专利名称：用于永磁同步电动机驱动系统的参数估计装置的制作方法
用于永磁同步电动机驱动系统的参数估计装置技术领域
本公开涉及参数估计，尤其涉及一种用于永磁同步电动机驱动系统的参数估计装置。
背景技术：
本部分提供关于本公开的背景信息，其不一定是现有技术。
由电压逆变器驱动的永磁同步机器(PMSM)通常在速度控制模式或者转矩控制模式下运行。用于速度控制模式的PMSM可以包括诸如以下这样的工业领域包括升降机和起重机的起重领域，以及包括风机和泵的变速操作领域。用于转矩控制模式的PMSM可以包括诸如用于电动车的牵引电动机的工业领域。
因为根据PMSM中的负荷情况而磁通饱和，所以在由逆变器输出的转矩与实际输出转矩之间可能存在差值。现在，将参照附图描述根据现有技术的PMSM的驱动系统。
图1是图示出根据现有技术的PMSM的示意图，其中PMSM驱动系统被图示为由逆变器驱动，在该逆变器中实现了由矢量控制独立控制磁通电流和转矩电流。
参照图1，根据现有技术的PMSM驱动系统包括逆变器100、PMSM 200和转子位置检测器210。逆变器100接收参考转矩并响应于该参考转矩输出用于驱动PMSM 200的电压。
PMSM 200的转子附着有转子位置检测器210以计算或者测量转子位置和转子速度。由转子位置检测器210计算或者测量出的转子位置和转子速度被用于由坐标变换器 130、170进行坐标变换。电流指令产生器110输出同步旋转坐标系的电流指令。用于控制电流指令的电流控制器120输出同步旋转坐标系的d/q轴电压。
坐标变换器130使用从转子位置检测器210接收到的转子位置信息来将电流控制器120的输出电压变换成静止坐标系的电压。过调制器140的功能为将坐标变换器130的输出电压变换成能够由逆变器单元150合成的电压。
逆变器单元150为包括功率半导体的电压型逆变器，并且将转矩跟踪指令电压施加到PMSM 200上。电流传感器161至163测量在PMSM 200与逆变器单元150之间的相电流，并且由电流传感器161至163测量出的电流被坐标变换器170变换坐标，并且被反馈至电流控制器120。
现在将描述图1的PMSM系统。
PMSM 200的转矩可以通过下列等式I获得
等式I
Te = ——Xd/qs - XqJ1ds
其中，上标“r”表示同步旋转坐标系的参数,并且下标“s”为静止坐标系的参数,P 表示电动机的极的个数，AL、为静止坐标系上的同步旋转 坐标系d/q轴的转子磁通,并 .ιι匕为同步旋转坐标系上的静止坐标系d/q轴的电流,其中同步旋转坐标系d/q轴上的转子磁通可以由下列等式定义
权利要求
1.一种用于永磁同步电动机驱动系统的参数估计装置，所述装置包括电流指令产生单元，其根据转矩指令来产生同步旋转坐标系上的电流指令；电流控制器，其根据电流指令利用永磁同步机器的转子位置来产生同步旋转坐标系上的电压；第一坐标变换器，其将同步旋转坐标系上的所述电流控制器的输出变换成静止坐标系上的输出；过调制器，其将所述第一坐标变换器的输出限制在预定的范围内并且输出经限制的输出；逆变器单元，其将跟踪指令转矩的电压指令施加到所述永磁同步机器上；以及第二坐标变换器，其将从所述逆变器单元输出的静止坐标系上的相电流变换成同步旋转坐标系上的相电流，所述装置包括第一估计单元，其利用所述过调制器的输出电压、来自所述第二坐标变换器的相电流以及转子位置来估计同步旋转坐标系上的d轴磁通和q轴磁通；第二估计单元，其利用来自所述第一估计单元的q轴磁通来估计同步旋转坐标系上的q轴电感；以及第三估计单元，其利用来自所述第一估计单元的d轴磁通来估计同步旋转坐标系上的d轴电感，其中由所述电流指令产生单元利用来自所述第二估计单元的q轴电感和来自所述第三估计单元的d轴电感来产生电流指令。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二估计单元包括第一确定单元，其根据由所述第一估计单元估计出的q轴磁通来确定q轴电感；第一补偿单元，其利用比例增益和比例积分增益两者中的任意一个来补偿在所述第一确定单元与第一加法单元之间的差；第一积分单元，其对所述第一补偿单元的输出进行积分；以及第一加法单元，其将所述第一积分单元的输出与初始设定的q轴电感相加。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二估计单元进一步包括第一限制单元，所述第一限制单元将所述第一加法单元的输出限制在预定的最大值和最小值之内。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第三估计单元包括第二确定单元，其根据由所述第一估计单元估计出的d轴磁通来确定d轴电感；第二补偿单元，其利用比例增益和比例积分增益两者中的任意一个来补偿在所述第二确定单元与第二加法单元之间的差；第二积分单元，其对所述第二补偿单元的输出进行积分；以及第二加法单元，其将所述第二积分单元的输出与初始设定的d轴电感相加。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述第三估计单元进一步包括第二限制单元，所述第二限制单元将所述第二加法单元的输出限制在预定的最大值和最小值之内。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述第二确定单元使得磁通链被定义为恒定值。
7.一种用于永磁同步电动机驱动系统的参数估计装置，所述装置包括电流指令产生单元，其根据转矩指令来产生同步旋转坐标系上的电流指令；电流控制器，其根据电流指令利用永磁同步机器的转子位置来产生同步旋转坐标系上的电压；第一坐标变换器，其将同步旋转坐标系上的所述电流控制器的输出变换成静止坐标系上的输出；过调制器，其将所述第一坐标变换器的输出限制在预定的范围内并且输出经限制的输出；逆变器单元，其将跟踪指令转矩的电压指令施加到所述永磁同步机器上；以及第二坐标变换器，其将从所述逆变器单元输出的静止坐标系上的相电流变换成同步旋转坐标系上的相电流，所述装置包括第一估计单元，其利用所述过调制器的输出电压、来自所述第二坐标变换器的相电流以及转子位置来估计同步旋转坐标系上的d轴磁通和q轴磁通；第二估计单元，其利用来自所述第一估计单元的q轴磁通来估计同步旋转坐标系上的q轴电感；以及第三估计单元，其利用来自所述第一估计单元的d轴磁通来估计永磁体的磁通链， 其中由所述电流指令产生单元利用来自所述第二估计单元的q轴电感和来自所述第三估计单元的永磁体的磁通链来产生电流指令。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第二估计单元包括第一确定单元，其根据由所述第一估计单元估计出的q轴磁通来确定q轴电感；第一补偿单元，其利用比例增益和比例积分增益两者中的任意一个来补偿在所述第一确定单元与第一加法单元之间的差；第一积分单元，其对所述第一补偿单元的输出进行积分；以及第一加法单元，其将所述第一积分单元的输出与初始设定的q轴电感相加。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述第二估计单元进一步包括第一限制单元，所述第一限制单元将所述第一加法单元的输出限制在预定的最大值和最小值之内。
10.根据权利要求7所述的装置，其中所述第三估计单元包括第二确定单元，其根据由所述第一估计单元估计出的d轴磁通来确定永磁体的磁通链；第二补偿单元，其利用比例增益和比例积分增益两者中的任意一个来补偿在所述第二确定单元与第二加法单元之间的差；第二积分单元，其对所述第二补偿单元的输出进行积分；以及第二加法单元，其将所述第二积分单元的输出与初始设定的永磁体的磁通链相加。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述第三估计单元进一步包括第二限制单元，所述第二限制单元将所述第二加法单元的输出限制在预定的最大值和最小值之内。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述第二确定单元使得磁通链被定义为恒定值。
全文摘要
本发明公开了一种用于永磁同步电动机驱动系统的参数估计装置，所述装置通过实时磁通估计来估计电感和永磁体的磁通链，由此能够提高PMSM的操作性能。
文档编号H02P21/14GK103051277SQ201210384428
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月11日 优先权日2011年10月12日
发明者俞安橹 申请人:Ls产电株式会社