq中提取与该转子的位置相关的响应电流分量ihd-hp、ihq-hp；第四坐标变换器，其利用该增益可控制的转角θh，将与该转子位置相关的响应电流分量ihd-hp、ihq-hp变换为静止坐标系响应电流分量ihα、ihβ；位置误差计算器，其基于以下公式计算该旋转坐标系响应电流分量ihα、ihβ和估计的转子位置 以计算转子位置误差(e)；比例积分调节器，其通过该转子位置误差(e)的比例积分估计该转子的速度 以及积分器，其将该估计的转子速度 进行积分以估计该转子的位置 其中e=ihαsin2θ~-ihβcos2θ~]]>ihα＝-Bcos(2θ)，ihβ＝-Bsin(2θ)。
5.如权利要求1所述的控制电动机启动的装置，还包括第一坐标变换器，该第一坐标变换器首先从该二相静止坐标系电流中消除对应于该注入电压的电流分量，然后将该二相静止坐标系电流变换为旋转坐标系电流，其中该第一坐标变换器包括陷波滤波器。
6.如权利要求5所述的控制电动机启动的装置，其中该电动机驱动电压发生器包括第二坐标变换器，其用于将二者均为旋转坐标系电压的参考扭矩电压vq-con*和参考磁通电压vd-con*变换为静止坐标系电压vα-con*、vβ-con*；多个加法器，每个加法器将该注入电压vα-inj*、vβ-inj*与该静止坐标系电压vα-con*、vβ-con*相加；以及电动机驱动器，其用于将包括该注入电压的静止坐标系电压vα*、vβ*变换为该三相电动机驱动电压。
7.如权利要求5所述的控制电动机启动的装置，其中该电流提取器是带通滤波器，该带通滤波器提取对应于该注入电压的电流分量iα-inj、iβ-inj。
8.如权利要求5所述的控制电动机启动的装置，其中该位置/速度估计器包括第三坐标变换器，其利用与该注入电压相对应的该转子的转角θh，将与该注入电压相对应的响应电流分量iα-inj、iβ-inj变换为旋转坐标系响应电流分量ihd、ihq；多个高通滤波器，其从该旋转坐标系响应电流ihd、ihq中提取与该转子的位置相关的响应电流分量ihd-hp、ihq-hp；第四坐标变换器，其利用该增益可控制的转角θh，将与该转子的位置相关的响应电流分量ihd-hp、ihq-hp变换为静止坐标系响应电流分量ihα、ihβ；位置误差计算器，其基于以下公式计算该旋转坐标系响应电流分量ihα、ihβ和估计的转子位置 以计算转子位置误差(e)；以及比例积分调节器，其通过该转子位置误差(e)的比例积分估计该转子的速度 以及积分器，其将该估计的转子速度 进行积分以估计该转子的位置 其中e=ihαsin2θ~-ihβcos2θ~]]>ihα＝-Bcos(2θ)，ihβ＝-Bsin(2θ)。
9.一种控制电动机启动的装置，其按照无传感器控制模式控制电动机启动装置，在该无传感器控制模式中利用估计的转子的位置和速度控制该电动机，该装置包括电动机驱动电压发生器，其产生电压以驱动该电动机；电压注入器，其产生用于估计该转子的初始位置的注入电压；电流提取器，其提取对应于该注入电压的响应电流分量；位置/速度估计器，其基于输出自该电流提取器的响应电流分量估计该转子的位置和速度；以及坐标变换器，其利用该估计的转子的位置，将依据该电动机的转速检测到的三相电流变换为旋转坐标系电流。
10.如权利要求9所述的控制电动机启动的装置，其中所述电动机驱动电压发生器包括参考扭矩电流发生器，其产生参考扭矩电流，该电流用于补偿由参考速度和估计的转子速度之间的差值引起的误差，旋转坐标系电压发生器，其产生参考扭矩电压和参考磁通电压，该参考扭矩电压用于补偿由该参考扭矩电流和实际扭矩电流之间的差值引起的误差的参考扭矩电压，该参考磁通电压用于补偿由参考磁通电流和实际磁通电流之间的差值引起的误差；以及电动机驱动电压发生器，其将由该旋转坐标系电压发生器输入的参考磁通电压和由该电压注入器输入的注入电压变换为三相电动机驱动电压。
11.如权利要求10所述的控制电动机启动的装置，该电动机驱动电压发生器包括第二坐标变换器，其将由该旋转坐标系电压发生器输入的参考扭矩电压和参考磁通电压变换为静止坐标系电压；多个加法器，每个加法器用于将由该第二坐标变换器输入的静止坐标系电压与由该电压注入器输入的注入电压相加；以及电动机驱动器，其将包括由该加法器输入的注入电压的静止坐标系电压变换为该三相电动机驱动电压。
12.如权利要求9所述的控制电动机启动的装置，其中该电压注入器将静止坐标系的注入电压注入至该电动机驱动电压发生器中，并将与该注入电压相对应的转角输出至该位置/速度估计器。
13.如权利要求9所述的控制电动机启动的装置，其中该电流提取器包括带通滤波器，该带通滤波器提取与该注入电压相对应的电流分量。
14.如权利要求9所述的控制电动机启动的装置，其中该位置/速度估计器包括第三坐标变换器，其利用与该注入电压相对应的该转子的转角，将与由该电流提取器输入的注入电压相对应的响应电流分量变换为旋转坐标系响应电流分量；至少一个高通滤波器，其从该第三坐标变换器输入的旋转坐标系响应电流分量中提取与该转子位置相关的响应电流分量；第四坐标变换器，其利用由该电压注入器输入的该增益可控制的转角，将由该高通滤波器输入的与该转子位置相关的响应电流分量变换为静止坐标系响应电流分量；位置误差计算器，其计算由该第四坐标变换器输入的静止坐标系响应电流分量和估计的转子位置以计算转子位置误差；比例积分调节器，其通过由该位置误差计算器输入的该转子位置误差的比例积分来计算估计的转子速度；以及积分器，其将由该比例积分调节器输入的估计的转子速度进行积分以计算估计的转子位置。
15.如权利要求9所述的控制电动机启动的装置，其中该坐标变换器包括三相/静止坐标变换器，其将依据该电动机的转速检测到的三相电流变换为二相静止坐标系电流；以及第一坐标变换器，其利用由该位置/速度估计器输入的估计的转子位置，将由该三相/静止坐标变换器输入的二相静止坐标系电流变换为该旋转坐标系电流。
16.如权利要求15所述的控制电动机启动的装置，其中该第一坐标变换器包括陷波滤波器，以从该三相/静止坐标变换器输入的二相静止坐标系电流中消除与该注入电压相对应的电流分量。
17.一种控制电动机启动的方法，其按照无传感器控制模式控制电动机启动，在该无传感器控制模式中利用转子估计的位置和速度控制该电动机，该方法包括以下步骤a)注入电压以估计该转子的初始位置；b)将包括该注入电压的三相电动机驱动电压施加到该电动机以驱动该电动机；c)从二相静止坐标系电流中提取对应于该注入电压的响应电流分量iα-inj、iβ-inj，该二相静止坐标系电流是依据该电动机的转速检测到的三相电流变换而来；d)通过计算从该提取的响应电流分量iα-inj、iβ-inj中提取的与该转子位置相关的响应电流分量和反馈的估计的位置 计算转子位置误差(e)；以及e)根据该计算的转子位置误差(e)估计并输出该转子的速度和位置
18.如权利要求17所述的控制电动机启动的方法，其中该注入电压是可用α轴电压和β轴电压表示的静止坐标系电压。
19.如权利要求17所述的控制电动机启动的方法，其中步骤d)包括以下步骤利用与该注入电压相对应的该转子的转角θh，将与该注入电压相对应的响应电流分量iα-inj、iβ-inj变换为旋转坐标系响应电流分量ihd、ihq；通过滤波该旋转坐标系响应电流ihd、ihq，提取与该转子位置相关的响应电流分量ihd-hp、ihq-hp；利用该增益可控制的转角θh将与该转子位置相关的响应电流分量ihd-hp、ihq-hp变换为静止坐标系响应电流分量ihα、ihβ；以及基于以下公式计算该旋转坐标系响应电流分量ihα、ihβ和估计的转子位置 计算转子位置误差(e)，其中e=ihαsin2θ~-ihβcos2θ~]]>ihα＝-Bcos(2θ)，ihβ＝-Bsin(2θ)。
全文摘要
本发明公开一种控制同步磁阻电动机启动的方法和装置。该装置包括电压注入器，其产生注入电压以估计该转子的初始位置；电动机驱动电压发生器，其将包括该注入电压的静止坐标系电压变换为三相电动机驱动电压并将该三相电动机驱动电压施加到该电动机；电流提取器，其从依据该电动机的转速检测到的三相电流变换的二相静止坐标系电流中提取对应于该注入电压的响应电流分量i
文档编号H02P6/18GK1787357SQ200510120190
公开日2006年6月14日 申请日期2005年11月15日 优先权日2004年12月6日
发明者李吉洙, 郑达浩, 李炅勋 申请人:Lg电子株式会社