適於電動機的控制器的製作方法

2023-10-10 02:03:09

專利名稱：適於電動機的控制器的製作方法
適於電動機的控制器本發明涉及電動機的控制，並且更具體地但非排他性地涉及同步電動機的控制， 同步電動機諸如混合式步進電動機、磁通切換型電動機、同步磁阻電動機以及無刷永磁電動機和發電機。將意識到在所有的同步電動機及發電機中，應用到相繞組的勵磁電流必須與轉子位置同步以便實現轉子在定子內的平穩轉動。更具體地，應用到相繞組的勵磁電流必須與各相繞組中感生的電動勢同步地交替。在正常運行條件下，跨越電動機相位的端電壓，vA,由下式給出
權利要求
1.一種適於電動機的控制系統，該電動機包括轉子和定子，定子具有一個或多個相繞組以便在相對於定子的靜止參考系中產生定子旋轉磁場，該系統包括檢測裝置、第一計算裝置(104)、第二計算裝置(105)、估算裝置、誤差裝置以及同步裝置，檢測裝置用於監控至少一相繞組中的電流，第一計算裝置(104)用於從所監控到的電流來在相對於靜止參考系旋轉的旋轉參考系中確定代表電流矢量的至少一分量(Is—Mal，Isjfflag)的值，第二計算裝置 (105)用於通過所監控到的電流來確定代表在旋轉參考系中旋轉的電動勢矢量的至少一分量(Es—Mal，Es imag)的值，估算裝置用於從代表至少一分量(Es real，Es imag)的所述值來估算旋轉電動勢矢量角位置的值，誤差裝置用於確定指示所估算的角位置與所需角位置偏差的角誤差信號，同步裝置用於控制電動機，從而角誤差信號趨於零。
2.根據權利要求1所述的控制系統，其中第一計算裝置(104)用於通過所監控到的電流來確定代表電流矢量沿著以已知角度與旋轉參考系一致的實軸的實分量(Is—real)的值和代表正交於實分量(Is—real)的電流矢量的虛分量(Is—imag)的值。
3.根據權利要求1或2所述的控制系統，其中第二計算裝置(105)用於從所監控到的電流來確定代表電動勢矢量沿著以已知角度與旋轉參考系一致的實軸的實分量(Esreal)的值和代表正交於實分量(Es real)的電動勢矢量的虛分量(Es imag)的值。
4.根據權利要求3所述的控制系統，其中第二計算裝置(105)用於確定電動勢矢量的正交分量(Es ral，Es ima)的比率。
5.根據任一前述權利要求所述的控制系統，其中誤差裝置用於確定電流矢量的實分量(Is—Mal)和適於電流矢量實分量的目標值之間的實電流誤差以及電流矢量的虛分量(Is— imag)和適於電流矢量虛分量的目標值之間的虛電流誤差。
6.根據權利要求5所述的控制系統，其中使得實電流誤差最小化的電壓矢量實分量 (Vsrea)被確定，以及使得虛電流誤差最小化的電壓矢量虛分量(Vs imag)被確定。
7.根據權利要求6所述的控制系統，其中同步裝置利用電動勢矢量的所估算角位置和電動勢矢量的所需角位置之間的誤差來校正旋轉參考系的角位置，以及傳送與旋轉參考系的所校正角位置一致的電壓矢量實分量(Vs_real)和電壓矢量虛分量(Vsjmag)。
8.根據權利要求7所述的控制系統，其中電動勢矢量的所需角位置與旋轉參考系的實軸一致。
9.根據權利要求7或8所述的控制系統，其中代表所需角度差異的值根據運行速度或負載而變化。
10.根據任一前述權利要求所述的控制系統，其中第一計算裝置(104)用於確定電流矢量的正交分量(Is—，Isjfflag)的比率。
11.根據任一前述權利要求所述的控制系統，其中估算裝置通過評估電流矢量正交分量(Is—Mal，Is—iMg)比率的函數與電動勢矢量正交分量(Es)al，Es imag)比率的函數之間的差異來估算代表電流矢量角度和電動勢矢量角度之間的角度差異的值。
12.根據權利要求11所述的控制系統，其中誤差裝置用於確定代表角度差異的值和代表所需角度差異的值之間的誤差。
13.根據權利要求12所述的控制系統，其中代表所需角度差異的值接近於零。
14.根據權利要求11或12所述的控制系統，其中同步裝置包括用於依賴於角誤差信號來控制定子電壓角度的裝置。
15.根據權利要求1所述的控制系統，其中估算裝置僅僅利用電動勢矢量虛分量(Es imag)來估算代表電動勢矢量角位置的值。
16.根據權利要求1所述的控制系統，其中估算裝置利用電動勢矢量虛分量(Esimag)除以轉子速度的函數來估算代表電動勢矢量角位置的值。
全文摘要
本發明涉及電動機的控制，並且具體地但非排他性地涉及同步電動機的控制，同步電動機諸如混合式步進電動機、磁通切換型電動機、以及無刷永磁電動機和發電機。提供適於電動機的一種無傳感器控制系統，該電動機包括轉子和定子，定子具有一個或多個相繞組以便產生定子旋轉磁場，該系統包括檢測裝置、計算裝置、估算裝置、誤差裝置以及同步裝置，檢測裝置用於監控相繞組中的電流，提供沿著以已知角度與旋轉參考系一致的實軸的實分量(Is_real)和正交於實分量(Is_real)的虛分量(Is_imag)，計算裝置用於確定旋轉電動勢沿著以已知角度與旋轉參考系一致的軸的實分量(Es_real)的值和正交於實分量(Es_real)的虛分量(Es_imag)，估算裝置用於利用電動勢的所估算的至少一正交分量來估算旋轉電動勢矢量的角位置，誤差裝置用於確定指示所估算的角位置與所需角位置偏差的角誤差信號，同步裝置用於控制電動機，這樣誤差信號趨於零。
文檔編號H02P6/18GK102282753SQ200980154666
公開日2011年12月14日 申請日期2009年11月17日 優先權日2008年11月17日
發明者查爾斯·波洛克, 海倫·波洛克 申請人:泰克尼萊克有限公司