CN105763123B

CN105763123B - 电机驱动设备及其控制方法

Info

Publication number: CN105763123B
Application number: CN201511021344.1A
Authority: CN
Inventors: 辛钟玄; 金真雄; H.S.徐; 河廷穓
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd; Seoul National University Industry Foundation
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd; Seoul National University Industry Foundation
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2035-12-30
Also published as: KR20160080595A; US9853583B2; ES2730674T3; KR102421551B1; CN105763123A; EP3043466A1; US20160190964A1; EP3043466B1

Abstract

这里公开了一种电机驱动设备及其控制方法。该电机驱动设备包括：电机，具有包括永磁体的转子、和定子；逆变器，向电机供应驱动电力；和控制单元，当该转子的旋转速度小于预置启动速度时，使用启动估计来估计参数，当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩等于或小于预置驱动转矩时，在补偿静寂时间的同时使用驱动估计来估计参数，并且当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩超出预置驱动转矩时，无需静寂时间补偿使用驱动估计来估计参数。

Description

电机驱动设备及其控制方法

技术领域

本公开涉及估计用于控制的参数的电机驱动设备以及该电机驱动设备的控制方法。

背景技术

电机是从电能获得旋转力的设备，并且可包括定子和转子。转子可被配置以与定子进行电磁相互作用，并且可通过在磁场和线圈中流动的电流之间起作用的力而旋转。

电机通过接收逆变器(inverter)生成的驱动电力而操作。而且，为了生成驱动电力，应在速度控制器中生成电流命令，应在电流控制器中生成电压命令，并且逆变器应接收生成的命令。而且，速度控制器和电流控制器由比例积分微分(PID)控制器形成，并且PID控制器的增益由参数确定。由此，确定参数应领先于供应电机的驱动电力。然而，固定常数参数可已经在参数之中存在；可变参数可取决于每一状况而存在。例如，相阻(phaseresistance)、反电动势常数、d轴电感、和q轴电感可以是可变参数。

发明内容

该公开提供了估计反映电感器(inductor)的非线性的参数的电机驱动设备、及其控制方法。

根据实施例，一种电机驱动设备包括：电机，具有包括永磁体的转子、和定子；逆变器，向电机供应驱动电力；和控制单元，通过供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时间量来估计参数，并通过供应阶梯状复合方波作为驱动电流，基于驱动电流的极性来补偿静寂时间(dead time)。

另外，根据实施例，该控制单元可控制逆变器，使得该驱动电流成为由于锯齿波形的命令电流导致的阶梯状复合方波，并且可基于转子的位置生成锯齿波形的命令电流。

另外，根据实施例，该控制单元可控制该逆变器，使得供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间不重叠。

另外，根据实施例，该控制单元中估计的参数可以是相阻、反电动势常数、d轴电感、和q轴电感。

另外，根据实施例，当转子的转矩(torque)等于或大于预置驱动转矩时，该控制单元可以控制该逆变器，从而使得该驱动电流不成为阶梯状复合方波。

另外，根据实施例，当转子静止(at standstill)时，该控制单元可使用启动(startup)估计来估计参数。

根据另一实施例，一种电机驱动设备包括：电机，具有包括永磁体的转子、和定子；逆变器，向电机供应驱动电力；和控制单元，当该转子的旋转速度小于预置启动速度时，使用启动估计来估计参数，当该转子的旋转速度小于预置启动速度时，使用启动估计来估计参数，当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩等于或小于预置驱动转矩时，在静寂时间补偿的同时使用驱动估计来估计参数，并且当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩超出预置驱动转矩时，无需静寂时间补偿使用驱动估计来估计参数。

另外，根据另一实施例，该控制单元可控制逆变器以供应d轴高频测试电压和q轴高频测试电压，以便在控制单元的启动估计中估计d轴电感、q轴电感、和相阻，并且控制单元可控制逆变器来供应第一d轴直流电测试电流和第二d轴直流电测试电流，以便在控制单元的启动估计中估计相阻。

另外，根据另一实施例，该控制单元可控制逆变器以供应仅q轴电流，以便控制转子的旋转速度小于预置启动速度，并且计算剩余帧的d轴磁通和q轴磁通，以便在控制单元的启动估计中估计反电动势常数。

另外，根据另一实施例，该控制单元可控制逆变器以供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时间量，以便在控制单元的驱动估计中估计相阻、反电动势常数、d轴电感、和q轴电感。

另外，根据另一实施例，该控制单元可控制逆变器使得驱动电流成为阶梯状复合方波，并且在控制单元的静寂时间补偿中基于驱动电流的极性来补偿静寂时间。

根据实施例，一种电机驱动设备的控制方法包括：供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时间量；基于供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间、以及不供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间的d轴电流和q轴电流，来估计参数；供应阶梯状复合方波作为驱动电流；和基于驱动电流的极性来补偿静寂时间。

根据另一实施例，一种电机驱动设备的控制方法包括：当该转子的旋转速度小于预置启动速度时，使用启动估计来估计参数，当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩等于或小于预置驱动转矩时，在补偿静寂时间的情况下使用驱动估计来估计参数，并且当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩超出预置驱动转矩时，无需补偿静寂时间使用驱动估计来估计参数。

附图说明

根据结合附图进行的实施例的以下描述，本公开的这些和/或其他方面将变得清楚和更易于理解，其中：

图1是根据实施例的电机驱动设备的框图；

图2是根据实施例的电机的轴向横断面视图；

图3是根据实施例的电机的横向横断面视图；

图4是根据实施例的转子的横向横断面视图；

图5是根据实施例的转子芯的横向横断面视图；

图6是根据实施例的转子的透视图；

图7、8和9是根据实施例的电机驱动设备的驱动单元、检测单元、储存单元、和控制单元的框图；

图10是图示了根据电机的旋转速度和转矩的、参数估计方法的示例的图形；

图11是示出了命令电压与逆变器的驱动电压和驱动电流之间的误差的图形；

图12A、12B、12C和12D是示出了根据实施例的当补偿静寂时间时的命令电流和驱动电流的图形；

图13是根据实施例的在驱动估计期间供应的测试电流的图形；

图14是根据实施例的估计的相阻和真实相阻的图形；

图15是根据实施例的估计的反电动势常数和真实反电动势常数的图形；

图16是根据实施例的估计的d轴电感和真实的d轴电感的图形；

图17是根据实施例的估计的q轴电感和真实的q轴电感的图形；

图18是根据实施例的在电机驱动设备中估计参数的方法的流程图；和

图19、20、21和22是根据其他实施例的在电机驱动设备中估计参数的方法的流程图。

具体实施方式

本说明书中描述的实施例和图中图示的配置仅是本公开的优选实施例，并且在应用本申请时可存在能够替代本说明书的这些实施例和图的各种修改实施例。

将参考附图来描述电机驱动设备1和电机驱动设备1的控制方法的实施例。

其后，将参考图1来描述电机驱动设备的实施例。

图1图示了电机驱动设备的配置。

电机驱动设备1可包括驱动单元405、电力单元500、检测单元700、控制单元800、储存单元600、输入单元560和显示单元550。

驱动单元405是用于接收控制单元800的控制信号以生成电机100的驱动力的装置。而且，驱动单元405可包括逆变器450和电机100。

逆变器450是用于基于控制单元800的控制信号向电机100供应转换的电力的装置。而且，电机100是用于通过将从逆变器450和电力单元500提供的电力转换为机械能、而生成旋转力的装置，并且可包括转子200和定子300。

将在图7到9中详细描述逆变器450，并且将在图2到6中详细描述电机100。

电力单元500可包括电网电力520和DC链路电力510。

电网电力520是用于向DC链路电力510等提供AC电力的电力装置。电网电力520可从外部接收电力，并将电力传送到DC链路电力510，或者作为电池将化学能转换为电能，并将电能传送到DC链路电力510。

DC链路电力510将从电网电力520接收的AC电力转换为DC电力，以便提供用于驱动逆变器450的电能。

检测单元700可包括检测旋转位移的角度检测单元710、检测向线圈供应的驱动电流的电流检测单元720、以及检测向逆变器450传送的DC电压的电压检测单元730。

角度检测单元710可被安排在定子300的一侧，以检测转子200的旋转位移。

具体地，在角度检测单元710中使用N型半导体，并且磁场可使用霍耳效应被表达为电压。结果，角度检测单元710通过转子200的旋转检测磁场的改变，由此输出与转子的旋转位移相关的角度、频率、驱动时间等。

不仅可使用霍耳传感器，而且可使用诸如分解器(resolver)、电位计、绝对编码器、增量编码器等的角度传感器作为用于检测转子200的旋转位移的部件。

具体地，分解器是一类旋转变压器，并且是与电机100的转动杆(shaft)连接以输出与转子200的位置成比例的AC电压的模拟类型角度传感器。电位计是根据角度改变可变阻抗值、以计算与旋转角度成正比的电输入的角度传感器。而且，绝对编码器是在不设置参考位置的情况下使用光脉冲波检测对应位置处的旋转度的角度传感器，而增量编码器是通过设置参考位置所测量的角度的增加和减少来计算角度、并使用光脉冲波检测对应位置处的旋转度数的角度传感器。

除了以上之外，可使用测量角度和频率的各类传感器作为角度检测单元710的示例。

另外，可提供一个角度检测单元710，但是也可以提供两个或三个或更多角度检测单元710。提供的角度检测单元710的数目可考虑到制造的电机驱动设备1的单位成本、要检测的旋转位移的误差范围等来确定。

另外，角度检测单元710可基于角度检测单元710所检测的转子200的旋转角度、频率和驱动时间来计算电机100的旋转速度，并可向驱动控制单元820提供该旋转速度。

电流检测单元720可检测在电机100的三个输入端中流动的驱动电流值。电流检测单元720可检测与电机100的输入端串联连接的分流电阻器的压降，或检测在电机100的输入端与地(GND)之间与电机100并联连接的电压分配器的输出，以便检测驱动电流值。而且，电流检测单元720可包括低通滤波器(LPF)，以去除在逆变器450的输出端的电流信号中包括的噪声分量，并且可包括模数转换器(A/D)，以将去除了噪声分量的模拟电流信号转换为数字信号。

电压检测单元730可检测作为逆变器450的输入端的电力信号的DC电压。具体地，电压检测单元730可包括低通滤波器(LPF)，以去除在逆变器450的电力端的电流信号中包括的噪声分量，并且可包括模数转换器(A/D)，以将去除了噪声分量的模拟电压信号转换为数字信号。

控制单元800可包括主控制单元810，以一般控制电机驱动设备1的操作，并且可包括驱动控制单元820，以控制驱动单元405的操作。

另外，控制单元800起到中央处理单元的作用。中央处理单元的类型可以是微处理器，并且微处理器是其中在至少一个硅芯片中提供算术逻辑单元、寄存器、程序计数器、命令解码器、或控制电路的处理单元。

另外，微处理器可包括图形处理单元(GPU)以处理图像或视频的图形。微处理器可按照包括内核和GPU的片上系统(SoC)形式来实现。微处理器可包括单内核、双内核、三内核、四内核及其倍数。

另外，控制单元800可包括在与微处理器电连接的单独电路板处的图形处理板，包括GPU、随机存取存储器(RAM)、或只读存储器(ROM)。

下面将在图7到9中详细描述控制单元800。

储存单元600是存储检测单元700所检测的电机100的旋转位移和向逆变器450传送的电压命令的数据、控制单元800的控制数据、输入单元560的输入数据、通信单元的通信数据等的装置。

储存单元600可存储参数数据610。

参数数据610用来在速度控制器823和电流控制器824中计算电流命令和电压命令。

在参数之中可存在固定常数参数，并且可存在取决于每一状况改变的可变参数。结果，参数数据610可包括先前估计的参数620和固定参数630。

先前估计的参数620是在当前时间之前估计的电机100的参数的集合。先前估计的参数620可以是紧靠估计当前参数之前所估计的参数、或之前估计的数据。而且，先前估计的参数620可以是先前估计的相阻、反电动势常数、d轴电感和q轴电感。

固定参数630是不改变的常数或具有小改变的参数的集合。具体地，固定参数630是用来计算PID控制器的增益的参数，并且仅具有小改变或无改变。而且，由于固定参数630是固定值，所以固定参数630可在制造电机驱动设备1时被存储在储存单元600中。

另外，固定参数630可包括电机惯量(inertia)、电机的极数(number of poles)、以及启动参数。即，电机惯量和电机的极数是不由于电机100的操作而改变的常数，并且启动参数是当假设电机100总是使用相同方法启动时具有小改变的参数。

储存单元600可包括非易失性储存器，诸如ROM、高速RAM储存器、磁盘储存装置、以及闪存装置、或其他非易失性半导体储存装置。

例如，安全数字(SD)存储卡、安全数字高容量(SDHC)存储卡、迷你SD存储卡、迷你SDHC存储卡、trans flash(TF)存储卡、微SD存储卡、微SDHC存储卡、存储棒、紧凑闪存(CF)、多媒体卡(MMC)、MMC微、超级数字(XD)卡等可被用作储存单元600中的半导体存储装置。

另外，储存单元600可包括通过网络接入的网络附属类型储存装置。

输入单元560是选择电机驱动设备1的操作的多个操纵按钮的组合。在输入单元560中，操纵按钮可以是要按压的推动(push)按钮、用户操纵电机驱动设备1的期望操作的滑动开关的形式，或者可以是用户输入期望操作的触摸类型。除了以上之外，可使用各类输入装置作为用户输入电机驱动设备1的期望操作的输入单元560的示例。

显示单元550可以在视觉上、听觉上、或触觉上向用户显示控制单元800中控制的电机驱动设备1的控制状态、检测单元700检测的电机驱动设备1的操作状态等。

其后，将参考图2到5来描述包括转子的电机的实施例。

图2图示了电机的轴向横断面，而图3图示了电机的横向横断面。并且，图4图示了转子的横向横断面，而图5图示了转子芯的横向横断面。

电机100可包括电机外壳190、定子300、转动杆400、和转子200。

电机外壳190形成电机100的外型，并且耦接到定子300的固定突出物360以提供固定力，使得定子300不旋转。

另外，电机外壳190可被划分为针对横轴的第一电机外壳190a和第二电机外壳190b。而且，第一电机外壳190a和第二电机外壳190b可连接到定子300。

定子300可包括定子芯310、多个齿350、线圈340、绝缘体320、和固定突出物360。

定子芯310可通过形成定子300的框架而维持定子300的形状，并且提供其中形成磁场的通路(passage)，使得当多个齿350之一由电力磁化时，在与电力所磁化的多个齿350之一的极性不同的极性上、与所述多个齿350之一相邻的多个齿350中的另一个的磁化被感应。

另外，定子芯310可具有圆柱形状，并且可通过堆叠经压制加工的钢板而形成。而且，多个齿350可沿着圆周方向位于定子芯310的内部，并且多个固定突出物360可位于定子芯310的外部。除了以上之外，可使用各种形状作为定子芯310的形状的示例，以维持定子300的的形状，并具有齿350和固定突出物360。

另外，可在定子芯310处形成沿轴向穿透定子芯310的多个第一插入孔。而且，可在第一插入孔中插入紧固组件(诸如针、铆钉或螺钉)以耦接形成定子芯310的每一板。

第一插入突出物可形成在第一电机外壳190a和第二电机外壳190b处以耦接到定子芯310的第一插入孔，使得第一电机外壳190a和定子300连接，并且第二电机外壳190b和定子300连接。而且，外壳穿透孔可形成在第一电机外壳190a和第二电机外壳190b处以与定子芯310的第一插入孔符合，使得第一电机外壳190a、第二电机外壳190b和定子300通过一个紧固组件连接。

多个齿350可位于定子芯310中，由定子芯310划分，并且可将定子芯310内部的空间沿着圆周方向划分为多个缝隙(slots)。而且，齿350可提供其中将安置线圈340的空间，并且可被由于向线圈340供应的电力而形成的磁场磁化为N极和S极之一。

另外，齿350可具有Y形状，并且齿350的外表面之中的与转子200相邻的表面可具有轻微弯曲的表面，使得有效生成与转子200中的密集(concentrated)磁通芯235相互作用的吸力和斥力。除了以上之外，可使用各种结构作为齿350的结构的示例以提供其中安置线圈340的空间，并且有效生成与密集磁通芯235相互作用的吸力和斥力。

线圈340可被安置在定子300的齿350上安置的绝缘体320处，并由于向其施加的电力而形成磁场。通过这样做，线圈340可使得线圈340所置于的齿350磁化。

另外，向线圈340供应的电力可以是三相形式或单相形式。

例如，当向线圈340供应的电力是三相形式时，图3中图示的三对线圈340可被分组以供应U相电力，其它三对线圈340可被分组以供应V相电力，并且剩余三对线圈340可被分组以供应W相电力。

除了以上之外，可使用线圈340的各种组合作为线圈340的组合的示例，以控制转子200的旋转，并使能吸力和斥力能在转子200和定子300的磁场之间有效相互作用。

另外，线圈340可通过密集绕组方法和分布绕组方法来缠绕。密集绕组方法是缠绕线圈340使得每相的一极的缝隙的数目成为一的方法，并且分布绕组方法是通过将线圈340划分为两个或多个缝隙而在缝隙所附属到的电气装置中缠绕线圈340的方法。除了以上之外，可使用各种方法作为使得齿350有效磁化的缠绕线圈340的方法的示例。

此外，线圈340中使用的材料可以是铜、铝、或铜和铝的合成材料。除了以上之外，可使用各种材料作为使得齿350有效磁化的线圈340的材料的示例。

绝缘体320是防止具有电磁传导性的定子300的材料与线圈340接触并传导的绝缘组件。绝缘体320可被划分为第一绝缘体320a和第二绝缘体320b。

第一绝缘体320a和第二绝缘体320b由具有电绝缘的材料形成，并被分别安置于针对轴方向的定子芯310的两侧。第一绝缘体320a和第二绝缘体320b分别耦接到定子芯310的两侧以覆盖定子300。

另外，朝向定子芯310突出的第二插入突出物可被形成在第一绝缘体320a和第二绝缘体320b处，并且第二插入突出物可被插入到在定子芯310处形成的第二插入孔中。

第一绝缘体320a和第二绝缘体320b可包括环形边缘、与定子芯310对应安排的多个线圈支撑单元、以及从线圈支撑单元的径向内部部分和外部部分突出的线圈引导单元。

另外，线圈支撑单元可沿着圆周方向间隔开，并且可在线圈支撑单元之间形成与定子300的缝隙对应的空间。

固定突出物360可提供固定力，使得定子300在第二外壳中固定而不是旋转，而不管由于因向线圈340施加的电力所形成的磁场与因永磁体280所形成的磁场之间的吸力和斥力而生成的旋转力。

另外，固定突出物360可被形成在定子芯310的外部部分以与转动杆400正交或平行，以便耦接到电机外壳190的凹槽。除了以上之外，可使用各种形式作为将定子300固定到电机外壳190的固定突出物360的示例。

转动杆400可连接到转子200的杆插入孔215，以便与转子200一起旋转。转动杆400的一端可通过轴承130而可旋转地支撑在第二电机外壳190b处，并且转动杆400的另一端可使用轴承130而可旋转地支撑在第一电机外壳190a处。而且，在第二电机外壳190b处支撑的转动杆400的一端可通过在第二电机外壳190b处形成的开口180而突出到电机外壳190的外部，以便连接到需要驱动力的装置。

转子200是这样的装置，其通过由于永磁体280导致的磁场与在定子300的齿350处形成的磁场之间相互作用的吸力和斥力，而获取电机100的旋转力。转子200可被安置在定子300的内部，第一转子外壳290a和第二转子外壳290b可被提供在转子200的横截面处，并且第三转子外壳290c可被提供在转子200的轴面处。转子200可包括转子芯210和永磁体280。

转子200可包括转子芯210，以聚集永磁体280所形成的磁场的通路和磁通量并防止散射；包括围绕转子芯210的转子外壳290以防止永磁体280的偏转；并包括永磁体280以形成磁场。

另外，转子芯210可包括主芯220、径向芯225、密集磁通芯235、内部耦接单元240、内部磁通防泄漏单元250、外部耦接单元245、外部磁通防泄漏单元255、永磁体安装单元230、和耦接孔260。

主芯220可具有圆柱形状并且可在其中提供与转动杆400连接的杆插入孔21。

另外，主芯220可形成转子200的框架，使得根据在转子200的旋转期间在转子200上作用的压力来维持转子200的形状。而且，主芯220可提供由永磁体180形成的磁场的路径，以使得磁通能沿着主芯220流动。

径向芯225可按照向外部辐射的形式耦接到主芯220，以与转子200的圆周方向正交。径向芯225可提供通路，使得磁通沿着由于与径向芯225邻接的一对永磁体280形成的磁场流动，并且径向芯225可被电磁连接到主芯220，以增加q轴电感。

另外，径向芯225的宽度可固定，使得并行相邻安置一对永磁体280，并且圆周外部的径向芯225的宽度可大于圆周内部的径向芯225的宽度，使得一对永磁体280按照预置角度(例如，20°)相邻安置。除了以上之外，可使用各种形状作为径向芯225的形状的示例，以安置一对永磁体280。

密集磁通芯235感应要在密集磁通芯235处形成的并聚集磁通的、通过在密集磁通芯235的两侧安置的永磁体280所形成的磁场。

而且，如图4中图示的，密集磁通芯235可具有扇形形状。而且，扇形形状的半径可与电机200的半径不同或相同。

内部耦接单元240降低在转子200的旋转期间从转子200的中心朝向外部生成的由于地心引力导致的密集磁通芯235的散射。具体地，内部耦接单元240被安置在密集磁通芯235的内部和主芯220的外部之间，并被耦接到密集磁通芯235的内部和主芯220的外部。因此，内部耦接单元240降低由于地心引力导致的朝向外部移动的密集磁通芯235所生成的位移，由此降低密集磁通芯235的散射。

内部磁通防泄漏单元250可被安置在内部耦接单元240的两侧以降低在永磁体280中感应或从永磁体280释放的磁通的泄漏。具体地，内部磁通防泄漏单元250可被提供在朝向转子200的中心的永磁体280的内部和主芯220的外部之间，并且诸如塑料或空气的非磁性材料可被填充其中以降低由永磁体280形成的磁通向主芯220的泄漏。

外部耦接单元245降低在转子200的旋转期间从转子200的中心朝向外部生成的由于地心引力导致的密集磁通芯235、径向芯225、和永磁体280的散射。具体地，外部耦接单元245被安置在径向芯225和密集磁通芯235之间，以耦接到径向芯225和密集磁通芯235。因此，外部耦接单元245降低由于地心引力导致的朝向外部移动的密集磁通芯235、径向芯225、和永磁体280所生成的位移，由此降低密集磁通芯235、径向芯225、和永磁体280的散射。

外部磁通防泄漏单元255可被安置在永磁体280的外部并降低在永磁体280中感应并从永磁体280释放的磁通的泄漏。具体地，外部磁通防泄漏单元255可被提供在永磁体280的外部和外部耦接单元245的内部之间，并且可如同内部磁通防泄漏单元250那样将非磁性材料填充其中以降低由永磁体280形成的磁通向主芯220的泄漏。

可使用软磁性材料和金属作为主芯220、径向芯225、密集磁通芯235、内部耦接单元240、和外部耦接单元245的材料，以提供其中磁通流动的路径并具有电传导性。除了以上之外，可使用具有电磁传导性并不由于外部压力而变形的各种材料作为主芯220、径向芯225、密集磁通芯235、内部耦接单元240、和外部耦接单元245的材料的示例。

永磁体安装单元230提供这样的空间，其中永磁体280将通过被安置在针对密集磁通芯235两侧分别间隔提供的两个径向芯225和密集磁通芯235之间而被磁化。

具体地，如图4中图示的，永磁体安装单元230针对密集磁通芯235被划分为第一永磁体安装单元230a和第二永磁体安装单元230b。与其上安装的永磁体280的尺寸对应的尺寸的凹槽被形成在永磁体安装单元230处，并且永磁体280可被安装在凹槽上。在永磁体安装单元230处形成的凹槽的宽度可大于内部磁通泄漏防止单元250和外部磁通泄漏防止单元255的宽度。而且，在永磁体安装单元230处形成的凹槽可针对径向芯225平行形成，或者形成在永磁体安装单元230和径向芯225之间以具有预置角度。该预置角度可以是根据要聚集的磁通的强度和要增加的q轴电感而设置的值。例如，该预置角度可以是等于或小于20°的值。除了以上之外，可使用考虑到要聚集的磁通的强度和要增加的q轴电感而设置的各个角度作为该预置角度的示例。

除了以上之外，可使用各个形状作为安装永磁体280的永磁体安装单元230的形状的示例。

图6图示了转子外壳所耦接到的转子的外型。

耦接孔260被形成以对应于转子外壳290的耦接突出物265，并且是允许转子外壳290与转子芯210耦接的耦接组件。如图6中图示的，耦接孔260可被形成在密集磁通芯235处，并且耦接孔260的宽度可等于或大于耦接突出物265的宽度。而且，耦接孔260可具有圆柱形状以对应于耦接突出物265的形状，或者可具有多边柱形状。

转子外壳290耦接到转子芯210以防止永磁体安装单元230上安装的永磁体280释放到转子芯210的外部。而且，转子外壳290可针对横轴被划分为第一转子外壳290a和第二转子外壳290b。

与耦接孔260的形状对应的第一耦接突出物265a可被提供在第一转子外壳290a的连接侧，并且与耦接孔260的形状对应的第二耦接突出物265b可被提供在第二转子外壳290b的连接侧。

另外，支撑孔292可形成在第一转子外壳290a和第二转子外壳290b的中心，使得支撑与杆插入孔215连接的转动杆400。而且，为了支撑转动杆400而在第一转子外壳290a的中心形成的第一支撑孔292a的半径可小于杆插入孔215的半径，并且第一支撑孔292a的连接侧的半径可小于第一支撑孔292a的另一侧的半径。然而，在转动杆400与需要旋转力的装置连接的一侧的、第二转子外壳290b的中心处形成的第二支撑孔292b的半径可等于或大于杆插入孔215的半径。

尽管上面已参考图2到6主要描述了内置永磁体(IPM)辐条(spoke)类型电机，但是电机并不限于描述的IPM辐条类型。例如，电机可以是表面附属类型电机或V类型电机。

其后，将参考图7到9来描述多个永磁体的磁化和磁通聚集的实施例。

其后，将参考图7到9来描述电机驱动设备的驱动电力控制和参数估计。

图7到9图示了电机驱动设备的驱动单元、检测单元、存储器、和控制单元的框图。

驱动单元404可包括生成旋转力的电机100、和向电机100供应驱动电流的逆变器450。

电机100可与图2到6中的电机100相同或不同。

如图8中图示的，逆变器450可包括三个上端切换电路Q11到Q13和三个下端切换电路Q21到Q23。

上端切换电路Q11到Q13和下端切换电路Q21到Q23可包括高压开关，诸如高压双极结晶体管、高压场效应晶体管、或绝缘栅双极晶体管(IGBT)、和续流二极管。

具体地，三个上端切换电路Q11到Q13与电力Vcc并联连接，并且三个下端切换电路Q21到Q23与地GND并联连接。而且，三个上端切换电路Q11到Q13和三个下端切换电路Q21到Q23一对一串联连接，并且三个上端切换电路Q11到Q13和三个下端切换电路Q21到Q23所连接到的三个节点可分别连接到电机100的三个输入端a、b和c。

逆变器450根据预定顺序接通上端切换电路Q11到Q13之一和下端切换电路Q21到Q23之一，由此向电机100供应驱动电流。

检测单元700可包括检测转子200的旋转位移的角度检测单元710、检测驱动电力的电流的电流检测单元720、和检测作为向逆变器450传送的电压信号的DC电压的电压检测单元730。

检测单元700可与参考图1描述的检测单元700相同。

控制单元800可包括一般控制电机驱动设备1的操作的主控制单元810、和控制驱动单元405的操作的驱动控制单元820。

主控制单元810可根据用户的操作命令来向驱动控制单元820传送速度命令w*，并装载储存单元600中的参数数据610，以向驱动控制单元820传送参数数据610。具体地，主控制单元810接收检测单元700所检测的电机100的旋转位移(例如，角度和旋转速度)以及向逆变器450供应的电压命令，以便装载储存单元600中的参数数据610中的、在电流控制器824和速度控制器823中用于增益计算的参数。而且，主控制单元810向驱动控制单元820传送参数，以使用装载的参数来计算要向逆变器450传送的电压命令。

另外，主控制单元810可基于检测单元700所检测的旋转速度、驱动电流、电压命令等，来估计参数。而且，主控制单元810可通过根据电机100的旋转速度或是否存储启动参数、将参数估计划分为启动估计和驱动估计，来执行参数估计。而且，主控制单元810可通过根据电机100的旋转速度将驱动估计划分为第一驱动估计和第二驱动估计，来执行驱动估计。下面将参考图10到14详细描述主控制单元810的参数估计。

如图9中图示的，驱动控制单元820可包括速度计算器821、速度控制器823、第一参考帧转换器822、电流控制器824、第二参考帧转换器825、和脉冲宽度调制器826。

速度计算器821可基于电机100中包括的角度检测单元710所提供的转子200的旋转角度和频率，来计算电机100的旋转速度w，并将电机100的旋转速度w提供到速度控制器823和主控制单元810。

速度控制器823可基于主控制单元810输出的速度命令w*、速度计算器821输出的电机100的旋转速度w、主控制单元810估计的反电动势常数、以及预先存储的电机惯量和电机的极数，来计算dq轴电流命令Idq*，并将dq轴电流命令Idq*提供到电流控制器824。

第一参考帧转换器822可基于角度检测单元710所输出的转子200的旋转位移来将电流检测单元720输出的电机的驱动电流Iabc转换为dq轴电流Idq，并将转换的驱动电流Iabc提供到电流控制器824。而且，第一参考帧转换器822可将电压检测单元730检测的DC电力Vcc转换为驱动电压Vabc，并然后将驱动电压Vabc转换为dq轴电压Vdq，并将转换的驱动电压Vabc提供到电流控制器824。

电流控制器824可基于速度控制器823输出的dq轴电流命令Idq*、第一参考帧转换器822输出的dq轴电流Idq、主控制单元810所估计的相阻、d轴电感和q轴电感、以及角度检测单元710所检测的转子200的旋转位移，来计算dq轴电压命令Vdq*，并将dq轴电压命令Vdq*提供到第二参考帧转换器825。

第二参考帧转换器825可基于角度检测单元710所输出的转子200的旋转位移来将电流控制器824输出的dq轴电压命令Vdq*转换为驱动电压命令Vabc*，并将转换的dq轴电压命令Vdq*提供到脉冲宽度调制器826。

脉冲宽度调制器826可输出脉冲宽度调制信号，以基于第二参考帧转换器825输出的驱动电压命令Vabc*，来控制逆变器450中包括的上端切换电路Q11到Q13和下端切换电路Q21到Q23。

在上面，已描述了电机驱动设备的配置。其后，将参考图10到13来描述在主控制单元中估计参数的方法。

图10是图示了根据电机的旋转速度来估计参数的方法的示例的图形。

电机100的参数估计可包括启动估计和驱动估计。

启动估计是在低于预置启动速度的区域中估计参数的估计方法。而且，启动估计是当关于参数的信息没有被存储在储存单元600中或者启动参数不固定时执行的参数估计，并由此难以使用预先存储的数据。这里，预置启动速度是在驱动操作之前执行启动估计的上限速度，并且预置启动速度是在制造或设计电机100时根据电机的形状、质心、性能、和向其供应的驱动电力所确定的值。

另外，启动估计可通过要估计的参数或旋转速度被划分为两个部分。即，启动估计可包括其中电机静止的第一部分T1处的参数估计、和其中电机按照预置启动速度旋转的第二部分T2处的参数估计。

具体地，第一部分T1中估计的参数可以是相阻、d轴电感和q轴电感。作为高频测试电压的d轴高频测试电压和q轴高频测试电压可以被首先供应到d轴和q轴，以估计d轴电感、q轴电感和初始相阻。而且，通过施加估计的d轴电感、q轴电感和初始相阻，作为不同d轴DC电力的第一d轴DC测试电流和第二d轴DC测试电流可被首先供应来估计相阻。

这里，d轴高频测试电压、q轴高频测试电压、第一d轴DC测试电流和第二d轴DC测试电流是用于估计相阻、d轴电感和q轴电感而供应的测试电力，并且是这样的参数，其中当制造或设计电机100时确定其电平、频率和供应时间在不显著影响电机100的操作的范围内。

可使用以下EQN.(1)到(9)在第一部分T1中估计相阻、d轴电感和q轴电感。

EQN.(1)是静止状态下的d轴的电压公式。在EQN.(1)中，d轴电压可被表达为V_d，初始相阻可被表达为R_s，d轴电流可被表达为i_d，并且d轴电感可被表达为L_d。

d轴高频测试电力Vtd*sin(wft)可被供应为d轴电压。

EQN.(2)是静止状态下的q轴的电压公式。在EQN.(2)中，q轴电压可被表达为V_q，初始相阻可被表达为R_s，q轴电流可被表达为i_q，并且q轴电感可被表达为L_q。

q轴高频测试电力Vtq*sin(wft)可被供应为q轴电压。

a＝LPF(i_d*2 sin(w_ft)) EQN.(3)

EQN.(3)是为了计算初始相阻、d轴电感和q轴电感而供应的高频测试电压和同相参数的表达式。在EQN.(3)中，高频测试电压和同相参数可被表达为a，低通滤波器可被表达为LPF，供应的高频测试电压的频率可被表达为wf，并且时间可被表达为t。

另外，尽管EQN.(3)是当供应d轴高频测试电压时在d轴方面表达的表达式，但是当供应q轴高频测试电压时，也可通过用q轴代替d轴来表达EQN.(3)。

b＝LPF(i_d*2 cos(w_ft)) EQN.(4)

EQN.(4)为了计算初始相阻、d轴电感和q轴电感而供应的高频测试电压和直角相位(right-angled)的参数的表达式。在EQN.(4)中，高频测试电压和直角相位的参数可被表达为b。

另外，尽管EQN.(4)是当供应d轴高频测试电压时在d轴方面表达的表达式，但是当供应q轴高频测试电压时，也可通过用q轴代替d轴来表达EQN.(4)。

EQN.(5)是用于计算初始相阻的表达式。在EQN.(5)中，供应的d轴高频测试电压的电平可被表达为V_td。

这里，a和b与EQN.(3)和EQN.(4)中的a和b相同。

EQN.(6)是用于计算d轴电感的表达式。

这里，a和b与EQN.(3)和EQN.(4)中的a和b相同。

EQN.(7)是用于计算q轴电感的表达式。在EQN.(7)中，供应的q轴高频测试电压的电平可被表达为V_tq。

这里，a和b是其中用q轴测试电压替代EQN.(3)和EQN.(4)中的d轴测试电压的参数。

通过供应高频测试电压而估计的d轴电感和q轴电感没有受到供应的高频测试电压的频率的显著影响。这是因为d轴电感和q轴电感在电压EQN.中的频率方面是相同的。然而，因为相阻在电压EQN.中的实数侧，所以由于当高频测试电压的频率增加时虚数侧的绝对值增加导致相阻可相对减小。因此，为了估计精确相阻，通过供应高频测试电压来估计作为大致相阻的初始相阻，并且使用估计的初始相阻、d轴电感和q轴电感来实现电流控制器824，以使用d轴DC电力来估计精确相阻。而且，由于当通过仅供应一个d轴DC测试电流来估计相阻时、逆变器450的非线性通过诸如静寂时间的参数影响相阻，所以如同EQN.(8)中那样当供应两个d轴DC测试电流来估计相阻时，可估计更精确的相阻，以去除由于非线性导致的参数。

v_d＝R_si_d+v_offset EQN.(8)

EQN.(8)是当供应d轴DC测试电流时的电压公式。在EQN.(8)中，由于逆变器450的非线性使得电压可被表达为V_offset。

EQN.(9)是通过供应两个DC测试电流而计算的相阻的表达式。在EQN.(9)中，相阻是R_s，第一d轴DC测试电流是i_d1，由于第一d轴DC测试电流导致的电压是v_d1，第二d轴DC测试电流是i_d2，并且由于第二d轴DC测试电流导致的电压可被表达为v_d2。

在第一部分T1中使用EQN.(1)到(9)估计的参数是相阻、d轴电感和q轴电感。相阻、d轴电感和q轴电感是实现电流控制器824的参数。由于使用反电动势常数来实现速度控制器823，所以，将参考EQN.(10)到(15)来描述在第二部分T2中估计反电动势常数的方法。

控制单元800通过供应d轴电流作为0A以及q轴电流作为预置电流值来执行固定幅度的转矩控制，以便在维持预置启动速度的同时旋转电机。而且，当电机维持预置启动速度时，控制单元800基于d轴电流、d轴电压、q轴电流、和q轴电压来估计反电动势常数。将参考EQN.(10)到(15)来详细描述该估计方法。

EQN.(10)是预置启动速度时的d轴的电压公式。在EQN.(10)中，d轴电压可被表达为

相阻可被表达为R_s，d轴电流可被表达为

并且d轴磁通泄漏可被表达为

EQN.(11)是预置启动速度时的q轴的电压公式。在EQN.(11)中，d轴电压可被表达为

q轴电流可被表达为

并且q轴磁通泄漏可被表达为

EQN.(12)是静止的剩余帧中的磁通泄漏与预置启动速度的旋转参考帧的磁通泄漏之间的关系表达式。在EQN.(12)中，剩余帧中的d轴磁通泄漏可被表达为

并且剩余帧中的q轴磁通泄漏可被表达为

如EQN.(12)中所示，可认识到，当不存在磁通泄漏时，剩余帧中的磁通泄漏的绝对值与旋转参考帧中的磁通泄漏的绝对值相同。

EQN.(13)是旋转参考帧中的d轴磁通泄漏的表达式。在EQN.(13)中，反电动势常数可被表达为λ_pm。

EQN.(14)是旋转参考帧中的q轴磁通泄漏的表达式。

当EQN.(13)和EQN.(14)在EQN.(12)中代入并在反电动势常数方面简化时，其可被表达为EQN.(15)。

EQN.(15)是反电动势常数的表达式。

EQN.(15)是EQN.12到14的简化EQN.，并且在电机的驱动操作期间，可使用通过EQN.(15)计算的反电动势常数来实现速度控制器823。

上面，已参考EQN.(1)到(15)描述了启动估计。其后，将参考图11到13来描述驱动估计的实施例。

图11是示出了命令电压和逆变器的驱动电压和驱动电流之间的误差的图形。而且，图12A是示出了当补偿静寂时间时的命令电流的图形，并且图12B到12D是示出了当补偿静寂时间时的三相驱动电流的图形。

驱动估计是当超出图10中的预置启动速度时、估计参数的方法。在该操作估计步骤中，可在用于驱动电机100的速度控制器823和电流控制器824中使用按照先前角度在启动估计中估计的参数或通过驱动估计所估计的参数。

具体地，驱动估计可包括在超出预置启动速度并低于预置驱动转矩的第三部分T3处的估计、以及在等于或大于预置驱动转矩的第四部分T4处的估计。第三部分T3处的估计在考虑静寂时间补偿的同时估计参数，并且第四部分T4处的估计在不考虑静寂时间补偿的情况下估计参数。

由于逆变器450的非线性而生成静寂时间。具体地，由于诸如具有切换时间之间的预定时间间隔的原因而生成静寂时间，以便避免诸如半桥的逆变器450中上和下开关的短路。结果，如图11中图示的，随着驱动电流的电平减小，作为驱动电压和向逆变器450输入的电压命令之间的差的误差增加。在该情况下，因为由于二极管而维持先前电流流动方向，所以使用驱动电流的极性来补偿静寂时间。然而，在第三部分T3中，驱动电流的电平由于低速度而减小，由此难以确定极性。因此，如图12A中图示的，控制单元800按照锯齿形式供应电流命令

并且逆变器450生成驱动电流，使得驱动电流Ia、Ib和Ic具有其中组合多个方波的阶梯状波形。当驱动电流Ia、Ib和Ic在第三部分T3中是阶梯状复合方波时，用于零交叉的时间缩短，并且可较容易地确定电流极性。

这里，电流命令

由转子200的旋转位移和每周期的分区数目控制。这将通过EQN.16描述。

EQN.(16)是锯齿形式的d轴电流命令的表达式。在EQN.(16)中，d轴电流命令可被表达为

q轴电流命令可被表达为

转子的角度可被表达为θ，并且每周期的分区数目可被表达为n。

例如，如图12A到12D中图示的，当转子180的角度为180°并且每周期的分区数目为6时，如图12A中那样计算d轴电流命令，使得将图12B中的驱动电流、图12C中的驱动电流、和图12D中的驱动电流分别供应到a相、b相和c相，并促进确定驱动电流的极性。

另外，将参考图13来描述在第三部分T3或第四部分T4中供应测试电流并估计参数的方法。

图13是在驱动估计期间供应的测试电流的图形。

如图13中图示的，控制单元800控制逆变器450供应d轴驱动测试电流和q轴驱动测试电流达到预置时间量。具体地，一个周期包括第六部分T6到第九部分T9。控制单元800控制逆变器450在第六部分T6不供应d轴驱动测试电流和q轴驱动测试电流，在第七部分T7供应d轴驱动测试电流，在第八部分T8不供应d轴驱动测试电流和q轴驱动测试电流，并在第九部分T9供应q轴驱动测试电流.

在该情况下，控制单元800在其中不供应d轴驱动测试电流和q轴驱动测试电流的第六部分T6和第八部分T8的至少一个中估计相阻和反电动势常数的至少一个。例如，控制单元800可在第六部分T6中估计相阻和反电动势常数，或者可在第八部分T8中估计相阻和反电动势常数。而且，控制单元800可在第六部分T6中估计相阻并在第八部分T8中估计反电动势常数。而且，控制单元800可在第六部分T6中估计反电动势常数并在第八部分T8中估计相阻。

另外，控制单元800可在其中供应d轴驱动测试电流的第七部分T7中估计d轴电感，并在其中供应q轴驱动测试电流的第九部分T9中估计q轴电感。

图13已通过示例图示了顺序和独立供应d轴驱动测试电流和q轴驱动测试电流。然而，除了以上之外，可在一个周期中首先供应q轴驱动测试电流，并且可接下来供应d轴驱动测试电流，或者其中供应d轴驱动测试电流和q轴驱动测试电流的部分可彼此部分或完全重叠。

另外，作为供应d轴驱动测试电流的时间的第七部分T7和作为供应q轴驱动测试电流的时间的第九部分T9可彼此相同或不同。而且，作为供应d轴驱动测试电流的时间的第七部分T7和作为供应q轴驱动测试电流的时间的第九部分T9是在制造或设计电机100时预置的值，并且可在考虑电机100的尺寸、形状、性能和电流状态时确定，并且不应太多影响电机100的驱动。例如，作为供应d轴驱动测试电流的时间的第七部分T7和作为供应q轴驱动测试电流的时间的第九部分T9可以是0.02[秒]。

其后，将参考EQN.17到24来描述在驱动估计中估计参数的方法。

v_d＝R_si_d-ωL_qi_q EQN·(17)

EQN.(17)是当不供应d轴驱动测试电流和q轴驱动测试电流并且电流不改变时的d轴电压公式。

在该情况下，控制单元800可使用递归最小二乘方(RLS)算法来计算要估计的相阻。

Y(k)＝V_d(k-1)+L_qI_q(k-1)ω(k-1)

Z(k)＝I_d(k-1)

θ(k)＝R_s EQN.(18)

EQN.(18)是使用RLS算法估计当前度数的相阻的表达式。

这里，控制单元800可装载储存单元600中存储的或检测单元700检测的先前度数的数据，以估计当前度数的相阻。

v_q＝R_si_q+ω(L_di_d+λ_pm) EQN.(19)

EQN.(19)是当不供应d轴驱动测试电流和q轴驱动测试电流并且电流不改变时的q轴电压公式。

在该情况下，作为相阻估计，控制单元800可使用RLS算法来估计反电动势常数。

Y(k)＝V_q(k-1)-R_sI_q(k-1)-L_dI_d(k-1)ω(k-1)

Z(k)＝i_q(k-1)

θ(k)＝λ_pm EQN.(20)

EQN.(20)是使用RLS算法估计当前度数的反电动势常数的表达式。

这里，控制单元800可装载储存单元600中存储的或检测单元700检测的先前度数的数据，并基于使用EQN.(18)和EQN.(19)估计的相阻，来估计当前度数的反电动势常数。

EQN.(21)是当供应d轴驱动测试电流时的d轴电压公式。

在该情况下，作为相阻估计，控制单元9800可使用RLS算法来估计d轴电感。

Y(k)＝I_d(k)-I_d(k-1)

Z(k)＝V_d(k)-R_sI_d(k-1)+L_qI_q(k-1)ω(k-1)

EQN.(22)是使用RLS算法估计当前度数的d轴电感的表达式。在EQN.(22)中，当前度数和先前度数的采样时间之差可被表达为T_s。

这里，控制单元800可装载储存单元600中存储的或检测单元700检测的先前度数的数据，并基于使用EQN.(18)和EQN.(19)估计的相阻，来估计当前度数的d轴电感。

EQN.(23)是当供应q轴驱动测试电流时的q轴电压公式。

在该情况下，作为相阻估计，控制单元9800可使用RLS算法来估计q轴电感。

Y(k)＝I_q(k)-I_q(k-1)

Z(k)＝V_q(k)-R_sI_q(k-1)-{L_dI_d(k-1)+λ_pm}ω(k-1)

EQN.(24)是使用RLS算法估计当前度数的q轴电感的表达式。在EQN.(24)中，当前度数和先前度数的采样时间之差可被表达为T_s。

这里，控制单元800可装载储存单元600中存储的或检测单元700检测的先前度数的数据，并基于使用EQN.(18)到(22)估计的相阻、反电动势常数和d轴电感，来估计当前度数的q轴电感。

其后，将参考图14到17来检查通过启动估计和驱动估计所估计的参数的结果。

图14是估计的相阻和真实相阻的图形，图15是估计的反电动势常数和真实反电动势常数的图形，图16是估计的d轴电感和真实的d轴电感的图形，而图17是估计的q轴电感和真实的q轴电感的图形。

如图14到17中所示，即使如上所述根据电机100的旋转速度划分为至少四个部分导致在通过启动估计和驱动估计开始参数估计时出现误差，也能认识到参数变得更接近真实参数，因为累加了估计。

在上面，已描述了估计电机的参数的配置和原理。其后，将参考图18到22来描述估计参数的时间顺序。

图18是根据实施例的在电机驱动设备中估计参数的方法的流程图。

首先，控制单元控制逆变器独立供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预置时间量(S10)。

而且，基于检测单元所检测的数据或储存单元中存储的先前估计的数据，控制单元在其中不供应d轴测试电流和q轴测试电流的部分中估计相阻和反电动势常数(S20)。

另外，基于检测单元所检测的数据或储存单元中存储的先前估计的数据，控制单元在其中供应d轴测试电流的部分中估计d轴电感(S30)，并在其中供应q轴测试电流的部分中估计q轴电感(S40)。

最后，控制单元供应驱动电流，使得驱动电流成为阶梯状复合方波以便促进静寂时间补偿(S50)，并基于驱动电流的极性来补偿逆变器的静寂时间(S60)。

图19是根据另一实施例的在电机驱动设备中估计参数的方法的示意性流程图。

首先，控制单元通过第一启动估计来估计相阻、d轴电感和q轴电感(S100)。这将参考图20来进行详细描述。

另外，控制单元通过第二启动估计来估计反电动势常数(S200)，并使用通过启动估计所估计的参数和预先存储的参数来执行电机的驱动操作(S300)。这将参考图21来进行详细描述。

最后，当电机的转矩等于或小于预置驱动转矩时，控制单元在考虑静寂时间补偿的同时估计参数(S400)，并且当电机的转矩超出预置驱动转矩时，在不考虑静寂时间补偿的情况下估计参数(S405)。这将参考图22来进行详细描述。

图20是根据第一实施例的在电机驱动设备中估计参数的方法的示意性流程图。

首先，控制单元供应d轴高频测试电压和q轴高频测试电压，以生成与d轴电压和q轴电压相关的两个电压公式(S110)，并使用两个生成的电压公式来估计d轴电感、q轴电感、和初始相阻(S120)。

另外，控制单元使用估计的初始相阻、d轴电感、和q轴电感来配置电流控制器(S130)，以便形成第一d轴DC测试电流和第二d轴DC测试电力。而且，控制单元供应生成的第一d轴DC测试电流和第二d轴DC测试电流，以便生成两个电压公式(S140)。

另外，控制单元通过去除作为生成的电压公式的与逆变器的非线性相关的参数的V_offset，来简化两个生成的电压公式以估计相阻(S150)。

另外，控制单元通过第二启动估计来估计反电动势常数(S200)，并使用通过启动估计所估计的参数和预先存储的参数，来执行电机的驱动操作(S300)。最后，当电机的转矩等于或小于预置驱动转矩时，控制单元在考虑静寂时间补偿的同时估计参数(S400)，并且当电机的转矩超出预置驱动转矩时，在不考虑静寂时间补偿的情况下估计参数(S405)。

图21是根据第二实施例的在电机驱动设备中估计参数的方法的示意性流程图。

首先，控制单元通过第一启动估计来估计相阻、d轴电感、和q轴电感(S110)。

另外，控制单元将d轴电流控制为零电流，并控制q轴电流来供应预置电流值，以便控制转矩，使得电机的旋转速度维持预置启动速度(S210)。

另外，控制单元通过计算剩余帧中的d轴磁通和q轴磁通(其实当电机处于旋转状态时的磁通)来估计反电动势常数(S220)，并且控制单元使用估计的反电动势常数和预先存储的电机惯量和电机的极数来配置速度控制器(S310)。而且，控制单元使用估计的相阻、d轴电感、和q轴电感来配置电流控制器(S320)。

最后，当电机的转矩等于或小于预置驱动转矩时，控制单元在考虑静寂时间补偿的同时估计参数(S400)，并且当电机的转矩超出预置驱动转矩时，在不考虑静寂时间补偿的情况下估计参数(S405)。

图22是根据第三实施例的在电机驱动设备中估计参数的方法的示意性流程图。

首先，控制单元通过第一启动估计来估计相阻、d轴电感、和q轴电感(S100)。而且，控制单元通过第二启动估计来估计反电动势常数(S200)，并使用通过启动估计所估计的参数和预先存储的参数，来执行电机的驱动操作(S300)。

控制单元控制逆变器以独立供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预置时间量(S410)。

另外，基于检测单元检测的数据或储存单元中存储的先前估计的数据，控制单元在其中不供应d轴测试电流和q轴测试电流的部分中估计相阻和反电动势常数(S420)。

而且，基于检测单元检测的数据或储存单元中存储的先前估计的数据，控制单元在其中供应d轴测试电流的部分中估计d轴电感(S430)，并在其中供应q轴测试电流的部分中估计q轴电感(S440)。

另外，检测单元检测电机的转矩(S405)并将检测的转矩传送到控制单元，并且控制单元确定检测的转矩是否小于预置驱动转矩(S460)。

当检测的转矩不小于预置驱动转矩时，当前度数的参数估计结束，而不考虑静寂时间补偿。

然而，当检测的转矩小于预置驱动转矩时，控制单元供应驱动电流，使得驱动电流成为阶梯状复合方波以便促进静寂时间补偿(S470)，并基于驱动电流的极性来补偿逆变器的静寂时间(S480)。

根据上述电机驱动设备及其控制方法，能通过使用逆变器的非线性降低驱动电压和命令电压之间的误差，来改进参数估计的精度。

尽管已示出和描述了本公开的几个实施例，但是本领域技术人员将理解的是，可在这些实施例中进行改变，而不脱离在权利要求及其等效中限定其范围的本公开的原理。

Claims

1.一种电机驱动设备，包括：

电机，具有包括永磁体的转子、和定子；

逆变器，被配置为向电机供应驱动电力；和

控制单元，被配置为通过供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时间量来估计参数，并被配置为通过供应阶梯状复合方波作为驱动电流，基于驱动电流的极性来补偿静寂时间，

其中，所述控制单元控制所述逆变器使得所述驱动电流成为由于在锯齿波形的命令电流导致的阶梯状复合方波。

2.根据权利要求1的电机驱动设备，其中该控制单元基于转子的位置生成锯齿波形的命令电流。

3.根据权利要求1的电机驱动设备，其中该控制单元控制该逆变器，使得供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间不重叠。

4.根据权利要求1的电机驱动设备，其中该控制单元中估计的参数是相阻、反电动势常数、d轴电感、和q轴电感。

5.根据权利要求1的电机驱动设备，其中当转子的转矩等于或大于预置驱动转矩时，该控制单元控制该逆变器，从而使得该驱动电流不成为阶梯状复合方波。

6.根据权利要求1的电机驱动设备，其中当转子静止时，该控制单元使用启动估计来估计参数，其中，所述启动估计是当无法使用预存储的关于启动参数的信息时执行的参数估计。

7.根据权利要求1的电机驱动设备，其中当该转子的旋转速度小于预置启动速度时，该控制单元使用启动估计来估计参数，当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩等于或小于预置驱动转矩时，该控制单元被配置为在静寂时间补偿的同时使用驱动估计来估计参数，并且当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩超出预置驱动转矩时，该控制单元被配置为无需静寂时间补偿使用驱动估计来估计参数，其中，所述启动估计是当无法使用预存储的关于启动参数的信息时执行的参数估计，所述驱动估计是使用预存储的关于启动参数的信息时执行的参数估计。

8.一种电机驱动设备的控制方法，该方法包括：

供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时间量；

基于供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间以及不供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间的d轴电流和q轴电流，来估计参数；

供应阶梯状复合方波作为驱动电流；和

基于驱动电流的极性来补偿静寂时间。

9.根据权利要求8的方法，其中由于锯齿波形的命令电流而生成所述阶梯状复合方波作为驱动电流。

10.根据权利要求9的方法，其中基于转子的位置生成锯齿波形的命令电流。

11.根据权利要求8的方法，其中供应d轴测试电流和q轴测试电流，使得它们的供应时间不重叠。

12.根据权利要求8的方法，其中所估计的参数是相阻、反电动势常数、d轴电感、和q轴电感。

13.根据权利要求8的方法，进一步包括：当转子的转矩等于或大于预置驱动转矩时，供应阶梯状复合方波作为该驱动电流并停止补偿静寂时间。

14.根据权利要求8的方法，进一步包括：当转子静止时，使用启动估计来估计参数，其中，所述启动估计是当无法使用预存储的关于启动参数的信息时执行的参数估计。