CN102273063A - 确定交流电机的初始转子位置 - Google Patents

Abstract

确定AC电机的转子的估计初始角位置包括：将对应于高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})的电压施加于电机的定子绕组(106)，并且产生作为所得到的q轴定子电流分量i_{q_HF}的函数的、转子的估计初始角位置θ_轴、θ_初始，使用估计角位置θ_轴、θ_初始来调整信号矢量从静止到旋转坐标的变换且反之亦然，并且产生作为调整后的q轴定子电流分量i_{q_HF}的函数的、转子的调整后的估计角位置θ_轴、θ_初始。在转子(104)静止时并且在将对应于驱动信号矢量u^* _αβ的电压初始施加到定子绕组(106)之前，执行转子的初始估计角位置θ_轴、θ_初始的确定以及转子的调整后的初始估计角位置θ_轴、θ_初始的产生，并且使用调整后的估计角位置来产生静止坐标中的驱动信号矢量命令u^* _αβ的初始值。在施加定子电流之后进行的转子的估计角位置的确定可以使用不同的方法，诸如物理相对位置传感器。

Description

确定交流电机的初始转子位置

技术领域

本发明涉及确定交流电机的初始转子位置。

背景技术

交流(AC)电机系统典型地包括：包括转子和定子的电机以及电机控制器，该电机控制器用于控制被提供用来驱动电机的电压和电流。为了确保对电机的良好控制，例如，为了满足指定的电机性能要求，电机控制器需要知晓电机转子的位置。

已知用于估计转子位置的多种技术。可以使用诸如位置和速度传感器的物理位置传感器，但是这类位置传感器及其关联的线缆和连接器增加了AC电机系统的大小、重量和复杂度，并且也已经成为AC电机系统的故障源。为了消除这类位置传感器，尤其是对于小型低成本的电机控制器，已经对用于在多种不同操作条件下确定不同类别电机的转子位置的无传感器技术做了很多研究。

一种简单的技术使用在电机中产生的感应反电动势(EMF)。然而，在转子静止或低速时，在电机中产生的反电动势(EMF)不足以使得能够准确地估计转子位置。

更加复杂的技术基于注入叠加在驱动转矩上的适当的高频(HF)参考信号和通量控制信号，以及跟踪AC电机的定子电流对注入的参考信号的响应，从而确定转子位置。注入信号的频率比驱动电流的基础频率要高，足以与它们相区分，并且受限于控制器的阻抗和反应时间特性。绝大多数低速和零速无传感器控制技术的基础是：在由与转子一起旋转的d-q坐标系定义的旋转直(direct)坐标(d轴)和正交坐标(q轴)上计算出的注入信号频率下的q轴定子电流的幅度，其中d轴与转子磁轴一致，而q轴垂直于d轴。该q轴定子电流由转子位置对定子电感的效应所产生，并且被称为凸极(saliency)。在永磁(PM)电机中，例如存在多种凸极源，诸如转子固有凸极、基于饱和的凸极(定子、齿)。

美国专利申请公开No.2006/0061319，美国专利No.6,894,454，1998年7/8月的IEEE Transactions on Industry Applications，Vol.34，No.4上由Ryoji Mizutani等人所写的文章“Current Model-Based Sensorless Drivesof Salient-Pole PMSM at Low Speed and Standstill”，以及2005年1/2月的IEEE Transactions on Industry Applications，Vol.41，No.1上由Yu-seok Jeong等人所写的文章“Initial Rotor Position Estimation of anInterior Permanent-Magnet Synchronous Machine UsingCarrier-Frequency Injection Methods”公开了确定转子位置的方法，其中通过将HF信号与命令电压信号组合在一起来将HF载波或脉冲信号注入定子绕组，该命令电压信号控制提供给AC电机的定子的电流以产生磁通量分量(d轴)和转矩分量(q轴)。然后，承载凸极位置信息并且作为来自定子的反馈电流的一部分的结果HF分量被从定子电流的驱动分量中分离，并由在电机控制器中的处理器进行处理，以确定转子位置。还将反馈电流作为控制器中的控制环路的一部分反馈，以控制提供给定子的电力。

这些已知的技术，其中命令电压信号被施加以与注入的HF载波信号同步产生定子驱动电流，在知晓转子的初始静止位置之前转矩被施加到转子，并且接着转子移动，延迟和干扰对转子估计位置的确定。在估计和真实的初始转子位置之间的偏差降低了施加到转子的初始启动转矩。可能执行物理的对准序列，在其中转子初始移动到对应于已知位置的位置，这随后被定义为对准，但是这也涉及将全部初始启动转矩施加到转子的延迟。

另外，在2007年8月20日提交的申请人的共同待决国际专利申请PCT/IB2007/053318公开了另一无传感器转子位置确定方法，它避免了注入的载波信号与由于控制环路例如在电机负载变化期间的操作而在电机中产生的命令电压信号的HF谐波分量之间的干扰。

发明内容

如所附权利要求描述的，本发明提供了一种控制交流电机的方法，一种用于执行该方法的计算机程序，一种用于控制交流电机的控制器以及包括该控制器的电机装置。

参考以下描述的实施例，本发明的这些以及其他方面将变得明显并得以阐述。

附图说明

将参考附图，仅以示例的方式描述本发明的进一步详情、方面和实施例。附图中的元素出于简单明了的目的被图示，并且不必按比例绘制。

图1是以示例的方式给出根据本发明一个实施例的用于控制交流电机的装置的示意性方框图，

图2是在图1的装置中，用于确定交流电机的初始转子位置的模块的示意性方框图，

图3是示出作为转子的实际位置的函数的、由图2的模块进行的初始转子位置的估计的曲线图，以及

图4是示出以时间的函数形式，由图2的模块估计初始转子位置的变化的曲线图。

具体实施方式

将参照三相永磁同步电机描述本公开。应当理解，本公开不受限于使用于三相永磁同步电机，并且可以应用于任何具有凸极的AC电机，例如二相AC电机、绕线转子AC电机、永磁掩埋在电机中或者安装在表面上的永磁电机、同步磁阻电机(SynRM)、交换式磁阻电机(SRM)或者AC感应电机(ACIM)。

图1示出根据本发明实施例的控制器100，用于具有转子104和定子106的交流(AC)凸极电机102。在说明三相电机的实例中，图1的控制器在将相对定子旋转的直(D轴)和正交(Q轴)坐标中的值变换为相对定子为静态的α、β角坐标之前，计算该值，并且随后依次将α、β角坐标变换为静态三相A、B、C分量，将A、B、C分量施加到定子106的三相绕组。应当理解，本发明可以应用于相位数为三以外的电机，在该实例中，相位分量的数量将相应地调整。

图1所示的控制器接收作为直接或间接依赖于例如电机102的转子的期望速度或位置的所需转矩的函数而计算出的电流命令信号矢量i^* _dq。电流命令信号矢量i^* _dq表示在d轴和q轴上的对应所需通量和转矩电流分量。控制器产生电压命令信号矢量u^* _dq，表示获取所需电流分量所需要的用于d轴和q轴的电机磁场和转矩电压分量的所需操作点。有多种方法可用于产生电流命令信号矢量i^* _dq和电压命令信号矢量u^* _dq，例如，诸如在申请人于2008年5月16日提交的共同待决国际专利申请PCT/IB2008/051933中描述的方法。这使得能够将磁场消弱施加到命令信号矢量。在图1所示的示例中，接收电流命令输入信号矢量i^* _dq和代表定子驱动电流分量实际值的电流反馈信号矢量i_{dq_反馈}的比较器产生电压命令信号矢量u^* _dq，差值作为输入被馈送到控制元件110，控制元件110可以对在输入和反馈信号矢量之间的差值执行比例积分操作，可能与前馈操作一起，从而产生电压命令信号矢量u^* _dq，电压命令信号矢量u^* _dq的极端值在例如限幅器112中被限幅。

然后，在模块114中对电压命令信号矢量u^* _dq进行派克逆变换，模块114使用转子104的估计角位置θ_e将旋转d-q坐标上的所需电压矢量分量变换为在静止两相αβ角坐标上的电压命令矢量u^* _αβ(DQ至αβ变换)，从而如果角位置估计是准确的，则角坐标的坐标系与转子同步旋转。在将驱动电流施加到定子绕组106之后，选择单元116基于在操作的驱动阶段期间由派克变换元件114所使用的用于角位置θ_e的值θ_d来产生推导出的电压命令信号矢量u^* _αβ2。然而，在操作的驱动阶段之前的操作的初始阶段期间，选择单元116执行初始计算，以确立用于由派克变换元件114所使用的角位置θ_e的初始值θ_初始。组合元件117在驱动阶段期间接收值θ_d，在初始阶段期间接收初始值θ_初始，并且将确认值作为输出θ_e提供。在本发明的实施方式的该示例中，在驱动电流施加到定子绕组106之后，诸如增量编码器或测速发电机的物理相对位置传感器118与位置和速度计算器120一起产生用于角位置θ_e的值θ_d，例如，这可能需要转子的至少一个完整机械旋转(机械对准)，以正确地注册与转子的磁通量对准的转子位置，在本发明的该实施例中这可能得以避免。在无传感器算法用于在电机驱动期间确定转子位置的实例中，该算法可以开始于本发明的该实施例提供的初始位置确定。然后将选定的电压命令信号矢量u^* _αβ2施加到空间矢量调制元件122，空间矢量调制元件122计算关于三相A、B、C电压分量的占空比，通过对主电源供电的逆变器124的三个开关腿的脉冲宽度调制，将A、B、C电压分量施加到定子106的三相绕组。用于派克(DQ至αβ)变换逆变换和用于空间矢量调制的适当技术是已知的，并且在例如美国专利说明书6,163,128中提及。

反馈路径包括将三相定子电流分量i_A、i_B、i_C转换为数字值的模数转换器(ADC)126。三相至两相电流重建元件128计算在αβ静止角坐标中的等效信号矢量i_αβ，将i_αβ作为输入提供给选择单元116。派克变换模块130将αβ静止角坐标变换为旋转d-q坐标，以产生作为输入被提供给比较器108的反馈电流信号矢量i_{dq_反馈}。与派克逆变换模块114一样，向派克变换模块130提供相同的转子104的估计角位置θ_e。比较器108、控制元件110、变换模块114和选择单元116构成这样一种模块：该模块用于确定所述转子的估计角位置θ_e，以及用于使用该估计角位置θ_e来产生作为旋转坐标中的命令信号i^* _dq的函数的、静止坐标中的驱动转矩和通量信号u^* _αβ。

多种技术可以用于电流重建元件128，诸如在FreescaleSemiconductor(飞思卡尔半导体公司)提出的Application Note AN1930(7.6.1节)和Application Note AN1931(4.3.2节)中提供的内容。然而，应当理解，可以将电流重建元件128构建地不一样，例如，可以通过DC总线电流的单分路测量来重建i_αβ。

在结合图1，由图2图示的本发明实施例的示例中，电机受到包括以下各项的方法的控制：确定转子的估计初始角位置θ_轴、θ_初始，以及使用估计初始角位置θ_轴、θ_初始来产生作为旋转坐标中的命令信号矢量i^* _dq的通量和转矩分量的函数的、静止坐标中的驱动信号矢量u^* _αβ。转子的估计初始角位置的确定包括：产生高频参考信号矢量作为旋转坐标中的d轴分量u^* _{d_HF}；变换d轴分量以产生静止坐标中的对应的高频参考信号矢量u^* _{αβ_HF}；将对应于静止坐标中的高频参考信号矢量u^* _{αβ_HF}的电压施加于电机的定子绕组106；变换静止坐标中的对应的高频定子电流信号矢量i_A、i_B、i_C、i_αβ，以产生旋转坐标中的对应的q轴定子电流分量i_{q_HF}；产生作为q轴定子电流分量i_{q_HF}的函数的、转子的估计初始角位置θ_轴、θ_初始；使用估计初始角位置θ_轴、θ_初始，来调整旋转坐标，并进而调整对应于静止坐标中的高频参考信号矢量u^* _{αβ_HF}的电压和q轴定子电流分量i_{q_HF}；以及产生作为调整后的q轴定子电流分量i_{q_HF}的函数的、转子的调整后的估计初始角位置θ_轴、θ_初始。在转子104静止时并且在将对应于驱动信号矢量u^* _αβ的电压初始施加到定子绕组106之前，执行对转子的估计初始角位置θ_轴、θ_初始的确定，并且产生转子的调整后的估计初始角位置θ_轴、θ_初始。使用调整后的估计初始角位置来产生静止坐标中的驱动信号矢量u^* _αβ的初始值。

具体而言，图2示出控制器100中的选择单元116的示例。选择单元116包括输入元件202，输入元件202接收频率ω_HF下的高频(HF)参考信号ω^* _HFt，ω_HF足够高使得HF参考信号所见的定子绕组的阻抗的电抗部分大大高于阻抗的电阻部分，电抗部分基本为电感性的。在本发明的实施方式的一个示例中，频率ω_HF的范围是500赫兹至2000赫兹。输入元件202产生同相分量u^* _{d_HF}，正交分量基本为0，u^* _{d_HF}施加到类似于派克逆变换模块114的派克逆变换模块204。派克逆变换模块204产生信号矢量u^* _{αβ_HF}，其被施加到受定时器208控制的三输入选择器206的第一输入。派克逆变换模块204使用转子104的初始估计角位置θ_轴。选择器206的输出是被施加到空间矢量调制元件122的信号矢量u^* _αβ2，空间矢量调制元件122计算由逆变器124施加到定子106的三相绕组的三个相位A、B、C电压分量的占空比，以在定子绕组106中产生对应的电流。

类似于派克变换模块130，派克变换模块209从电流重建元件128接收信号矢量i_αβ，并且使用转子104的初始估计角位置θ_轴将信号矢量i_αβ的αβ静止角坐标变换为旋转d-q坐标。通过将元件209的输出与HF参考信号ω^* _HF的正交分量cos(ω^* _HFt)在混频器210中进行零差(homodyne)，并且在低通滤波器212中选择DC分量，来选择正交分量i_{q_HF}。滤波器212的输出在缓冲放大器214中被放大，而缓冲放大器214的输出是代表转子104的初始位置估计的值θ_轴，值θ_轴被施加到派克逆变换模块204和派克变换模块209。受定时器208控制的三输入选择器216具有接收默认零值的第一输入，以及接收信号θ_轴的第二和第三输入。将选择器216的输出施加到检测永磁极性的极性检测单元218的输入。极性检测单元218还接收信号矢量u^* _{αβ_HF}，并提供针对其解决转子位置南北不确定性的对应输出信号矢量u^* _{αβ_HF_PM}，输出信号矢量u^* _{αβ_HF_PM}被施加到选择器206的第二输入。在美国专利说明书2004/0070362中提供了可以在本发明的该实施例中使用的适当极性检测器的示例。选择器206的第三输入从派克逆变换模块114接收电压命令信号矢量u^* _αβ。

受定时器208控制的三输入选择器220具有接收默认零值的第一和第二输入。极性检测单元218还提供对应于其输入θ_轴的输出θ_初始，但是对于θ_初始，转子位置的南北不确定性得到解决，并将其施加到选择器220的第三输入。

在操作中，在驱动电流施加到定子绕组106之前的初始操作阶段期间，在绕组没有励磁并且转子静止时，定时器208将选择器206、216和220初始设置为这样的状态：在该状态下，它们将其第一输入上的值传递到其输出。当将HF参考信号ω_HFt施加到输入元件202时，派克逆变换模块204所使用的用来产生信号矢量u^* _{αβ_HF}的初始估计角位置值θ_轴等于默认零值。施加到空间矢量调制元件122的信号矢量u^* _αβ2对应于转子角位置为零的初始假设。派克变换模块209使用相同的零默认值θ_轴，将对应的定子电流信号矢量i_αβ变换为旋转d-q坐标，并且正交分量i_{q_HF}与转子位置的第一估计一阶成比例。以下等式适用：

$i_{\mathrm{dq}}=\left[\begin{array}{c}{i}_{d\_\mathrm{HF}}\\ i_{q\_\mathrm{HF}}\end{array}\right]=\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{HF}}{L}_d{L}_q}\left[\begin{array}{cc}\frac{L_d+L_q}{2}-\frac{L_d-L_q}{2}\cos \left(2{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{err}}\right)& \frac{L_d-L_q}{2}\sin \left({2\mathrm{\θ}}_{\mathrm{err}}\right)\\ \frac{L_d-L_q}{2}\sin \left({2\mathrm{\θ}}_{\mathrm{err}}\right)& \frac{L_d+L_q}{2}+\frac{L_d-L_q}{2}\cos \left(2{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{err}}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{U}_m\sin ({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{HF}}.t)\\ 0\end{array}\right]$

其中L_d＝纵轴电感

L_q＝正交轴电感

U_m＝HF电压幅度

ω_HF＝HF频率，以及

θ_err＝在θ_轴的估计值和实际转子位置之间的差。

然后在第二次迭代中将零差之后的值θ_轴施加到派克逆变换模块204和派克变换模块209，并且在派克逆变换模块204和派克变换模块209中的更准确的变换产生对值θ_轴的第二次、更准确的计算。

通过调整派克逆变换模块204使用用于产生信号矢量u^* _{αβ_HF}的估计角位置值θ_轴，以上迭代对应于正交反馈分量i_{q_HF}的最小化，其中θ_err趋向于0。图3示出作为实际转子位置的函数的值θ_轴和值θ_轴中的误差的曲线图。可以看出除了关于转子位置的极性的不确定性以外，获得了良好的近似。

在第二阶段，仍旧在驱动电流被施加到定子绕组106之前的初始操作阶段期间，在绕组没有励磁并且转子静止时，定时器208将选择器206、216和220设置为这样的状态：在该状态中，它们将其第二输入上的值传递到其输出，并且定时器208启动极性检测单元218的操作。选择器216将值θ_轴传递到极性检测单元218，代表对转子位置的第二次迭代估计，并且极性检测单元218校正极性不确定性并且选择器206用校正后的u^* _{αβ_HF}值代替前一估计。

定时器208对下述时间间隔进行定时：该时间间隔足够用于涉及对应定子电流信号矢量i_αβ以及值θ_轴的计算的反馈环变得稳定，建立具有极性校正的初始转子位置，并且在该时间间隔之后，定时器208建立电机的驱动阶段，并且将选择器206、216和220设置为这样的状态：在该状态中，它们将其第三输入上的值传递给其输出。选择器206传递命令信号矢量u^* _αβ来作为选择单元116的输出u^* _αβ2。极性检测单元218传递来自选择器216的值θ_轴作为输出θ_初始。在将驱动电流施加到定子和/或转子运动之后，将值θ_初始用作为相对来自位置和速度计算器120以及机械相对位置传感器118的值θ_d的偏移，而在使用无传感器算法来估计转子位置的实例中，将θ_初始用作为由该算法计算的值θ_d的开始点。

在将驱动电流施加到定子绕组106之前，在绕组没有励磁并且转子静止时，在没有来自任何驱动电流的干扰下执行转子位置估计的初始阶段，而无需资源密集的滤波器即可给出对初始转子位置的准确估计。转子位置估计的初始阶段是快速的，如图4所示，其示出作为用于25°实际转子角位置的时间的函数的、转子位置的估计值θ_轴的图。从其中可见，1.5毫秒就足以稳定转子位置的初始估计。然后，电机可以利用在由将被施加到转子104的电流命令信号矢量i^* _dq所定义的完全转矩的正确相位角度上的定子磁场和转矩驱动电流分量立即开始。在初始阶段期间，由于HF参考信号的q轴分量u^* _{q_HF}为零，所以在初始转子位置计算阶段期间产生的任何不希望的转矩是微小的。

本发明实施例的控制器100，例如，包括提供空间矢量调制元件122的输出的元件，以及利用来自ADC 126的输入的元件和位置传感器118，可以由硬件实现控制器100，但是也可以部分或整体在计算机程序中实现。因此，只要上下文认可，对元件或单元或模块的表示和引用将被理解为覆盖软件元件或替代性的物理硬件元件。根据本发明的实施例，计算机程序可以包括以下代码部分：即用于在诸如计算机系统的可编程装置上运行时执行该方法的步骤，或者使可编程装置能够执行设备或系统的功能。计算机程序可以例如包括下述之一或多个：子程序、函数、进程、对象方法、对象实施、可执行应用、小应用程序(applet)、小服务程序(servlet)、源代码、对象代码、共享库/动态加载库和/或被设计用于在计算机系统上执行的其他指令序列。可以在诸如CD-ROM或其他存储设备的数据载体上或者可以经由诸如电话线或无线连接的数据连接来提供计算机程序，在计算机系统的存储器中包含可加载的数据，该数据表示计算机程序。出于说明的目的，简化了对过程架构的描述，这仅是可以在本发明实施例中使用的很多种不同类型的合适架构中的一种。应当理解，在逻辑块之间的边界仅是说明性的，并且替代实施例可以合并逻辑块或电路元件，或者对各种逻辑块或电路元件施加替代功能分解。

在以上说明书中，已经参照本发明实施例的具体示例描述了本发明。然而，在不偏离如所附权利要求阐述的本发明的较宽的精神和范围的前提下，很明显可以做出各种修改和变化。例如，连接可以是任何类型的适用于例如经由中间设备传送来自或去往各个节点、单元或设备的信号或值的连接或链路。因此，除非默示或指明，否则连接可以是例如直接连接或间接连接。

如本文使用的术语“总线”用于指示可以用于传输信号或电力的多个信号或导体。当指示分别将信号、状态比特、或类似装置呈递为其逻辑真或逻辑假的状态时，使用本文的术语“确认”或“设置”和“否定”(或“否认”或“清除”)。如果逻辑真状态是逻辑电平1，则逻辑假状态是逻辑电平0。而如果逻辑真状态是逻辑电平0，则逻辑假状态是逻辑电平1。

在实施本发明的装置由本领域的技术人员已知的电子组件和电路所组成的情况下，没有用被认为是超出理解和评价本发明的基础概念所必需的任何更宽泛的范围来描述电路细节。

在上下文认可的情况下，在说明和权利要求中的术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“上”、“下”等，如果有的话，是用于描述的目的，并且不是必须描述永久的相对位置。应当理解，如此使用的术语视情况可以互换，使得本文描述的本发明实施例例如能够按本文说明或描述以外的其他取向来操作。

在上下文认可的情况下，说明的硬件元件可以是位于单个集成单元上或在相同设备内的电路，或者可以包括多个分离的集成电路或者彼此互连的分离设备。而且，在本发明实施例中的硬件元件也可以由本发明实施例中的软件或代码表示来替代。

另外应当理解，在本发明的实施例中，在电路元件的功能和/或操作之间描述和示出的边界仅是说明性的。多个操作的功能可以组合为单个操作，和/或单个操作的功能可以分布在其他操作之中。另外，替代实施例可以包括特定操作的多个实例，操作的顺序也可以在多种其他实施例之中被修改。

在权利要求中，在括号中放置的任何附图标记不应被理解为限制权利要求。只要上下文认可，诸如“第一”和“第二”的术语用于在这类术语描述的元件之间进行任意区分，并且这些术语不是必须意图指示这类元件的临时或其他优先权。

Claims (14)

1.一种控制交流电机的方法，所述交流电机具有转子(104)和定子绕组(106)，所述方法包括：

确定所述转子的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)，并且使用所述估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)来产生静止坐标中的驱动信号矢量(u^* _αβ)作为旋转坐标中命令信号矢量(i^* _dq)的通量和转矩分量的函数，所述确定所述转子的估计初始角位置的步骤包括：产生高频参考信号矢量作为旋转坐标中的d轴分量(u^* _{d_HF})；变换所述d轴分量以产生静止坐标中的对应高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})；将与静止坐标中的所述高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})对应的电压施加于所述电机的所述定子绕组(106)；变换静止坐标中的对应高频定子电流信号矢量(i_A，i_B，i_C，i_αβ)以产生旋转坐标中的对应q轴定子电流分量(i_{q_HF})；根据所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})产生所述转子的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)；使用所述估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)来调整所述旋转坐标并且接下来调整与静止坐标中的所述高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})对应的所述电压以及所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})；以及，产生所述转子的调整后的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)作为调整后的所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})的函数，

其中在所述转子(104)静止时并且在将与所述驱动信号矢量(u^* _αβ)对应的电压初始施加于所述定子绕组(106)之前，执行确定所述转子的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)的步骤以及产生所述转子的调整后的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)的步骤，并且其中使用所述调整后的估计初始角位置来产生静止坐标中的所述驱动信号矢量(u^* _αβ)的初始值。

2.如权利要求1所述的控制交流电机的方法，其中产生所述转子的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)作为所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})的函数的步骤包括：将所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})与正交于所述d轴分量(sin(ω^* _HFt))的信号(cos(ω^* _HFt))进行混合。

3.如权利要求1或2所述的控制交流电机的方法，其中调整与静止坐标中的所述高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})对应的所述电压以及所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})的步骤包括：调整对所述d轴分量(u^* _{d_HF})的所述变换，以及调整对静止坐标中的所述定子电流信号矢量(i_αβ)的所述变换。

4.如以上权利要求中的任何一项所述的控制交流电机的方法，其中在将与所述驱动信号矢量(u^* _αβ)对应的电压初始施加于所述定子绕组(106)之后产生静止坐标中的所述驱动信号矢量(u^* _αβ)的步骤包括下述进一步步骤：确定所述转子(104)的估计角位置(θ_e)。

5.如权利要求4所述的控制交流电机的方法，其中确定所述转子的估计角位置(θ_e)的所述进一步步骤使用来自物理转子位置传感器(118)的信号(θ_d)。

6.如以上权利要求中的任何一项所述的控制交流电机的方法，其中产生所述转子的调整后的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)作为调整后的所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})的函数的步骤包括：校正估计初始角位置极性。

7.一种包含计算机程序元件的计算机可读介质，所述计算机程序元件包括指令，所述指令用于执行在如以上任何一项权利要求所述方法中的下述步骤：变换所述d轴分量以产生静止坐标中的对应高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})；变换静止坐标中的对应高频定子电流信号矢量(i_αβ)以产生旋转坐标中的对应q轴定子电流分量(i_{q_HF})；根据所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})产生所述转子的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)；使用所述估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)来调整所述旋转坐标并且接下来调整与静止坐标中的所述高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})对应的所述电压和所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})；以及，在转子(104)静止时并且在将与驱动信号矢量(u^* _αβ)对应的电压初始施加于定子绕组(106)之前，产生所述转子的调整后的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)作为调整后的所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})的函数。

8.一种用于控制交流电机的控制器，所述交流电机具有转子(104)和定子绕组(106)，所述控制器包括：模块(116，117，120)，用于确定所述转子的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)，并且用于使用所述估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)来产生静止坐标中的驱动信号矢量(u^* _αβ)作为旋转坐标中的命令信号矢量(i^* _dq)的通量和转矩分量的函数，所述模块包括：用于产生高频参考信号矢量作为旋转坐标中的d轴分量(u^* _{d_HF})的元件(202)；用于变换所述d轴分量以产生静止坐标中的对应高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})的元件(204)；用于将与静止坐标中所述高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})对应的电压施加于所述电机的所述定子绕组(106)的元件(122)；用于变换静止坐标中的对应高频定子电流信号矢量(i_A，i_B，i_C，i_αβ)以产生所述旋转坐标中的对应q轴定子电流分量(i_{q_HF})的元件(128，130)；用于产生所述转子的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)作为所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})函数的元件(210，212，214)，所述元件被配置为：使用所述估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)来调整所述旋转坐标并且接下来调整与静止坐标中的所述高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})对应的所述电压和所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})，以及产生所述转子的调整后的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)作为调整后的所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})的函数，

其中所述元件被配置为：在转子(104)静止时并且在将与所述驱动信号矢量(u^* _αβ)对应的电压初始施加于所述定子绕组(106)之前，执行确定所述转子的估计角位置(θ_轴，θ_初始)的步骤和产生所述转子的调整后的估计角位置(θ_轴，θ_初始)的步骤，并且其中所述模块包括：用于使用所述调整后的估计角位置来产生静止坐标中的所述驱动信号矢量(u^* _αβ)的初始值的元件(120，117)。

9.如权利要求8所述的用于控制交流电机的控制器，其中用于产生所述转子的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)作为所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})的函数的所述元件(210，212，214)包括：用于将所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})与正交于所述d轴分量(sin(ω^* _HFt))的信号(cos(ω^* _HFt))进行混合的元件。

10.如权利要求8或9所述的用于控制交流电机的控制器，其中用于变换所述d轴分量(u^* _{d_HF})的所述元件(204)和用于变换静止坐标中的所述定子电流信号矢量(i_A，i_B，i_C，i_αβ)的所述元件(128，130)被配置为：调整与静止坐标中的所述高频参考信号矢量(u^* _{αβ_HF})对应的所述电压和所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})。

11.如权利要求8至10中的任何一项所述的用于控制交流电机的控制器，其中所述模块被配置为：在将与所述驱动信号矢量(u^* _αβ)对应的电压初始施加于所述定子绕组(106)之后，使用用于确定所述转子(104)的估计角位置(θ_轴，θ_初始)的进一步元件来产生静止坐标中的所述驱动信号矢量(u^* _αβ)。

12.如权利要求11所述的用于控制交流电机的控制器，包括物理转子位置传感器(118)，并且其中用于确定所述转子的估计角位置(θ_轴，θ_初始)的所述进一步元件被配置为：使用来自所述物理转子位置传感器(118)的信号(θ_d)。

13.如以上权利要求中的任何一项所述的用于控制交流电机的控制器，其中用于产生所述转子的调整后的估计初始角位置(θ_轴，θ_初始)作为调整后的所述q轴定子电流分量(i_{q_HF})的函数的所述元件(210，212，214)包括：用于校正估计初始角位置极性的元件(218)。

14.电机装置，包括：交流电机(102)和如权利要求8至13中的任何一项所述的用于控制所述交流电机的控制器(100)。

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