CN101567652A - 永磁电动机启动 - Google Patents

Abstract

本发明涉及永磁电动机启动。提供了用于永磁交流(AC)电动机的启动的方法和装置。该方法包括如下步骤：检测该永磁交流电动机的启动；在检测到该永磁交流电动机的启动时检测该永磁交流电动机的机械振荡；和，响应于检测到启动时的永磁交流电动机的机械振荡的检测，抑制该永磁交流电动机的机械振荡。

Description

永磁电动机启动

技术领域

[0001]本发明总的涉及电动机系统，尤其涉及用于电动机系统中永磁交流(AC)电动机的无传感器启动的方法和装置。

背景技术

[0002]根据基于电压和电流而不使用转子位置或速度传感器来估算转子位置的常规算法(即根据“无传感器算法”)，在永磁交流(AC)电动机的启动加速期间，电流矢量位置被迫随着固定廓线(fixed profile)而增加，并且希望该电动机的转子位置落后于该电流矢量位置，同时电流幅值被控制为恒定的。如果在启动程序期间需要大的负载转矩，就要将电流设的足够高从而产生所需的启动转矩，而在轻负载状态下，电流引起电流矢量和电动机中转子位置之间的角度差的瞬时振荡。这些瞬时振荡在永磁交流电动机的启动期间在该电动机中产生不希望的机械振荡。

[0003]因此，希望提供减少机械振荡的用于电动机系统中永磁交流电动机启动的方法和装置。另外，希望防止永磁交流电动机无传感器启动期间的电流过冲。此外，结合附图和上述技术领域及背景技术，根据随后的详细说明和所附的权利要求，本发明的其它合乎需要的部件和特征是显而易见的。

发明内容

[0004]提供一种用于永磁交流(AC)电动机启动的方法。该方法包括如下步骤：检测永磁交流电动机的启动；在检测到永磁交流电动机的启动时，检测该永磁交流电动机的机械振荡；和，响应于检测到启动时永磁交流电动机机械振荡的检测，抑制永磁交流电动机的机械振荡。

[0005]另外，提供一种产生用于永磁交流电动机控制的转矩指令电流的控制器。该控制器包括电流脉动检测器、启动转矩指令模块、转矩至电流转换器和启动开关控制器。该电流脉动检测器检测永磁交流电动机定子电流中的电流脉动并响应于此产生电流脉动信号。该启动转矩指令模块耦合到电流脉动检测器并响应于电流脉动信号改变预定的启动转矩指令从而产生转矩指令。该转矩至电流转换器将转矩指令转换为转矩指令电流，在永磁交流电动机启动之后，在永磁交流电动机的转速小于预定速度时，该启动开关控制器使启动转矩指令模块与转矩至电流转换器相联。

[0006]此外，提供一电动机系统，该电动机系统包括永磁交流电动机、场定向控制器和控制器。场定向控制器耦合到永磁交流电动机用来改变供给到该永磁交流电动机的相电流，从而提供电控制。控制器耦合到该相电流并且包括电流脉动检测器、启动转矩指令模块、转矩至电流转换器和启动开关控制器。该电流脉动检测器检测永磁交流电动机相电流中的电流脉动并响应于此产生电流脉动信号。该启动转矩指令模块耦合到电流脉动检测器，用于响应于电流脉动信号改变预定的启动转矩指令从而产生转矩指令。然后，转矩至电流转换器将转矩指令转换为转矩指令电流。在永磁交流电动机启动之后，在检测到的永磁交流电动机转速小于预定速度时，该启动开关控制器使启动转矩指令模块与转矩至电流转换器相联。该场定向控制器进一步耦合到转矩至电流转换器，用于响应于脉冲宽度调制的电流来改变用于永磁交流电动机控制的相电流，该脉冲宽度调制电流是响应于转矩指令电流而产生的。

附图说明

[0007]在下文中将结合附图来描述本发明，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且

[0008]图1，包括图1A、图1B和图1C，图示了电动机系统运行状态的矢量图；

[0009]图2图示了根据本发明一个实施例的电动机系统的方框图；

[0010]图3图示了根据本发明一个实施例的图2所示电动机系统中的电流脉动检测器的方框图；

[0011]图4，包括图4A和图4B，图示了根据本发明的实施例、既不利用转矩阻尼也不利用速度阻尼的电动机系统的启动响应图形；

[0012]图5，包括图5A和图5B，图示了根据本发明的实施例、利用转矩阻尼的电动机系统的启动响应图形；

[0013]图6，包括图6A和图6B，图示了根据本发明的实施例、利用速度阻尼的电动机系统的启动响应图形；

[0014]图7，包括图7A和图7B，图示了根据本发明的实施例、利用转矩阻尼和速度阻尼的图2所示电动机系统的启动响应图形；和

[0015]图8，包括8A和图8B，图示了根据本发明实施例的没有转矩和速度阻尼的电动机系统的电流响应图形(图8A)和根据本发明实施例的带有转矩和速度阻尼的图2所示电动机系统的电流响应图形(图8B)。

具体实施方式

[0016]接下来的详细说明在本质上仅仅是示例性并没有打算限制发明或本发明的应用和使用。此外，没有意图通过存在于在前技术领域、背景技术、发明内容或接下来的详细说明中的任何明示或暗示的理论进行约束。

[0017]没有轴传感器的永磁交流(AC)电动机(PMAC)的振荡响应是众所周知的，假设在无传感器启动程序中恒定的电流矢量转动，所述振荡响应的机械性能以等式(1)建模：

$J_m\frac{d^2}{{\mathrm{dt}}^2}{\mathrm{\θ}}_r+B_m\frac{d}{\mathrm{dt}}{\mathrm{\θ}}_r+T_L=K_T{i}_s\sin ({\mathrm{\θ}}_e-{\mathrm{\θ}}_r)---\left(1\right)$

其中J_m是电动机惯量，B_m是摩擦系数，T_L是(恒定的)负载转矩，K_T是PMAC的转矩常数，i_s是电动机电流的幅值，θ_r是转子位置，θ_e是定子电流矢量的角坐标。在根据最常见的启动算法的启动加速期间，电流矢量位置θ_e被迫随着固定廓线而增加，并且电流幅值i_s被控制为恒定。因此，期望转子位置θ_r落后于定子电流角。

[0018]转子位置θ_r与电流矢量位置θ_e具有如等式(2)所示的关系，电动机电流的振幅如等式(3)所示地进行定义。

θ_e＝θ_r+Δ+δ    (2)

$i_s=I_s+\widetilde{i_s}---\left(3\right)$

其中δ是位差的小信号部分，Δ定义了电流矢量和转子位置之间的平均位差。I_s是平均电流幅值，～意味着小信号电流变量。如果在启动程序中存在所需的大负载转矩，那么I_s应被设为产生足够的启动转矩并且Δ趋向于接近+π/2。在轻负载状态下，Δ收敛于零。位差的小信号部分δ表示电流矢量和转子位置之间的角度差的瞬时振荡。因此，假设位差的小信号部分δ很小，等式(1)可近似于等式(4)所示。

$J_m\frac{d^2}{{\mathrm{dt}}^2}{\mathrm{\θ}}_r+B_m\frac{d}{\mathrm{dt}}{\mathrm{\θ}}_r+T_L\≈K_T{I}_s\sin \mathrm{\Δ}+\left(K_T{I}_s\cos \mathrm{\Δ}\right)\·\mathrm{\δ}+\left(K_T\sin \mathrm{\Δ}\right)\·\widetilde{i_s}---\left(4\right)$

[0019]等式(4)右侧的第一项表示启动期间加速转矩，第二和第三项与振荡响应有关。在稳定状态下，启动期间的振荡通过省略等式(4)中右侧的第一项如等式(5)所示建模。

$J_m\frac{d^2}{{\mathrm{dt}}^2}\mathrm{\δ}+B_m\frac{d}{\mathrm{dt}}\mathrm{\δ}+\left(K_T{I}_s\cos \mathrm{\Δ}\right)\·\mathrm{\δ}=-\left(K_T\sin \mathrm{\Δ}\right)\·\widetilde{i_s}---\left(5\right)$

[0020]在等式(5)中，机械振荡是由电流变化激发的并且振荡的固有频率是由惯量J_m和平均电流确定的。当机械摩擦相对于惯量J_m变得更小时，等式(5)所表示的机械系统趋向于更易振荡。该机械振荡还可以激发电动机电流的振荡。因此，PMAC电动机的电路方程可以等式(6)所示的复数形式近似表示，忽略电动机阻抗的影响。

${\stackrel{\→}{V}}_s=j{N}_r{L}_s{\stackrel{\→}{I}}_s+j{N}_r{\mathrm{\ψ}}_f{e}^{-j(\mathrm{\Δ}+\mathrm{\δ})}=j{N}_r{L}_s{\stackrel{\→}{I}}_s+\stackrel{\→}{E}---\left(6\right)$

其中V_s是电动机电压，L_s是定子感应系数，r_s是定子电阻，Ψ_f是永磁铁产生的磁通量，N_r是电动机转速，j代表复数的虚数单位，→代表复数矢量。

[0021]参考图1A，描述的是处于常规PMAC电动机稳定状态(即当δ＝0和 $\widetilde{i_s}=0$ 时)的矢量图100。图1B和图1C分别描述了处于PMAC电动机非稳定状态的矢量图120和130。矢量E 102表示磁通量产生的反电动势(BEMF)，其比通量位置矢量104提前90°。根据等式(6)，电动机电流矢量110由电动机电压矢量106和BEMF矢量102之间的关系来确定，并且其垂直于矢量

108。

[0022]如果电流控制器不够快来调整电流，那么电动机电压(即，电流控制器的输出)将会缓慢地变化。矢量图100表示没有电动机位置振荡和电流幅值振荡的稳定状态矢量图。电流矢量

110超前磁通量矢量104一个位差Δ114。参考矢量图120和130，电压矢量106的位置相对于图1A中的电压矢量106的位置没有变化。由于等式(5)的机械振荡，当δ是正值时，如矢量图120中所示，电动机电流增加(即，与初始电动机电流矢量110(图示于图1B和图1C中用于比较)相比较的矢量122)。在相反的情况下，如矢量图130中所示，电动机电流减小(即，与初始电动机电流矢量110相比较的矢量132)。因此，根据图1A，图1B和图1C的矢量图清楚明白的是，PMAC电动机的机械振荡造成电动机电流的振荡。反之，还可以清楚明白的是，在启动过程中通过电动机电流的变化可以检测机械振荡并进行抑制。

[0023]参考图2，根据本发明一个实施例的电动机系统200的方框图包括具有转矩T_e和转速N_r的三相PMAC电动机210。带有电流调节脉冲宽度调制的场定向控制器220产生并向PMAC电动机210提供三个相225上的定子电流用于其电控制。控制器230耦合到相225用于接收来自每个相225的电压和感测的定子电流从而提供用于驱动PMAC电动机210的无传感器驱动机构。为了提供该无传感器驱动机构，无传感器算法模块248基于电动机电压(V_as，V_bs和V_cs)和电动机电流(i_as，i_bs和i_cs)估算电动机转速

和位置

。当开关240和242被设为“无传感器模式”时，转速控制器244产生转矩指令T_e(SC) ^**来根据转速指令N_r ^*控制电动机转速，转矩至电流转换块236将转矩指令T_e(SC) ^**转换为相应的电流指令来驱动场定向控制器220。

[0024]在大多数情况下，无传感器算法模块248在高速下可以提供准确的估算结果。然而，这种估算实际上在零转速或电动机电压过小而不能用来估算的低速区域中是不可能的。在这种情况下，根据本实施例，开关240和242被设为“启动模式”，因此允许基于转矩和转速指令的加速。在这个加速过程中，PMAC电动机210会表现出机械振荡。

[0025]控制器230利用两种方法在启动程序期间抑制PMAC电动机210的机械振荡从而在启动期间提供较快的加速，且增加了启动转矩极限而没有增加相电流保护极限。一个方法要求调整电流幅值I_s来抑制等式(5)中所示的机械振荡源，而另一个方法要求调整电流矢量位置θ_e来衰减等式(5)中所示的振荡响应。

[0026]根据本实施例，控制器230包括电流脉动检测器232，用于检测三个相225的定子电流中的电流脉动。电流脉动检测器232响应于定子电流产生电流脉动信号，启动转矩指令模块234响应于该电流脉动信号改变预定的启动转矩指令T_e(start) ^**从而产生提供给转矩至电流转换器236的转矩指令T_e ^*。转矩至电流转换器236将转矩指令T_e’^*转换为提供给场定向控制器220的电流指令i_sd ^*，i_sq ^*。启动转子位置模块238也耦合到电流脉动检测器232并且响应于电流脉动信号改变转速指令N_T ^*从而产生启动转子位置信号θ_r ^*，该启动转子位置信号θ_r ^*也被提供到场定向控制器220。

[0027]为了从启动模式转换到高速无传感器工作状态，第一启动开关控制器240和第二启动开关控制器242动作，用来在检测到或推测PMAC电动机210的转速小于预定转速时使控制器220处于启动模式工作状态，而在检测到或推测PMAC电动机210的转速大于或等于预定转速时使控制器220处于高速无传感器模式。在PMAC电动机210启动之后，当检测到的PMAC电动机210的转速小于预定转速时，第一启动开关控制器240将启动转矩指令模块234耦合到转矩至电流转换器236。当检测到的PMAC电动机210的转速大于预定转速时，第一启动开关控制器240将转速控制器244耦合到转矩至电流转换器236，用于在大于预定转速的转速下PMAC电动机210的无传感器控制。转速控制器244的输入是来自加法器246的信号，该加法器计算转速指令N_T ^*和高速无传感器转速信号N_r^之间的差值，该高速无传感器转速信号响应于感测到的相225的电流和电压由高速无传感器算法模块248产生。

[0028]在PMAC电动机210启动之后，当检测的PMAC电动机210的转速小于预定转速时，第二启动开关控制器242将启动转子位置模块238耦合到转矩至电流转换器236。当检测到的PMAC电动机210转速大于预定转速时，第二启动开关控制器242将高速无传感器算法模块248耦合到转矩至电流转换器236从而从其接收无传感器转子位置信号θ_r^，该无传感器转子位置信号θ_r^也是响应于感测到的相225的电流和电压由高速无传感器算法模块248产生的。

[0029]在启动模式期间，转矩指令固定为T_e(start) ^**而用于电动机控制的转子位置θ_e设为指令位置θ_r ^*，该指令位置是由启动转子位置模块238的积分器250计算，作为指令速度N_r ^*的积分。来自电流脉动检测器232的电流脉动信号被用来分别通过转矩阻尼信号ΔT_damp和转速阻尼信号ΔN_damp改变固定的启动转矩T_e(start) ^**和指令位置θ_r ^*。转矩阻尼信号ΔT_damp是响应于电流脉动信号由转矩阻尼模块252产生的，并且在启动转矩指令加法器254处通过从固定的启动转矩T_e(start) ^**中减去转矩阻尼信号ΔT_damp来改变固定的启动转矩T_e(start) ^**，因此产生在启动模式期间供给转矩至电流转换器236的转矩指令。同样地，转速阻尼信号ΔN_damp是响应于电流脉动信号由转速阻尼模块256产生的，并且在启动转速加法器258处通过从转速指令N_r ^*中减去转速阻尼信号ΔN_damp来改变转速指令N_r ^*，这种差值提供给积分器250从而产生在启动模式期间供给场定向控制器220的指令位置θ_r ^*。

[0030]假设实际转子位置θ_r跟随指令位置θ_r ^*。在到达被确定为高速无传感器控制器248能够正确工作的足够转速水平的预定转速之后，第一和第二启动开关控制器240，242使控制器230从启动模式工作状态转换到无传感器模式工作状态。

[0031]参考图3，示出了根据本发明实施例的电流脉动检测器232的方框图以及转矩阻尼模块252和转速阻尼模块256。瞬时电流模拟模块310模拟场定向控制器220的响应并且响应于定子电流产生瞬时电流信号，该瞬时电流信号根据转矩指令模拟电流幅值的期望瞬时响应。瞬时电流模拟模块310的第一模块312用转矩常量K_T的倒数乘以启动转矩指令T_e(start) ^**从而产生相应的电流指令幅值信号。然后电流指令幅值信号经过1阶低通滤波器314来模拟场定向控制器220的响应，产生作为转矩指令的预期电流响应

的瞬时电流信号。PMAC电动机210的电动机转矩与电动机电流成比例，并且场定向控制器220被设计为具有ω_c带宽的1阶响应。低通滤波器314在电流控制响应足够快的特定应用中可以省略。

[0032]电流幅值调整模块320产生电流幅值信号，该信号表示来自三个定子电流的电动机电流的电流幅值。三相至两相转换模块322使三相定子电流转换为两相(正交)电流。第一和第二平方块324，325使每个正交电流平方，加法器326使电流的平方相加，平方根模块328产生电流幅值信号i_s。电流脉动加法器330产生作为预期的电流响应

和电流幅值信号i_s之间差值的电流脉动信号

。电流脉动信号表示脉动电流，该脉动电流是上述等式(5)和(6)中所示的振荡结果。

[0033]利用电流脉动检测器232的输出来分别通过转矩阻尼模块252G_T和转速阻尼模块256G_N计算转矩指令和转速指令的补偿值。转速阻尼模块256G_N将电流脉动转换为转速阻尼信号来衰减等式(5)中所示的振荡响应。返回来参考图1B，当转子位置落后于由图1B中稳定状态矢量图100确定的预期转子位置时，电流幅值矢量122超过对应于指令转矩的指令电流矢量110。因此有必要使电流矢量的转速减少到接近稳定状态电流矢量110。

[0034]在相反的情况下，如图1C所示，转子位置超前于预期转子位置并且电流幅值矢量132减小。因此在这种情况下有必要加快电流矢量132的转速从而跟上指令电流矢量110。因此，来自图2和图3中所示的转速阻尼模块256G_N的转速阻尼信号在振荡的频率范围内应该是正值从而减少积分器250的输入。

[0035]转矩阻尼模块252G_T以相似的方式运行。如等式(6)所示，电流是由电动机电压和反电动势EMF确定的。在具有等式(6)所示运转特性的启动过程中，由于由反电动势EMF振荡造成的干扰，很难控制电流，由此可能造成过电流故障。在电动机不能跟随指令电流时，为了防止这种过电流故障，根据本实施例的来自转矩阻尼模块252G_T的转矩阻尼信号减少转矩指令。同时，转矩阻尼信号抑制在等式(5)中示出为右侧项的机械振荡源。类似于速度阻尼信号，初始转矩指令T_e(start) ^**从自转矩阻尼模块252G_T输出的转矩阻尼信号中减去。

[0036]根据本实施例，控制器230可以使用转矩阻尼模块252G_T和转速阻尼模块256G_N来实现，或者控制器230仅仅使用转矩阻尼模块252G_T或转速阻尼模块256G_N来实现。另外，转矩阻尼模块252G_T和转速阻尼模块256G_N都可用恒定值实现或以频率函数的形式来实现。

[0037]因此可以看出，PMAC电动机210的启动方法包括检测电动机210的启动和激励第一和第二启动开关控制器从而以启动模式操作控制器230。电动机210的启动被定义为在小于预定转速的速度下的发动机210的工作状态，该预定转速是高速无传感器控制器248进行适当工作所必需的。在控制器230的启动模式工作过程中，电流脉动检测器232通过检测相235定子电流中的电流脉动来检测PMAC电动机210的机械振荡。

[0038]虽然电流脉动检测器232的特定实施方式已经图示于图3中，但是根据本实施例的其他实施方式对本领域普通技术人员也是显而易见的。例如，当机械振荡的频率是已知的时，电流脉动检测器232可由高通滤波器或带通滤波器替代。

[0039]接下来参考图4，包括图4A和图4B，图形410，420，430和440图示了高速、表面安装的PMAC电动机210的第一启动响应。电动机210的最大转速是84,000rpm并且如果电动机210的转速大于10,000rmp，高速无传感器算法可以正确工作。在图4中，电动机210根据本发明实施例通过既不利用转矩阻尼也不利用转速阻尼的启动程序旋转到高达15,000rpm。参考图4A，图形410图示了作为时间函数的转速的增加而图形420图示了作为时间的函数的电动机210转矩。在从t＝0秒到t＝0.15秒的时间段内，电动机210以启动模式工作并且可以清楚地看出电动机的振荡行为。例如，在图形410中，迹线412表示转速指令，而迹线414表示发动机210的实际转速。在图形420中，迹线422表示电动机210产生的实际转矩，因为在启动程序期间没有机械负载，抵消电动机转矩的外部转矩设为零(迹线424)。迹线426表示转矩指令T_e ^**。

[0040]参考图4B的图形430，转矩指令T_e ^**通过转矩至电流转换器236转变为电流指令i_sd ^*/i_sq ^*。电流指令i_sd ^*，迹线432和电流指令i_sq ^*，迹线434响应于转矩指令T_e ^**和例如电动机转速和转换器电压的工作条件由转矩-电流转换块236确定。迹线436和438图示了正交电流I_sd和I_sq，这些电流带有启动模式期间由电动机210机械振荡产生的振荡。

[0041]电动机210的电压和电流幅值V_s和I_s表示为图4B中图形440上的迹线442和444。电路幅值I_s以振荡方式增加直到在t＝0.15秒时开始无传感器算法，并且电动机转矩(迹线422，图形420)和转速(迹线414，图形410)也显示出振荡行为。

[0042]参考图5，包括图5A和图5B，图形510，520，530和540分别对应于图形410，420，430和440，不同仅仅在于图5的图形示了在只使用转矩阻尼G_T时启动模式期间电动机210的响应。电流脉动检测器232检测电流脉动，并且在加法器254处加入转矩信号ΔN_damp，这相对于电流脉动改变电流指令i_sd ^*，迹线532。即使电流幅值，迹线544是稳定的，转矩响应522仍旧是振荡的并且没有被充分衰减。

[0043]参考图6，包括图6A和图6B，图形610，620，630和640分别对应于图形410，420，430和440，不同仅仅在于图6的图形图示了在只使用转速阻尼G_N时启动模式期间电动机210的响应。电动机转矩，迹线622随着时间而衰减，但是电流响应，迹线644仍旧具有振荡特性。

[0044]参考图7，包括图7A和图7B，图形710，720，730和740分别对应于图形410，420，430和440，并且图示了在同时使用根据本实施例的转矩阻尼G_T和转速阻尼G_N时启动模式期间电动机210的响应。正如图7B中图形730和740中看到的那样，电流幅值(例如迹线744)显示了良好受控的无振荡特性，因此衰减了PMAC电动机210的机械振荡。

[0045]参考图8，包括图8A和图8B，图形810图示了根据本发明实施例的没有转矩和转速阻尼的电动机系统200的电流响应。图形840图示了根据本发明实施例的带有转矩和转速阻尼的电动机系统200的电流响应。图形810和840中的圆形部分820显示了启动程序，即电动机转速变得等于或大于预定转速之前。在启动程序820期间，由于PMAC电动机210的频域特性(即，PMAC电动机210的机械振动特性)，试图以基准转速转动恒定电流矢量的电流调节器造成迹线812上的振荡电流响应。

[0046]参考图8B，图形840图示出，当响应于电流脉动的检测结果，利用转速和转矩阻尼实现根据本实施例的PMAC电动机210的启动方法时，在启动程序820期间电流响应842变平滑，去除了电流振荡。因此，利用根据本实施例的启动模式或程序可防止由过电流切断造成的启动故障并且使启动转矩增加而不会增加电流保护极限，由此提供启动过程中的更快加速。

[0047]虽然在前述详细说明中已经给出了至少一个示例性实施例，应该明白存在大量变形。还应该明白，示例性实施例仅仅是示例性的，并未意欲以任何方式限制本发明的范围，应用或结构。相反，上述详细说明还为本领域技术人员提供了实现示例性实施例的指导说明。应该认识到，在不脱离所附权利要求及其法律等效物所述的范围的情况下，可对元件的功能和布置进行各种变化。

Claims (20)

1.一种用于永磁交流电动机启动的方法，包括如下步骤：

检测该永磁交流电动机的启动；

在检测到该永磁交流电动机的启动时检测该永磁交流电动机的机械振荡；和

响应于当检测到启动时该永磁交流电动机的机械振荡的检测，抑制该永磁交流电动机的机械振荡。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述在检测到所述启动时检测该永磁交流电动机的机械振荡的步骤包括检测该永磁交流电动机定子电流中的电流脉动的步骤。

3.根据权利要求2的方法，其中，所述抑制该永磁交流电动机的机械振荡的步骤包括下述步骤：调整定子电流的幅值，以便在检测到该永磁交流电动机启动时抑制该永磁交流电动机的机械振荡。

4.根据权利要求2的方法，其中，所述抑制该永磁交流电动机的机械振荡的步骤包括下述步骤：调整定子电流的电流矢量位置，以便在检测到该永磁交流电动机启动时衰减该永磁交流电动机的机械振荡。

5.根据权利要求2的方法，其中，所述在启动期间检测该永磁交流电动机定子电流中的电流脉动的步骤包括如下步骤：

响应于该定子电流产生瞬时电流信号；

响应于预定的启动转矩指令产生电流幅值信号；和

响应于该瞬时电流信号和该电流幅值信号之间的差值产生电流脉动信号。

6.根据权利要求5的方法，其中，所述抑制该永磁交流电动机的机械振荡的步骤包括下述步骤：响应于该电流脉动信号衰减该预定启动转矩指令，以便调整该定子电流的幅值用来抑制该永磁交流电动机的机械振荡。

7.根据权利要求5的方法，其中，所述抑制该永磁交流电动机的机械振荡的步骤包括下述步骤：响应于该电流脉动信号衰减该永磁交流电动机的转速，以便调整该定子电流的电流矢量位置用来衰减该永磁交流电动机的机械振荡。

8.根据权利要求1的方法，其中，所述检测该永磁交流电动机启动的步骤包括如下步骤：

检测该永磁交流电动机的转速；和

响应于该永磁交流电动机的转速小于预定转速的确定结果来检测该永磁交流电动机的启动。

9.根据权利要求8的方法，还包括下述步骤：响应于该永磁交流电动机的转速大于或等于预定转速的确定结果来无传感器地改变该永磁交流电动机的相电流。

10.一种用于产生控制永磁交流电动机的转矩指令电流的控制器，该控制器包括：

电流脉动检测器，用来检测该永磁交流电动机定子电流中的电流脉动并响应于该电流脉动产生电流脉动信号；

启动转矩指令模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号而改变预定的启动转矩指令从而产生转矩指令；

转矩至电流转换器，用来将该转矩指令转换为转矩指令电流；和

第一启动开关控制器，用来在该永磁交流电动机启动之后，当检测到的该永磁交流电动机的转速小于预定转速时，将该启动转矩指令模块耦合到该转矩至电流转换器。

11.根据权利要求10的控制器，其中，该电流脉动检测器包括：

瞬时电流模拟模块，用来响应于该定子电流而产生瞬时电流信号；

电流幅值调整模块，用来响应于该定子电流而产生电流幅值信号；和

电流脉动加法器，用来响应于该瞬时电流信号和该电流幅值信号之间的差值而产生电流脉动信号。

12.根据权利要求11的控制器，还包括：

启动转子位置模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号而改变转速指令从而产生启动转子位置信号；和

第二启动开关控制器，其耦合到该启动转子位置模块，用来在该永磁交流电动机启动之后，当检测到的该永磁交流电动机的转速小于预定转速时，提供用来控制该永磁交流电动机的启动转子位置信号。

13.根据权利要求12的控制器，其中，该启动转子位置模块包括：

转速阻尼模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号而产生转速阻尼信号；

启动转速加法器，用来通过从转速指令中减去该转速阻尼信号来改变该转速指令从而产生启动转速指令；和

积分器，其耦合到该启动转速加法器，用来响应于该启动转速指令而产生启动转子位置信号。

14.根据权利要求11的控制器，其中，该启动转矩指令模块包括：

转矩阻尼模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号而产生转矩阻尼信号；和

启动转矩指令加法器，用来通过从预定的启动转矩指令中减去该转矩阻尼信号来改变该预定的启动转矩指令从而产生供给该转矩至电流转换器的转矩指令。

15.一种电动机系统，包括：

永磁交流电动机；

场定向控制器，其耦合到该永磁交流电动机，用于改变供给到该永磁交流电动机的相电流从而提供电控制；和

控制器，其耦合到该相电流并且包括：

电流脉动检测器，用于检测该永磁交流电动机相电流中的电流脉动并且响应于该电流脉动产生电流脉动信号；

启动转矩指令模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号而改变预定的启动转矩指令从而产生转矩指令；

转矩-电流控制器，用来将该转矩指令转换为转矩指令电流；和

启动开关控制器，用来在该永磁交流电动机启动之后，当检测到的该永磁交流电动机的转速小于预定转速时，将该启动转矩指令模块耦合到该转矩至电流转换器，

其中，该场定向控制器耦合到该转矩至电流转换器，用来响应于根据转矩指令电流产生的脉冲宽度调制的电流而改变用于控制该永磁交流电动机的相电流。

16.根据权利要求15的电动机系统，其中，该控制器的电流脉动检测器包括：

瞬时电流模拟模块，用来响应于该相电流产生瞬时电流信号；

电流幅值调整模块，用来响应于预定的启动转矩指令而产生电流幅值信号；和

电流脉动加法器，用来响应于该瞬时电流信号和该电流幅值信号之间的差值而产生电流脉动信号。

17.根据权利要求16的电动机系统，该控制器的启动转矩指令模块包括：

转矩阻尼模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号而产生转矩阻尼信号；和

启动转矩指令加法器，用来通过从该预定的启动转矩指令中减去该转矩阻尼信号来改变该预定的启动转矩指令，从而产生供给该转矩至电流转换器的转矩指令。

18.根据权利要求16的电动机系统，其中，该控制器还包括启动转子位置模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号来改变转速指令从而产生启动转子位置信号，且其中，该启动开关控制器耦合到该启动转子位置模块，用来在永磁交流电动机启动之后，当检测到的该永磁交流电动机的转速小于预定转速时将该启动转子位置模块耦合到该场定向控制器。

19.根据权利要求18的电动机系统，其中，该控制器的启动转子位置模块包括：

速度阻尼模块，其耦合到该电流脉动检测器，用来响应于该电流脉动信号产生转速阻尼信号；

启动转速加法器，用来通过从转速指令中减去该转速阻尼信号来改变该转速指令从而产生启动转速指令；和

积分器，其耦合到该启动转速加法器，用来响应于该启动转速指令而产生启动转子位置信号。

20.根据权利要求18的电动机系统，其中，该控制器还包括：

高速无传感器控制器，其耦合到该相电流，用来响应于该相电流的电压和电流而产生无传感器的转子位置信号和无传感器的转速信号；和

转速控制器，用来响应于根据该无传感器的转速信号改变的转速指令而产生高速转矩指令，该转速控制器耦合到该启动开关控制器来为该启动开关控制器提供高速转矩指令，

其中，响应于该永磁交流电动机的检测转速大于或等于预定转速的确定结果，该启动开关控制器使该电流脉动检测器与该转矩至电流转换器去耦并使该转速控制器与该转矩至电流转换器耦合，以及使该启动转子位置模块与场定向控制器去耦并使该高速无传感器控制器与该场定向控制器耦合。

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