专利名称：永磁电动机启动的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及电动机系统，尤其涉及用于电动机系统中永 磁交流(AC)电动机的无传感器启动的方法和装置。
背景技术：
根据基于电压和电流而不使用转子位置或速度传感器来估 算转子位置的常规算法(即根椐"无传感器算法，，)，在永磁交流(AC) 电动才几的启动加速期间，电流矢量位置净皮迫随着固定廓线(fixed profile) 而增加，并且希望该电动机的转子位置落后于该电流矢量位置，同时电 流幅值被控制为恒定的。如果在启动程序期间需要大的负载转矩，就要 将电流设的足够高从而产生所需的启动转矩，而在轻负载状态下，电流 引起电流矢量和电动机中转子位置之间的角度差的瞬时振荡。这些瞬时 振荡在永磁交流电动才几的启动期间在该电动机中产生不希望的机械振 荡。因此，希望提供减少机械振荡的用于电动机系统中永磁交流 电动机启动的方法和装置。另外，希望防止永磁交流电动机无传感器启 动期间的电流过冲。此外，结合附图和上述技术领域及背景技术，根据 随后的详细说明和所附的权利要求，本发明的其它合乎需要的部件和特 征是显而易见的。
发明内容
提供一种用于永;兹交流(AC)电动冲几启动的方法。该方法 包括如下步骤检测永磁交流电动机的启动；在^r测到永;兹交流电动机 的启动时，检测该永》兹交流电动机的积d成振荡；和，响应于一佥测到启动 时永磁交流电动机机械振荡的检测，抑制永磁交流电动机的机械振荡。另外，提供一种产生用于永磁交流电动机控制的转矩指令电 流的控制器。该控制器包括电流脉动检测器、启动转矩指令模块、转矩 至电流转换器和启动开关控制器。该电流脉动检测器检测永磁交流电动 才几定子电流中的电流"永动并响应于此产生电流^K动4言号。该启动转矩指
7令模块耦合到电流脉动检测器并响应于电流脉动信号改变预定的启动 转矩指令从而产生转矩指令。该转矩至电流转换器将转矩指令转换为转
矩指令电流，在永磁交流电动机启动之后，在永磁交流电动机的转速小 于预定速度时，该启动开关控制器使启动转矩指令才莫块与转矩至电流转 换器相联。此外，提供一电动才几系统，该电动才几系统包括永石兹交流电动 机、场定向控制器和控制器。场定向控制器耦合到永磁交流电动机用来 改变供给到该永磁交流电动机的相电流，从而提供电控制。控制器耦合 到该相电流并且包括电流脉动^r测器、启动转矩指令才莫块、转矩至电流 转换器和启动开关控制器。该电流脉动检测器检测永磁交流电动机相电 流中的电流力永动并响应于此产生电流力永动信号。该启动转矩指令沖莫块摔禺 合到电流脉动检测器，用于响应于电流脉动信号改变预定的启动转矩指 令从而产生转矩指令。然后，转矩至电流转换器将转矩指令转换为转矩 指令电流。在永磁交流电动才几启动之后，在^r测到的7Jc磁交流电动才几转 速小于预定速度时，该启动开关控制器使启动转矩指令^^莫块与转矩至电 流转换器相联。该场定向控制器进一步耦合到转矩至电流转换器，用于 响应于脉冲宽度调制的电流来改变用于永磁交流电动机控制的相电流， 该脉冲宽度调制电流是响应于转矩指令电流而产生的。
在下文中将结合附图来描述本发明，其中相同的附图标记表 示相同的元件，并且图1,包括图1A、图1B和图1C，图示了电动机系统运行状态 的矢量图；图2图示了根据本发明 一 个实施例的电动机系统的方框图；图3图示了根据本发明一个实施例的图2所示电动机系统中 的电流脉动检测器的方框图；图4,包括图4A和图4B，图示了根据本发明的实施例、既不 利用转矩阻尼也不利用速度阻尼的电动机系统的启动响应图形；图5，包括图5A和图5B,图示了根据本发明的实施例、利用 转矩阻尼的电动机系统的启动响应图形；图6，包括图6A和图6B,图示了根据本发明的实施例、利用速度阻尼的电动机系统的启动响应图形；图7，包括图？A和图:7B,图示了根据本发明的实施例、利用 转矩阻尼和速度阻尼的图2所示电动冲几系统的启动响应图形；和图8，包括8A和图8B,图示了根据本发明实施例的没有转矩 和速度阻尼的电动机系统的电流响应图形(图8A)和根据本发明实施例 的带有转矩和速度阻尼的图2所示电动机系统的电流响应图形(图8B)。
具体实施例方式接下来的详细说明在本质上仅仅是示例性并没有打算限制 发明或本发明的应用和使用。此外，没有意图通过存在于在前技术领 域、背景技术、发明内容或接下来的详细说明中的任何明示或暗示的理 论进行约束。没有轴传感器的永磁交流(AC)电动机(PMAC)的振荡响 应是众所周知的，假设在无传感器启动程序中恒定的电流矢量转动，所 述振荡响应的机械性能以等式(1 )建模
人,^《+夂4《+ 7^^/,sin(《-《) (1 )
其中Jm是电动机惯量，Bm是摩擦系数，Tl是(恒定的)负载转矩， KT是PMAC的转矩常数，is是电动机电流的幅值，0r是转子位置，&是定 子电流矢量的角坐标。在根据最常见的启动算法的启动加速期间，电流 矢量位置G^皮迫随着固定廓线而增加，并且电流幅值ls被控制为恒定。因 此，期望转子位置0r落后于定子电流角。转子位置er与电流矢量位置ee具有如等式(2)所示的关系，
电动机电流的振幅如等式(3)所示地进行定义。
《《+ A + 5 ( 2 )
(3)
其中S是位差的小信号部分，A定义了电流矢量和转子位置之间的平 均位差。Is是平均电流幅值， 意味着小信号电流变量。如果在启动程 序中存在所需的大负载转矩，那么Is应被设为产生足够的启动转矩并且△ 趋向于接近+兀/2。在轻负载状态下，A收敛于零。位差的小信号部分5 表示电流矢量和转子位置之间的角度差的瞬时振荡。因此，假设位差的小信号部分M艮小，等式(1)可近似于等式(4)所示。
<formula>formula see original document page 10</formula>等式(4)右侧的第一项表示启动期间加速转矩，第二和笫三 项与振荡响应有关。在稳定状态下，启动期间的振荡通过省略等式(4) 中右侧的第一项如等式(5)所示建模。
<formula>formula see original document page 10</formula>在等式(5)中，机械振荡是由电流变化激发的并且振荡的固
有频率是由惯量Jm和平均电流确定的。当机械摩擦相对于惯量Jm变得更
小时，等式(5)所表示的机械系统趋向于更易振荡。该机械振荡还可 以激发电动机电流的振荡。因此，PMAC电动机的电路方程可以等式(6) 所示的复数形式近似表示，忽略电动机阻抗的影响。 <formula>formula see original document page 10</formula> (6 )
其中Vs是电动机电压，Ls是定子感应系数，rs是定子电阻，屮f是永 磁铁产生的磁通量，Nr是电动机转速，j代表复数的虚数单位，—代表复 数矢量。参考图1A,描述的是处于常规PMAC电动机稳定状态(即当5 =0和^ = 0时)的矢量图100。图1B和图1C分别描述了处于PMAC电动机 非稳定状态的矢量图120和130。矢量E 102表示磁通量产生的反电动势 (BEMF),其比通量位置矢量104提前90。。根据等式(6),电动机电 流矢量110由电动机电压矢量106和BEMF矢量102之间的关系来确定，并 且其垂直于矢量)7、，S 108。如果电流控制器不够快来调整电流，那么电动机电压(即， 电流控制器的输出)将会緩慢地变化。矢量图100表示没有电动机位置 振荡和电流幅值振荡的稳定状态矢量图。电流矢量A 1 IO超前磁通量矢量 104—个位差A114。参考矢量图120和130,电压矢量106的位置相对于图 1A中的电压矢量106的位置没有变化。由于等式(5)的机械振荡，当5 是正^f直时，如矢量图120中所示，电动才几电流增加(即，与初始电动枳j 电流矢量IIO (图示于图1B和图1C中用于比较)相比较的矢量122)。在相反的情况下，如矢量图130中所示，电动机电流减小(即，与初始电 动机电流矢量110相比较的矢量132)。因此，根据图1A,图1B和图1C 的矢量图清楚明白的是，PMAC电动机的机械振荡造成电动机电流的振 荡。反之，还可以清楚明白的是，在启动过程中通过电动才几电流的变化 可以冲全测机械振荡并进行抑制。
参考图2 ，根据本发明 一个实施例的电动机系统200的方框图 包括具有转矩Te和转速Nr的三相PMAC电动才/L210。带有电流调节脉冲宽 度调制的场定向控制器220产生并向PMAC电动机210提供三个相225上 的定子电流用于其电控制。控制器230耦合到相225用于接收来自每个相感器驱动机构，为了提供该无传感器驱动机构，无传感器算法模块248基于电动机电压(Vas， Vbs和V")和电动机电流(ias, ibs 和ics)估算电 动机转速》,.和位置《。当开关240和242被设为"无传感器模式"时，转速 控制器244产生转矩指令r:;来根据转速指令W控制电动机转速，转矩 至电流转换块236将转矩指令m转换为相应的电流指令来驱动场定向 控制器220。
在大多数情况下，无传感器算法模块248在高速下可以提供准 确的估算结果。然而，这种估算实际上在零转速或电动机电压过小而不 能用来估算的低速区域中是不可能的。在这种情况下，根据本实施例， 开关240和242被设为"启动模式"，因此允许基于转矩和转速指令的加 速。在这个加速过程中，PMAC电动机210会表现出机械振荡。
控制器230利用两种方法在启动程序期间抑制PMAC电动才几 210的机械振荡从而在启动期间提供较快的加速，且增加了启动转矩极限而没有增加相电流保护极限。 一个方法要求调整电流幅值Is来抑制等式(5)中所示的机械振荡源，而另一个方法要求调整电流矢量位置0e 来衰减等式(5)中所示的振荡响应。
根据本实施例，控制器230包括电流脉动检测器232,用于检 测三个相225的定子电流中的电流脉动。电流脉动才企测器232响应于定子 电流产生电流脉动信号，启动转矩指令冲莫块234响应于该电流脉动信号 改变预定的启动转矩指令7:,。，,)从而产生提供给转矩至电流转换器236的 转矩指令7:。转矩至电流转换器236将转矩指令"转换为提供给场定向 控制器220的电流指令r,， ,* 。启动转子位置模块238也耦合到电流脉动才企测器232并且响应于电流脉动信号改变转速指令<从而产生启动转子 位置信号《，该启动转子位置信号《也被提供到场定向控制器220。
为了从启动模式转换到高速无传感器工作状态，第一启动开 关控制器240和第二启动开关控制器242动作，用来在检测到或推测 PMAC电动机210的转速小于预定转速时使控制器220处于启动模式工作使控制器220处于高速无传感器模式。在PMAC电动机210启动之后，当 检测到的PMAC电动机210的转速小于预定转速时，第一启动开关控制器 240将启动转矩指令模块234耦合到转矩至电流转换器236。当检测到的P MAC电动机210的转速大于预定转速时，第一启动开关控制器240将转速 控制器244耦合到转矩至电流转换器236，用于在大于预定转速的转速下 PMAC电动机210的无传感器控制。转速控制器244的输入是来自加法器 246的信号，该加法器计算转速指令《和高速无传感器转速信号《之间 的差值，该高速无传感器转速信号响应于感测到的相225的电流和电压 由高速无传感器算法模块248产生。
在PMAC电动机210启动之后，当检测的PMAC电动机210的转 速小于预定转速时，第二启动开关控制器242将启动转子位置模块238耦 合到转矩至电流转换器236 。当检测到的PMAC电动机21 O转速大于预定 转速时，第二启动开关控制器242将高速无传感器算法模块248耦合到转 矩至电流转换器236从而从其接收无传感器转子位置信号《，该无传感 器转子位置信号《也是响应于感测到的相225的电流和电压由高速无传 感器算法模块248产生的。
在启动模式期间，转矩指令固定为t;(:—而用于电动机控制的 转子位置《设为指令位置《，该指令位置是由启动转子位置模块238的积 分器250计算，作为指令速度AT;的积分。来自电流脉动检测器232的电流脉动信号被用来分别通过转矩阻尼信号ATdamp和转速阻尼信号ANdamp改变固定的启动转矩7:。,.,)和指令位置《。转矩阻尼信号ATd，是响应于电 流脉动信号由转矩阻尼模块252产生的，并且在启动转矩指令加法器254处通过从固定的启动转矩/;(:,。,.,)中减去转矩阻尼信号ATdamp来改变固定的启动转矩77(:,。,7)，因此产生在启动才莫式期间供给转矩至电流转换器236的转矩指令。同样地，转速阻尼信号ANUmp是响应于电流脉动信号由转速阻尼模块256产生的，并且在启动转速加法器258处通过从转速指令《中减去转速阻尼信号ANd^p来改变转速指令A^，这种差值提供给积分器 250从而产生在启动模式期间供给场定向控制器220的指令位置《。
假设实际转子位置《跟随指令位置《。在到达被确定为高速 无传感器控制器248能够正确工作的足够转速水平的预定转速之后，第 一和第二启动开关控制器240, 242使控制器230从启动模式工作状态转 换到无传感器模式工作状态。
参考图3，示出了根椐本发明实施例的电流脉动检测器232的 方框图以及转矩阻尼模块252和转速阻尼模块256。瞬时电流模拟模块 310模拟场定向控制器220的响应并且响应于定子电流产生瞬时电流信 号，该瞬时电流信号根据转矩指令模拟电流幅值的期望瞬时响应。瞬时 电流模拟模块310的第一模块312用转矩常量KT的倒数乘以启动转矩指 令7T,,、从而产生相应的电流指令幅值信号。然后电流指令幅值信号经过 1阶低通滤波器314来^^莫拟场定向控制器220的响应，产生作为转矩指令 的预期电流响应的瞬时电流信号。PMAC电动才几210的电动才几转矩与电 动机电流成比例，并且场定向控制器220被设计为具有带宽的1阶响 应。低通滤波器314在电流控制响应足够快的特定应用中可以省略。
电流幅值调整模块320产生电流幅值信号，该信号表示来自三 个定子电流的电动机电流的电流幅值。三相至两相转换才莫块322使三相 定子电流转换为两相(正交)电流。第一和第二平方块324, 325使每个 正交电流平方，加法器326使电流的平方相加，平方根模块328产生电流 幅值信号is。电流脉动加法器330产生作为预期的电流响应/:*和电流幅值信号L之间差值的电流力永动信号〖。电流务:K动信号《表示A;K动电流，该月永动电流是上述等式(5)和(6)中所示的振荡结果。
利用电流脉动检测器232的输出来分别通过转矩阻尼模块252 GT和转速阻尼冲莫块256 GN计算转矩指令和转速指令的补偿值。转速阻尼 模块256 GN将电流脉动转换为转速阻尼信号来衰减等式(5)中所示的 振荡响应。返回来参考图1B，当转子位置落后于由图1B中稳定状态矢量 图100确定的预期转子位置时，电流幅值矢量122超过对应于指令转矩的 指令电流矢量110 。因此有必要使电流矢量的转速减少到接近稳定状态 电流矢量IIO。
在相反的情况下，如图1C所示，转子位置超前于预期转子位 置并且电流幅值矢量132减小。因此在这种情况下有必要加快电流矢量132的转速从而跟上指令电流矢量U0。因此，来自图2和图3中所示的转 速阻尼模块256 GN的转速阻尼信号在振荡的频率范围内应该是正值从 而减少积分器250的输入。
转矩阻尼模块252 gt以相似的方式运行。如等式(6)所示， 电流是由电动机电压和反电动势EMF确定的。在具有等式(6)所示运 转特性的启动过程中，由于由反电动势EMF振荡造成的干扰，很难控制 电流，由此可能造成过电流故障。在电动机不能跟随指令电流时，为了 防止这种过电流故障，根据本实施例的来自转矩阻尼模块252 Gt的特矩 阻尼信号减少转矩指令。同时，转矩阻尼信号抑制在等式(5)中示出 为右侧项的机械振荡源。类似于速度阻尼信号，初始转矩指令7;:*—从自 转矩阻尼模块252 Gt愉出的转矩阻尼信号中减去。
根据本实施例，控制器230可以使用转矩阻尼才莫块252 Gt和梓 速阻尼模块256 GN来实现，或者控制器230仅仅使用转矩阻尼模块252 GT 或转速阻尼模块256 GN来实现。另外，转矩阻尼模块252 Gt和特速阻尼 模块256 Gn都可用恒定值实现或以频率函数的形式来实现。
因此可以看出，PMAC电动机210的启动方法包括检测电动机 210的启动和激励第一和第二启动开关控制器从而以启动模式操作控制 器230。电动机210的启动被定义为在小于预定转速的速度下的发动机 210的工作状态，该预定转速是高速无传感器控制器248进行适当工作所 必需的。在控制器230的启动模式工作过程中，电流脉动检测器232通过 检测相235定子电流中的电流脉动来检测PMAC电动机210的机械振荡。
虽然电流脉动检测器232的特定实施方式已经图示于图3中， 但是根据本实施例的其他实施方式对本领域普通技术人员也是显而易 见的。例如，当初4戒4展荡的频率是已知的时，电流脉动才企测器232可由 高通滤波器或带通滤波器替代。
接下来参考图4，包括图4A和图4B,图形410, 420， 430和440 图示了高速、表面安装的PMAC电动机210的第一启动响应。电动机210 的最大转速是84，000 rpm并且如果电动机210的转速大于10,000 rmp，高 速无传感器算法可以正确工作。在图4中，电动机210根据本发明实施例 通过既不利用转矩阻尼也不利用转速阻尼的启动程序旋转到高达15,000 rpm。参考图4A,图形410图示了作为时间函数的转速的增加而图形420 图示了作为时间的函数的电动机21 O转矩。在从，O秒到t=0.15秒的时间14段内，电动机210以启动模式工作并且可以清楚地看出电动机的振荡行为。例如，在图形410中，迹线412表示转速指令，而迹线414表示发动 机210的实际转速。在图形420中，迹线422表示电动机210产生的实际转 矩，因为在启动程序期间没有机械负载，抵消电动机转矩的外部转矩设 为零(迹线424)。迹线426表示转矩指令j;"。
参考图4B的图形430，转矩指令JT通过转矩至电流转换器236 转变为电流指令C二。电流指令/>迹线432和电流指令c迹线434响 应于转矩指令7T和例如电动机转速和转换器电压的工作条件由转矩-电流转换块236确定。迹线436和438图示了正交电流Isd和Isq,这些电流带 有启动模式期间由电动机210机械振荡产生的振荡。
电动机210的电压和电流幅值Vs和Is表示为图4B中图形440上 的迹线442和444。电路幅值Is以振荡方式增加直到在t-0.15秒时开始无传 感器算法，并且电动机转矩(迹线422,图形420 )和转速(迹线414, 图形410)也显示出振荡行为。
参考图5，包括图5A和图5B,图形510, 520, 530和540分别 对应于图形410, 420, 430和440,不同仅仅在于图5的图形示了在只使 用转矩阻尼GT时启动冲莫式期间电动机210的响应。电流脉动检测器232检测电流脉动f，并且在加法器254处加入转矩信号ANdamp,这相对于电流脉动改变电流指令。，迹线532。即使电流幅值，迹线544是稳定的，转 矩响应522仍旧是振荡的并且没有被充分衰减。
参考图6，包括图6A和图6B,图形610， 620, 630和640分别 对应于图形410, 420, 430和440,不同积J又在于图6的图形图示了在只 ^吏用转速阻尼GN时启动;漠式期间电动才几210的响应。电动才几转矩，迹线 622随着时间而衰减，但是电流响应，迹线644仍旧具有振荡特性。
参考图7，包括图7A和图7B,图形710, 720, 730和740分别 对应于图形410, 420, 430和440,并且图示了在同时使用才艮据本实施例 的转矩阻尼G-r和转速阻尼GN时启动沖莫式期间电动才几2IO的响应。正如图 7B中图形730和740中看到的那样，电流幅值(例如迹线744)显示了良 好受控的无振荡特性，因此衰减了 PMAC电动机210的机械振荡。
参考图8，包括图8A和图8B,图形810图示了根据本发明实施 例的没有转矩和转速阻尼的电动才几系统200的电流响应。图形840图示了 根据本发明实施例的带有转矩和转速阻尼的电动机系统200的电流响应。图形810和840中的圆形部分820显示了启动程序，即电动机转速变 得等于或大于预定转速之前。在启动程序820期间，由于PMAC电动机210 的频域特性(即，PMAC电动机210的机械振动特性)，试图以基准转速 转动恒定电流矢量的电流调节器造成迹线812上的振荡电流响应。
参考图8B，图形840图示出，当响应于电流脉动的;f企测结果，时，在启动程序820期间电流响应842变平滑，去除了电流振荡。因此， 利用根据本实施例的启动才莫式或程序可防止由过电流切断造成的启动 故障并且使启动转矩增加而不会增加电流保护极限，由此提供启动过程 中的更快加速。
虽然在前述详细说明中已经给出了至少一个示例性实施例， 应该明白存在大量变形。还应该明白，示例性实施例仅仅是示例性的， 并未意欲以任何方式限制本发明的范围，应用或结构。相反，上述详细 说明还为本领域技术人员提供了实现示例性实施例的指导说明。应该认 识到，在不脱离所附权利要求及其法律等效物所述的范围的情况下，可 对元件的功能和布置进行各种变化。
权利要求
1.一种用于永磁交流电动机启动的方法，包括如下步骤检测该永磁交流电动机的启动；在检测到该永磁交流电动机的启动时检测该永磁交流电动机的机械振荡；和响应于当检测到启动时该永磁交流电动机的机械振荡的检测，抑制该永磁交流电动机的机械振荡。
2. 根据权利要求l的方法，其中，所述在检测到所迷启动时纟企测该 永磁交流电动机的机械振荡的步骤包括检测该永磁交流电动机定子电 流中的电流脉动的步骤。
3. 根据权利要求2的方法，其中，所述抑制该永磁交流电动机的机 械振荡的步骤包括下述步骤调整定子电流的幅值，以便在检测到该永 it交流电动才几启动时抑制该永f兹交流电动才几的才几械振荡。
4. 根据权利要求2的方法，其中，所述抑制该永磁交流电动机的机 械振荡的步骤包括下述步骤调整定子电流的电流矢量位置，以便在检 测到该永磁交流电动才几启动时衰减该永》兹交流电动机的才几械振荡。
5. 根据权利要求2的方法，其中，所述在启动期间检测该永》兹交流 电动机定子电流中的电流脉动的步骤包括如下步骤响应于该定子电流产生瞬时电流信号； 响应于预定的启动转矩指令产生电流幅值信号；和 响应于该瞬时电流信号和该电流幅值信号之间的差j直产生电流尿:K 动信号。
6. 根据权利要求5的方法，其中，所迷抑制该永f兹交流电动机的一几 械振荡的步骤包括下述步骤响应于该电流脉动信号衰减该预定启动转 矩指令，以便调整该定子电流的幅值用来抑制该永磁交流电动机的机械 振荡。
7. 根据权利要求5的方法，其中，所述抑制该永磁交流电动机的机 械振荡的步骤包括下述步骤响应于该电流脉动信号衰减该永i兹交流电 动机的转速，以便调整该定子电流的电流矢量位置用来衰减该永磁交流 电动一几的枳4成l展荡。
8. 根据权利要求l的方法，其中，所述检测该永磁交流电动机启动 的步骤包括如下步骤^r测该7Jo磁交^i电动纟;L的豸i速；和响应于该永磁交流电动机的转速小于预定转速的确定结果来^^测该7JC磁交流电动才几的启动。
9. 根据权利要求8的方法，还包括下述步骤响应于该永;兹交流电 动机的转速大于或等于预定转速的确定结果来无传感器地改变该永磁 交流电动冲几的相电流。
10. —种用于产生控制永磁交流电动机的转矩指令电流的控制器， 该控制器包括电流脉动4全测器，用来^r测该永i兹交流电动才几定子电流中的电流》;K 动并响应于该电流脉动产生电流脉动信号；启动转矩指令模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电 流脉动信号而改变预定的启动转矩指令从而产生转矩指令；转矩至电流转换器，用来将该转矩指令转换为转矩指令电流；和第一启动开关控制器，用来在该永》兹交流电动4几启动之后，当片企测 到的该永磁交流电动机的转速小于预定转速时，将该启动转矩指令模块 耦合到该转矩至电流转换器。
11. 根据权利要求10的控制器，其中，该电流脉动检测器包括 瞬时电流模拟模块，用来响应于该定子电流而产生瞬时电流信号； 电流幅值调整沖莫块，用来响应于该定子电流而产生电流幅值信号；和电流务&动加法器，用来响应于该瞬时电流4言号和该电流幅偵j言号之 间的差值而产生电流脉动信号。
12. 根据权利要求n的控制器，还包括启动转子位置模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电 流脉动信号而改变转速指令从而产生启动转子位置信号；和第二启动开关控制器，其耦合到该启动转子位置模块，用来在该永/磁交流电动4几启动之后，当4全测到的该7JC磁交流电动才几的转速小于预定转速时，提供用来控制该永磁交流电动机的启动转子位置信号。
13. 根据权利要求12的控制器，其中，该启动转子位置模块包括 转速阻尼冲莫块，其耦合到该电流脉动;险测器，用来响应于该电流脉动信号而产生转速阻尼信号；启动转速加法器，用来通过从转速指令中减去该转速阻尼信号来改变该转速指令从而产生启动转速指令；和积分器，其耦合到该启动转速加法器，用来响应于该启动转速指令 而产生启动转子位置信号。
14. 根据权利要求ll的控制器，其中，该启动转矩指令^^莫块包括转矩阻尼^^莫块，其耦合到该电流脉动^r测器，用来响应于该电流脉动信号而产生转矩阻尼信号；和启动转矩指令加法器，用来通过从预定的启动转矩指令中减去该转矩阻尼信号来改变该预定的启动转矩指令从而产生供给该转矩至电流 转换器的转矩指令。
15. —种电动才几系统，包才舌 7Jc磁交流电动才几；场定向控制器，其耦合到该永磁交流电动机，用于改变供给到该永 》兹交流电动才几的相电流从而提供电控制；和 控制器，其耦合到该相电流并且包括电流脉动检测器，用于检测该永磁交流电动机相电流中的电流 脉动并且响应于该电流脉动产生电流脉动信号；启动转矩指令模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号而改变预定的启动转矩指令从而产生转矩指令；转矩-电流控制器，用来将该转矩指令转换为转矩指令电流；和启动开关控制器，用来在该7lO磁交流电动才几启动之后，当冲全测到的 该永磁交流电动机的转速小于预定转速时，将该启动转矩指令才莫块耦合 到该转矩至电流转换器，其中，该场定向控制器耦合到该转矩至电流转换器，用来响应于根 据转矩指令电流产生的脉冲宽度调制的电流而改变用于控制该永磁交流电动一几的相电 流o
16. 根据权利要求15的电动才几系统，其中，该控制器的电流脉动抬r 测器包括瞬时电流模拟模块，用来响应于该相电流产生瞬时电流信号； 电流幅值调整模块，用来响应于预定的启动转矩指令而产生电流幅 值信号；和电流脉动加法器，用来响应于该瞬时电流信号和该电流幅值信号之间的差值而产生电流脉动信号
17. 根据权利要求16的电动机系统，该控制器的启动转矩指令模块 包括转矩阻尼模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号而产生转矩阻尼信号；和启动转矩指令加法器，用来通过从该预定的启动转矩指令中减去该转矩阻尼信号来改变该预定的启动转矩指令，从而产生供给该转矩至电 流转换器的转矩指令。
18. 根据权利要求16的电动机系统，其中，该控制器还包括启动转 子位置模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号 来改变转速指令从而产生启动转子位置信号，且其中，该启动开关控制 器耦合到该启动转子位置模块，用来在永磁交流电动机启动之后，当检 测到的该永磁交流电动机的转速小于预定转速时将该启动转子位置模 块耦合到该场定向控制器。
19. 根据权利要求18的电动机系统，其中，该控制器的启动转子位 置模块包括速度阻尼冲莫块，其耦合到该电流脉动;险测器，用来响应于该电流脉 动信号产生转速阻尼信号；启动转速加法器，用来通过从转速指令中减去该转速阻尼信号来改 变该转速指令从而产生启动转速指令；和积分器，其耦合到该启动转速加法器，用来响应于该启动转速指令 而产生启动转子位置信号。
20. 根据权利要求18的电动机系统，其中，该控制器还包括 高速无传感器控制器，其耦合到该相电流，用来响应于该相电流的电压和电流而产生无传感器的转子位置信号和无传感器的转速信号；和转速控制器，用来响应于根据该无传感器的转速信号改变的转速指 令而产生高速转矩指令，该转速控制器耦合到该启动开关控制器来为该 启动开关控制器提供高速转矩指令，其中，响应于该永磁交流电动机的检测转速大于或等于预定转速的 确定结果，该启动开关控制器使该电流脉动检测器与该转矩至电流转换 器去耦并使该转速控制器与该转矩至电流转换器耦合，以及使该启动转子位置模块与场定向控制器去耦并使该高速无传感器控制器与该场定 向控制器耦合。
全文摘要
本发明涉及永磁电动机启动。提供了用于永磁交流(AC)电动机的启动的方法和装置。该方法包括如下步骤检测该永磁交流电动机的启动；在检测到该永磁交流电动机的启动时检测该永磁交流电动机的机械振荡；和，响应于检测到启动时的永磁交流电动机的机械振荡的检测，抑制该永磁交流电动机的机械振荡。
文档编号H02P1/26GK101567652SQ20091013513
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者B·H·裴, M·米拉尼, Y·C·森 申请人:通用汽车环球科技运作公司