CN102263531B - 控制电机转矩的方法和装置 - Google Patents

Abstract

这里公开的主题描述了一种用于在软起动器中控制转矩的系统。特别地，当在软起动器的两个不同的操作模式之间转换时，减小转矩波动。软起动器可以包括为了改善电机低速工作期间的性能而设计的第一操作模式和为了改善电机高速工作期间的性能而设计的第二操作模式。然而，在两个不同的操作模式之间的转换可能在电机中产生显著的瞬时电流，继而在电机中产生转矩。这里描述的系统减小了电机中的这种瞬时转矩的产生。

Description

控制电机转矩的方法和装置

技术领域

这里公开的主题涉及对电机的控制。更具体地，该主题公开了一种软起动器中的操作模式之间的改进的转换。

背景技术

感应电机是广泛使用的电动机。对感应电机的最基本的控制利用接触器将感应电机与固定电源交替地连接和断开。接触器控制提供非常低廉的起动和停止电机的方法。然而，在连接到电源后，电机将尽快以不规则的方式加速到其额定速度，并且从电源汲取所需要的多的电流。

相反，通常使用变频驱动来实现对感应电机的高性能控制。变频驱动可以调节电机的速度并且控制电机中的电流。通过增加诸如编码器的位置感测设备，变频驱动还可以调节速度和电流下降至电机的零速度。因此，变频驱动允许控制电机的加速和减速以及在宽范围的操作速度的操作。然而，变频驱动和编码器会使电机控制系统的复杂度和花费显著增加。

软起动器提供了将电机连接到电源的另一可选方法。软起动器在加速和减速期间对电机提供预先定义的速度曲线图(profile)，限制电机汲取的电流。虽然软起动器一般不提供相同水平的由变频驱动供给的控制，但是它们确实减小了电机的磨损，并且提供简单的、成本效益高的将电机连接到电源的方式。

电动软起动器一般包括在电源的每一相和电机之间串联连接的固态设备。固态设备在电周期的一部分内选择性地接通和关断，控制提供给电机的电压。存在许多方法来控制软起动器中的固态设备。然而，发现不同控制方法在不同的操作条件下执行得更好。例如，存在在较高电机速度时使操作改善的控制方法，而其它方法在较低电机速度时提供更好的操作。

然而，尝试在电机的单个操作期间执行多种控制方法，以利用每种方法在其首选工作点的改进的操作，不是没有挑战性。在两种控制方法之间进行切换将导致对电机的指令电压、电流或者速度阶跃或者非常快地改变。一般显著水平的电流和/或转矩将导致电机好像电机尝试对新的控制方法进行响应。因此，希望提供一种具有在操作模式之间改进的转换的软起动器，以方便软起动器在多种操作模式中的操作。

发明内容

这里公开的主题描述了一种用于在软起动器中控制转矩的系统。具体地，当在软起动器的两个不同的操作模式之间转换时，减小转矩波动。软起动器包括为了改善电机低速操作期间的性能而设计的第一操作模式和为了改善电机高速操作期间的性能而设计的第二操作模式。这里描述的软起动器还包括转换操作模式，用于在第一操作模式和第二操作模式之间进行切换时减小电机中的瞬时转矩。

在本发明的一个实施例中，公开了一种控制提供给交流(交流)电机的交流电压的方法。该方法包括：确定表示交流电机中的电流的相位角；根据至少一个电流信号和至少一个电压信号确定通量矢量，通量矢量具有表示交流电机中的通量的幅值和相位角；以及根据电流相位角和通量相位角确定电机中的转矩的极性。然后，根据转矩的极性设置用于将交流电压连接到交流电机的电控开关设备的导通期间。其中，设置导通期间的步骤还包括以下步骤：根据电流信号的幅值和对电机的指令速度中的一个确定希望的导通期间；响应于转矩的第一极性将导通期间设置为预定最小值；以及响应于转矩的第二极性将导通期间设置为希望的导通期间。

因此，本发明的一个特征是可以响应于电机中的转矩脉动调整在每个电周期期间电机连接到电源电压的时间量。

作为本发明的一个方面，可以根据至少一个电流信号、根据到开关设备的至少一个控制信号或者二者的组合来确定电流相位角。因此，本发明的另一特征是电流的角度可以是矢量，其可以在电流信号太小的情况下，通过根据转换器中的点火事件估计相位角来可靠地确定。

在本发明的另一方面，指令速度可以是递增的。当指令速度是递增的时，响应于转矩的负极性将导通期间设置为预定最小值，而响应于转矩的正极性将导通期间设置为希望的导通期间。可替选地，指令速度可以是递减的。当指令速度是递减的时，响应于转矩的正极性将导通期间设置为预定最小值，而响应于转矩的负极性将导通期间设置为希望的导通期间。

因此，本发明的另一特征是在操作模式之间的转换期间，电机以和其在第一操作模式期间相同的操作方式持续操作。

该方法还可以包括初始步骤：根据第一操作模式控制交流电机；以及发起向第二操作模式的转换。如果达到预定的速度水平，则发起向第二操作模式的转换的步骤。当操作模式之间的转换完成时，可以根据第二操作模式控制交流电机。

根据本发明的另一实施例，公开了一种控制交流电机的方法。程序在软起动器中以第一操作模式执行，其中，到电机的输出电压通常与电机的旋转的基础频率成比例。该程序在软起动器中以第二操作模式执行，其中，到电机的输出电压通常响应于电机的旋转的估计速度。该程序还执行第一操作模式和第二操作模式之间的转换操作模式，其中，到电机的输出电压通常响应于电机中的转矩的极性。

根据本发明的又一实施例，用于操作交流电机的交流功率转换器包括：具有至少一相电压的交流功率输入；至少一个电控开关设备，其根据控制信号选择性地将每相电压连接到电机的一相；至少一个电流传感器，其提供来自电机的电流信号；以及处理器，其接收电流信号并被配置以：估计电机中的通量；根据电流信号和所估计的通量确定电机中的转矩的极性；以及根据转矩的极性设置电控开关设备的导通期间，其中，该处理器通过执行如下步骤来设置导通期间：根据电流信号的幅值和对电机的指令速度中的一个确定希望的导通期间；响应于转矩的第一极性将导通期间设置为预定最小值；以及响应于转矩的第二极性将导通期间设置为希望的导通期间。

从详细描述和附图，本发明的这些和其它优点和特征对于本领域技术人员将变得明显。然而，应当理解，详细描述和附图是在指示本发明的优选实施例的同时，以说明性、而非限制性的方式给出的。可以在本发明的范围内进行许多改变和变形，而不脱离其精神，本发明包括所有这些变形。

附图说明

在附图中示出了这里公开的主题的各种示例性实施例，在全部附图中，相同的附图标记表示相同的部分，并且在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的功率转换器的框图表示；

图2是根据本发明的一个实施例的功率转换器的示意表示；

图3是根据本发明的一个实施例的控制系统的框图表示；

图4是通过功率转换器的一相输入和输出电压波形的单个周期的示例；

图5是示出根据图3的控制系统的电机起动序列的流程图；

图6是示出在图5的转换模式期间的操作序列的流程图；

图7是示出根据本发明的一个实施例的起动电机时的电机电流和电机速度的图；以及

图8是静止三相参考系、静止两相参考系以及旋转两相参考系之间的相位关系的图示。

在描述在附图中图示的本发明的各种实施例时，为了清楚起见而借助于特定术语。然而，本发明并不旨在限制于如此选择的特定术语，而应当理解，每个特定术语包括以类似的方式操作以实现类似的目的的所有技术等同物。例如，经常使用词语“连接”、“附着”或者与其类似的术语。它们不限于直接连接，而包括通过其它元件连接，其中，本领域技术人员将这种连接视为等同。

具体实施方式

先参考图1，电机控制系统10通常包括输入电源12、电机控制器16和电机20。根据使用的电机20的类型来选择输入电源12，输入电源12可以是本领域技术人员已知的任何合适的电源。优选地，输入电源12是到三相公用电压的连接。输入引线14将电机控制器16连接到输入电源12。

电机控制器16一般包括处理器28和存储器存储设备29。处理器28执行存储在存储器29中的程序，以响应于输入信号23和/或反馈信号27提供至少一个控制信号25。输入电压感测部分22可以生成输入信号23，向处理器28提供与输入电压相对应的幅值和相位角数据。反馈部分26可以生成反馈信号27，其可以向处理器28提供输出到电机20的电流和/或电压信号。可以使用控制信号25来选择性地对开关块24中的诸如固态部件的开关设备激励，以调节输出到电机20的电流和/或电压。电机引线18将电机20连接到电机控制器16。

接下来参考图2，其示出了电机控制系统10的一个实施例。输入电源12是三相交流电压。电源经由输入引线14向电机控制器16提供以例如50或者60Hz交替的正弦变化的电压V_a、V_b和V_c。可选地，其它实施例可以包括电源12，其供给具有不同数量的相位的电压或者以不同频率操作的电压。

输入电压感测部分22包括至少一个电压感测设备30，并且向处理器28提供表示输入电源12的输入信号23。如图所示，可以将单独的电压感测设备30连接到每个输入相电压V_a、V_b或者V_c。可选地，电压感测设备30可以测量线到线电压或者线到地电压。

反馈感测部分26可以根据在处理器28上执行的控制程序的需要，包括电压反馈部分32、电流反馈部分34或者两者。电压反馈部分32可以包括一个或更多个电压感测设备36，并且可以向处理器28提供表示输出到电机20的电压的电压反馈信号37。如图所示，可以将单独的电压感测设备36连接到每个输出相电压V_u、V_v或者V_w。可选地，电压感测设备36可以测量线到线电压或者线到地电压。类似地，电流感测设备38可以用来测量每个电机引线18处的输出电流。电流感测部分34可以包括一个或更多个电流感测设备38，并且向处理器28提供表示由电机20汲取的输出电流的电流反馈信号39。可选地，可以基于测量的反馈信号27、在处理器28内计算的值或者二者组合来计算电压反馈信号37和电流反馈信号39中的一个或更多个。

开关块24优选地包括用于选择性地将输入引线14连接到电机引线18的电控开关设备。如图所示，每一相包括一对硅可控整流器(SCR)40。该对中的第一SCR 40与该对中的另一SCR以相反的极性并联连接。SCR40对串联连接在输入引线14和输出引线18之间。可选地，可以使用本领域已知的闸流管、功率MOSFET、IGBT或者其它固态开关器件。每个SCR的触发器连接到由处理器28生成的控制信号25中的一个，并且由其使能。

电机20经由电机引线18连接到电机控制器16。如图所示的三相感应电机包括定子绕组U、V和W。电机控制器16调节输出到定子19的电压或者电流中的至少一个，电压或者电流继而使转子21转动。

然后参考图3，处理器28执行控制程序以向SCR对40提供控制信号25。控制程序包括至少一个操作模式，优选包括三个操作模式42、44和46。第一操作模式42例如可以被配置为在低速时操作，其可以是例如电压/频率类算法的开环算法。开环算法在不接收速度反馈信号的情况下根据速度指令生成到电机的电压波形。随着电机的指令输出频率或者速度改变，电压/频率算法通常以线性的方式改变输出电压的幅值。电压/频率算法可以与输出频率成比例地改变电压，或者可选地，该算法可以在不同的输出频率范围上以不同的比率改变电压。

第二操作模式44例如可以是被配置为在较高速时操作的闭环算法。闭环算法根据通过比较速度指令和速度反馈信号而生成的误差信号来生成到电机的电压波形。可以由编码器或者其它这种硬件设备提供速度反馈信号，但是优选地在处理器28内使用电压反馈信号37和电流反馈信号39估计速度反馈信号。可选地，可以按照任意顺序构成第一操作模式42和第二操作模式44，如在本领域中已知的，可以在第一操作模式42或者第二操作模式44期间使用任意合适的控制方法。

包括转换模式46以方便在第一操作模式42和第二操作模式44之间进行切换。转换模式接收表示存在于电机处的电压和电流的反馈信号27。优选地，这些反馈信号27最初在表示例如电机20的U、V和W相的电压和电流的三相参考系中。相位变换块50和52将三相电压信号37和三相电流信号39转换为两相信号。如在本领域中已知的，转换可以使用Park变换、Clarke变换或者每一种变换的衍生变换。可以将两相信号表达为具有幅值和相位角的矢量，以表示存在于电机处的电压和电流。然后，使用电压和电流矢量作为到通量计算器54的输入。使用从通量计算器54输出的估计的通量矢量和电流矢量作为到转矩计算器56的输入。提供从转矩计算器56输出的转矩的极性作为到开关控制功能58的输入。当转换模式46激活时，开关控制功能58将控制信号25输出到SCR对40。模式选择功能48选择性地使能三个操作模式42、44和46中的一个，并且将所选择的模式42、44或者46的输出作为控制信号25传送到SCR 40。

在操作中，电机控制器16通过将电机20选择性地连接到输入电源12来控制电机20。参考图2和4，其示出了电机控制器16的一相在一个电周期上的操作。SCR对40一起工作以在输入电压的每半个周期期间使能导通，一个SCR在正半周期101期间选择性地导通，另一个SCR在负半周期103期间选择性地导通。通常每个SCR保持在关断状态，由时间期间102和106表示，防止从由相电压V_a表示的输入电源12到由相电压V_u表示的电机20的导通。使用控制信号25在例如正半周期101期间的时间105以及在负半周期103期间的时间107接通每个SCR。一旦使能，则SCR将保持导通，直到SCR上的电压反转极性，反转地偏置SCR。其结果是，一旦SCR接通，则其在每半个周期的剩余时间持续导通。阴影部分110和108指示SCR导通的时间。

与每个SCR被切换为导通的时间点105或者107相对应的输入电压的电角度也称为导通角。SCR保持导通的时间期间104或者108也称为导通期间。虽然正半周期101和负半周期103中的每个的导通期间104和108的持续时间经常是相同的，但是独立地控制每个导通期间104和108的持续时间，并且导通期间104和108可以从正半周期101到负半周期103改变。当希望全电压时，在半个周期的开始使能每个SCR，每个SCR在整个半个周期中导通。可选地，可以通过包括与每个SCR对40并联的(未示出)旁路接触器来实现全导通，可以激励旁路接触器以直接将输入电压V_a连接到输出电压V_u。

接下来参考图5，其示出了使电机从停止直到希望的操作速度的示例性起动序列59。可以在模式选择功能48中实现所示出的不同状态，以选择性地使能图3所示的操作模式42、44或者46。电机控制器16接收来自外部源的起动指令60。可以通过包括但不限于数字输入、一系列指令消息、联网指令消息的任意合适的输入，或者通过连接到电机控制器16的操作器接口，提供在步骤60的起动指令。在步骤62中，电机控制器16开始生成控制信号25以根据第一操作模式42控制供给电机20的电压。第一操作模式42持续操作，直到达到诸如时间期间或者对电机20的指令速度的预定阈值为止，如步骤64所示。一旦达到预设的速度水平，则起动序列59进入慢速转换模式46，如步骤66所示。慢速转换模式46类似地持续操作，直到达到另一预定阈值为止。如步骤68所示，起动序列59以预设的电机速度指令以转换模式46持续操作通过电机20的两个电周期。然后，起动序列59在步骤70开始执行正常或者第二起动模式44。根据步骤72，起动序列59根据第二操作模式44持续执行，直到电机20达到希望的操作速度为止。如步骤74所示，然后起动序列59结束。

如前所述，SCR在输入电压的每个正、负半周的一部分内，将输入电源12选择性地连接到到电机20。因为输入电源一般是公用电网，因此输入电源以50或者60Hz操作。虽然操作模式可以被配置为在各个操作点产生具有基本输出频率的输出电压，但是电压一定具有基础的50或者60Hz的分量。图7中示出了输出电流中存在的频率分量。根据本发明的一个实施例，第一操作模式42在时间T₀和T₁之间执行电压/频率类控制算法。第一操作模式42生成对SCR的控制信号25，使得产生正弦调制的电流波形。正弦调制的波形具有与沿着50或者60Hz的公用输入的频率分量的电机的指令输出频率相对应的基频。

第二操作模式44在时间T₂之后利用速度控制算法。第二操作模式44类似地生成控制信号25，使得产生正弦电流波形，正弦电流波形具有50或者60Hz的公用输入的基本频率分量。由于每个操作模式的控制特性的差异，在第一操作模式42和第二操作模式44之间直接进行操作模式的更换将导致指令输出电压的阶跃改变。阶跃改变是指令电压的瞬时的、或者非常尖锐的改变，其一般在电机尝试将操作从第一模式42改变为第二模式44时，在电机中产生高电流、电压和/或因而导致的转矩。这些高转矩可能产生突然的、不希望的速度改变和从指令速度的偏离。在时间T₁和T₂之间操作的转换模式46减少或者消除出现高电流、电压和转矩的机会，并且在电机处产生持续平滑的速度输出。

接下来参考图6，其示出了慢速转换模式46的步骤。在步骤76，获得反馈信号27。从存在于电机控制器16中的各个对应的电压传感器36和电流传感器38获得电压反馈信号37和电流反馈信号39。可替换地，可以基于获取的反馈信号27或者内部存储在控制器16的处理器28和存储器29内的变量，计算没有电压传感器36或者电流传感器38的任一相的电压和电流值。

在对每个相电压37和相电流信号39进行了采样或者计算的情况下，在步骤78，相位变换功能50和52将采样信号转换到诸如直交轴(d-q)参考系的两相参考系中。如图8所示，可选地，d-q参考系可以是由d₁-q₁标识的静止参考系或者由d₂-q₂标识的以电机20的电频率旋转的旋转参考系。优选地，相位变换功能50和52将采样信号转换到静止d-q参考系中。两相信号还可以表示为d-q参考系内的具有幅值和相位角的矢量。

在步骤80，通量计算器54可以使用d-q参考系中的电压和电流值来确定电机20中的通量的矢量表示。考虑可以计算定子19或者转子21中的通量的矢量表示。例如，根据方程式1计算电机20的转子21的通量矢量。

$K_r{\widehat{\stackrel{\→}{\mathrm{\ψ}}}}_r=\frac{1}{s}({\stackrel{\→}{V}}_s-R_s{\stackrel{\→}{i}}_s)-L{\stackrel{\→}{i}}_s---\left(1\right)$

其中：

K_r＝耦合因数；

＝转子通量矢量；

＝定子电压矢量；

R_s＝定子电阻；

L＝电机电感；以及

＝定子电流矢量。

类似地，根据方程式2计算电机20的定子19的通量矢量。

${\stackrel{\→}{\mathrm{\ψ}}}_s^{\′}=\frac{1}{s+{\mathrm{\ω}}_c}({\stackrel{\→}{V}}_s-R_s{\stackrel{\→}{i}}_s)---\left(2\right)$

其中：

ω_c＝拐点频率；

＝定子通量矢量；

如前面所指出的，通量计算器54获得在方程式1和2中使用的电压和电流矢量作为输入信号。定子电阻和电机电感是存储在存储器设备29中由通量计算器54取得而用来确定通量矢量的事先已知的或者测量的值。可以由幅值和角度来表示通量计算器54输出的通量矢量。

在计算通量矢量之后，在步骤82确定定子电流角度。可以直接从相位变换52输出的电流矢量获得定子电流角度。可选地，也可以根据即将到来的SCR对40的点火事件估计定子电流角度。

优选地估计的定子电流角度的值在每个SCR点火事件之间固定。如前面所讨论的，SCR将输入源12连接到电机20的任意特定半个周期期间的时间长度根据希望的输出电压而改变；然而，使能SCR的序列保持不变，并且根据输入功率14的相位角和相位序列确定使能SCR的序列。优选地，如下面的表1所示，基于即将到来的SCR点火事件，估计定子电流角度是以六十度的间隙间隔开的六个角度中的一个。

表1：电流角度估计

在步骤86，确定转矩的极性。将事先确定的定子电流角度和由通量计算器54输出的通量矢量作为输入提供到转矩计算器56。转矩计算器56例如可以通过下面给出的方程式3确定在电机20中产生的转矩的值。如在方程式3中可以观察到的，角度θ的值决定电机20中的转矩的符号或者极性。

$T_e=\frac{1}{K_r}{\stackrel{\→}{\mathrm{\ψ}}}_r\⊗{\stackrel{\→}{i}}_s=\frac{1}{K_r}\left|{\stackrel{\→}{\mathrm{\ψ}}}_r\right|*\left|{\stackrel{\→}{i}}_s\right|*\sin \mathrm{\θ}---\left(3\right)$

其中：

T_c＝电机产生的电磁转矩；以及

θ＝转子通量矢量的相位角和定子电流矢量的相位角之间的相位差。

虽然方程式3示出了使用转子通量矢量计算转矩，但是可以类似地使用定子通量矢量计算转矩。

在识别了转矩的极性的情况下，然后在步骤88-92中，电机控制器16确定下一个电周期的导通期间的长度。首先，电机控制器识别转矩的极性。如果转矩为正，则将导通期间或者点火角设置为第一值。如果转矩为负，则将导通期间或者点火角设置为较小的第二值。可以根据预定恒定值选择第一值和第二值。可选地，可以根据事先计算的值，例如速度参考或者第一操作模式42结束时的测量的电流值，选择第一值和第二值。第一值可以保持在事先计算的值，第二值可以是事先计算的值的百分比。减小在电机20将产生负转矩的时间间隙期间供给电机20的电压，使得电机能够在执行转换模式46时速度持续增大。转换模式46持续执行，直到达到预先定义的设置点为止，如步骤94所示。

上面描述的图5和图6所示的示例性起动序列59的步骤可以类似地应用于将电机从希望的操作速度减慢到停止的停止序列。在停止序列期间，处理将使用转换模式46从第二操作模式44转换到第一操作模式42。与在起动序列59期间将对电机的负转矩限制为下降不同，处理将限制对电机的正转矩。正如在起动序列期间一样，确定下一个电周期期间的希望的导通期间或者点火角的第一值和第二值。然而，与起动序列相反，对应于正转矩的第一值小于对应于负转矩的第二值。可以根据预定恒定值来选择第一值和第二值。可选地，可以根据事先计算的值，例如速度参考或者第二操作模式44结束时的测量的电流值，选择第一值和第二值。第二值可以保持在事先计算的值，第一值可以是事先计算的值的百分比。减小在电机20将产生正转矩的时间间隙期间供给电机20的电压，使得电机能够在执行转换模式46时速度持续减小。

应当理解，本发明不将其应用限制于这里叙述的构造的细节和部件的配置。本发明能够构成其它实施例，并且能够以各种方式实施或者执行。前述变化和变形在本发明的范围内。还应当理解，这里公开和定义的发明延伸到从本文和/或附图提到或者明显的单个特征的两个或者更多个的所有可替选的组合。所有这些不同的组合构成本发明的各种可替选方面。这里描述的实施例说明了已知的实施本发明的最佳方式，并且将使得本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (8)

1.一种控制提供给交流电机的交流电压的方法，包括以下步骤：

确定表示所述交流电机中的电流的相位角；

根据至少一个电流信号和至少一个电压信号确定通量矢量，所述通量矢量具有表示所述交流电机中的通量的幅值和相位角；

根据所述电流的相位角和通量的相位角确定所述电机中的转矩的极性；以及

根据所述转矩的极性设置用于将所述交流电压连接到所述交流电机的电控开关设备的导通期间，

其中，设置所述导通期间的步骤还包括以下步骤：

根据所述电流信号的幅值和对所述电机的指令速度中的一个确定希望的导通期间；

响应于所述转矩的第一极性将所述导通期间设置为预定最小值；以及

响应于所述转矩的第二极性将所述导通期间设置为所述希望的导通期间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据至少一个电流信号来计算所述电流的相位角。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，根据到所述开关设备的至少一个控制信号来确定所述电流的相位角。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述指令速度是递增的，响应于所述转矩的负极性将所述导通期间设置为所述预定最小值，而响应于所述转矩的正极性将所述导通期间设置为所述希望的导通期间。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述指令速度是递减的，响应于所述转矩的正极性将所述导通期间设置为所述预定最小值，而响应于所述转矩的负极性将所述导通期间设置为所述希望的导通期间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电流的相位角表示所述电机的定子中的电流，所述通量矢量表示所述电机的转子中的通量。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括初始步骤：

根据第一操作模式控制所述交流电机；

如果达到预定的速度水平，则发起向第二操作模式的转换；以及

经过预定时间后完成向所述第二操作模式的转换；

其中控制所述交流电机和发起所述转换的步骤发生在确定表示所述交流电机中的电流的相位角之前，并且完成所述转换的步骤是最后步骤。

8.一种用于操作交流电机的交流功率转换器，包括：

具有至少一相电压的交流功率输入；

至少一个电控开关设备，其根据控制信号选择性地将每相电压连接到所述电机的一相；

至少一个电流传感器，其提供来自所述电机的电流信号；以及

处理器，其接收所述电流信号并被配置以：

估计所述电机中的通量；

根据所述电机中的电流和所估计的通量确定所述电机中的转矩的极性；以及

根据所述转矩的极性设置所述电控开关设备的导通期间，

其中，所述处理器通过执行如下步骤来设置所述导通期间：

根据所述电流信号的幅值和对所述电机的指令速度中的一个确定希望的导通期间；

响应于所述转矩的第一极性将所述导通期间设置为预定最小值；以及

响应于所述转矩的第二极性将所述导通期间设置为所述希望的导通期间。