CN100461611C - 启动无传感器马达的系统和方法 - Google Patents

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CN100461611C CNB200610090926XA CN200610090926A CN100461611C CN 100461611 C CN100461611 C CN 100461611C CN B200610090926X A CNB200610090926X A CN B200610090926XA CN 200610090926 A CN200610090926 A CN 200610090926A CN 100461611 C CN100461611 C CN 100461611C
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Abstract

本发明涉及一种无传感器马达的马达驱动系统,其包括一种捕捉启动序列发生器,其控制控制马达驱动系统在马达转子在启动马达驱动系统之间已经正向或反向旋转时强有力地启动马达。特别地,捕捉启动序列发生器使马达驱动系统初始找到并跟踪转子位置,然后确定转子旋转的速度和可能的方向。如果转子反向旋转,捕捉启动序列发生器控制马达驱动系统来降低旋转速度,然后启动转子正向旋转。

Description

启动无传感器马达的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种马达驱动系统,尤其涉及一种启动无传感器马达的马达驱动系统,其中电动机转子可以在马达驱动系统启动之前转动。

背景技术

许多马达驱动系统和马达,如永磁同步马达(PMSM),使用无传感器控制技术来降低成本并提高可靠性。这些马达驱动系统和马达是不需要传感器的,这是因为他们不包括测量从马达和/或传感器的反馈电压来探测电动机转子的位置。相反,转子位置是基于对马达线圈电流的估计来确定的。

特别地,由于外荷载,马达的转子可以在马达驱动逆变器启动之前转动(正向或反向)。例如,如果无传感器马达驱动系统和马达是应用于室外风扇提供(例如空调单元),风力可能施加到风扇上从而马达转子在逆变器启动之前旋转。众所周知,一旦马达旋转起来,马达就会产生一个反电动势(BackEMF)。因为马达驱动系统和马达是无传感器的,所以这个反电动势的相位和幅值在启动逆变器之前不被马达驱动系统知道。结果,当逆变器启动时,逆变器输出电压的幅相一般与马达反电动势不同步。问题就出在,如果马达以足够高的速度旋转时产生较大的反电动势,这种不匹,导致了一个较大的马达电流,从而会造成逆变器因过流停机。

另外的一个问题就是在逆变器启动之前马达逆向旋转。在这种情况下,无传感器(如没有电压或霍尔传感器,只有电流传感器)的马达驱动系统必须控制从逆向到正向的马达速度,当逆变器不产生正反馈输出功率并且转子以高速旋转时,这种控制是比较困难的。

因此,需要提供一种理想的利用无传感器控制技术的马达驱动系统,其能够在马达驱动逆变器启动前马达有可能正转或反转时强有力地启动马达。

发明内容

根据本发明的实施例,驱动无传感器马达的马达驱动系统包括一种控制器和一个逆变器,控制器包括一个捕捉启动序列发生器,其用于控制马达驱动系统在马达转子因为外部扭力而已经转动时有力地启动马达。特别地,根据本发明的实施例,在逆变器的初始通电的条件下,捕捉启动序列发生器假定马达转子已经在旋转,并促使马达驱动系统跟踪转子位置并执行零电流调整,使得逆变器输出电压的相位及幅值与马达反电动势的相位及幅值相匹配。结果是,在逆变器的初始启动时防止了大的马达电流,从而防止逆变器因过电流停机。

接着,捕捉启动序列发生器估计一个马达速度。根据本发明的一个实施例,这个估计是基于转子通量的幅值确定的。假设确定了一个接近于零的转子速度(即马达不旋转或者正向或反向的旋转速度很低),捕捉启动序列发生器促使逆变器在马达上施加一个正向旋转电流向量确保转子正向旋转,一旦转子达到一个门限速度,其设置马达驱动系统使马达速度达到额定点,然后设定正常的操作。

相反,如果捕捉启动序列发生器确定转子正以一个明显的速度旋转,那么捕捉启动序列发生器接着确定转子的旋转方向。如果捕捉启动序列发生器确定转子正向旋转,然后其完成设置马达驱动系统使马达速度达到额定点的操作,然后设定正常操作。

如果捕捉启动序列发生器探测到转子反向旋转,捕捉启动序列发生器接着开始降低或尽可能停止马达反向旋转。特别地,根据本发明的实施例,捕捉启动序列发生器促使逆变器将零电压向量施加到马达上,零电压向量使马达相绕组短路,从而具有降低马达旋转的作用,并可能使转子停止转动。

根据本发明的另一实施例,捕捉启动序列发生器促使马达驱动系统从零电压向量模式向开路模式切换,促使逆变器在马达上施加一个正向转动电流向量,企图促使马达慢慢停止(假使转子仍以反向旋转),然后启动正向旋转。值得注意的是,转子的旋转及正向转动电流向量初始时是相反的,这是因为施加在转子上的外部扭力。根据本发明的另一实施例,捕捉启动序列发生器促使施加正向转动电流以使向量的初始位置与转子磁体的位置并排或在转子磁体位置后。这个位置的好处在于它使得正向旋转电流向量在转子上产生一个扭矩,该扭矩总是与外部扭力相反。根据本发明的一个实施例,如上所述,当逆变器对马达施加一个零电压向量时,转子磁体的位置(为了获取正向旋转电流向量的初始位置)基于马达电流的定相来确定。

根据本发明的一个实施例,一旦正向旋转电流向量施加到马达上,马达扭矩将随着转子角从旋转电流向量离开的角度增加而增加。逐渐生成的扭矩最终克服外部反向扭力,使得马达停止,反转方向,然后与电流向量同步正向旋转。然后,马达的速度将随着电流向量的增大而增加。

根据本发明的一个实施例,捕捉启动序列发生器继续施加开路正向旋转电流向量,一直到转子的正向速度超出门限值为止。接下来,捕捉启动序列发生器使马达驱动系统切换到闭路控制,并完成设置马达驱动系统使马达速度达到一个额定点的操作,然后设定一个正常运行操作。

本发明的其它特征和优势结合附图从下面对本发明的描述将很明显地看出来。

附图说明

图I显示根据本发明的马达驱动系统的功能框图,其中马达驱动系统包括捕捉启动序列发生器用来控制马达驱动系统来启动转子在马达系统启动之前就已经转动的马达;

图2显示了根据本发明一个实施例的图I中的捕捉启动序发生器初始启动马达的进程;

图3显示了根据本发明实施例的转子通量幅值与转子速度之间关系的同线图;

图4A和图4B显示了根据本发明实施例对具有反向旋转转子的马达施加一个正向旋转电流向量的理想初始位置,其中正向旋转电流向量用于反转转子旋转的方向;

图4C显示了图4A和图4B的正向旋转电流向量的理想初始位置;

图2显示了当马达相绕组短路时马达转子和马达电流向量之间的位置关系,以及位置关系与相位角Θ移动的函数关系。

图6A显示根据本发明实施例,图5的短路电流向量和转子速度之间的关系曲线图;

图6B显示了根据本发明实施例,图5的相位角移动和转子速度之间的关系曲线图;

图7A显示了根据本发明实施例,在图2显示的不同的进程阶段转子速度变化的图示;

图7B显示了根据本发明实施例,对应于图7A的每个阶段的马达U-相位电流的变化实例;

图7C显示了根据本发明实施例,对应于图7A的每个阶段的估计转子角的变化实例。

具体实方式

参照图1,其显示了本发明实施例中,驱动无传感器马达102,如三相永磁同步马达(PMSM)的马达驱动系统200。马达驱动系统100包括:逆变器104,如三相逆变器,其产生驱动马达102的功率信号;控制器110,利用逆变器104的切换产生马达功率信号。控制器110包括:控制输入112,接收马达速度指令;向量旋转模块114;脉冲宽度调制模块116;转子通量估计模块124;以及d-q电流调整器119,其用作逆变器104和控制输入112之间电流反馈回路。如图显示,d-q电流调整器119包括:反馈线118,其与逆变器104相连,用于获得马达102的三相马达电流的表达;电流处理模块120,其与反馈线118相接,用于将三相马达电流转换成等效的两相值;向量解调模块122,其与电流处理模块相接,用于将等效两相值退耦形成两个直流(DC)电流分量iq (表示扭矩)和id(表示通量)。如图显示,基于向量旋转模块114的输出和电流处理模块120的输出,转子通量估计模块124估计马达102的转子通量,然后如利用锁相环(PLL)来估计转子相位角及转子速度/频率,将转子相位角提供给向量旋转模块114并向量解调模块122。

根据本发明的实施例,向量旋转模块114,脉冲宽度调制模块116,转子通量估计模块124,电流处理模块120以及向量解调模块122可以作为固件来实现。但是,对于业内人士来说将会认识到,这些模块中的一个或几个可能以其它的方法实现,例如包括硬件和/或在数字信号处理器(DSP)执行的软件。业内人士也可以认识到每个模块的功能也可以用几个模块来实现,如固件、硬件和/或软件。总的来说,向量旋转模块114,脉冲宽度调制模块116,转子通量估计模块124,d-q电流调整器119,以及逆变器104可以作为驱动马达102的标准无传感器马达驱动系统组件。特别是,基于来自转子通量估计模块124的转子角信息,在控制输入112的理想转子速度信息以及来自d-q电流调整器119的电流反馈,向量旋转模块114产生两个指令电压V_Alp和V_Beta (正弦波形式),其被发送到脉冲宽度调制模块116。脉冲宽度调制模块116的输出端与逆变器104的每个开关控制极相接。基于电压V_Alp和V_Beta指令,脉冲宽度调制模块116生成脉冲宽度调制指令信号,其合适地调度逆变器开关控制极的开启与关闭,设置逆变器104来驱动马达102达到控制输入112指定的理想速度。

进一步如图I所示,根据本发明的实施例,控制器110还包括捕捉启动序列发生器126。与其它的控制器110模块类似,这个模块也可以作为固件来实现,也可以作为硬件或软件来实现。业内人士也将会认识到捕捉启动序列发生器126的功能可以分作几个模块来实现,每个都可以以固件、硬件和/或软件来实现。 根据本发明实施例,基于来自电流处理模块120的电流值以及来自转子通量估计模块124的转子速度和转子通量值/幅值估计,捕捉启动序列发生器126控制马达102的初始启动。具体地说,根据本发明的实施例,当逆变器104被初始通电供给马达102时,捕捉启动序列发生器126设置马达驱动系统100在马达转子已经旋转的情况下强有力地启动马达,马达转子已经旋转的情况如类似风的外部荷载施加到转子使转子旋转。特别地,下面进一步描述,捕捉启动序列发生器促使控制器110/逆变器104初始发现并跟踪转子位置,然后其于转子旋转的速度的方向,使控制器110/逆变器104确保马达102的强有力地启动。

具体如图2所示的本发明实施例,捕捉启动序列发生器126执行的启动马达102的处理步骤。从步骤202开始,如逆变器104被初始通电,捕捉启动序列发生器126假定马达转子已经在旋转,并设定控制器以防止逆变器因过电流停机。特别地,捕捉启动序列发生器126初始设定控制输入112以使马达电流通过零电流调整器调节回零。很明显,因为零电流调整器以及跟踪转子通量估计模块124所估计的转子相位角,向量旋转模块114很快生成匹配反电动势的指令电压V_Alp和V—Beta。结果,逆变器输出电压的相位和幅值与马达反电动势的相位和幅值相匹配,从而防止了在逆变器初始启动时大的马达电流,从而防止逆变器因过电流而停机。

如步骤204显示,在开始步骤206之前,零电流调整连续进行一个固定的时间,这是可以设置的。特别地,逆变器输出电压大概需要50毫秒来匹配马达反电动势。但是,为了确保逆变器和马达达到这个状态,零电流调整的时间可以设定为200毫秒左右。

在步骤206中,捕捉启动序列发生器126接着确定马达转子是否在旋转,如果是,确定这个旋转速度的相对量。总的来说,当马达反电动势较小的时候(如<1%),也就是说马达以低速旋转,计算转子速度的方法并不是固定的。例如在本发明的一个实施例中,捕捉启动序列发生器126使用转子通量值作为估计转子速度的方法。

特别地,根据本发明的一个实施例,转子通量估计模块124包括一个或多个非理想积分器,用来计算转子通量值(Volts/Hz)。很明显,由这些积分器计算出的通量值可以用于间接估计/提取有关转子速度的信息。例如,参照图3显示的由非理想积分器计算出的与转子速度/频率的关系图。注意在图3的等式中给出了通量值与频率的函数关系。如曲线图所示,当转子速度较高时,通量值是确定的并恒定的,随着转子速度的降低而逐渐减小(非理想积分器的角频率截止点)。因此,在执行零电流调整后,通过观察转子通量值就可以大致确定转子速度相对值。

根据本发明的另一个实施例,在步骤206中捕捉启动序列发生器126从转子通量估计模块124输出的转子通量值,并将这些值与门限值比较,捕捉启动序列发生器126推断转子的速度接近零(如转子不旋转或者转子正向或反向以较低的速度旋转)。在这种情况下,捕捉启动序列发生器设置控制器110停止零电流调整,并进行步骤216,设置控制器和逆变器执行如下所述的正常零速度启动。然而,如果捕捉启动序列发生器126确定转子的速度大于门限值(如>1%),捕捉启动序列发生器推断转子以一个明显的速度转动,然后执行一个启动时序。如下所述,捕捉启动时序因转子是正向(正旋转频率)还是反向(负旋转频率)旋转而不同。

下面进行步骤208,捕捉启动序列发生器126接着确定马达的旋转方向。具体如上所述,转子通量估计模块126能够确定转子的频率/速度。这个频率/速度被提供到捕捉启动序列发生器126,捕捉启动序列发生器126基于该频率是正还是负来确定转子转动方向。如果探测为正向旋转,电流调整器119为跟踪状态,马达驱动系统100准备生成马达扭矩。捕捉启动序列发生器126相应地设置控制器HO使零电流调整停止,进行步骤220。这里,捕捉启动序列发生器126通过启动速度调整器完成操作,速度调整器接管并在输入端112生成合适的速度调整的速度/电流指令。最后,马达驱动系统100继续正常操作,不间断地运行,使马达102的速度达到额定点。

但是,如果捕捉启动序列发生器126在步骤208中探测到负的或反向的转子旋转,捕捉启动序列发生器126接着进行步骤210并降低且尽可能地停止反向转子旋转。具体根据本发明一实施例,在步骤210中捕捉启动序列发生器126使逆变器104通过在每个逆境变器的功率级中的每个低端开关打开给马达施加一个零电压向量(如零逆变器输出电压)。零电压向量可以降低转子旋转速度的作用,这是因为马达终端(如相绕组)在逆变器这形成了短路。结果,转子降低到一个较低的速度。很明显,如果没有或微不足道的外部扭矩施加到转子上使转子反向旋转,转子速度将回零(如转子停止转动)。然而,如果存在一个明显的外部扭矩时,转子将反向继续旋转,但当前以较低的速度旋转。对于业内人士来说可以认识到通过使每个逆变器104的功率级中的每个高端开关打开也可以达到同样的效果。

如步骤212所示,为了有足够的时间来降低马达的速度或制动马达,零电压向量模式持续一个固定的时间,这是可以设定的。接下来根据本发明的一个实施例,捕捉启动序列器126进行步骤216,并使马达驱动系统100从零电压向量模式切换到开路模式,开路模式中,电流被充分地控制,由扭矩电流反馈确定的预定范围使Θ角增大(Θ角=速度的积分,速度为扭矩电流与盈余的乘积),并设置控制器110以使逆变器104施加给马达一个正向旋转电流向量。如果转子仍在反向旋转,这个开环正向旋转电流向量就是使得转子慢慢停止,然后转子开始正向旋转。

注意的是,当施加一个正向旋转电流向量时,转子的反向旋转及向量由于外部荷载扭矩最初相互对抗。这样根据本发明的一个实施例,选择正向旋转电流向量的初始位置以使其与转子磁体并排或位于转子磁体之后。这个位置的好处就在于其造成正向旋转电流向量在转子上产生一个扭矩,这个扭矩总是与外部扭力反向,从而使得转子速度降低。例如,图4A显示了与转子磁体相位角并排的正向旋转电流向量初始相位角。相对这个初始定相,生成的马达扭矩总是从零开始,并与施加在转子使转子反向旋转的外部荷载扭矩相反。类似地,图4B显示了在转子磁体相位角后的正向旋转电流向量初始相位角。同样,这个初始定相也产生一个相反的扭矩。相反,参照图4C,显示了在转子磁体相位角前的正向旋转电流向量初始相位角。这个定相将使得转子在反向上加速,是不理想的。因此先于施加正向旋转电流向量确定转子磁体位置(如相位角)以使该向量初始置于与转子磁体并列或在转子磁体后是可行的。

如果转子以低速旋转,因为反电动势较小,所以确定转子磁体相位比较困难。根据本发明的一个实施例,在步骤214中,捕捉启动序列发生器126监视零电压向量模式生成的短路马达电流,并基于马达电流定相,推断出转子磁体相位角。具体参照图5,显示了转子磁位角/位置与零电压向量模式倒致的短路马达电流向量之间的关系。如图5显示,转子角从短路电流向量位移90再加一个相位角(即角Θ )。应当注意低转子速度(如<4%), q轴电流(iq)表示总电流,转子角从短路电流向量算接近90°。类似,当转子速度增加时,d轴电流(id)开始增加,使Θ角增加。图6A和图6B显示了短路电流向量(id和iq)与转子速度之间的关系,其中图6A显示了短路电流向量在转子速度增加时的变化,图6B显示了转子速度增加时Θ角的增加情况。

我们可以看出,通过确定短路电流向量的相位,然后确定Θ值,捕捉启动序列发生器126可以推断出转子磁体相位角。具体地,根据本发明的实施例,在步骤214,当短路电流向量经过β和α轴时,捕捉启动序列发生器首先确定/测量短路电流向量的相位,例如β和α轴是静态参考坐档,α轴与“U”形相位马达线圈平行。然后,捕捉启动序列发生器确定一个Θ值,估计一个转子角作为短路电流向量相位和Θ的函数。总之,捕捉启动序列发生器126可以以几种方法来确定Θ。特别是,根据本发明的一个实施例,Θ和转子速度的关系(如图6)可以脱机测量,作为一个图表存储在控制器110的处理单元/存储器。如果捕捉启动序列发生器126具有转子的速度,模块可以访问该图表来确定Θ。根据本发明的另一个实施例,捕捉启动序列发生器126可以从所测的短路电流向量计算出向量分量id和iq,然后根据id和iq计算Θ。例如,^和iq可以根据下面等式(I)估计出,

iq=-We * Flxm/(R+We*We*Ld*Lq/R)

id=We * Lq * iq/R

其中,We为频率,Flxm为磁通量连锁,Ld和Lq为马达d-q感应系数,以及R为马达定子电阻。

特别地,在许多情况下,零电压向量模式将明显降低马达速度。这样根据本发明的另一实施例,除了捕捉启动序列发生器 126计算Θ值,其可以将Θ值估计为较小的恒定相位角移动。该相位角移动是可以设置的。总之,较小恒定相位角移动达到如图4A和图4B显示的接近最佳相位,并避免了图4C中显示的不理想情况。

参照图2,一旦捕捉启动序列发生器126确定如上所述的转子磁体角,该模块进行步骤216,其中,如上所示,该模块使马达驱动系统100从零电压向量模式切换到开路模式,并设置控制器110以使逆变器104施加一个正向旋转电流向量。还是,从零电压向量模式到应用开路正向旋转电流向量的切换情况是其于推断转子角,以使正向旋转电流向量的初始位置与转子并排或在转子后面。

一旦施加了正向旋转电流向量,当转子角从正向旋转电流向量离开时,马达扭矩将从零开始增加(如果向量初始与转子并排)。如果施加足够的马达电流值,形成的扭矩将最终克服外部反转扭矩。接着,转子将停止转动,反转方向,然后与电流向量同步正向旋转。转子速度随电流向量增加而增加。

如步骤218显示,一直施加开路正向旋转电流向量,直到转子的正向频率/速度超出了门限值(即初始速度)为止,其中门限值可以设置的,例如设置为马达额定速度的10%。接着,捕捉启动序列发生器进行步骤220,其中该模块使马达驱动系统100切换到闭路控制进行最佳扭矩每安培操作。特别地,捕捉启始序列发生器126启动速度调整器完成操作,速度调整器接管并在输入端112生成用于速度调整的适合速度/电流指令。从而使闭路正向旋转电流向量施加到马达上。结果,马达驱动系统100继续正常操作,不间断运行,使马达102的速度达到额定点。

注意在如上所述的步骤206中,如果捕捉启动序列发生器确定转子不旋转或以低速正向或反向旋转,捕捉启动序列发生器直接进行步骤216。在这种情况下,捕捉启动序列发生器将马达驱动系统100设置成开路模式,并使逆变器104施加一个正向旋转电流向量,如上所述。这里,正向旋转电流向量相对于转子位置的初始相位小于某一额定转子旋转速率。接下来的操作如上所述进行。

参照图7A,显示了根据本发明一个实施例用于启动因外部扭力转子初始以反向旋转的马达的操作时序例子。如阶段302所示,捕捉启动序列发生器226初始将马达驱动系统100置于零电流调整模式,从而使逆变器输出电压的相位和幅值与马达反电动势的相位和幅值相匹配,从而防止在逆变器初始启动时产生大的马达电流。接着,根据转子以明显的速度反向旋转的确定,捕捉启动序列发生器将马达驱动系统100置于零电压向量模式,从而使马达的旋转速率下降,如阶段304所示。

接下来,捕捉启动序列发生器确定转子的位置(阶段306),然后将马达驱动系统IOO置于开路模式,施加一个初始与转子并排的正向电流向量。如阶段308所示,正向电流向量促使转子停止,反转方向,并慢慢增加正向速度。最后, 一旦转子获得某一旋转速率,捕捉启动序列发生器将马达驱动系统100置于闭路向量控制模式,其中转子达到并维持一个额定点速度,如阶段310所示。

参照图7B和7C,其显示了在马达U相位中电流的变化,以及对应于图7A的每个阶段的估计转子角的变化实例

虽然本发明在具体的实施例中描述了,但许多其它的变体或改进以及用途对于业内人士来说是明显了。因此,本发明不局限于所举的具体例子,只以权利要求的范围为准。

Claims (25)

1、一种控制马达驱动的方法,用来启动具有转子的无传感器马达,所述方法包括步骤: 确定转子在正向旋转还是反向旋转; 如果转子以反向旋转,使马达相绕组短路,从而逐渐降低转子反向旋转速度; 消除马达相绕组的短路,并使开路正向旋转电流向量施加到马达上,从而使转子正向旋转达到一个初始速度;并且 使闭路正向旋转电流向量施加到马达上,从而使转子加速到一个额定速度。
2、根据权利要求I所述的方法,还包括如果所述的确定转子旋转方向的步骤确定转子以正向旋转时使转子加速到额定速度的步骤。
3、根据权利要求I所述的方法,还包括:先于所述确定转子旋转方向的步骤,估计转子旋转速度的步骤。
4、根据权利要求3所述的方法,其中,所述的估计转子旋转速度的步骤包括步骤: 比较转子通量值与门限值;以及 基于转子通量值大于或小于门限值来估计旋转速度。
5、根据权利要求3所述的方法,其中,如果估计了一个低的转子速度,所述方法还包括步骤: 使转子以正向旋转达到一个初始速度;以及 使转子加速到额定速度;以及 如果估计了一个高的转子速度,执行所述的确定转子旋转方向的步骤。
6、根据权利要求I所述的方法,还包括:在所述的确定转子旋转方向的步骤之前,当给马达驱动初始通电时使马达电流回零的步骤。
7、根据权利要求6所述的方法,其中所述的使马达电流回零的步骤还包括初始跟踪转子位置的步骤。
8、根据权利要求I所述的方法,还包括:在所述的确定转子旋转方向的步骤之前,当给马达驱动初始通电时使马达驱动的逆变器的输出电压与马达的反电动势匹配的步骤。
9、根据权利要求I所述的方法,其中使马达相绕组短路的步骤包括使零电压向量加到马达驱动逆变器的步骤。
10、根据权利要求I所述的方法,其中使开路正向旋转电流向量加到马达的步骤促使转子正向旋转之前停止旋转。
11.根据权利要求I所述的方法,其中使开路正向旋转电流向量加到马达的步骤包括使开路正向旋转电流向量初始位置具有大体与转子位置并排或在转子位置之后的步骤。
12、根据权利要求I所述的方法,还包括:先于所述的使开路正向旋转电流向量加到马达的步骤,确定转子磁体角度的步骤; 其中,使开路正向旋转电流向量加到马达的步骤包括基于所确定的转子磁体角度初始定位正向旋转电流向量的步骤。
13、根据权利要求12所述的方法,其中所述确定转子磁体角度的步骤包括步骤: 确定短路马达电流向量相位并使马达相绕组短路;以及 将相位角移位加到短路马达电流向量的相位获得转子磁体角度。
14、根据权利要求13所述的方法,其中,相位角移位为一个预设常数。
15、根据权利要求13所述的方法,其中,相位角移位从按转子速度索引值的图表中确定。
16、根据权利要求I所述的方法,其中马达为永磁同步马达。
17、一种捕捉启动序列发生器,用于控制启动具有转子的无传感器马达的马达驱动器,该马达驱动器包括:一个逆变器,用于驱动马达;一个脉冲宽度调制模块,用于控制逆变器;一个向量旋转模块,用于控制脉冲宽度调制模块;一个电流调整器,用作逆变器和向量旋转模块之间的反馈回路;以及一个转子通量估计模块,用于估计转子通量;所述捕捉启动序列发生器包括: 一个或多个接口,用于连接电流调整器和转子通量估计模块,其中所述捕捉启动序列发生器用来:确定转子正向或反向旋转; 如果转子反向旋转,使马达相绕组短路以降低转子的反向旋转速度; 消除马达相绕组的短路,使开路正向旋转电流向量施加到马达以使转子正向旋转达到一个初始速度;以及 使闭路正向旋转电流向量施加到马达上以使转子加速到一个额定速度。
18、根据权利要求17的捕捉启动序列发生器,如果所述捕捉启动序列发生器确定转子在正向旋转,其还用来使转子速度达到一个额定速度。
19、根据权利要求17的捕捉启动序列发生器,其中在确定转子旋转方向之前,所述捕捉启动序列发生器基于转子通量估计模块提供的转子通量 值用来估计转子旋转速度。
20、根据权利要求19的捕捉启动序列发生器,其中,如果所述捕捉启动序列发生器估计了一个较低转子速度,所述捕捉启动序列发生器用来: 使转子正向旋转达到一个初始速度; 使转子加速到一个额定速度; 其中,如果所述捕捉启动序列发生器估计了一个较高的转子速度,所述捕捉启动序列发生器用来确定转子旋转方向。
21、根据权利要求17的捕捉启动序列发生器,其中,在确定转子旋转方向之前,当马达驱动器初始通电时,所述的捕捉启动序列发生器用于来使逆变器的输出电压大体上与马达的反电动势匹配。
22、根据权利要求17的捕捉启动序列发生器,其中,在使开路正向旋转电流向量施加到马达后,所述的捕捉启动序列发生器还用来使开路正向旋转电流向量初始位置具有与转子位置大体平行或在转子位置之后。
23、根据权利要求17的捕捉启动序列发生器,其中,在使开路正向旋转电流向量施加到马达之前,所述的捕捉启动序列发生器还用来: 确定转子磁体角度;以及 基于所确定的转子磁体角度确定正向旋转电流向量的初始相位角。
24、根据权利要求23的捕捉启动序列发生器,其中,为了确定转子磁体角度,所述的捕捉启动序列发生器还用来:确定短路马达电流向量的相位,同时使马达相绕组短路;以及 将相位角移位加到短路马达电流向量的相位以获得转子磁体角度。
25、根据权利要求24的捕捉启动序列发生器,其中,相位角移位为一个预设常数。
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