電機中電阻的估算的製作方法

2023-11-09 18:42:02 3

電機中電阻的估算的製作方法
【專利摘要】本發明的實施例在單向激勵應用於其繞組的電機中，例如通過使用低通濾波器（在模擬或數字域中），可以從瞬時相電壓和電流計算電壓和電流的平均值。然後可以通過將平均電壓除以平均電流從歐姆定律計算繞組電阻的DC值。這避免常規溫度傳感器的易碎性和潛在不精確性，且為控制器提供繞組溫度的不間斷估算。
【專利說明】電機中電阻的估算
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機中的相繞組電阻的估算，尤其是使用單向相電流操作的那些電機中的相繞組電阻的估算。
【背景技術】
[0002]儘管大多數電機在其繞組中使用交流電流操作，一些類型的機器使用單向電流操作。這些電機包括DC電機和雙凸磁阻電機(doubly salient reluctance)。一般地,磁阻電機是這種電機:其中通過其可移動部件延伸到磁電路磁阻被最小化(即，激勵繞組的磁阻被最大化)的位置的趨勢產生扭矩。在一些形式中，提供用於檢測轉子的角度位置且作為轉子位置的函數激勵相繞組的電路。這種類型的磁阻電機一般已知為開關磁阻電機且可以操作為馬達或發電機。包括開關磁阻電機的電學驅動的一般處理可以在各種教科書中發現，例如此處通過引用結合於此的THE MIller、Newnes等人2001的「Electronic Controlof Switched Reluctance Machines」。這種開關磁阻電機的特性是公知的,且例如在此處通過引用結合於此的1993年6月Stephenson和Blake在PCIM，93, Niirnberg, 21-24頁的「The Characteristics, Design and Application of Switched Reluctance Motors andDrives」中描述。該文章詳細地描述了開關磁阻電機的特徵，這些特徵一同產生周期性改變相繞組的電感的特性。在本領域中公知:僅通過交替改變繞組激勵的時序,這種電機可以以馬達或發電模式操作。
[0003]圖1示出連接到負載19的典型開關磁阻驅動系統的原理組件。輸入DC電源11典型地從電池或整流且濾波的AC電源衍生且可以是固定或變化的電壓。電源11提供的DC電壓在電子控制單元14的控制下通過電源轉換器13在馬達12的相繞組上切換。切換必須正確地同步於轉子的旋轉角度以用於驅動的適當操作。轉子位置檢測器15常規地用於提供指示轉子的角度位置的信·號。轉子位置檢測器15的輸出還可以用於產生語音反饋信號。
[0004]開關磁阻電機中的相繞組的激勵依賴於轉子的角度位置的檢測。這可以參考圖2和3解釋，圖2和3說明了操作為馬達的磁阻電機的切換。圖2 —般地示出接近定子極21的轉子極20，該定子極21 —般在箭頭22示出的方向中。如圖2所示，完整的相繞組16的一部分23纏繞在定子極21附近。當定子極21附近的相繞組16的部分23被激勵時，力將施加在轉子上，傾向於拉動轉子極20與定子極21對準。圖3 —般地示出電源轉換器13中的典型切換電路，該切換電路控制包括定子極21附近的部分23的相繞組16的激勵。電壓總線36、37 —般已知為DC鏈路且跨越它們的電容器35已知為DC連結電容器，其功能用於處理DC鏈路上的交流電流。當開關31和32閉合時，相繞組耦合到DC電源且被激勵。當開關磁阻電機的相繞組以上述方式激勵時，通過磁電路中的通量設立的磁場引起圓周力，如上所述，該圓周力用於拉動轉子極與定子極一致。
[0005]一般地，相繞組被激勵以如下影響轉子的旋轉。在轉子的第一角度位置(稱為「導通角」 θ?)，控制器14提供切換信號以導通切換裝置31和32 二者。當切換裝置31和32導通時，相繞組耦合到DC鏈路，導致在電機中確立增加的磁通量。磁通量在氣隙中產生作用在轉子極上的磁場以產生馬達扭矩。電機中的磁通量通過磁動勢(_f)支持，該磁動勢由通過開關31和32以及相繞組23從DC電壓11流動的電流提供。電流反饋一般地被採用且通過快速斷開或閉合切換裝置31和/或32其中一個或兩個，相電流的幅度通過對電流進行斬波而被控制。圖4 (a)示出斬波操作模式中的典型電流波形，其中電流在兩個固定水平之間被斬波。在馬達操作中，導通角Qm通常選擇為其中轉子上的極間空間的中線與定子極的中線對準的轉子位置，但是可以是某一其他角度。圖4 (a)還示出相繞組的理想電感曲線的形式。
[0006]在很多系統中，相繞組保持連接到DC鏈路(或如果採用斬波則間歇地連接)，直到轉子旋轉，使得它到達「空轉角(freewheeling angle)」 Θ fw。當轉子到達對應於空轉角的角度位置(例如圖2中示出的位置)時，開關其中之一(例如31)關斷。相應地，流經相繞組的電流將繼續流動，但是現在僅流經開關其中之一(在該示例中為32)且僅流經二極體33/34其中之一(在該示例中為34)。在空轉周期中，相繞組兩端的電壓降很小，且通量保持基本恆定。在該空轉情況中保持電流，直到轉子旋轉到已知為「關斷角」的角度位置Qtjff (例如，當轉子極的中線與定子極的中線對準)。當轉子到達關斷角時，開關31和32均關斷且相繞組23中的電流開始流經二極體33和34。二極體33和34然後在相反方向基於DC鏈路應用DC電壓，導致電機中的磁通量(並且因此相電流)減小。
[0007]在現有技術中已知使用其他切換角度和其他電流控制架構。類似地，疊層幾何、繞組拓撲和切換電路的很多其他配置在本領域是已知的，其中的一些在上面引用的Stephenson和Blake的文章中討論。
[0008]隨著電機速度增加，存在較少的時間使得電流上升到斬波水平，且驅動通常運行在「單脈衝」操作模式中。在該模式中，導通角、空轉角和關斷角被選擇為例如速度和負載扭矩的函數。一些系統不使用空轉角度周期，即，開關31和32同時導通和關斷。圖4 (b)示出其中空轉角為零的典型這種單脈衝電流波形。已知導通角、空轉角和關斷角的值可以預定且以合適的格式存儲，以用於在需要時被控制系統檢索，或可以實時地計算或推導。
[0009]應當注意，在斬波操作模式和單脈衝操作模式二者中，相繞組中的電流都是單向的。數學上，這可以通過零頻率成分(所謂的「DC成分」或「平均值」)和較高頻率的成分序列表達。這是與不存在DC成分的其他電機的重要區別。
[0010]嚴格說來，對於上述零頻率成分的引用假設在恆定速度或輸出和恆定繞組溫度的穩定狀態操作(抽取的平均電流恆定)。當操作條件不恆定時，「零頻率」成分將實際是低頻成分，具有由操作條件中變化的時間常數至少部分地確定的頻率內容。在任意情況中，「零頻率」或低頻成分的頻率內容將處於比參考上文的高頻成分明顯更低的頻率，這是由於諸如制動開關以激活討論的相繞組的切換順序以及噪聲和其他高頻率幹擾之類的因素。
[0011]至少部分地由於變化的操作條件，相電流因而具有低頻成分，其具有理論限制頻率以下的頻率內容。在穩定就緒的狀態操作(例如恆定速度、輸出和溫度)中，低頻成分基本是零頻率成分、恆定或時間不變的成分。相電流還具有至少部分地由於開關制動導致的理論限制頻率以上的高頻成分。為了闡述方便，在下文中，術語「零頻率成分」、「DC成分」、「平均成分」、「平均值」、「低頻成分」 「零頻率成分」、「恆定成分」、「時間不變成分」等可互換地使用。[0012]在電學驅動系統的操作和控制中，即使不關鍵，相繞組電阻的知識通常是需要的。例如，很多這種系統結合估算轉子位置的方法且這些方法中的很多依賴於電阻的實際測量。換句話說，對於繞組操作的溫度施加限制，從而維持用於絕緣系統的可接受壽命。
[0013]因為繞組典型地基於具有約0.0039的電阻的已知溫度係數的銅或具有約0.0043的電阻的已知溫度係數的招，可以通過在已知溫度(典型地20°C的背景溫度)測量電阻且在提升的溫度測量或估算電阻，來計算相繞組的平均溫度。這樣做的過程被結合在很多標準和正式測試方法中，使得獲得估算溫度的一致方法。例如，IEC60034-1的部分8「Rotatingelectrical machines - Partl:Rating and Performance」專門用於確定電機的熱性能且建議使用公式I來確定背景溫度以上的平均繞組溫度提升:
[0014]Θ 2~ Θ a= (R2-R1)/R1* (k+ Θ j) + Θ Θ a (I)
[0015]其中:
[0016]θ I是在初始電阻測量時繞組(冷)的溫度(°C );
[0017]Θ 2是在熱測試結束時繞組的溫度(°C );
[0018]θ a是在熱測試結束時冷卻劑的溫度(°C );
[0019]R1是在溫度θι (冷)繞組的電阻；
[0020]R2是在熱測試結束時繞組的電阻；
[0021]k是在導電材料0°C時電阻的溫度系統的倒數。(對於銅，k=235，對於鋁，k=225。)
[0022]對於相繞組電阻處於例如10至100Ω範圍內的小電機，可以通過多功能儀表類型的實驗室儀器測量電阻，而對於具有相對低電阻的較大電機，一般要求使用4端電橋(凱爾文電橋)來給出所需的精確度。
[0023]用於在常規電機(諸如感應馬達)中估算繞組溫度的這種公知的「電阻提升(riseby resistance)」技術要求電機在做出電阻測量之前被去激勵。再者，電機內一些電磁凸起的不可避免的存在(即使很小，例如，由於轉子棒幾何和開槽導致的寄生效應)意味著在做出相關電阻測量之前轉子一般必須被帶入徹底停止狀態。因此常規技術涉及關閉驅動系統，使得轉子停止，繪製電阻與時間的關係曲線，外推曲線回到關斷瞬間，且最後基於電阻的外推值計算溫度提升。儘管這是用於測定工業馬達的熱額定的de facto標準方法，該技術不僅是笨重和傾向於出錯的，而且不能在正常操作中在不間斷基礎上應用於電機。對於在機器開啟和/或激勵時監控繞組溫度，附加地需要其他感測裝置(諸如熱偶、熱敏電阻等)。這種溫度傳感器通常是不精確的(依賴於它們基於與電絕緣繞組的問題定義的熱接觸)，且與精確或真實的繞組溫度相比，可能呈現一些時間滯後。再者，它們要求附加的低電壓(以及因此潛在易碎和敏感的)布線且在大規模生產設計的情況中，其附加成本可能十分顯著。因此，需要一種非插入的且不昂貴的裝置用於在機器開啟和/或激勵的同時獲得繞組溫度的精確測量(或估算)。
[0024]補償其他類型電機的繞組中的電阻變化的方法是已知的。例如，US專利4496898公開了補償交流發電機的場繞組中溫度提升的方法。感應電機中的轉子電阻補償的方法是已知的且常常在所謂的矢量控制系統中應用。然而這些方案均不可應用於開關磁阻系統，因為電阻中變化的影響對於這些類別的電機是唯一的。
[0025]因而，需要一種可靠和經濟的方法用於估算可以在所有負載條件(包括瞬時負載幹擾)和寬範圍背景溫度上操作的電機的相繞組電阻。本公開一般可應用於操作為馬達或發電機的開關磁阻電機。

【發明內容】

[0026]第一實施例提供一種在電機操作的同時估算電機的繞組的電阻和溫度其中至少一個的方法。該方法包括激勵繞組以使得單向電流在繞組中流動以操作電機。單向電流和繞組兩端產生的繞組電壓均具有低頻成分和高頻成分，其中低頻成分具有低於限制頻率的頻率內容，低頻成分高頻成分具有高於限制頻率的頻率內容高頻成分。該方法包括得出分別指示繞組電壓和單向電流的低頻成分的幅度的第一和第二信號。該方法還包括使用第一和第二信號得出繞組的電阻和溫度其中至少一個的第三信號。
[0027]有利地，上述方法從用於操作電機的電流得出電阻或溫度信號，而不是注入附加電流以用於估算溫度或電阻的目的。換句話說，該方法利用電機操作中固有的單向電流來估算電阻或溫度。
[0028]在得出第一信號中使用的代表繞組電壓的信號例如可以是通過使用放置在繞組的每一端附近的相應電壓感應引線而在繞組兩端被測量的；在控制激勵的切換電路的輸入和輸出之間的測量，忽略到繞組或來自繞組的電阻，或使用估算或測量來計算它；基於DC連結電壓和切換時序估算(在一個或兩個開關在典型的每相位兩開關的布置中斷開時忽略或估算任意電壓降);或通過任意其他合適的方式獲得。例如可以通過將第一信號除以第二信號、計算兩個信號的比例或在使用對數執行計算時彼此減去第一和第二信號得出第三信號。無論電機是否操作為產生扭矩的馬達或操作為從與繞組相關的電機的相位產生充電電流的電動機，都可以應用上述方法。
[0029]在一些實施例中，限制頻率可以不超過繞組的激勵的切換頻率，例如它可以不超過切換頻率的十分之一。例如，限制頻率可以小於10Hz，且在一些實施例中小於1Hz。
[0030]可以使用低通濾波器得出第一和第二信號。例如，低通濾波器可以是無源濾波器。該方法還可以包括將第一和第二信號轉換成相應數位訊號且使用該數位訊號得出第三信號。第一和第二信號可以在低通濾波之後轉換成數位訊號。例如使用數字濾波或平均信號的計算，可以使用數字處理得出第一和第二信號。
[0031]另一實施例提供一種驅動系統，其包括:具有繞組的電機、配置成應用激勵電壓的控制器、電壓傳感器、電流傳感器以及耦合到電壓和電流傳感器且配置成如上所述得出第一和第二和第三信號的溫度分析器。
[0032]電壓傳感器可以配置成使得感測的繞組電壓可以使用放置在繞組的每一端附近的相應電壓感應引線而在繞組兩端被測量；在控制激勵的切換電路的輸入和輸出之間被測量，忽略到繞組或來自繞組的布線的電阻或使用估算或測量計算它；基於DC連結電壓和切換時序估算(在一個或兩個開關在典型的每相位兩開關布置中斷開時，忽略或估算任意電壓降)；或通過任意其他合適的方式獲得。
[0033]在又一實施例中，提供一種用於估算電機的繞組的電阻和溫度其中至少一個的系統，包括實施如上所述的方法的裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]本發明可以以很多方式投入實踐，參考附圖，現在通過舉例的方式描述這些方式中的一些，附圖中:
[0035]圖1示出開關磁阻驅動系統的原理組件；
[0036]圖2示出接近定子極的轉子極的示意圖；
[0037]圖3示出電源轉換器中的典型切換電路，該切換電路控制圖1的電機的相繞組的激勵；
[0038]圖4 (a)和4 (b)分別說明在斬波和單脈衝模式中操作的開關磁阻驅動的典型電流波形；
[0039]圖5示出一個實施例的示意圖；
[0040]圖6示出圖5中示出的電路使用無源模擬組件的實施方式；
[0041]圖7示出圖5中示出的電路使用無源模擬組件的另一實施方式；
[0042]圖8示出圖5中示出的電路使用數字組件的示意圖；
[0043]圖9示出使用差分放大器的實施例；
[0044]圖10示出使用隔離放大器的實施例；以及
[0045]圖11示出備選實施例。
【具體實施方式】
[0046]所述實施例具有這樣的事實優點:與最常見的AC馬達相比，存在具有繞組電流的基本DC (即零頻率)成分的一些電機。一個示例是開關磁阻電機。這引出繞組電壓的相應零頻率成分。通過(在模擬或數字域中)使用低通濾波器，這些零頻率成分(或平均值)可以基於瞬時相電壓和相電流計算出來。然後可以通過將平均電壓除以平均電流基於歐姆定律計算繞組電阻的DC值。這避免常規溫度傳感器的成本、易碎性和潛在不精確性，且為控制器提供平均繞組溫度的不間斷的和精確的估算。這例如可以用於在接近溫度限制時自動限制「回折(fold-back)」能力中電機的輸出，且還可以有利地用於改善例如通量受控和/或傳感器較少換向方案中磁通匝鏈的估算。
[0047]圖5說明一個實施例。獲得對應於瞬時繞組電壓Vph(t)37和瞬時繞組電流Iph (t) 38的信號。例如，可以使用差分放大器或隔離放大器以適當的縮放因子獲得對應於Vph(t)的信號。可以使用隔離電流傳感器(例如基於霍耳效應或磁阻原理——注意下降到零頻率的響應是關鍵)或使用與適當信號調節組合的簡單並聯電阻器獲得對應於Iph(t)的信號。應當意識到，這種電阻器可以如圖所示與電機繞組串聯放置。
[0048]然後從低通濾波器39、40獲得電壓和電流信號的平均(或等價地DC)成分，且通過除法器41計算比例以獲得對應於估算的相電阻42的信號。濾波器截止頻率和電極圖案並不關鍵，但是用於重要的時間常數的典型值可以處於0.1秒至I秒的範圍。所得的濾波器截止頻率需要足夠低以充分抑制電阻估算的幹擾和波動，這些幹擾和波動由繞組電壓和電流的AC成分導致。另一方面，濾波器截止頻率不應當那麼低，不應當低到使得響應時間過剩(從方便的角度，如果提供電阻或溫度的顯示，或相對於系統需要遵守的繞組溫度變化的最大設想率)。
[0049]最後，如果需要明確的溫度估算tph，如上所述這可以基於計算的繞組電阻R2和在參考溫度Q1I預定的參考繞組電阻R1來計算。
[0050]圖6說明該方法如何例如在實驗室環境中被應用為研究或開發工具。圖5的低通濾波器39、40被實施為簡單RC網絡。包括Rl和Cl的濾波器從通過Vl顯示的隨時間變化的電壓37提取平均值。類似地，包括R2和C2的濾波器從在V2 (具有適當的縮放)上顯示的電流信號38提取平均值。此處，常規多功能儀表可以合理地被用於Vl和V2以獲得必要的讀數。在其DC範圍上，這種儀表通過設計將通常是平均響應，在這種情況中低通濾波器明顯是多餘的。然而，儘管忽略濾波器對於電流測量(其中波形峰值係數一般適宜)可以是可接受的，至少某一程度的低通濾波對於電壓測量通常是關鍵的，其中繞組電壓的峰值可以比DC成分大大幾十或甚至幾百倍。測量裝置前面的無源濾波器布置將減小信號的峰值係數，且抑制電壓的差分和共模高頻成分，使得可以使用相對簡單的測量技術。在實驗室中，這可以是基準數字電壓計，且在嵌入式布置中，這可以是常規的低帶寬(且因此不昂貴的)差分或隔離放大器。現在將討論這種嵌入式布置。
[0051]圖7示出用於低通濾波器的可選布置，其中Rl被分為兩個基本相等的部分R1』，且濾波電容的一部分被提供在另外兩個電容器Cl』』的接地連接中。這種布置在減小電壓計Vl可見的共模電勢的變化率中是有用的。應當意識到本領域已知的這種類型的各種其他濾波器布置是可行的。
[0052]圖8示出一個實施例，其中假設在微處理器、數位訊號處理器或其他可編程控制器72內的數字域中實施電阻計算。此處，經由低通濾波器39、40在模擬域中實施的濾波程度將一定程度地依賴於是否需要瞬時繞組電壓和/或電流的測量以用於控制器內的其他附加目。在Al和A2設置信號調節放大器以提供所需的任意電壓縮放。在ADCl和ADC2處提供模擬-數字轉換器，且數位訊號被傳遞到處理器72。
[0053]電學測量領域的技術人員將意識到，在這類電學機器中繞組電壓的峰值係數很大，且因此，非濾波波形的數位化必須在足夠精確度的條件下保持相對小的平均值。模擬-數字轉換的採樣率也必須被考慮以防止由於混淆現象導致的誤差變得明顯。
[0054]圖9示出可以用於實施圖8的低通濾波器和Al的電壓濾波和縮放布置的另一實施例。此處，常規差分濾波器被結合簡單無源低通濾波器使用，後者允許使用相對低的帶寬且因此是用於A3的低成本運算放大器。同樣，濾波器截止頻率和放大器縮放因子的選擇依賴於濾波電壓是否僅用於電阻估算(在這種情況中將使用長濾波時間常數)或備選地針對其他目的是否需要較高帶寬的信號，在這種情況中，附加低通濾波可以應用在此處未示出的後續信號處理中。
[0055]圖10示出另一實施例，其中使用隔離放大器，同樣具有某一程度的模擬預濾波以最小化隔離放大器必須支持的帶寬需求和共模應力。用於說明目的，取代原先示出的隔離電流傳感器，示出用於電流測量的電阻並聯Rsh。R4和C4構建的低通濾波器饋入隔離放大器A4，該隔離放大器A4在點90輸出正比於平均繞組電壓的信號。類似地，R5和C5構建的低通濾波器饋入隔離放大器A4，該隔離放大器在點92輸出正比於平均繞組電流的信號。圖10還示出對放大器的輸出進行附加低通濾波的備選，在本示例中通過R4、C4和/或R5、C5確定的帶寬應當高於產生電阻估算的除法電路的帶寬。這些可選輸出在點94和96可用。
[0056]圖11示出備選實施例，其中在低通濾波之前計算非濾波電壓和電流的比例。由於兩個原因，該方法不是優選的。首先，它本質上是有瑕疵的，因為由於電壓和電流中純AC成分的比例，在結果中可能形成附加DC成分。其次，由於純粹的實踐原因，如早先所討論，A6和除法裝置102必須在精確地解決遠遠更小的DC (零頻率)成分的同時處理電壓波形的極大峰值係數。
[0057]實際上，將與本發明相關的電路放置在包括電源轉換器的外殼中是方便的(例如圖1中的13)。一般地，在所得的電阻估算中，馬達和電子設備之間的任意線纜的電阻不能從電機的繞組電阻區分出來。如果在電源電子設備和電機12之間存在明顯的距離，相對於繞組電阻，線纜電阻將明顯，且將必須在電阻和溫度計算中做出一些容差。例如，線纜電阻可以基於設計計算被估算或先於驅動操作被測量，且該值簡單地從總電阻的估算中減去。消除線纜電阻的影響的另一方法是運行從馬達端子到電阻估算電路的其他部件的單獨一對電壓感測線。又一方法是在馬達接線盒中包括濾波器，由此減小溫度感測線纜上的電壓水平、高頻幹擾問題和短路電流能力。
[0058]應當意識到，除了此處示出的排列，如上所述的各種電流和電壓測量布置可以在很多排列中使用，且可以使用其他類似裝置和布置而不偏離本發明。
[0059]儘管本公開尤其適用於在包括開關磁阻電機的開關磁阻驅動系統中使用，應當意識到，假設具有應用於繞組其中至少一個的單向激勵，無論操作為馬達或發電機，本公開可以應用於具有任意數目電極和任意層疊幾何的任意電機。類似地，本公開可以應用於其中移動部件(通常稱為「轉子」)線性行進的線性電機。因而，本領域技術人員應當意識到公開布置的變型是可能的而不偏離本發明。因此，若干實施例的上述描述以舉例方式示出且不用於限制目的。本發明旨在僅由下面的權利要求書限定。
【權利要求】
1.一種在電機操作的同時估算所述電機的繞組的電阻和溫度中至少一個的方法，該方法包括: 激勵所述繞組以使得單向電流在所述繞組中流動以操作所述電機，所述單向電流和所述繞組兩端所得的繞組電壓均具有低頻成分和高頻成分，所述低頻成分具有低於限制頻率的頻率內容，所述高頻成分具有高於所述限制頻率的頻率內容； 得出指示所述繞組電壓的低頻成分的幅度的第一信號； 得出指示所述單向電流的低頻成分的幅度的第二信號； 使用所述第一和第二信號得出指示所述繞組的電阻和溫度中至少一個的第三信號。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述繞組的激勵以切換頻率被周期性地開始和關斷，且所述限制頻率不超過所述切換頻率，例如其中所述限制頻率不超過切換頻率的十分之一 O
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述限制頻率小於10Hz，例如其中所述限制頻率小於IHz。
4.根據前述任一項權利要求所述的方法，該方法包括使用相應的低通濾波器得出所述第一和第二信號。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述低通濾波器是無源濾波器。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，該方法包括使用數字處理得出所述第一和第二信號。`
7.—種驅動系統,包括: 包括繞組的電機； 控制器，配置成激勵所述繞組以使得單向電流在所述繞組中流動以操作所述電機，所述單向電流和所述繞組兩端所得的繞組電壓均具有低頻成分和高頻成分，所述低頻成分具有低於限制頻率的頻率內容，所述高頻成分具有高於所述限制頻率的頻率內容； 電壓傳感器，用於感測所述繞組電壓； 電流傳感器，用於感測所述單向電流；以及 溫度分析器，耦合到所述電壓傳感器和所述電流傳感器，且配置成: 得出指示所述繞組電壓的低頻成分的幅度的第一信號； 得出指示所述單向電流的低頻成分的幅度的第二信號；以及 使用所述第一和第二信號得出指示所述繞組的電阻和溫度中至少一個的第三信號。
8.根據權利要求7所述的系統，其中所述控制器配置成以切換頻率周期性地開始和關斷所述繞組的激勵，且所述限制頻率不超過所述切換頻率，例如其中所述限制頻率不超過所述切換頻率的十分之一。
9.根據權利要求7所述的系統，其中所述限制頻率小於10Hz，例如其中所述限制頻率小於IHz。
10.根據權利要求7至9其中任一項所述的系統，所述溫度分析器包括用於得出所述第一和第二信號的相應的低通濾波器。
11.根據權利要求10所述的系統，其中所述低通濾波器是無源濾波器。
12.根據權利要求7至11中任一項所述的系統，所述溫度分析器被配置成使用數字處理得出所述第一和第二信號。
13.一種在電機操作的同時估算所述電機的繞組的電阻和溫度中至少一個的系統，該系統包括: 用於激勵所述繞組以使單向電流在所述繞組中流動以操作電機的裝置，所述單向電流和所述繞組兩端所得的繞組電壓均具有低頻成分和高頻成分，所述低頻成分具有低於限制頻率的頻率內容，所述高頻成分具有高於所述限制頻率的頻率內容； 用於得出指示所述繞組電壓的低頻成分的幅度的第一信號的裝置； 用於得出指示所述單向電流的低頻成分的幅度的第二信號的裝置； 用於使用所述第一和第二信號得出指示繞組的電阻和溫度中至少一個的第三信號的>j-U ρ?α裝直。
14.根據權利要求13所述的系統，其中所述用於激勵的裝置被配置成以切換頻率周期性地開啟和關斷所述繞組的激勵，且所述限制頻率不超過所述切換頻率，例如其中所述限制頻率不超過所述切換頻率的十分之一。
15.根據權利要求13所述的系統，其中所述限制頻率小於10Hz，例如其中所述限制頻率小於IHz。
16.根據權利要求13至15其中任一項所述的系統，所述用於得出所述第一和第二信號的裝置包括相應的低通濾波器。
17.根據權利要求16所述的系統，其中所述低通濾波器是無源濾波器。`
18.根據權利要求13至17中任一項所述的系統，所述用於得出所述第一和第二信號的裝置使用數字處理來得出所述第一和第二信號。
【文檔編號】G01R27/08GK103869170SQ201310674442
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2012年12月11日
【發明者】M.J.特納 申請人:尼得科Sr驅動有限公司