CN100417001C

CN100417001C - 控制同步磁阻电机旋转速度的设备和方法

Info

Publication number: CN100417001C
Application number: CNB021409382A
Authority: CN
Inventors: 郑达浩; 李炅勲; 吴在胤
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: GB0215859D0; DE10230213B4; CN1396704A; GB2379751A; DE10230213A1; KR20030005818A; GB2379751B; JP2003033096A; JP3740098B2; US6724168B2; US20030015987A1; KR100421376B1

Abstract

本发明提供了一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，它包括第一比较器、速度控制单元、第二比较器、磁通量参照产生单元、第三比较器、磁通量控制单元、电流控制单元、同步/固定坐标转换单元、三相电压产生单元、逆变器单元、同步磁阻电机、磁通量观测器、位置估计单元、低速控制单元和过渡态稳定单元。本发明还提供了一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的方法。

Description

控制同步磁阻电机旋转速度的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，并且特别涉及这样的一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，它无需使用用于检测转子位置的传感器，即能通过检测同步磁阻电机的输入电压和输入电流，估测电机的速度和磁通角，来控制电机的旋转速度和转矩。

技术背景

通常，对于传统的用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，如果进行瞬时转矩控制，必须有电机的速度或磁通量信息，因此，需要例如转速计、发生器、分解器或脉冲编码器等传感器来提取电机的速度或磁通量信息。

然而，因为很难处理上述传感器，这些传感器对噪音很敏感，所以，最近一些外国公司积极研究不使用传感器的矢量控制方法，这种方法能控制速度和转矩，而不需根据电机的第二阻抗变化来修正电机的速度。

图1为传统的控制同步磁阻电机旋转速度的设备的结构方框图，如图所示，传统的控制同步磁阻电机旋转速度的设备包括：第一比较器11，用于将速度参照值ω_r ^*与实际转子速度值ω_r比较之后，输出速度误差；速度控制单元12，用于执行PI(比例积分)控制以补偿输出的速度误差后，输出参照转矩的电流i_qs ^*；第二比较器13，用于将参照转矩的电流i_qs ^*和实际转矩的电流i_qs比较后，输出电流误差；磁通量参照产生单元14，用于参照磁通量并根据实际速度ω_r输出磁通量参照值λ_d ^*；磁通量控制单元15，用于执行PI控制接收上述输出的磁通量参照值λ_d ^*后，输出参照磁通量的电流i_ds ^*；第三比较器16，通过比较参照磁通量的电流i_ds ^*和实际磁通量的电流i_ds，输出相应的电流误差；电流控制单元17，用于根据第二比较器13和第三比较器16的输出电流，输出参照磁通量的电压V_ds ^*和参照转矩的电压V_qs ^*；三相电压产生单元18，用于接收参照磁通量的电压V_ds ^*和参照转矩的电压V_qs ^*和来自积分器22的实际磁通角θ，将其转换成固定坐标系统的三相电压Vas、Vbs和Vcs并输出；逆变器19，用于通过施加三相电压产生单元18的三相电压Vas、Vbs和Vcs，以旋转同步磁阻电机20；转子位置检测单元21，用于通过检测同步磁阻电机20的旋转速度，而产生实际的速度；积分器22，用于通过对实际速度ω_r积分，来产生实际的磁通角；和坐标转换单元23，用于接收旋转同步磁阻电机20时检测到的两个相电流ias和ics，将其转换成实际磁通量的电流i_ds和实际转矩的电流i_qs，并输出转换后的电流。

这里，参照附图来说明这种传统的用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备的工作原理。

首先，旋转同步磁阻电机17过程中，第一比较器11将速度参照值ω_r ^*和从转子位置检测单元18得到的实际电机速度值ω_r进行比较后，向速度控制单元12输出速度误差。然后，速度控制单元12执行用于补偿输出的速度误差的PI控制后，输出参照转矩的电流i_qs ^*。

另一方面，磁通量参照产生单元14产生磁通量参照值λ_d ^*并向磁通量控制单元15输出λ_d ^*，磁通量控制单元15通过接收上述输出的磁通量参照值λ_d ^*来执行PI控制后，向第三比较器16输出参照磁通量的电流i_ds ^*。

第三比较器16将根据输出的磁通量参照值λ_d ^*所产生和输出的参照磁通量电流i_ds ^*与输出到坐标转换单元20的实际磁通量电流i_ds进行比较，向电流控制单元17输出相应的电流误差。然后，电流控制单元17产生参照磁通量电压V_ds ^*和参照转矩电压V_qs ^*，通过接收从第二比较器13和第三比较器16输出的电流误差，所述电压V_qs ^*和V_qs ^*分别是D轴电压和Q轴电压，并向三相电压产生单元15输出这些电压。

这里，产生参照磁通量的电压V_ds ^*和参照转矩的电压V_qs ^*的公式如下：

V_{d} = R_{s} i_{d} + L_{d} \frac{{di}_{d}}{dt} - ω_{e} L_{q} i_{q}

V_{q} = R_{s} i_{q} + L_{d} \frac{{di}_{q}}{dt} + ω_{e} L_{d} i_{d}

这里，V_d、V_q分别是电压的D轴和Q轴的分向量，i_d和i_q分别是电流的D轴和Q轴的分向量，R_s为定子侧的电阻，L_d、L_q为D轴和Q轴的感应系数。

然后，三相电压产生单元18利用参照磁通量电压V_ds ^*、参照转矩电压V_qs ^*和从积分器22得来的磁通角θ，产生固定坐标系下的三相电压Vas、Vbs和Vcs，并将这些电压施加给逆变器单元19，逆变器单元19将这些三相电压Vas、Vbs和Vcs施加给同步磁阻电机20。

这时，用来检测同步磁阻电机20的转子位置的转子位置检测单元21向第一比较器11和积分器22输入检测电机的实际旋转速度。然后，积分器22对实际速度积分，而产生与转子实际位置相应的磁通角(θ)，并将该角度输出到坐标转换单元23和三相电压产生单元18。

因此，通过重复执行上述过程，传统的同步磁阻电机控制电机的旋转速度。

然而，进行上述过程的传统设备带有转矩波动、转换停滞时间等等，所述转矩波动由所检测的电流频率基波内包括的谐波成分引起，因此在感生电压内带有谐波成分。因而，在估算的旋转速度内产生了波动，故无法达到精确的速度控制。并且，使用编码器和转子位置检测单元的霍尔传感器难以处理这种设备。

并且，传统的用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备具有这样的问题，由于使用昂贵的转子位置检测单元引起费用增加，尽管高速控制效果很好，仍无法顺利地做到低速控制。

发明内容

因此，本发明的目的是，在用于检测同步磁阻电机的转子位置的无传感器的速度控制过程中，根据载荷的变化，分别地控制低速区和高速区，以保持速度控制的精确。

本发明的另一目的是提供一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，在难以检测例如冰箱和空调压缩机内的转子位置的情况下，它利用电机的磁模型，随着电流变化对感应变量进行线性控制，而能精确地控制电机的旋转速度。

根据本发明的目的，为实现这些和其它优点，如文中体现并广义地阐述的那样，提供了一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，它包括：第一比较器，将速度参照值与同步电机的实际转子速度值进行比较后，输出速度误差；速度控制单元，执行用于补偿输出的速度误差的PI控制后，输出参照转矩的电流；第二比较器，将输出的参照转矩电流和实际转矩的电流进行比较后，输出电流误差；磁通量参照产生单元，用于产生并输出磁通量参照值；第三比较器，接收上述所输出的磁通量参照值并将参照值与实际磁通量值进行比较后，输出磁通量误差；磁通量控制单元，执行PI控制接收上述输出的磁通量误差后，输出同步坐标系的参照磁通量电压；电流控制单元，接收从第二比较器输出的电流误差后，产生并输出参照转矩的电压；同步/固定坐标转换单元，接收上述参照磁通量电压、参照转矩电压和磁通角，所述磁通角示出转子在同步磁阻电机的高速区和低速区的估计的实际位置，将同步坐标系内的两个电压转换为固定坐标系内的两个电压，并输出转换后电压；三相电压产生单元，将所输出的固定坐标系的两个电压转换为三相电压，并输出转换后电压；逆变器单元，用于逆变输出的三相电压，然后输出三相电流以驱动同步磁阻电机；同步磁阻电机，通过接收到输出的三相电流而被驱动；固定/同步坐标转换单元，在输出到同步磁阻电机的三相电流中检测两个相电流，然后向第二和第三比较器与磁通量观测器输出该检测电流；磁通量观测器，接收输出的两个相电流和从同步/固定坐标转换单元输出的固定坐标系的两个电压，然后输出相应的磁通量；位置估计单元，利用输出的磁通量，估计用于电机高速控制的转子的磁通角和转子的旋转速度；低速控制单元，接收磁通角和旋转速度，然后估计用于电机低速控制的转子的磁通角，并向同步/固定坐标转换单元输出该角度；和过渡态稳定单元，用于稳定按低速控制和速度控制算法所产生的不稳定状态。

结合附图，从下面的详细说明中，本发明的前述和其它特征、优点会更明显。

附图说明

附图对本发明提供了进一步的理解，并作为说明书的一部分示出了本发明的实施例，附图与说明书一同用于解释本发明的原理。

图中：

图1为传统的用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备的结构的方框图；

图2为本发明的同步磁阻电机的结构方框图；和

图3为随施加给同步磁阻电机的电流变化而改变的磁通量变化的特征曲线图。

优选实施例描述

现在详细说明本发明的优选实施例，附图中示出这些实施例。

下面，参照图2详细说明一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备的优选实施例，这种设备不使用霍尔传感器或编码器来检测同步磁阻电机的速度和位置，而能根据载荷的变化分别控制低速区和高速区以保持速度控制的精确，在难以检测例如在冰箱和空调的压缩机内的转子位置的情况下，它能根据电流变化来线性控制感应变量，从而精确地控制电机的旋转速度。

图2为本发明的同步磁阻电机的结构方框图。

如图所示，根据本发明的用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备包括：第一比较器31，将速度参照值与同步电机的实际转子速度值进行比较后，输出速度误差；速度控制单元32，执行PI控制以补偿输出的速度误差后，输出参照转矩的电流；第二比较器33，将输出的参照转矩电流和实际转矩的电流进行比较后，输出电流误差；磁通量参照产生单元34，用于产生并输出磁通量参照值；第三比较器35，接收上述所输出的磁通量参照值并将参照值与实际磁通量值进行比较后，输出磁通量误差；磁通量控制单元36，通过接收上述输出的磁通量误差，执行PI控制后，输出同步坐标系的参照磁通量电压；电流控制单元37，通过接收从第二比较器33输出的电流误差，产生并输出参照转矩的电压；同步/固定坐标转换单元38，接收上述参照磁通量电压、参照转矩电压和磁通角，所述磁通角示出转子在同步磁阻电机的高速区和低速区的估计的实际位置，将同步坐标系内的两个电压转换为固定坐标系内的两个电压，并输出转换后电压；三相电压产生单元39，将所输出的固定坐标系的两个电压转换为三相电压，并输出转换后电压；逆变器单元40，使所输出的三相电压逆变，然后输出三相电流以驱动同步磁阻电机；同步磁阻电机41，通过接收到输出的三相电流而被驱动；固定/同步坐标转换单元42，在输出到同步磁阻电机41的三相电流中检测两个相电流，然后向第二和第三比较器33和36与磁通量观测器43输出该检测电流；磁通量观测器43，接收输出的两个相电流和从同步/固定坐标转换单元39输出的固定坐标系的两个电压，然后输出相应的磁通量；位置估计单元45，利用输出的磁通量，估计用于电机高速控制的转子的磁通角和转子的旋转速度；低速控制单元44，接收磁通角和旋转速度，以便估计用于电机低速控制的转子的磁通角，并向同步/固定坐标转换单元39输出该角度；和过渡态稳定单元44-1，用于稳定按低速控制和速度控制算法所产生的不稳定状态。

这里，磁通量观测器43包括：磁通量转换单元43a，接收从固定/同步坐标转换单元42输出的两个相电流i_dq，以按照同步坐标系输出估计的磁通量Tq；同步/固定磁通量转换单元43b，使用磁通角

按照同步坐标系将估计的磁通量Tq转换为固定坐标系下的估计磁通量

所述磁通角为从用于高速控制和输出磁通量值的位置估计单元45输出的位置信息；第一比较器单元43d，用于将从同步/固定坐标转换单元39输出的固定坐标系电压V_αβ和相应于两个相电流i_dq和定子一侧的电阻R的相乘值的电压进行比较，并输出相应的电压误差，即感应电压e_αβ；第一积分器43f，用于产生实际的磁通量

并将输出的感应电压e_αβ积分后输出该磁通量；第六比较器单元43c，用于产生从同步/固定磁通量转换单元43b输出的固定坐标系的估计磁通量

与从第一积分器43f输出的实际磁通量

之间的差值，并输出该差值；增益产生单元43g，用于产生并输出一个增益值，以减小输出的两个磁通量之间的差值，即磁通量误差Δλ_αβ；和位置估计单元45，接收从第一积分器43f输出的实际磁通量

和从磁通量转换单元43a输出的估计磁通量

以产生用于估计同步磁阻电机41的转子位置的磁通角

并输出该角度。

并且，低速控制单元44包括：信号注入单元44a，在同步磁阻电机41的低速区或最初驱动过程中，用于向D轴的磁通量输入一个设定的信号，并获得在同步磁阻电机中最后观测到的Q轴磁通量值与最初估计的Q轴磁通量值之间的差值Δλ_q；高通滤波器44b，用于进行滤波，以将从信号注入单元44a输出的信号中的直流电DC的信号除去，并输出结果；解调单元44c，用于接收、解调上述结果并输出DC成分的信号；低通滤波器44d，用于进行滤波，通过把DC成分信号中的误差成分除去并输出DC成分的信号，以产生完全DC成分的信号；PI控制单元44e，用于进行DC成分信号的PI控制，并按电机的低速控制获得速度信息；第二积分器44f，通过接收速度信息来进行积分，并按电机的低速控制获得位置信息；切换单元44-1b，用于接收位置信息并向同步/固定坐标转换单元38输出该信息。

并且，过渡态稳定单元44-1包括：速比调节单元44-1a，用于在采用齿轮控制电机时比较转子的旋转速度

和旋转速度

为当控制高速电机时位置估计单元45内估计并输出的速度，旋转速度

为在控制低速电机时估计并输出到PI控制单元44e的速度，确定是以低速还是以高速控制电机，并利用从高速区转变到低速区或从低速区转变到高速区的情况下所具有的重叠区域来稳定电机内的不稳定状态；第二积分器44f，用于输出从速比调节单元44-1a输入的速度信息；和切换单元44-1b，通过接收速度信息而转换到控制低速或高速的电机，然后按照低速控制输出速度信息

和

或者按照高速控制输出速度信息

和

分别向同步/固定坐标转换单元38输出。

下面详细说明根据本发明的用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备的工作过程。

首先，第一比较器31将速度参照值ω_n ^*与在位置估计单元45检测的实际转子速度值

进行比较，并向速度控制单元32输出速度误差，速度控制单元32执行PI控制以补偿输出的速度误差后，输出参照转矩的电流i_qs ^*。然后，第二比较器单元33对从速度控制单元32输出的参照转矩电流i_qs ^*与从固定/同步坐标转换单元42输出的实际转矩电流i_q进行比较后，向电流控制单元37输出电流误差。电流控制单元37接收从第二比较器33输出的电流误差，产生并向同步/固定坐标转换单元38输出参照转矩电压V_qs ^*，即Q轴电压。

另一方面，磁通量产生单元34产生并向第二比较器35输出磁通量参照值λ_d ^*，第二比较器35将磁通量参照值λ_d ^*和从固定/同步坐标转换单元42输出的实际磁通量值予以比较后，向磁通量控制单元36输出磁通量误差。然后，磁通量控制单元36通过接收上述输出的磁通量误差执行PI控制后，输出参照磁通量的电压V_ds ^*，即D轴电压。

随后，同步/固定坐标转换单元38接收磁通角

和的正弦值和余弦值，所述磁通角

和

示出参照磁通量的电压V_ds ^*、参照转矩的电压V_qs ^*和在高速区及低速区估计的转子实际位置，将同步坐标系内的两个电压转换成固定坐标系内的两个电压V_ds ^*和V_q ^*，并向三相电压产生单元38输入该两个电压。

接着，三相电压产生单元39将三相电压Vas、Vbs和Vcs施加给逆变器单元40，逆变器单元40将输出的三相电压Vas、Vbs和Vcs逆变，向同步磁阻电机41施加用于驱动电机的三相电流，并驱动电机。固定/同步坐标转换单元42在施加的三相电流中检测两个相电流i_dq，然后向第二和第三比较器单元33和36及磁通量转换单元43a输入该电流。

然后，同步磁阻电机41在高速或低速控制中通过估计同步磁阻电机41的转子位置进行速度控制的过程说明如下。

首先，说明用于进行同步磁阻电机41的高速控制的磁通量观测器43如下。

磁通量转换单元43a接收从固定/同步坐标转换单元42输出的两个相电流i_dq，并向位置估计单元45输出根据同步坐标系的估计磁通量

这时，图3为随施加给同步磁阻电机的电流变化而改变的磁通量变化的特征曲线图，以产生估计的磁通量

图3是示出随施加给同步磁阻电机的电流变化的磁通量变化的特征曲线图，该图利用根据两个电流的变化量所测得的磁通量值用于形成一个参照表。

随后，同步/固定磁通量转换单元43b利用磁通角

按照同步坐标系把估计的磁通量

转换为固定坐标系下的估计磁通量

并把磁通量值输出到第六比较器单元43c，所述磁通角

是从位置估计单元45输出的位置信息。

另一方面，第一比较器单元43d用于把从同步/固定坐标转换单元38输出的固定坐标系的电压V_αβ和相应于两个相电流idq与定子一侧的电阻R的相乘值的电压进行比较，并向第一积分器43f输出相应的电压误差，即感应电压e_αβ，而第一积分器43f对输出的感应电压e_αβ积分后，产生实际的磁通量并输出磁通量。然后，第六比较器单元43c产生从同步/固定磁通量转换单元43b输出的固定坐标系估计磁通量

与从第一积分器43c输出的实际磁通量

之间的差值，并向增益产生单元43g输出该差值，然后增益产生单元43g产生并向第五比较器单元43e输出一个增益值，以减小输出的两个磁通量之间的差值，即磁通量误差Δλ_αβ。

接着，位置估计单元45接收实际磁通量

和估计磁通量并产生用于估计同步磁阻电机41的转子位置的磁通角并向同步/固定坐标转换单元38输出相应的正弦值和余弦值，从而进行同步磁阻电机的高速控制。

这时，利用实际磁通量

和估计磁通量以获得与磁通角相应的正弦值和余弦值的公式列在下面：

\sin \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} - {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}}, \cos \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} + {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}}

式中，

指估计的转子的旋转角度，

和指按照同步坐标系估计的磁通量，

和

指按照固定坐标系观测的磁通量，dq指在同步坐标系下的信号，αβ指固定坐标系下的信号。

然后，说明用于进行同步磁阻电机41的低速控制的低速控制单元44的工作过程。

因为在低速区电压成分具有相对小的值，所以出现例如停滞时间及与其类似的电压误差。因而，仅靠电机的高速控制时会出现位置估计的问题。所以，为了解决上述问题，采用了利用在电机低速区内信号输入的位置估计循环。

在电机的低速区或在最初驱动电机的情况下，信号注入单元44a获得同步磁阻电机内最后观测到的Q轴磁通量值与最初估计的磁通量值之间的差值Δλ_q，所述最初估计的磁通量值通过向D轴的磁通量内输入预定的信号而得到。预定的信号为在没有差值Δλ_q下情况下通过实验产生的优选值，即，观测的Q轴磁通量值和估计的Q轴磁通量值之间的差值为“0”，这意味着在电机的低速控制中没有误差。

然而，当出现差值时，通过一系列控制步骤，作为位置成分的磁通角

用于低速控制以补偿该差值。

然后，高通滤波器44b进行滤波，以去除从信号注入单元44a输出的信号中的DC成分信号，并向解调单元44c输出结果值。解调单元44c接收该结果值，进行解调并再次输出DC成分的信号。低通滤波器44d除去误差成分，进行滤波以产生完全DC成分的信号，并向PI控制单元44e输出该信号。然后，PI控制单元44e对产生的DC成分信号进行PI控制，并得到估计的速度

速度

是根据电机低速控制的速度信息。第二积分器44f接收估计速度

进行积分，然后获得估计的磁通角该磁通角

是根据电机低速控制的位置信息。通过将在下文说明的切换单元44-1b，估计的磁通角“θ”被输出到同步/固定坐标转换单元38。

结果，在电机的低速区和最初驱动电机的情况下，通过使Q轴磁通量值的差值为“0”，低速控制单元44以低速进行稳定控制。

然后，当同步磁阻电机41从低速区向高速区或从高速区向低速区转换时，即齿轮控制电机时，过渡态稳定单元44-1用于防止向整个电机系统施加的电压/电流的增加量迅速增加，并稳定的进行电机的高速或低速齿轮控制，下面说明过渡态稳定单元44-1的工作过程。

首先，如果齿轮控制电机速度，速比调节单元44-1a比较转子的旋转速度

和

并确定是否进行低速控制或高速控制，旋转速度为在高速控制时估计的从位置估计单元45输出的速度，旋转速度

为在低速控制时估计的向PI控制单元44e输出的速度。并且，在从低速区向高速区或从高速区向低速区转换时，过渡态稳定单元44-1利用具有的重叠区域稳定在电机内产生的不稳定状态。

第二积分器44f对从速比调节单元44-1a输入的速度信息积分，并向切换单元44-1b输出。切换单元44-1b接收速度信息，进行电机的低速或高速控制转换，并分别向同步/固定坐标转换单元38输出按低速控制输出的速度信息

和

以及按高速控制输出的速度信息

和

如上详细所述，根据本发明的同步磁阻电机无需位置检测传感器，通过把低速区和高速区分开，而控制转子的旋转速度，根据载荷的变化保持速度控制的精确。

并且，根据本发明的用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备控制高速区或低速区内的电机，稳定在电机从低速区向高速区转换过程中产生的不稳定状态，并表现出稳定的速度控制性能，从而进行更精确的速度控制。

并且，本发明能在难以检测例如冰箱和空调压缩机内的转子的情形下，利用磁模型使随电流变化而变化的电感应的线性控制能够进行，而控制电机的旋转速度。

由于本发明可以以几种形式体现，而不偏离其精神或主要特征，还应当理解，上述说明的实施例不局限于前述说明的任一细节，除非另外说明，而应当在其精神和附属权利要求所定义的范围内进行广义地阐述，因而所有落入权利要求范围内的或落入权利要求等同替换范围内的改变和变更都将涵括在权利要求内。

Claims

1. 一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，包括：

第一比较器，将速度参照值与同步电机的实际转子速度值进行比较后，输出速度误差；

速度控制单元，执行PI控制以补偿输出的速度误差后，输出参照转矩的电流；

第二比较器，将输出的参照转矩电流和实际转矩的电流进行比较后，输出电流误差；

磁通量参照产生单元，用于产生并输出磁通量参照值；

第三比较器，接收上述所输出的磁通量参照值并将参照值与实际磁通量值进行比较后，输出磁通量误差；

磁通量控制单元，执行PI控制接收上述输出的磁通量误差后，输出同步坐标系的参照磁通量的电压；

电流控制单元，产生并输出参照转矩的电压，接收从第二比较器输出的电流误差；

同步/固定坐标转换单元，接收参照磁通量电压、参照转矩电压和转子的磁通角，所述转子的磁通角示出在同步磁阻电机的高速区和低速区估计的转子实际位置，将同步坐标系内的两个电压转换为固定坐标系内的两个电压，并输出转换后的电压；

三相电压产生单元，将所输出的固定坐标系的两个电压转换为三相电压，并输出转换后电压；

逆变器单元，使所输出的三相电压逆变，然后输出用于驱动同步磁阻电机的三相电流；

同步磁阻电机，通过输出的三相电流而被驱动；

固定/同步坐标转换单元，在输出到同步磁阻电机的三相电流中检测两相电流，然后向第二和第三比较器与磁通量观测器输出该检测电流；

磁通量观测器，接收从固定/同步坐标转换单元输出的两相电流和从同步/固定坐标转换单元输出的固定坐标系的两个电压，以输出相应的磁通量；

位置估计单元，利用输出的磁通量，估计电机高速控制的转子的磁通角和转子的旋转速度；

接收旋转速度的低速控制单元，用于估计电机低速控制的转子的旋转速度，并向同步/固定坐标转换单元输出角度；和

过渡态稳定单元，用于稳定按低速控制和速度控制算法所产生的不稳定状态。

2. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磁通量观测器进一步包括：

磁通量转换单元，接收从固定/同步坐标转换单元输出的两相电流，以按照同步坐标系输出估计的磁通量；

同步/固定磁通量转换单元，使用转子的磁通角将按照同步坐标系估计的磁通量转换为固定坐标系下的估计磁通量，并输出磁通量值，所述转子的磁通角为从用于高速控制的位置估计单元输出的位置信息；

第一比较器单元，将从同步/固定坐标转换单元输出的固定坐标系电压和相应于两相电流和定子一侧的电阻的相乘值的电压进行比较，并输出相应的电压误差，即感应电压；

第一积分器，用于产生实际的磁通量，并将输出的感应电压积分后输出该磁通量；

第六比较器单元，用于产生从同步/固定磁通量转换单元输出的固定坐标系的估计磁通量与从第一积分器输出的实际磁通量之间的差值，并输出该差值；

增益产生单元，用于产生并输出一个增益值，以减小输出的两个磁通量之间的差值，即磁通量误差；和

位置估计单元，接收从第一积分器输出的实际磁通量和从磁通量转换单元输出的估计磁通量，以产生用于估计同步磁阻电机的转子位置的转子的磁通角，并输出该角度。

3. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的磁通量观测器根据施加给同步磁阻电机的电压和从同步磁阻电机检测的电流产生各自的磁通量，并向所述位置估计单元输出磁通量。

4. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的低速控制单元包括：

信号注入单元，在电机的低速区或最初驱动过程中，通过向D轴的磁通量输入预先设定的信号，获得在同步磁阻电机中最终观测到的Q轴磁通量值之间的差值；

高通滤波器，用于进行滤波，以将从信号注入单元输出的信号中的DC成分的信号除去，并输出结果值；

解调单元，通过接收上述结果值而进行解调，并再次输出DC成分的信号；

低通滤波器，通过把DC成分信号中的误差成分除去以产生完全DC成分的信号而进行滤波，并输出所述的DC成分的信号；

PI控制单元，用于进行有关DC成分信号的PI控制，并按电机的低速控制获得速度信息；

第二积分器，通过接收速度信息来进行积分，并按电机的低速控制获得位置信息；和

切换单元，用于接收位置信息并向同步/固定坐标转换单元输出该信息。

5. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的过渡态稳定单元包括：

速比调节单元，用于比较转子的两个旋转速度，第一个旋转速度为当高速控制时估计的从位置估计单元输出的转子旋转速度，第二个旋转速度为在低速控制时估计并输出到PI控制单元的转子旋转速度，在齿轮控制电机速度时确定进行低速还是高速控制，并且利用从高速区转变到低速区或从低速区转变到高速区的情况下所具有的重叠区域来稳定电机内产生的过渡态状态；

第二积分器，用于对从速比调节单元输入的速度信息积分并输出该速度信息；和

切换单元，通过接收速度信息执行转换以在低速或高速控制电机，并按低速控制或者高速控制分别向同步/固定坐标转换单元输出速度信息。

6. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，在速度控制算法从同步磁阻电机内的低速区转换到高速区的过程中，所述的过渡态稳定单元稳定由于施加的低速区内的速度控制信号而产生的过渡态状态。

7. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的位置估计单元接收在观测的低速区和估计的高速区的磁通量输入，并根据下列公式输出转子的磁通角：

\sin \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} - {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}},

\cos \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} + {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}}

其中，

指估计的转子的旋转角度，

和

指按照同步坐标系估计的磁通量，和

指按照固定坐标系观测的磁通量，dq指旋转坐标信号，αβ指固定坐标信号。

8. 如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述的磁通量转换单元利用根据从所述固定/同步坐标转换单元输出的两个电流的变化量测得的磁通量值，形成参照表，按照所述同步坐标系产生估计的磁通量。

9. 一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，包括：

位置估计单元，根据同步磁阻电机的低速区或高速区，通过估计转子的磁通角和旋转速度，来执行对同步磁阻电机旋转速度的控制；

低速控制单元，包括：

信号注入单元，在电机的低速区或最初驱动过程中，向D轴的磁通量输入预先设定的信号，并获得在同步磁阻电机中最终观测到的Q轴磁通量值和最初估计的Q轴的磁通量值之间的差值；

高通滤波器，用于进行滤波，以将从信号注入单元44a输出的信号中的直流DC成分的信号除去，并输出结果值；

解调单元，接收，解调上述结果值，并输出DC成分的信号；

低通滤波器，通过把DC成分信号中的误差成分除去以进行滤波而产生完全DC成分的信号，并输出所述的DC成分的信号；

PI控制单元，用于进行DC成分信号的PI控制，并按电机的低速控制获得速度信息；

10. 如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述的位置估计单元接收在观测的低速区和估计的高速区的磁通量输入，并根据下列公式输出转子的磁通角：

\sin \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} - {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}},

\cos \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} + {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}}

其中，

指估计的转子的旋转角度，

和

指按照同步坐标系估计的磁通量，

和

11. 一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，包括：

位置估计单元，根据同步磁阻电机的低速区或高速区，通过估计转子的磁通角和旋转速度，来控制电机的旋转速度；

过渡态稳定单元，包括：

速比调节单元，用于比较转子的两个旋转速度，第一个旋转速度为当高速控制电机时在位置估计单元中估计的转子旋转速度，第二个旋转速度为在低速控制电机时估计并输出到PI控制单元的转子旋转速度，在齿轮控制电机时确定以低速还是高速控制电机，并且利用从高速区转变到低速区或从低速区转变到高速区的情况下所具有的重叠区域来稳定电机内产生的过渡态状态；

切换单元，通过接收速度信息执行切换以在低速或高速控制电机，并按低速控制或者高速控制分别向同步/固定坐标转换单元输出速度信息。

12. 如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述的位置估计单元接收在观测的低速区和估计的高速区的磁通量输入，并根据下列公式输出转子的磁通角：

\sin \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} - {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}},

\cos \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} + {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}}

其中，

指估计的转子的旋转角度，

和指按照同步坐标系估计的磁通量，

和

指按照固定坐标系观测的磁通量，dq指旋转坐标信号，αβ指固定坐标信号

13. 如权利要求11所述的设备，其特征在于，进一步包括：

固定/同步坐标转换单元，用于在输出到同步磁阻电机的三相电流中检测两相电流，然后向所述的第二和第三比较器与磁通量观测器输出该检测电流；

磁通量观测器，接收输出的两相电流和输出到同步磁阻电机的两个固定坐标系电压，以输出相应的磁通量；

接收从位置估计单元估计的旋转速度的低速控制单元，用于估计用于电机的低速控制的转子的旋转速度，并向同步/固定坐标转换单元输出该速度；和

过渡态稳定单元，用于稳定按低速控制和速度控制算法所产生的过渡态状态。

14. 一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的设备，包括；

固定/同步坐标转换单元，在输出到所述同步磁阻电机的三相电流中检测两相电流，然后向所述第二和第三比较器与磁通量观测器输出该检测电流；

磁通量观测器，接收输出的两相电流和输出到所述同步磁阻电机的固定坐标系的电压，以输出相应的磁通量；

位置估计单元，利用输出的磁通量，估计用于同步磁阻电机的高速控制的转子的磁通角和转子的旋转速度；

接收旋转速度的低速控制单元，估计用于同步磁阻电机低速控制的转子的旋转速度，并向所述的同步/固定坐标转换单元输出角度；和

过渡态稳定单元，用于稳定按低速控制和速度控制算法所产生的过渡态状态，其中该磁通量观测器包括：

第一积分器，用于产生实际的磁通量，并将输出的感应电压积分后输出磁通量；

增益产生单元，用于产生并输出一增益值，以减小输出的两个磁通量之间的差值，即磁通量误差；和

15. 如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述的低速控制单元包括：

信号注入单元，在电机的低速区或最初驱动过程中，向D轴的磁通量输入预先设定的信号，获得在同步磁阻电机中最后观测到的Q轴磁通量值与最初估计的Q轴磁通量值之间的差值；

高通滤波器，用于进行滤波，以将从信号注入单元输出的信号中的直流DC成分的信号除去，并输出结果；

解调单元，用于接收上述结果，对上述结果进行解调，并输出DC成分的信号；

低通滤波器，通过把DC成分信号中的误差成分除去而进行滤波，以产生完全DC成分的信号，并输出所述的DC成分的信号；

16. 如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述的过渡态稳定单元包括：

速比调节单元，用于将当以高速控制电机时在位置估计单元估计并输出的转子旋转速度与在以低速控制电机时估计并输出到PI控制单元的转子旋转速度进行比较，在利用齿轮控制电机时，确定电机是在低速还是高速控制，并且利用从高速区转变到低速区或从低速区转变到高速区的情况下具有重叠区域来稳定电机内产生的过渡态状态；

切换单元，通过接收速度信息以转换在低速或在高速控制电机，并按低速控制或者高速控制分别向同步/固定坐标转换单元输出速度信息。

17. 如权利要求14所述的设备，其特征在于，在速度控制算法从同步磁阻电机内的低速区转换到高速区的过程中，所述的过渡态稳定单元稳定由于施加的低速区内的速度控制信号而产生的过渡态状态。

18. 如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述的位置估计单元接收在观测的低速区和估计的高速区的磁通量输入，并根据下列公式输出转子的磁通角：

\sin \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} - {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}},

\cos \tilde{θ} = \frac{{\hat{λ}}_{α} {\tilde{λ}}_{d} + {\hat{λ}}_{β} {\tilde{λ}}_{q}}{λ^{2}}

其中，指估计的转子的旋转角度，和

指按照同步坐标系估计的磁通量，和

19. 如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述的磁通量转换单元利用根据从所述固定/同步坐标转换单元输出的两个电流的变化量测得的磁通量值形成参照表，按照所述同步坐标系产生估计的磁通量。

20. 一种用于控制同步磁阻电机旋转速度的方法，包括下列步骤：

将同步磁阻电机的速度参照值与实际的转子速度值予以比较，然后输出相应的速度误差；

执行用于补偿输出的速度误差的PI控制，并输出相应的电流；

接收输出的电流，产生同步坐标系内的磁通量的电压，然后输出该电压；

产生磁通量参照值，输出该参照值；

比较磁通量参照值和实际的磁通量值，接收输出的磁通量参照值，然后输出相应的磁通量误差；

通过接收输出的磁通量误差执行PI控制后，输出同步坐标系内的转矩电压；

通过接收转子的磁通角将两个同步坐标系的电压转换为两个固定坐标系的电压，所述转子的磁通角示出在同步磁阻电机的高速区和低速区估计的转子实际位置，将两个同步坐标系的电压转换为两个固定坐标系的电压，并输出转换后的电压；

将输出的两个固定坐标系电压转换为三相电压，并输出转换后电压；

将输出的三相电压逆变，然后输出用以驱动同步磁阻电机的三相电流；

通过接收输出的三相电流驱动同步磁阻电机；

在输出的三相电流中检测两相电流；

接收输出的两相电流、两个固定坐标系的电压，并输出相应的磁通量；

利用输出的磁通量，估计转子的磁通角和用于同步磁阻电机的高速控制的转子旋转速度；

接收旋转速度，估计用于同步磁阻电机的低速控制的转子旋转速度，并输出所述旋转速度；和

按照低速控制和速度控制算法稳定所产生的过渡态状态。

21. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述的估计用于同步磁阻电机高速控制的转子的磁通角和转子旋转速度的步骤还包括下列步骤：

接收检测的两相电流，并根据同步坐标系输出估计的磁通量；

根据同步坐标系将估计的磁通量转换为固定坐标系内的估计磁通量值，并输出该磁通量值；

将施加给同步磁阻电机的固定坐标系电压与相应于两相电流和定子一侧的电阻的相乘值的电压相比较，并输出相应的感应电压；

对输出的感应电压积分后产生并输出实际的磁通量；

产生并输出固定坐标系的估计磁通量与实际磁通量之间的差值；

产生并输出增益值，以补偿输出的两个磁通量之间的差值；和

接收实际的磁通量和估计的磁通量，产生并输出用于估计同步磁阻电机的转子位置的磁通角。

22. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述的估计用于同步磁阻电机的高速控制的转子的磁通角和转子旋转速度的步骤包括下列步骤：

根据施加给同步磁阻电机的电压和从同步磁阻电机检测的电流，分别产生并输出磁通量。

23. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述的接收检测的两相电流并根据同步坐标系输出估计的磁通量的步骤进一步包括下列步骤：

利用根据检测的两相电流的变化量测得的磁通量值，形成参照表，以根据同步坐标系产生估计的磁通量。