CN103227600A - 电机的无传感器控制设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种无传感器控制设备及其控制方法。电机的无传感器控制设备可包括：位置估计器，被配置为根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量，和/或被配置为基于补偿的电阻和补偿的永磁体的磁通量来产生电机的转子的估计速度；和/或速度控制器，被配置为基于转子的命令速度和转子的估计速度来产生命令电流。

Description

电机的无传感器控制设备及其控制方法

技术领域

本公开的一些示例实施例可涉及电机的无传感器控制设备，和/或其控制方法，其中，所述无传感器控制设备被配置为通过检测输入到电机的电流来估计转子的速度和位置。

背景技术

电机是用于从家用电器(诸如洗衣机和电冰箱)到各种信息处理设备的广泛领域的设备。用于控制电机的设备通常被设置有配置为检测电机的转子的速度和位置的单独的位置传感器。相反，无传感器控制方法可指的是在不使用单独的位置传感器的情况下，估计转子的速度和位置的方法。

关于这样的无传感器控制设备，设置有电机的电压和电流模型作为其基础的方法可被使用，在这样的电机模型，诸如电机的电阻和永磁体的磁通量的参数被使用。这里，诸如电机的电阻和永磁体的磁通量的参数根据电机的温度而改变，在当根据电机的温度的参数的改变未被补偿时的情况下，实际电机与电机的模型之间的误差增加，从而估计转子的速度和位置的性能降低。

具体地讲，在其负载改变大并且电机的温度根据负载改变较大的诸如洗衣机的家用电器的情况下，根据温度的参数的改变会显著降低电机的无传感器控制性能。此外，在严重的情况下，在电机失步的状态下，可能引起由过电流造成的电机和逆变器的损害。

使用的传统的参数的补偿方法之一是在电机安装附加的温度传感器的方法。这样的方法被以这样的方式配置，即，通过温度传感器，来观察电机的温度，然后，根据观察的温度，来补偿参数。这样的方法被配置为直接测量电机的温度，但另一方面，通过具有附加的温度传感器，增加了生产成本，并且控制设备的制造过程和整体结构变得更复杂。关于使用的另一种传统的参数的补偿方法，通过电机的逆变器模块的温度，来估计电机的温度，通过使用估计的电机的温度，来补偿参数。然而，因为这样的方法以这样的方式配置，即，通过逆变器模块的温度来估计电机的温度，所以估计电机的温度和补偿参数的准确度低。

发明内容

本公开的示例实施例可提供用于电机的无传感器控制设备，所述无传感器控制设备被配置为通过补偿可根据电机的温度而改变的电机的电阻和/永磁体的磁通量，来估计电机的转子的速度和/或位置，而不使用附加的温度传感器。本公开的示例实施例还可提供无传感器控制设备的控制方法。

在一些示例实施例中，一种电机的无传感控制设备可包括位置估计器和/或速度控制器，其中，所述位置估计器被配置为根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量，和/或被配置为基于补偿的电阻和补偿的永磁体的磁通量来产生电机的转子的估计速度，所述速度控制器被配置为基于转子的命令速度和转子的估计速度来产生命令电流。

在一些示例实施例中，位置估计器还可被配置为测量根据电机的温度而改变的电机的电阻值，还可被配置为基于测量的电阻值来估计电机的温度，和/或还可被配置为基于估计的温度来估计永磁体的磁通量值。

在一些示例实施例中，位置估计器还可被配置为通过预先在多个温度测量电阻值，来估计根据电机的温度的电阻值的改变。

在一些示例实施例中，根据电机的温度的电阻值的改变可对应于电阻的温度系数。

在一些示例实施例中，位置估计器还可被配置为通过永磁体的剩余磁通密度的温度特征，来估计基于估计的温度的永磁体的磁通量值的改变。

在一些示例实施例中，基于估计的温度的永磁体的磁通量值的改变可对应于电机的永磁体的剩余磁通密度的温度系数。

在一些示例实施例中，位置估计器还可被配置为通过输入到电机的电压与电流之间的关系来测量电机的电阻值。

在一些示例实施例中，所述设备还可包括被配置为基于电机的估计位置来转换检测电流的坐标系的坐标转换器。所述位置估计器还可被配置为基于转子的估计速度来产生转子的估计位置。

在一些示例实施例中，所述设备还可包括被配置为基于命令电流和转换了坐标系的检测电流来产生命令电压的电流控制器。

在一些示例实施例中，一种电机的无传感器控制方法可包括：根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量；基于补偿的电阻和补偿的永磁体的磁通量来产生电机的转子的估计速度；和/或基于转子的命令速度和转子的估计速度来产生命令电流。

在一些示例实施例中，所述方法还可包括：基于转子的估计速度来产生转子的估计位置；基于转子的估计位置来转换检测电流的坐标系；和/或基于命令电流和转换了坐标系的检测电流来产生命令电压。

在一些示例实施例中，根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量的步骤可包括：测量根据电机的温度而改变的电阻值；基于测量的电阻值估计电机的温度；和/或基于电机的估计温度来估计电机的永磁体的磁通量值。

在一些示例实施例中，根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量的步骤还包括：通过预先在多个温度测量电阻值，来估计根据电机的温度的电阻值的改变。

在一些示例实施例中，根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量的步骤可包括：根据电机的永磁体的剩余磁通密度的温度特征，来估计基于估计的温度的电机的永磁体的磁通量的改变。

在一些示例实施例中，根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量的步骤可包括通过输入到电机的电压和电流之间的关系来测量电阻值。

在一些示例实施例中，一种电机的无传感器控制设备可包括估计器和/或第一控制器，其中，所述估计器被配置为基于根据电机的温度而被补偿的电机的永磁体的电阻和根据电机的温度而被补偿的电机的永磁体的磁通量来估计电机的转子的速度，所述第一控制器被配置基于转子的命令速度和估计的转子的速度来产生命令电流。

在一些示例实施例中，估计器还可被配置为估计电机的转子的位置。

在一些示例实施例中，估计器还被配置为基于估计的转子的速度来估计电机的转子的位置。

在一些示例实施例中，所述设备还可包括被配置为基于估计的转子的位置来转换检测电流的坐标系的坐标转换器。估计器可被配置为基于估计的转子的速度来产生估计的位置。

在一些示例实施例中，所述设备还可包括：基于命令电流和/或转换了坐标系的检测电流来产生命令电压的第二控制器。

在一些示例实施例中，所述设备还可包括：基于“命令电流和/或基于转子的估计位置的检测电流”，来产生命令电压的第二控制器。

在一些示例实施例中，估计器还可被配置为测量根据电机的温度而改变的电机的电阻值。

在一些示例实施例中，估计器还可被配置为测量的根据电机的温度而改变的电机的电阻值来估计电机的温度。

在一些示例实施例中，估计器还可被配置为基于电机的估计温度来估计电机的永磁体的磁通量值。

在一些示例实施例中，根据电机的温度的电机的永磁体的电阻值的改变可对应于电机的电阻的温度系数。

在一些示例实施例中，根据电机的温度的电机的永磁体的磁通量值的改变可对应于电机的永磁体的磁通量的温度系数。

附图说明

通过以下结合附图对示例实施例的详细描述，以上和/或其它方面和优点将变得更清楚和更容易理解，在附图中：

图1是示意性示出根据本公开的一些示例实施例的电机的控制设备的结构的控制框图；

图2是示意性示出图1的控制设备的位置估计器的结构的控制框图；

图3是示意性示出图1的控制设备的转子的同步旋转坐标系和估计坐标系的示图；

图4是示意性示出根据本公开的一些示例实施例的电机的控制方法的流程图；

图5是示意性示出根据图4的控制方法的补偿电阻和永磁体的磁通量的方法的流程图；

图6是示意性示出根据电机的温度的电阻的改变的曲线图；

图7是示意性示出根据电机的温度的永磁体的磁通量的改变的曲线图；

图8是示意性示出基于图6和图7的永磁体的磁通量关于电阻的关系的曲线图。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述示例实施例。然而，实施例可以以许多不同的形式来实现，而不应被解释为限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些示例实施例以使得本公开将全面和完整，并将向本领域技术人员充分传达范围。在附图中，为了清晰，可能夸大层和区域的厚度。

将理解，当元件被称为“在”另一元件“上”、“连接到”、“电气性地连接到”或“结合到”另一元件时，所述元件可直接在另一元件上、连接到、电气性地连接到或结合到所述另一元件或者可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接”在另一元件“上”、“直接连接到”、“直接电气性地连接到”或“直接结合到”另一元件时，不存在中间元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项的任何组合和所有组合。将理解，虽然术语第一、第二、第三等在这里可被用于描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该被这些术语限制。这些术语仅被用于区分一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一元件、组件、区域、层和/或部分。例如，在不脱离示例实施例的教导的情况下，第一元件、组件、区域、层和/或部分可被称为第二元件、组件、区域、层和/或部分。这里，为了方便用于描述如附图中所示出的一个组件和/或特征与另一组件和/或特征或其他的多个组件和/或特征的关系的叙述，可使用空间相关术语(诸如“在…以下”、“以下”、“更低”、“在…之上”、“以上”等)。将理解，空间相关术语除了意图包含附图中描绘的方位，还意图包含装置在使用或操作中的不同的方位。

这里使用的术语仅是为了描述特定示例实施例的目的，而不意图限制示例实施例。如这里所使用的，除非上下文件明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解，当在说明书中被使用时，术语“包括”或“包含”表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或增加了一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

除非另外定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例实施例所属的技术领域的普通技术人员通常理解含义相同的含义。还将理解，除非这里明确地定义，否则术语(诸如在常用的字典中定义的那些术语)应该被解释为具有与在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。

现在将参照附图中示出的示例实施例，其中，相同的标号可始终表示相同的组件。

图1是示意性示出根据本公开的一些示例实施例的电机的控制设备的结构的控制框图。

参照图1，电机10的控制设备1包括速度命令器20、速度控制器30、电流控制器40、坐标转换器50、逆变器60、位置估计器70和坐标转换器80。

速度控制器30对从速度命令器20输入的转子的命令速度ω*与转子的估计速度ωM之间的差执行PI(比例积分)控制操作，并产生命令电流Id*和Iq*，从而使转子的估计速度ωM跟随转子的命令速度ω*。这里，速度控制器30可根据电机10的驱动点可产生最佳命令电流。

电流控制器40对从速度控制器30输入的命令电流Id*和Iq*与从坐标转换器80输入的检测电流Id和Iq之间的差执行PI(比例积分)控制操作，并产生命令电压Vd*和Vq*，从而使检测电流Id和Iq跟随命令电流Id*和Iq*。

坐标转换器50将从电流控制器40输入的命令电压Vd*和Vq*转换为三相命令电压Vu*、Vv*和Vw*，其中Vu*、Vv*和Vw*可能够通过电机相位u、v和w输入到电机10(见图3)。

逆变器60将从坐标转换器50输入的三相命令电压Vu*、Vv*和Vw*输入到电机10。

坐标转换器80将从电流检测器输入的三相检测电流Iu、Iv和Iw转换为两相检测电流Iα和Iβ，并且基于转子的估计位置θM，坐标转换器80将在固定坐标系的两相电流Iα和Iβ转换为旋转坐标系的检测电流Id和Iq。

输入到电机10的三相检测电流Iu、Iv和Iw由电流检测器检测。同时，电流检测器在不检测所有三相电流的情况下，可检测两相电流，然后可通过操作检测其余的一相电流。然后，三相检测电流Iu、Iv和Iw通过模数(A/D)转换器(未示出)被转换为数字数据，被转换为数字数据的三相检测电流Iu、Iv和Iw被输入到坐标转换器80。

位置估计器70基于从坐标转换器80输入的检测电流Id和Iq以及从电流控制器40输入的命令电压Vd*和Vq*来估计转子的位置θM和转子的速度ωM。将参照图2详细描述在位置估计器70估计转子的位置θM和转子的速度ωM的方法。

图2是示意性示出图1的控制设备的位置估计器的结构的控制框图。这里，1/s表示积分器，1/λf表示除法器，所述除法器将输入除以λf，λf表示电机10的永磁体的磁通量。

参照图2，位置估计器70为了估计转子的位置θM和转子的速度ωM，使用无传感器控制方法，电流估计器71基于在先前控制周期检测的检测电流Id和Iq和在先前控制周期输出的电压Vd*和Vq*，通过电机10的数学模型来估计相应的控制周期的电流IMγ和IMδ。

永磁同步电机10的通用数学模型如数学公式1所示：

[数学公式1]

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Vd}\\ \mathrm{Vq}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{Ra}+\mathrm{pLd}& -\mathrm{\ωLq}\\ \mathrm{\ωLd}& \mathrm{Ra}+\mathrm{pLq}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}\mathrm{Id}\\ \mathrm{Iq}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}0\\ \mathrm{\ω\φa}\end{array}\right]$

这里，Ra表示电机10的电阻，ω表示转子的速度，Ld表示电机10的d-轴电感，Lq表示电机10的q-轴电感，φa表示永磁体的磁通量，p表示微分算子(d/dt)。

同时，d-q轴表示电机的同步旋转坐标系，Vd和Vq分别表示在同步旋转坐标系上的d轴和q-轴的转子的电压值，Id和Iq分别表示在同步旋转坐标系的d轴和q-轴的转子的检测电流值。

可假设转子的位置在位于不同于实际的同步旋转坐标系的位置的γ-δ轴。如图3所示，转子的坐标系设置有d-q轴的同步旋转坐标系和γ-δ轴的估计坐标系。d-q轴的同步旋转坐标系由与沿实际转子的磁通量方向的位置对应的d-轴和沿从d-轴旋转90度的方向延伸的q-轴组成。转子的北极N和南极S如图3所示。γ-δ轴的估计坐标系由与虚拟转子的位置对应的γ轴和沿从γ-轴旋转90度的方向延伸的δ-轴组成。然后，由同步旋转坐标系的d-q轴和估计坐标系γ-δ轴的误差导致的位置误差被定义为Δθ。根据本公开的一些示例实施例的电机的控制设备1被配置为对电机10进行控制，从而使位置误差Δθ可以是大约0度。

同时，假设位置误差Δθ足够小，以上数学公式1可如以下数学公式2所示：

[数学公式2]

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{V\γ}\\ \mathrm{V\δ}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{Ra}+\mathrm{pLd}& -\mathrm{\ωLq}\\ \mathrm{\ωLd}& \mathrm{Ra}+\mathrm{pLq}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}\mathrm{I\γ}\\ \mathrm{I\δ}\end{array}\right]+e\·\left[\begin{array}{c}-\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right]$

这里，Vγ和Vδ分别表示在转子的估计坐标系的γ-δ轴上的γ-轴和δ-轴的电压值。Iγ和Iδ表示在转子的估计坐标系的γ-δ轴上的γ-轴和δ-轴的电流值，e表示转子旋转时产生的反电动势，P表示微分算子(d/dt)。

同时，在数字系统，以上数学公式2可如以下数学公式3示出的微分方程所示：

[数学公式3]

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{I\γ}\left(n\right)\\ \mathrm{I\δ}\left(n\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1-\frac{\mathrm{Ra}}{\mathrm{La}}T& \mathrm{\ω}\frac{\mathrm{Lq}}{\mathrm{Ld}}T\\ -\mathrm{\ω}\frac{\mathrm{Ld}}{\mathrm{Lq}}T& 1-\frac{\mathrm{Ra}}{\mathrm{Lq}}T\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}\mathrm{I\γ}(n-1)\\ \mathrm{I\δ}(n-1)\end{array}\right]+\frac{T}{\mathrm{LdLq}}\·\left[\begin{array}{c}\mathrm{LqV\γ}(n-1)\\ \mathrm{LdV\δ}(n-1)\end{array}\right]+\frac{T}{\mathrm{LdLq}}\·e\·\left[\begin{array}{c}\mathrm{Lq}\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ -\mathrm{Ld}\cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right]$

这里，Iγ(n)和Iδ(n)分别表示各自在n步(step)测量的γ-轴和δ-轴的电流值，Iγ(n-1)和Iδ(n-1)分别表示各自在n-1步测量的γ-轴和δ-轴的电流值，Vγ(n-1)和Vδ(n-1)分别表示各自在n-1步测量的γ-轴和δ-轴的电压值，T表示采样周期。

同时，在当被假设为转子的位置的γ-δ轴与对应于实际的同步旋转坐标系的d-q轴匹配时的情况下，满足位置误差Δθ＝0和反电动势e＝eM＝ωφa的条件，因此，可获得如数学公式4的微分方程：

[数学公式4]

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{IM\γ}\left(n\right)\\ \mathrm{IM\δ}\left(n\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1-\frac{\mathrm{Ra}}{\mathrm{Ld}}T& \mathrm{\ω}\frac{\mathrm{Lq}}{\mathrm{Ld}}T\\ -\mathrm{\ω}\frac{\mathrm{Ld}}{\mathrm{Lq}}T& 1-\frac{\mathrm{Ra}}{\mathrm{Lq}}T\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}\mathrm{I\γ}(n-1)\\ \mathrm{I\δ}(n-1)\end{array}\right]+\frac{T}{\mathrm{LdLq}}\·\left[\begin{array}{c}\mathrm{LqV\γ}(n-1)\\ \mathrm{LdV\δ}(n-1)\end{array}\right]+\frac{T}{\mathrm{LdLq}}\·\mathrm{eM}\·\left[\begin{array}{c}0\\ -\mathrm{Ld}\end{array}\right]$

根据数学公式4，在n步的γ-轴和δ-轴的电流值IMγ(n)和IMδ(n)可通过使用在n-1步测量的γ-轴和δ-轴的电流值Iγ(n-1)和Iδ(n-1)以及在n-1步测量的γ-轴和δ-轴的电压值Vγ(n-1)和Vδ(n-1)来估计。

假设位置误差Δθ足够小，数学公式3与数学公式4之间的差可以以近似方式如以下数学公式5所示：

[数学公式5]

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\ΔI\γ}\\ \mathrm{\ΔI\δ}\end{array}\right]=\frac{T}{\mathrm{LdLq}}\left[\begin{array}{c}\mathrm{Lq}\·e\·\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \mathrm{Ld}\·(\mathrm{eM}-e\·\cos \mathrm{\Δ\θ})\end{array}\right]\≅\frac{T}{\mathrm{LdLq}}\left[\begin{array}{c}\mathrm{Lq}\·e\·\mathrm{\Δ\θ}\\ -\mathrm{Ld}\·(e-\mathrm{eM})\end{array}\right]$

这里，ΔIγ表示γ-轴的电流误差，ΔIδ表示δ-轴的电流误差。

根据数学公式5，γ-轴的电流误差ΔIγ与位置误差Δθ成比例，δ轴的电流误差ΔIδ与反电动势的误差(e-eM)成比例。

因此，位置估计器70通过使用转子的位置的估计增益Kθ和转子的反电动势的估计增益KE，可根据图2示出的算法来产生转子的估计位置θM和转子的估计速度ωM，提供反电动势的估计值eM用于在位置估计器70的正反馈补偿。

同时，在通过使用这样的无传感器控制方法来估计转子的位置θM和转子的速度ωM的情况下，使用各种参数，在各种参数中的电机10的电阻Ra和永磁体的磁通量φa根据电机10的温度而改变。

在下文中，将详细描述通过补偿电机10的电阻和永磁体的磁通量来控制电机10的方法。

图4是示意性示出根据本公开的一些示例实施例的电机的控制方法的流程图。

参照图4，位置估计器70根据温度来补偿电机10的电阻的改变和永磁体的磁通量的改变(110)。位置估计器70根据电机10的温度来估计电机10的电阻值和永磁体的磁通量值，并且通过使用电机10的估计电阻值和永磁体的估计磁通量值，来补偿电机10的数学模型。将参照图5详细描述补偿电机10的电阻和永磁体的磁通量的方法。

接下来，位置估计器70通过上述的电机10的数学模型，来估计电机10的γ-轴的电流IMγ和δ-轴的电流IMδ(120)。

接下来，位置估计器70通过电机10的γ轴和δ-轴的测量电流Iγ和Iδ与由电流估计器71估计的电机10的γ-轴和δ-轴的估计电流IMγ和IMδ之间的差，来计算电流误差ΔIγ和ΔIδ(130)。

然后，位置估计器70通过使用转子的位置的估计增益Kθ和转子的反电动势的估计增益KE，根据上述的算法来估计转子的位置θM和转子的速度ωM。

接下来，速度控制器30通过使用转子的估计位置θM和转子的估计速度ωM，来控制转子的速度(150)。更详细地讲，速度控制器30产生命令电流Id*和Iq*，从而使转子的估计速度ωM可跟随命令速度ω*，坐标转换器80基于转子的估计位置θM，将固定坐标系的两相检测电流Iα和Iβ转换为旋转坐标系的检测电流Id和Iq。然后，电流控制器40产生命令电压Vd*和Vq*，从而使转换到旋转坐标系的检测电流Id和Iq跟随命令电流Id*和Iq*。

图5是示意性示出图4的控制方法的补偿电阻和永磁体的磁通量的方法的流程图。在下文中，在使用先前在离线测试中估计的电阻与永磁体的磁通量的关系的情况下，可省略以下的操作112和113。

参照图5，首先，测量电机10的电阻值Ra(111)。此时，可通过从逆变器60输入到电机10的电压与电流之间的关系来测量电机10的电阻值Ra。接下来，位置估计器70估计电机10的电阻Ra与温度之间的关系(112)。图6是示意性示出根据电机的温度的电阻的改变的示图。这里，根据温度的电阻Ra的改变可按照电机10的类型改变。

如图6所示，电机10的电阻Ra根据电机10的温度以线性方式增加。因此，当通过离线测试来测量在多个温度的电机10的电阻值时，电机10的电阻Ra与温度的之间的关系可以以近似方式如以下数学公式6所示：

[数学公式6]

Ra＝Ra，amb(1+a(T-Tamb))

这里，T表示电机10的温度，Tamb表示电机10的周围的温度(例如，室温25℃)，Ra，amb表示在室温的电机的电阻，“a”表示电机10的电阻的温度系数。

同时，通过离线测试估计的电阻Ra和温度之间的关系存储在位置估计器70。因此，位置估计器70通过使用电机10的电阻Ra与温度之间的关系，可以能够通过测量的电阻Ra估计电机10的温度。

接下来，位置估计器70估计永磁体的磁通量φa与温度之间的关系(113)。图7示出根据电机10的温度的永磁体的磁通量的改变。这里，磁通量φa的改变可按照永磁体的类型改变。

如图7所示，永磁体的磁通量φa根据电机10的温度以线性方式减小。这里，磁通量φa与温度之间的关系是物理常数，并可以表示为永磁体的剩余磁通密度的温度系数(例如，在钕铁(NdFe)磁体的情况下，-0.12％至-0.10％/℃)。通过检查在电机10使用的永磁体的类型，可根据永磁体的剩余磁通密度的温度系数来估计永磁体的磁通量φa与温度之间的关系。因此，在位置估计器70，根据永磁体的类型存储永磁体的磁通量φa与温度之间的关系，位置估计器70通过使用在室温25℃中永磁体的磁通量值和永磁体的剩余磁通密度的温度系数，可估计如图7所示的永磁体的磁通量值φa与温度之间的关系。永磁体的磁通量φa与温度之间的关系可以以近似的方式如以下数学公式7所示：

[数学公式7]

φa＝φa，amb(1+b(T-Tamb))

这里，φa，amb表示在室温的永磁体的磁通量，“b”表示永磁体的剩余磁通密度的温度系数。

接下来，位置估计器70估计电阻Ra与磁通量φa之间的关系(114)。同时，磁通量φa关于电阻Ra的关系可通过数学公式6和7在以下数学公式8中表示：

[数学公式8]

φa＝cRa+d

这里，c和d表示数学公式8的系数，通过使用数学公式8，磁通量φa关于电阻Ra的关系可如图8所示。

接下来，位置估计器70通过磁通量φa与电阻Ra之间的关系，来估计永磁体的磁通量值(115)。由此，位置估计器70通过使用电阻值和通过使用永磁体的磁通量值来补偿电机10的数学模型，其中，通过输入到电机10的电压与电流之间的关系来测量该电阻值，通过该电阻值来估计永磁体的磁通量值。根据本公开，在不使用温度传感器以测量电机10的温度的情况下，通过根据电机10的温度来补偿电阻值和永磁体的磁通量值，即使在电机的温度正在改变时，也可以以稳定的方式来执行无传感器控制。

虽然已经具体地显示和描述了示例实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其形式和细节进行各种改变。

Claims (20)

1.一种电机的无传感器控制设备，所述设备包括：

位置估计器，被配置为根据电机的温度来补偿电机的电阻和电机的永磁体的磁通量，并被配置为基于补偿的电阻和补偿的永磁体的磁通量来产生电机的转子的估计速度；

速度控制器，被配置为基于转子的命令速度和转子的估计速度来产生命令电流。

2.如权利要求1所述的设备，其中，位置估计器还被配置为测量根据电机的温度而改变的电机的电阻值，所述位置估计器还被配置为基于测量的电阻值来估计电机的温度，所述位置估计器还被配置为基于估计的温度来估计永磁体的磁通量值。

3.如权利要求2所述的设备，其中，位置估计器还被配置为通过预先在多个温度测量电阻值，来估计根据电机的温度的电阻值的改变。

4.如权利要求3所述的设备，其中，根据电机的温度的电阻值的改变对应于电阻的温度系数。

5.如权利要求2所述的设备，其中，位置估计器还被配置为通过永磁体的剩余磁通量的温度特征，来估计基于估计的温度的永磁体的磁通量值的改变。

6.如权利要求5所述的设备，其中，基于估计的温度的永磁体的磁通量值的改变对应于电机的永磁体的剩余磁通密度的温度系数。

7.如权利要求2所述的设备，其中，位置估计器还被配置为通过输入到电机的电压与电流之间的关系来测量电机的电阻值。

8.如权利要求2所述的设备，还包括：

坐标转换器，被配置为基于转子的估计位置来转换检测电流的坐标系；

其中，位置估计器还被配置为基于转子的估计速度来产生转子的估计位置。

9.如权利要求8所述的设备，包括：

电流控制器，被配置为基于命令电流和转换了坐标系的检测电流来产生命令电压。

10.一种电机的无传感器控制方法，所述方法包括：

根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量；

基于补偿的电阻和补偿的永磁体的磁通量来产生电机的转子的估计速度；

基于转子的命令速度和转子的估计速度来产生命令电流。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

基于转子的估计速度来产生转子的估计位置；

基于转子的估计位置来转换检测电流的坐标系；

基于命令电流和转换了坐标系的检测电流来产生命令电压。

12.如权利要求11所述的方法，其中，根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量的步骤包括：

测量根据电机的温度而改变的电阻值；

基于测量的电阻值来估计电机的温度；

基于估计的电机的温度来估计电机的永磁体的磁通量值。

13.如权利要求12所述的方法，其中，根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量的步骤包括：

通过预先在多个温度测量电阻值，来估计根据电机的温度的电阻值的改变。

14.如权利要求12所述的方法，其中，根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量的步骤包括：

根据电机的永磁体的剩余磁通密度的温度特征，来估计基于估计的温度的电机的永磁体的磁通量的改变。

15.如权利要求12所述的方法，其中，根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量的步骤包括：

通过输入到电机的电压和电流之间的关系来测量电阻值。

16.一种电机的无传感器控制设备，所述设备包括：

估计器，被配置为基于根据电机的温度而被补偿的电机的电阻和根据电机的温度而被补偿的电机的永磁体的磁通量，来估计电机的转子的速度；

第一控制器，被配置为基于转子的命令速度和估计的转子的速度产生命令电流。

17.如权利要求16所述的设备，其中，位置估计器还被配置为估计电机的转子的位置。

18.如权利要求16所述的设备，还包括：

坐标转换器，被配置为基于估计的转子的位置来转换检测电流的坐标系；

其中，估计器被配置为基于估计的转子的速度来产生转子的估计位置。

19.如权利要求16所述的设备，其中，估计器还被配置为基于测量的根据电机的温度而改变的电阻值来估计电机的温度。

20.如权利要求16所述的设备，其中，根据电机的温度的电机的电阻值的改变对应于电机的电阻的温度系数。

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