专利名称：适于电动机的控制器的制作方法
适于电动机的控制器本发明涉及电动机的控制，并且更具体地但非排他性地涉及同步电动机的控制， 同步电动机诸如混合式步进电动机、磁通切换型电动机、同步磁阻电动机以及无刷永磁电动机和发电机。将意识到在所有的同步电动机及发电机中，应用到相绕组的励磁电流必须与转子位置同步以便实现转子在定子内的平稳转动。更具体地，应用到相绕组的励磁电流必须与各相绕组中感生的电动势同步地交替。在正常运行条件下，跨越电动机相位的端电压，vA,由下式给出
权利要求
1.一种适于电动机的控制系统，该电动机包括转子和定子，定子具有一个或多个相绕组以便在相对于定子的静止参考系中产生定子旋转磁场，该系统包括检测装置、第一计算装置(104)、第二计算装置(105)、估算装置、误差装置以及同步装置，检测装置用于监控至少一相绕组中的电流，第一计算装置(104)用于从所监控到的电流来在相对于静止参考系旋转的旋转参考系中确定代表电流矢量的至少一分量(Is—Mal，Isjfflag)的值，第二计算装置 (105)用于通过所监控到的电流来确定代表在旋转参考系中旋转的电动势矢量的至少一分量(Es—Mal，Es imag)的值，估算装置用于从代表至少一分量(Es real，Es imag)的所述值来估算旋转电动势矢量角位置的值，误差装置用于确定指示所估算的角位置与所需角位置偏差的角误差信号，同步装置用于控制电动机，从而角误差信号趋于零。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中第一计算装置(104)用于通过所监控到的电流来确定代表电流矢量沿着以已知角度与旋转参考系一致的实轴的实分量(Is—real)的值和代表正交于实分量(Is—real)的电流矢量的虚分量(Is—imag)的值。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中第二计算装置(105)用于从所监控到的电流来确定代表电动势矢量沿着以已知角度与旋转参考系一致的实轴的实分量(Esreal)的值和代表正交于实分量(Es real)的电动势矢量的虚分量(Es imag)的值。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其中第二计算装置(105)用于确定电动势矢量的正交分量(Es ral，Es ima)的比率。
5.根据任一前述权利要求所述的控制系统，其中误差装置用于确定电流矢量的实分量(Is—Mal)和适于电流矢量实分量的目标值之间的实电流误差以及电流矢量的虚分量(Is— imag)和适于电流矢量虚分量的目标值之间的虚电流误差。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其中使得实电流误差最小化的电压矢量实分量 (Vsrea)被确定，以及使得虚电流误差最小化的电压矢量虚分量(Vs imag)被确定。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其中同步装置利用电动势矢量的所估算角位置和电动势矢量的所需角位置之间的误差来校正旋转参考系的角位置，以及传送与旋转参考系的所校正角位置一致的电压矢量实分量(Vs_real)和电压矢量虚分量(Vsjmag)。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其中电动势矢量的所需角位置与旋转参考系的实轴一致。
9.根据权利要求7或8所述的控制系统，其中代表所需角度差异的值根据运行速度或负载而变化。
10.根据任一前述权利要求所述的控制系统，其中第一计算装置(104)用于确定电流矢量的正交分量(Is—，Isjfflag)的比率。
11.根据任一前述权利要求所述的控制系统，其中估算装置通过评估电流矢量正交分量(Is—Mal，Is—iMg)比率的函数与电动势矢量正交分量(Es)al，Es imag)比率的函数之间的差异来估算代表电流矢量角度和电动势矢量角度之间的角度差异的值。
12.根据权利要求11所述的控制系统，其中误差装置用于确定代表角度差异的值和代表所需角度差异的值之间的误差。
13.根据权利要求12所述的控制系统，其中代表所需角度差异的值接近于零。
14.根据权利要求11或12所述的控制系统，其中同步装置包括用于依赖于角误差信号来控制定子电压角度的装置。
15.根据权利要求1所述的控制系统，其中估算装置仅仅利用电动势矢量虚分量(Es imag)来估算代表电动势矢量角位置的值。
16.根据权利要求1所述的控制系统，其中估算装置利用电动势矢量虚分量(Esimag)除以转子速度的函数来估算代表电动势矢量角位置的值。
全文摘要
本发明涉及电动机的控制，并且具体地但非排他性地涉及同步电动机的控制，同步电动机诸如混合式步进电动机、磁通切换型电动机、以及无刷永磁电动机和发电机。提供适于电动机的一种无传感器控制系统，该电动机包括转子和定子，定子具有一个或多个相绕组以便产生定子旋转磁场，该系统包括检测装置、计算装置、估算装置、误差装置以及同步装置，检测装置用于监控相绕组中的电流，提供沿着以已知角度与旋转参考系一致的实轴的实分量(Is_real)和正交于实分量(Is_real)的虚分量(Is_imag)，计算装置用于确定旋转电动势沿着以已知角度与旋转参考系一致的轴的实分量(Es_real)的值和正交于实分量(Es_real)的虚分量(Es_imag)，估算装置用于利用电动势的所估算的至少一正交分量来估算旋转电动势矢量的角位置，误差装置用于确定指示所估算的角位置与所需角位置偏差的角误差信号，同步装置用于控制电动机，这样误差信号趋于零。
文档编号H02P6/18GK102282753SQ200980154666
公开日2011年12月14日 申请日期2009年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者查尔斯·波洛克, 海伦·波洛克 申请人:泰克尼莱克有限公司