CN113541550A - 针对高频电压注入的静止下的角度位置误差估计 - Google Patents

针对高频电压注入的静止下的角度位置误差估计 Download PDF

Info

Publication number
CN113541550A
CN113541550A CN202110419396.3A CN202110419396A CN113541550A CN 113541550 A CN113541550 A CN 113541550A CN 202110419396 A CN202110419396 A CN 202110419396A CN 113541550 A CN113541550 A CN 113541550A
Authority
CN
China
Prior art keywords
angular position
torque
signal
synchronous motor
predefined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110419396.3A
Other languages
English (en)
Inventor
奥米·伊克拉姆·尤尔·哈克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Publication of CN113541550A publication Critical patent/CN113541550A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/183—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using an injected high frequency signal
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H02P21/0025—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control implementing a off line learning phase to determine and store useful data for on-line control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18—Estimation of position or speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/20—Estimation of torque
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2203/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the means for detecting the position of the rotor
    • H02P2203/11—Determination or estimation of the rotor position or other motor parameters based on the analysis of high-frequency signals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

根据一个方面，提供一种用于执行角度位置误差估计的装置。该装置使用具有高频电压注入的无传感器矢量控制方法，根据预先定义的脉动转矩信号来操作(601)同步电动机(111)。预先定义的脉动转矩信号具有零均值并且与转矩操作点相对应。该装置在基本上与预先定义的脉动转矩信号的端点相对应的第一时间实例处测量(602)估计角度位置的第一值，并且在第一时间实例之后发生的第二时间实例处测量估计角度位置和估计角速度的第二值。基于所测量的值，该装置对估计角度位置中的误差进行估计(603)，并且将该误差存储(604)到查找表。在针对一个或多个预先定义的脉动转矩信号执行所述步骤之后，该装置使用针对角度位置误差校正的查找表来操作(607)同步电动机(111)。

Description

针对高频电压注入的静止下的角度位置误差估计
技术领域
各个示例实施例涉及对工业过程的控制。
背景技术
在同步电动机中，电动机轴(即，转子)的旋转与稳定状态下的电源电流的频率同步，以使旋转时段恰好等于整数个交流(AC)周期。控制同步电动机的一种常见方式是所谓的矢量控制，其中电动机的转矩通过控制定子电流矢量来控制。为了实现所述矢量控制，需要估计转子的角度位置(例如，使用电压注入)。该估计主要取决于电动机的凸极性。任何基于凸极性的无传感器方法的主要挑战中的一个主要挑战是克服旋转参考系中d轴与q轴之间的差分交叉耦合所引入的误差。
US 10 224 851 B2公开了一种用于使用磁性对准特征对电机进行无传感器控制的系统和方法。WO 00/25418 A1公开了一种用于对感应电机进行无速度传感器控制的系统和方法。SILVERIO BOLOGNANI等人的“基于电流注入和反EMF观测器的非凸出式PMSM中的无传感器准静止和极低速位置检测”(SENSORLESS CONTROL FOR ELECTRICAL DRIVES(SLED)，2012IEEE SYMPOSIUM ON，IEEE，2012年9月21日(2012-09-21)，第1页至第7页，P032322100，DOI：10.1109/SLED.2012.6422813，ISBN：978-1-4673-2966-8)公开了基于通过信号注入检测转矩产生的对永磁同步电动机进行位置检测的方法。具体地，公开了两种不同的应用情况：准静止时的初始高精度位置检测、以及用于闭环无传感器速度控制的位置和速度跟踪。
发明内容
根据一个方面，提供了独立权利要求的主题。在从属权利要求中定义实施例。
在附图和以下描述中更详细地阐述了实现方式的一个或多个示例。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征将变得显而易见。
一些实施例提供了用于执行同步电动机的角度位置误差估计的装置、方法和计算机可读介质。
附图说明
在下文中，参考附图对示例实施例进行更详细的描述，其中
图1图示了根据一个实施例的示例性工业系统；
图2和图3图示了示例性测量结果；
图4图示了根据一个实施例的备选示例性工业系统；
图5和图6图示了根据实施例的过程；以及
图7图示了根据一个实施例的装置。
具体实施方式
以下实施例仅作为示例给出。尽管说明书在文本的若干个位置中可以是指“一”、“一个”或“一些”实施例和/或示例，但这并不一定意味着每次均引用一个或多个相同实施例或示例，或特定特征仅适用于单个实施例和/或示例。还可以组合不同实施例和/或示例的单个特征以提供其他实施例和/或示例。
同步电动机是一种电动机，其中电动机轴(即，转子)的旋转与稳定状态下的供电电流的频率同步，以使旋转时段等于整数个交流(AC)周期。同步电动机可以在电动机的定子上包含多相AC电磁体或永磁体，这些多相AC电磁体或永磁体产生与线电流的振荡同相旋转的磁场。具有永久磁体或电磁体的转子与定子磁场以相同速率同步旋转，因此提供任何AC电动机的第二同步旋转磁场。一些备选同步电动机(即，同步磁阻电动机)通过磁阻生成转矩。在同步磁阻电动机中，定子由多个突出(凸出)电磁体极组成，而转子由具有多个突起的软磁材料组成，这些突起通过磁阻充当凸出磁极。同步磁阻电动机具有相同数目的定子极和转子极。
一种用于控制同步电动机的常见方式是所谓的矢量控制，其中通过控制定子电流和/或电压矢量来控制电机的转矩。定子电流/电压矢量是包括两个正交定子电流/电压分量的矢量，该两个定子电流/电压分量从三相AC电机的定子电流/电压得出。所述分量中的一个分量限定了电动机的磁通量，而另一分量限定了电动机的转矩。这些定子电流/电压分量可以分别写入固定参考系中作为α轴定子电流/电压和β轴定子电流/电压，或者写入移动参考系中(与转子同步移动)作为d轴定子电流/电压和q轴定子电流/电压。矢量控制中的实际控制通常针对d轴定子电流或电压和q轴定子电流或电压执行，而α轴定子电流或电压和β轴定子电流或电压则用于实际驱动同步电动机。d轴电流/电压和q轴电流/电压可以使用逆派克(inverse Park)变换转换为α轴电流/电压和β轴电流/电压，而使用派克(Park)变换可以进行相反变换。
为了执行派克变换和逆派克变换，需要知道转子的角度位置(即，转子的旋转角度)。电压注入方法可以用于估计转子的角度位置。该估计取决于电动机的凸极性(即，电动机端子处的电感根据转子位置的变化)。任何基于凸极性的无传感器角度位置估计方法中的主要挑战中的一个主要挑战是克服旋转参考系中d轴和q轴(即，直轴和交轴)之间的差分交叉耦合所引起的误差。d轴和q轴是在相同角度速度下三个独立正弦相位量(传统上以字母“U”、“V”和“W”表示)所贡献的通量的单相表示。d轴是转子的磁轴，而q轴是沿着其产生转矩的轴(即，转矩可以通过调整q轴电流直接控制)。按照惯例，交轴始终会在电角度上领先直轴90°，或在其中磁极对的数目可以大于一的更常见的情况下，领先180°/(2p)，其中p是磁极对的数目。d轴和q轴之间的交叉耦合通常在电压等式中被描述为电感，如下文所要讨论的。
在下文中，在详细讨论根据实施例的对所述问题的解决方案之前，以一般意义讨论并以分析方式研究使用具有电压注入的矢量控制来控制的同步电动机中的角度位置估计中的误差问题。
以下电压等式描述了其中唯一损耗与金属损耗(例如，铜损耗)有关的非磁滞磁性系统中的电压平衡：
Figure BDA0003027284740000041
Figure BDA0003027284740000042
其中ud和uq是与d轴和q轴相关联的定子电压，id和iq是与d轴和q轴相关联的定子电流，Rs是与金属中的电阻损耗相关联的电阻，λd和λq是d轴和q轴的磁链分量，并且ωme是转子的角速度(或等同角频率)。磁链可以写为λd＝λm+Ldid和λq＝Lqiq，其中λm是磁通量。
如果d轴电流与d轴磁通量之间的磁性关系也受q轴电流影响(反之亦然，当q轴量受d轴电流影响时)，则感应交叉耦合项Ldq被引入到电压等式。在这种情况下，电压等式可以写为(以矩阵形式)：
Figure BDA0003027284740000043
对于d轴上的高频注入，可以使用以下电压波形：
Figure BDA0003027284740000044
其中
Figure BDA0003027284740000045
是d轴定子电压信号的幅度，ωh是d轴电压信号的(高)角频率，并且t是时间。虽然在上文等式中，对d轴执行高频电压注入，但是应当指出，通过定义以下等式可以对q轴同样进行高频电压注入：
Figure BDA0003027284740000046
通过将先前等式中的高频电压注入应用于包括电感交叉耦合项的电压等式并且进一步假设在相对较高的频率下(这意味着Rs接近于零，因此可以忽略不计)且在非常低的速度下(意味着ωme接近于零，因此可以忽略不计)应用高频电压注入，电压等式可以写为：
Figure BDA0003027284740000051
根据电压提取电流，可以得出：
Figure BDA0003027284740000052
由于在估计的dq参考系中给出了所供应的注入电压，所以考虑未必等于实际角度位置的估计角度位置θobserver。在存在角度位置误差Δθ的情况下，估计角度位置θobserver与实际角度位置θme之间的关系为θobserver＝θme+Δθ。估计的dq参考系和实际的dq参考系之间的差可以以旋转矩阵形式写为：
Figure BDA0003027284740000053
因此，实际dq参考系中的高频电流可以写为：
Figure BDA0003027284740000054
更进一步地，项
Figure BDA0003027284740000055
可以被解调(以移除项sin(ωht))，并且被用于提取转子位置：
Figure BDA0003027284740000056
通过设置
Figure BDA0003027284740000057
可以导出角度位置误差Δθ。所述角度位置误差可以写为：
Figure BDA0003027284740000058
在存在非零Ldq的情况下，通过设置Δθ＝0，误差信号ε的大小可以(基于上述
Figure BDA0003027284740000059
的等式)写为：
Figure BDA00030272847400000510
虽然在Ldq等于零并因此角度位置误差也等于零的特殊情况下，可以通过无误差地控制
Figure BDA00030272847400000511
来提取转子位置，但在大多数实际情况下，这并不正确，并且需要布置对角度位置误差的补偿，以便准确估计转子的角度位置。然而，因为直接测量电感Ldq、Ld和Lq并不可行，所以这并非简单任务。实施例提供了一种解决方案，其使得能够在没有位置传感器并且(基本上)没有旋转同步电动机的情况下精确估计位置误差。
图1图示了用于控制同步电动机的系统。具体地，图1图示了用于生成用于驱动同步电动机111的定子电压信号的元件101至110、112、113、以及用于估计同步电动机111的转子的角度位置的位置估计单元124。如上文讨论的，需要转子的角度位置用于使用矢量控制来以精确方式驱动同步电动机111，因此位置估计单元124的输出由驱动同步电动机111的元件101、109、113使用。元件101至110、112至124可以形成或被包括在驱动器(同样称为电动机驱动器或电驱动器)中。同步电动机111可以在工业或非工业过程中运行，例如，用于运输材料的系统，诸如泵、风扇、压缩机、鼓风机、传送带、起重机和/或电梯，和/或用于处理材料的系统，诸如造纸机、碾磨机、搅拌器和/或离心机。所图示的系统基于具有高频电压注入的(无传感器)矢量控制。元件101至110、112至124中的任一元件可以是被实现为硬件或软件或其组合的逻辑元件。
在下文中，从系统尚未完全展开并且尚未进行角度位置误差估计的初始状态开始讨论图1的系统的操作。此后讨论展开过程后的系统操作(即，角度位置误差估计过程)。
最初，Δθ估计器状态机可以在数据库中仅维护关于一个或多个预先定义的脉动转矩信号的信息，其中每个预先定义的脉动转矩信号与特定转矩操作点(即，特定转矩水平)相对应。下文要讨论的角度位置误差估计过程的目标是通过依序根据一个或多个预先定义的脉动转矩信号中的每个预先定义的脉动转矩信号操作同步电动机111，来在一个或多个转矩操作点处收集关于同步电动机111的转子的(如通过所图示的系统使用高频电压注入估计的)估计角度位置中的误差的信息。优选地，一个或多个转矩操作点包括多个转矩操作点并且涵盖同步电动机111的整个操作范围。估计角度位置中的所述误差由与d轴定子电流和q轴定子电流相关联的交叉耦合电感Ldq引起，如上文所讨论的。进一步地，优选地，按增加转矩操作点的次序(即，从最低转矩操作点开始并以最高转矩操作点结束)依序施加与多个转矩操作点相对应的多个预先定义的脉动转矩信号。在其他实施例中，可以采用另一次序(例如，减小转矩操作点的次序或随机次序)。对于所有连续转矩操作点，连续转矩操作点之间的间隔可以相同。
在Δθ估计器状态机101的数据库中定义的一个或多个预先定义的脉动转矩信号中的每个预先定义的脉动转矩信号可以包括一个或多个正脉冲(例如，正方波脉冲)和一个或多个负脉冲(例如，负方波脉冲)。所述一个或多个正脉冲中的每个正脉冲优选具有相同的峰值幅度。每个预先定义的脉动转矩信号的峰值幅度与同步电动机的转矩操作点相对应。进一步地，每个预先定义的脉动转矩信号均具有零均值，以使当根据预先定义的脉动转矩信号驱动同步电动机111时的同步电动机111的转子的总移动被最小化。换句话说，施加预先定义的脉动转矩信号之前转子的初始角度位置应当与施加预先定义的脉动转矩信号之后转子的最终角度位置大致相同。优选地，所述一个或多个正脉冲和所述一个或多个负脉冲也应当布置为使得使通过施加预先定义的脉动转矩信号引起的转子的总移动最小。在一些实施例中，预先定义的脉动转矩信号可以例如由具有第一持续时间tstep的第一正(方波)脉冲、具有第二持续时间2tstep(即，是第一持续时间的两倍)的负(方波)脉冲和具有第一持续时间tstep的第二正(方波)脉冲组成。这三个脉冲可以按照所描述的次序(或按某个其他次序)和/或它们可以彼此直接跟随或不会彼此直接跟随(即，连续脉冲之间的时间间隔为零或非零)。所有三个脉冲可以具有相同的峰值幅度。图2示出了预先定义的脉动转矩信号的一个这样的示例(下文所要详细讨论的)。为了给出另一示例，预先定义的脉动转矩信号可以在其他实施例中按次序由第一负(方波)脉冲、负(方波)脉冲、第二正(方波)脉冲和第二负(方波)脉冲组成，其中每个脉冲的持续时间相同。在该实施例中，连续脉冲中的任何连续脉冲也可以彼此直接跟随或不会彼此直接跟随。
为了针对给定转矩操作点估计转子的估计角度位置中的误差，使用采用高频电压注入的无传感器矢量控制方法(即，使用元件101至110、112至124)，根据与所述转矩操作点相对应的预先定义的脉动转矩信号来操作同步电动机111。
首先，在实现MTPA控制方法以形成的每安培最大转矩(MTPA)元件102中对Δθ估计器状态机101所产生的预先定义的脉动转矩信号Tref(n)进行处理。MTPA控制方法在使电流大小最小的同时产生期望转矩。MTPA元件102使用所述MTPA控制方法基于预先定义的脉动转矩脉冲信号Tref(n)来生成d轴定子电流信号
Figure BDA0003027284740000081
和q轴定子电流信号
Figure BDA0003027284740000082
在其他实施例中，可以采用其他器件，以用于将预先定义的脉动转矩信号转换为d轴定子电流信号和q轴定子电流信号。
然后，在元件103中，第一差信号被计算为同步电动机111的所生成的d轴定子电流信号
Figure BDA0003027284740000083
与所测量的d轴定子电流信号i′d之间的差。对应地，还在元件103中，第二差信号被计算为同步电动机111的所生成的q轴定子电流信号
Figure BDA0003027284740000084
与所测量的q轴定子电流信号i′q之间的差。第一差信号和第二差信号量化期望定子电流与实际测量的定子电流之间的误差。稍后对如何在元件112、113中实际测量所测量的d轴定子电流信号i′d和q轴定子电流信号i′q。
通过第一比例积分(PI)控制器106基于第一差信号来计算d轴定子电压信号ud。对应地，还通过PI控制器106基于第二差信号来计算q轴定子电压信号uq。
可选地，为了增加控制的动态性，在组合(即，求和)元件108中，d轴定子电压信号ud和q轴定子电压信号uq可以分别与第一可选d轴和q轴定子电压信号分量、第二可选d轴和q轴定子电压信号分量或两者组合(即，求和到一起)。具体地，第一可选d轴定子电压信号分量和第一可选q轴电压定子信号分量可以通过由所生成的d轴定子电流信号
Figure BDA0003027284740000085
和q轴定子电流信号
Figure BDA0003027284740000086
所馈送的积分(I)控制器104计算，并且第二可选d轴电压定子信号分量和第二可选q轴电压定子信号分量可以通过由所生成的d轴定子电流信号
Figure BDA0003027284740000091
和q轴定子电流信号
Figure BDA0003027284740000092
所馈送的比例(P)控制器105计算。如果计算出第一可选d轴电压定子信号分量和第一可选q轴电压定子信号分量以及第二可选d轴电压定子信号分量和第二可选q轴电压定子信号分量，则在结果信号在组合元件108中与d轴定子电压信号ud和q轴定子电压信号uq组合之前，它们可以在组合(即，求和)元件107中被组合。单独针对d轴信号和q轴信号进行本段落中所讨论的所有操作(例如，d轴信号仅与其他d轴信号组合，并且q轴信号仅与其他q轴信号组合)。
为了从由d轴和q轴定义的旋转参考系切换到同步电动机111的定子的静止参考系，d轴定子电压信号ud和q轴定子电压信号uq使用逆派克变换在矢量旋转(VR)元件109中变换为α轴定子电压信号uα和β轴定子电压信号uβ。逆派克变换需要知道转子的当前角度位置(即，旋转角度)。如下文所详细描述的，可以在运行角度位置误差估计过程期间连续估计当前角度位置。
α轴定子电压信号uα和β轴定子电压信号uβ与高频α轴定子电压信号
Figure BDA0003027284740000093
和高频β轴定子电压信号
Figure BDA0003027284740000094
(根据高频电压注入原理)一起注入组合元件110中，并且这些信号的相应组合被馈送到同步电动机111的定子。
所述高频α轴定子电压信号
Figure BDA0003027284740000095
和高频β轴定子电压信号
Figure BDA0003027284740000096
如下生成。首先，位置估计单元124中的信号生成元件121生成频率大于预先定义的脉动转矩信号的频率的高频方波d轴定子电压信号。优选地，高频方波d轴定子电压信号的频率应当比预先定义的脉动转矩信号的频率大得多(例如，大一个或多个数量级或大两个或更多个数量级)，以使高频分量可以通过高通滤波容易地与其已经插入的主定子电压/电流信号隔离。例如，高频方波d轴定子电压信号的频率可以至少大于预先定义脉动转矩信号的频率乘以十或一百。然后，高频方波d轴定子电压信号在矢量旋转元件122中使用逆派克变换而被变换为所述高频α轴定子电压信号和高频β轴定子电压信号。与关于矢量旋转元件109所讨论的类似，在这点上，本文中假设轻松得知执行逆派克变换所需的转子的角度位置。下文对如何得知该角度位置(即，如何评估该角度位置)进行详细讨论。如上文所提及的，取代高频方波d轴定子电压，高频方波q轴定子电压信号同样可以用于高频电压注入。
同步电动机111产生可以被测量以产生输出的α轴输出定子电流信号iα和β轴输出定子电流信号iβ。这些电流信号用于两个不同的目的。首先，α轴输出定子电流信号iα和β轴输出定子电流信号iβ在矢量旋转元件113中使用派克变换转换为d轴输出定子电流信号id和q轴输出定子电流信号iq，该d轴输出定子电流信号id和q轴输出定子电流信号iq在元件112中取平均之后分别从所生成的d轴输出定子电流信号
Figure BDA0003027284740000101
和q轴输出定子电流信号
Figure BDA0003027284740000102
中被减去。具体地，可以在元件112中针对d轴输出定子电流信号id和q轴输出定子电流信号iq中的每个输出定子电流信号而计算的平均可以为两样本平均。计算平均的目的是从d轴定子电流信号id和q轴定子电流信号iq中消除高频分量(即，由电压注入产生的信号分量)。与上文关于元件109、122所讨论的类似，可以在元件113中基于在Δθ估计器状态机101的数据库中维护的转子的角度位置的先前估计的(或预先定义的)值来计算派克变换。
其次，在位置估计单元124中，α轴输出定子电流信号iα和β轴输出定子电流信号iβ用于估计转子的角度位置和转子的角速度。在这种情况下，α轴输出定子电流信号iα和β轴输出定子电流信号iβ在矢量旋转元件114中首先使用派克变换转换为q轴输出定子电流信号iq。此外，在元件114中，可以基于转子的角度位置的先前估计的或预先定义的值来计算派克变换，如下文所详细描述的。然后，在元件115、116中对q轴输出定子电流信号iq进行高通滤波，以便隔离高频q轴输出定子电流信号分量
Figure BDA0003027284740000103
具体地，单位延迟在单位延迟元件115中被施加到q轴输出定子电流信号，并且结果延迟电流信号在减法元件116中从q轴输出定子电流信号iq中被减去，而没有这种延迟。这里，高频q轴输出定子电流信号与同步电动机111对馈送(或注入)到同步电动机111的高频方波d轴定子电压信号的响应相对应，即，它是由电压注入产生的信号分量。
在乘法元件117中计算高频q轴输出定子电压分量与通过在元件120中将信号函数应用于高频方波d轴定子电压信号而形成的信号的乘积。
基于所述乘积，使用第二PI控制器118来计算与估计角速度ωest相对应的第一信号。由于该信号可能非常嘈杂，所以至少在一些实施例中，在低通滤波器(LPF)119中，对该信号进行低通滤波，以形成与估计角速度
Figure BDA0003027284740000111
相对应的第二信号。具体地，该第二信号
Figure BDA0003027284740000112
的值用于角度位置误差估计。LPF 119的截止频率可以基于Δt以及位置估计单元124的锁相环(PLL)的响应时间来定义，其中Δt表示在正在施加预先定义的脉动转矩信号的同时系统在第一时间实例处所执行的第一测量与当不再施加预先定义的脉动转矩信号时系统在第二时间实例处所执行的后续第二测量的(预先定义的)时间间隔。优选地，Δt应当尽可能小。(最终)估计角速度的多个值可以存储到在Δθ估计器状态机101的数据库中维护的查找表。具体地，(最终)估计角速度的所述多个值可以包括以下各项中的一项或多项：
·在与预先定义的脉动转矩信号的非零转矩相对应的第一时间实例处测量的估计角速度的第一值
Figure BDA0003027284740000113
·在第一时间实例之后(具体地，该第一时间实例之后的预先定义的时间Δt发生)的并且与预先定义的脉动转矩信号中的零转矩相对应的第二时间实例处测量的估计角速度的第二值
Figure BDA0003027284740000114
以及
·在与零转矩相对应的并且预先定义的脉动转矩信号和第一时间实例之前的第零时间实例处测量的(即，在施加预先定义的脉动转矩信号之前测量的)估计角速度的第零值
Figure BDA0003027284740000115
第一时间实例可以具体地(基本上)与表示预先定义的脉动转矩信号的终点的时间实例相对应。换句话说，第一时间实例可以是在预先定义的脉动转矩信号中具有非零转矩值的最后一点。由于定义了预先定义的脉动转矩信号以使转子的总移动被最小化，所以在第一时间实例处，转子的角度位置应当与施加预先定义的脉动转矩信号之前的角度位置大致相同(参见图3的从顶部起的第三子图)。第零时间实例与施加预先定义的脉动信号之前的时间实例相对应(因此也与第一时间实例和第二时间实例之前的时间实例相对应)。此处和下文中，量
Figure BDA0003027284740000121
和
Figure BDA0003027284740000122
可以具体地与经低通滤波的量相对应(如关于元件119所讨论的)。可替代地，量
Figure BDA0003027284740000123
和
Figure BDA0003027284740000124
可以与未经低通滤波的量相对应(例如，如果根据实施例的系统不包括低通滤波器119)。
还在积分元件123中对与估计角速度ωest相对应的第一信号进行积分(随时间)，以生成与转子的估计角度位置θest相对应的信号。该信号的最新值在系统操作期间定义了矢量旋转元件109、113、114、122所使用的转子的当前估计角度位置。转子的估计角度位置的值可以存储到在Δθ估计器状态机101的数据库中维护的查找表。具体地，转子的估计角度位置的所述值可以包括以下各项中的一项或多项：
·在第二时间实例处(即，在施加预先定义的脉动转矩信号之后)测量的估计角度位置的第二值
Figure BDA0003027284740000125
·在第零时间实例处测量的估计角度位置的第零值
Figure BDA0003027284740000126
·在第一时间实例处测量的估计角度位置的第一值
Figure BDA0003027284740000127
如上文所讨论的，定义了第零时间实例、第一时间实例和第二时间实例，也就是说，估计角度位置和估计角速度的测量可以彼此一致。
除了估计角度位置和估计角速度的前述测量之外，还可以测量期望转矩的一致值(即，预先定义的脉动转矩信号的值)并且将其存储到查找表。换句话说，可以测量以下值中的一个或多个值并且将其存储到查找表：
·在第零时间实例处测量的期望转矩的第零值
Figure BDA0003027284740000128
(理想情况下为零值)，
·在第一时间实例处测量的估计转矩的第一值
Figure BDA0003027284740000129
(与转矩操作点相对应)，以及
·在第二时间实例处测量的期望转矩的第二值
Figure BDA00030272847400001210
(理想情况下为零值)。
在一些实施例中，前述转矩值(或它们中的至少一些转矩值)可以预先存储到查找表。
图3图示了用于计算转子的估计角度位置中的误差而进行的测量的一个示例(稍后所要详细讨论的)。
基于估计角度位置和估计角速度的值，Δθ估计器状态机101针对定义预先定义的脉动转矩信号的转矩操作点(在与非零转矩相关联的第一时间实例处)计算估计角度位置中的误差的估计。具体地，所计算的误差与估计角度位置的第一值中的误差相对应。随后，所计算的误差存储到Δθ估计器状态机101的数据库中的查找表。具体地，该计算如下执行。如上文所描述的，在针对单个转矩水平(即，针对单个转矩操作点)的每个Δθ估计过程期间，可以对期望转矩τref、估计角度位置θest和经低通滤波的估计角速度
Figure BDA0003027284740000131
进行测量。位置误差估计至少需要以下三个测量值：
·与预先定义的脉动转矩信号中的非零转矩相对应的第一时间实例处的基本上与预先定义的脉动转矩信号的端点相对应的估计角度位置的第一值
Figure BDA0003027284740000132
·第一时间实例之后(即，在第一时间实例和预先定义的脉动转矩信号的结尾两者之后)的预先定义的时间Δt发生的第二时间实例处的估计角度位置的第二值
Figure BDA0003027284740000133
以及
·第二时间实例处的估计角速度的第二值
Figure BDA0003027284740000134
所测量的估计角度位置是估计时实际角度位置φr和Δθ的线性组合。然而，可以假设在没有显着牺牲精度的情况下，在零转矩(τref＝0)时，估计角度位置的误差可以忽略不计Δθ(0)≈0。因此，估计角度位置的三个测量与根据以下等式得出的实际角度位置有关：
Figure BDA0003027284740000135
Figure BDA0003027284740000136
Figure BDA0003027284740000137
根据上文所示的中间等式，必须知道实际角度位置
Figure BDA0003027284740000138
以用于计算Δθ(τref)。该实际角度位置可以使用在时间t2处(经低通滤波)的估计角速度并且通过时间Δt重新积分来计算。这里，Δt是第一时间实例与第二时间实例之间的持续时间。假设项Δt足够小，则以下等式在第一时间实例处适用于实际角度位置
Figure BDA0003027284740000141
Figure BDA0003027284740000142
其中假设转子的角速度恒定。因此，估计角度位置中的误差可以写为：
Figure BDA0003027284740000143
值得注意的是，上述估计角度位置中的误差的计算仅采用在第一时间实例和第二时间实例处进行的测量。通过利用在第零时间实例处(即，在施加预先定义的脉动转矩信号之前)进行的测量，可以提高该过程的可靠性。根据实施例，可以彼此比较(第零时间实例处的)初始估计角度位置
Figure BDA0003027284740000144
和第一时间实例处的角度位置
Figure BDA0003027284740000145
以评估系统是否按期望方式操作。理想情况下，如果正确施加了预先定义的脉动转矩信号，则初始估计角度位置和最终估计角度位置应当相等。
在角度位置误差估计期间，显然尚未得知估计角度位置中的误差。然而，为了在元件109、113、114、122中准确执行派克变换和逆派克变换，从而准确执行测量并且计算所述误差，优选地，应当按某种方式评估估计角度位置中的误差。在角度位置误差估计期间对估计角度位置中的误差的这种校正例如可以布置如下。这里，可以假设按转矩操作点的增加次序或减小次序施加一个或多个预先定义的脉动转矩信号。对于一个或多个转矩操作点中的第n转矩操作点τ(n)，在减法元件125中根据以下等式计算经校正的估计角度位置：
Figure BDA0003027284740000146
其中θest是如通过矢量控制方法(具体地，通过位置估计单元124)评估的当前估计角度位置的值，τ是与转矩操作点相关联的转矩的值，Δθ(τ(n-1))是针对序列中的先前转矩操作点计算的(即，先前计算的、与当前转矩操作点最紧密相对应的估计角度位置中的误差的值)并且在查找表中维护的估计角度位置中的误差的值，并且x被定义为：
Figure BDA0003027284740000151
对于序列τ(1)中的第一转矩操作点，可以假设项Δθ(τ(0))的预先定义的值(例如，零)来计算经校正的估计角度位置。优选地，序列τ(1)中的第一转矩操作点与最低转矩操作点相对应，使得Δθ(τ(0))≈0是合理假设。经校正的估计角度位置随后用于无传感器矢量控制方法(具体地，用于其中的逆派克变换)。
在其中可以按任何次序施加与不同转矩操作点相对应的预先定义的脉动转矩信号的一些更通用实施例中，以下等式可以用于计算经校正的估计角度位置：
Figure BDA0003027284740000152
这里，项Δθ(τ(n-1))已经替换为项Δθ(τclosest)，该项Δθ(τclosest)是针对最接近当前转矩操作点并在查找表中维护的先前转矩操作点τclosest而计算的估计角度位置中的误差的值。因此，项τclosest与小于或等于n-1的索引相对应。
即使通过使用上述等式在展开期间校正经估计的角度位置的值，也不会完全校正估计角度位置。为了进一步改善校正，可以线性外推或内插先前计算的、估计角度位置中的误差的值，以计算τ(n)(即，当前转矩操作点)的估计角度位置。例如，如果按增加或减小转矩操作点的次序施加一个或多个预先定义的脉动转矩信号，则可以使用外推。在要计算的估计角度位置中的误差的值与位于其中已经评估了所述误差的两个转矩操作点之间的转矩操作点相对应的情况下，可以使用内插。在减法元件125中，根据以下等式针对一个或多个转矩操作点中的第n转矩操作点τ(n)计算经校正的估计角度位置：
Figure BDA0003027284740000153
对于具有线性Δθ的同步电动机，例如，同步磁阻电动机(SynRM)，该选项可能特别有益。然而，对于具有非线性Δθ的同步电动机，诸如内部永磁体(IPM)电动机和永磁辅助同步磁阻电动机(PMaSynRM)，
Figure BDA0003027284740000161
与φr之间可能出现显着误差。进一步改善校正的另一选项是减小转矩步长大小(即，最近转矩操作点或水平之间的间隔)。减小转矩步长大小具有许多益处，诸如转矩对Δθ查找表的分辨率更高且估计参考系与实际参考系之间的误差更小。
可以针对多个转矩操作点(即，针对多个对应预先定义的脉动转矩信号)重复上文针对单个转矩操作点(即，针对单个预先定义的脉动转矩信号)所讨论的过程。优选地，多个转矩操作点应当涵盖同步电动机的整个操作范围，并且按增加次序依序进行评估。这些重复的结果是查找表，该查找表包括针对估计角度位置中的误差的多个值，其中针对误差的多个值中的每个值与特定转矩操作点相对应。然后，该查找表在用于补偿估计角度位置中的误差的系统的正常操作期间被使用。理想情况下，在重复期间以使得转子回到其起始位置的模式施加转矩水平(即，转矩操作点)。
在正常操作(即，其中计算误差并且将其存储到查找表的角度位置误差估计阶段之后的操作)期间，图1的系统在大多数情况下可以如上文针对角度位置误差估计阶段所描述的进行操作。显然，在正常操作期间，任何转矩信号(仅与预先定义的脉动转矩信号相反)都可以施加到同步电动机上。进一步地，如上文所提及的并且下文详细描述的，在正常操作期间，基于查找表(以及当前转矩操作点)来校正估计角度位置。
在正常操作(即，其中计算误差并且将其存储到查找表的展开或角度位置误差估计阶段之后的操作)期间，针对一个或多个转矩操作点中的第n转矩操作点τ(n)，可以根据以下等式在减法元件125中计算用于无传感器矢量控制方法的经校正的估计角度位置：
Figure BDA0003027284740000162
其中θest是如通过矢量控制方法评估的当前估计角度位置的值，τ是与转矩操作点相关联的转矩的值，Δθ(τ(n))是查找表中维护的当前转矩操作点的估计角度位置中的误差的值(或具体地，与最接近匹配当前转矩操作点的转矩操作点相对应的查找表中的误差的值)，并且x被定义为：
Figure BDA0003027284740000171
经校正的估计角度位置随后用于无传感器矢量控制方法(尤其用于其中的逆派克变换)。
实际上，同步电动机在给定时间不会以恰好与一个或多个预先定义的转矩操作点中的任何预先定义的转矩操作点相对应的转矩来操作。因此，在实践中，最接近当前转矩操作点的估计角度位置中的误差的值可以在正常操作(即，角度位置误差估计之后的操作)期间用于对估计角度位置中的误差进行估计。在一些实施例中，内插和/或外推可以用于基于查找表中的值来得出更准确的估计(即，用于估计其中数据存储到查找表的一个或多个转矩操作点之间的转矩操作点的误差的值)。
图2示出了根据实施例的预先定义的脉动转矩信号τref的示例。所图示的预先定义的脉动转矩信号由具有第一持续时间tstep的第一正(方波)脉冲、具有第二持续时间2tstep的负(方波)脉冲和具有第一持续时间tstep的第二正(方波)脉冲组成。所图示的预先定义的脉动转矩信号具体地与70Nm的转矩操作点(即，转矩操作水平)相对应。在该示例中，使用tstep＝0.01s的值。一般而言，可以基于电流控制器的带宽和转子的最小惯性来选择tstep的值。理想情况下，选取的tstep的值足够小以使转子的移动很小，但又足够大以使电流控制器达到稳定状态。
图3示出了如何按次序执行测量以针对单个转矩操作点来对估计角度位置中的误差进行估计的示例。具体地，图3的第一(顶部)子图图示了期望转矩τref的测量，图3的第二子图图示了估计角度位置θest的测量，图3的第三子图图示了实际角度位置φr的测量，并且图3的第四(底部)子图图示了低通滤波(LPF)之前和之后的估计角速度ωr的测量。应当指出，所测量的角度位置φr在图3中示出以仅供参考。根据实施例中的任何实施例，无需直接测量实际角度位置φr(例如，使用传感器)即可计算估计角度位置中的误差Δθ。在所图示的测量中，低通滤波器(LPF)的截止频率被设置为100Hz，并且根据Δt＝4tstep＝0.04s，项Δt被定义为常数。图3图示了前述量的连续测量(实施例中未执行)以及在第零时间实例(这里约为2125.14s)、第一时间实例(这里约为2125.18s)和第二时间实例(这里约为2125.22s)处进行的瞬时测量，如上文所定义的。在第四子图中，空心圆圈表示未经滤波的值，并且实心圆圈表示经低通滤波的值。在所图示的示例中，在第一时间实例和第二时间实例(分别是索引1和2)处测量对估计角度位置中的误差进行计算所需的以下值：
Figure BDA0003027284740000181
Figure BDA0003027284740000182
和
Figure BDA0003027284740000183
(对应的未经滤波的值为
Figure BDA0003027284740000184
)。在第三子图中的第一时间实例和第二时间实例处被提供用于参考的实际角度位置值为
Figure BDA0003027284740000185
和
Figure BDA0003027284740000186
不同类型的同步电动机使用不同的dq惯例。图1的系统被配置为沿着最小磁阻路径L'd>L'q对准d轴，其中L'd和L'q分别是沿着d轴和q轴的电感。这导致正凸极性ΔL'＝L'd-L'q。该惯例适用于许多类型的同步电动机，例如，SynRM和PMaSynRM。然而，IPM电动机更多地依赖于永磁(PM)转矩而非磁阻转矩，并且典型惯例是使d轴沿着PM磁通路径对准。这通常是负凸极性路径。总之，图1的系统不能照此(未经修改)与IPM电动机一起使用。
图4图示了根据实施例的备选更通用系统，以用于克服与IPM电动机的前述不兼容性。图4的系统与图1的系统相对应，除了利用元件401、402、403说明的一个微小(但重要)的改变。即，通过使得系统(或具体地，Δθ估计器状态机403)能够通过在乘法中包括校正项y来在乘法元件402中切换乘法结果的符号，图1的系统在图4中进行了调整。依据同步电动机的类型，校正项y的值可以为+1或-1。可以在Δθ估计器状态机403的数据库中维护关于在给定时间使用哪个符号的信息。Δθ估计器状态机403可以控制乘法元件402中符号的切换。换言之，可以在图4的元件402中执行以下乘法：
Figure BDA0003027284740000191
其中
Figure BDA0003027284740000192
如上文所暗示的，第一类型的同步电动机至少包括SynRM和PMaSynRM，而第二类型的同步电机至少包括IPM电动机。在所有其他方面中，图4的系统可以与图1的系统相对应，因此为了简洁起见，这里不对图4的系统的操作进行全面讨论。
如上文所提及的，在角度位置误差估计过程期间，同步电动机的转子应当优选地尽可能少地移动。换句话说，施加预先定义的脉动转矩信号之前的转子的初始角度位置应当尽可能接近施加预先定义的脉动转矩信号之后的转子的最终角度位置。然而，在一些情形下可能发生的是，这两个位置之间存在显着偏差，因此，所计算的估计角度位置中的误差的准确性会受到损害。
图5图示了根据实施例的用于对一个或多个转矩操作点(优选地，多个转矩操作点)执行测量从而也克服了上一段落中概述的问题的过程。该过程可以由图1或图4的系统执行。具体地，该过程可以由图1的Δθ估计器状态机101或图4的Δθ估计器状态机403执行。在一些实施例中，过程可以由驱动器执行。在下文中，执行该过程的实体简称为装置。
参考图5，在框500中，该装置首先检查一个或多个转矩操作点中是否还剩余尚未对其进行角度位置误差估计的任何转矩操作点。如果至少一个转矩操作点有待分析，则在框501中，该装置(按次序)选择要对其执行角度位置误差估计的下一转矩操作点τref。最初，当尚未执行任何测量时，框501中的动作可以简单地与一个或多个转矩操作点中的第一转矩操作点的选择相对应。一个或多个转矩操作点中的第一转矩操作点可以是最低转矩操作点。如果一个或多个转矩操作点包括多个转矩操作点，则可以按照增加转矩操作点(即，增加转矩水平)的次序顺序施加与多个转矩操作点相对应的多个预先定义的脉动转矩信号。在其他实施例中，如上文所讨论的，可以采用其他次序。
然后，在框502中，该装置(在第零时间实例处)测量同步电动机的转子的估计角度位置的第零值
Figure BDA0003027284740000201
具体地，该测量在将任何转矩信号施加到同步电动机之前执行。如上文所描述的，可以基于注入到同步电动机的定子的高频电压来执行测量。此外，如上文所描述的，在一些实施例中，还可以测量期望转矩和/或转子的估计角速度的对应的第零值。
在测量了(多个)第零值之后，在框503中，该装置将与所选择的转矩操作点相对应的预先定义的脉动转矩施加到同步电动机。这可以如关于图1所描述的那样执行。
此外，与关于图1所描述的类似，在框504中，该装置在施加预先定义的脉动转矩信号期间的第一时间实例处测量估计角度位置的第一值
Figure BDA0003027284740000202
进一步地，在框505中，该装置计算估计角度位置的经校正的值
Figure BDA0003027284740000203
并且此外在框505中，将所述值应用于矢量控制(即，至少应用于矢量控制的前向部中的派克变换)。可以如结合图1的减法元件125所描述的那样计算经校正的值。即，可以基于估计角度位置中的误差的预先定义的值(例如，零，假设第一转矩操作点相对较低)来针对初始值计算经校正的值。对于(多个)后续转矩操作点，前述等式中的一个等式：
Figure BDA0003027284740000204
或
Figure BDA0003027284740000205
可以被采用(其中外推用于计算后一等式中的Δθ(τ(n)))。
在第二时间实例处，在框506中，该装置测量估计角度位置的第二值
Figure BDA0003027284740000206
和估计角速度的第二值
Figure BDA0003027284740000207
两者。如上文所描述的，第二时间实例与施加预先定义的脉动转矩信号之后的时间实例相对应。基于在框505、506中测量的值，该装置在框507中计算估计角度位置中的误差Δθ(τref)(或具体地，估计角度位置的第一值中的误差)。
在框508中，该装置将估计角度位置的第零值和估计角度位置的经误差校正的第一值之间的绝对差与第一预先定义的阈值(即，容差阈值)进行比较。估计角度位置的经误差校正的第一值被定义为
Figure BDA0003027284740000211
其中
Figure BDA0003027284740000212
是估计角度位置的第二值，
Figure BDA0003027284740000213
是估计角速度的第二值，并且Δt是第一时间实例与第二时间实例之间的持续时间。换句话说，在框508中，以下等式被评估：
Figure BDA0003027284740000214
其中θthreshold是第一预先定义的阈值。
响应于绝对差未超过第一预先定义的阈值
Figure BDA0003027284740000215
Figure BDA0003027284740000216
该装置在框511中将当前转矩操作点的估计角度位置中的误差(可能还有关于转矩操作点和/或测量数据的信息)存储到数据库中的查找表，并且如果在框500中一个或多个转矩操作点中剩余其中数据尚未存储到查找表的下一转矩操作点，则继续对下一转矩操作点执行角度位置误差估计。换句话说，误差估计被认为是成功的，并且该过程还继续进行。
响应于所述绝对差超过第一预先定义的阈值
Figure BDA0003027284740000217
Figure BDA0003027284740000218
(即，误差估计被认为失效)，装置可以在框509中首先检查估计角度位置的第零值与估计角度位置的第一值之间的绝对差超过第一预先定义的阈值的失效数目是否超过第二预先定义的阈值。如果不是这种情况，则该装置在不改变转矩操作点的情况下重复角度位置误差估计(即，至少重复框502至508)。如果失效数目超过第二预先定义的阈值，则在框510中，该装置可以中断或停止角度位置误差估计过程。如果在框500中不再剩余用于角度位置误差估计的转矩操作点(即，如果已经覆盖了所有一个或多个转矩操作点)，则该装置也可以中断角度位置误差估计过程。
在一些实施例中，可以省略框509中的检查。在一些更简单实施例中，还可以省略框502、508中的容差检查功能，以使假设框507中所有计算的Δθ(τref)均有效，因此在框511中被存储到查找表。
在图5的角度位置误差估计过程完成之后，该装置可以使用采用高频电压注入的无传感器矢量控制方法在一个或多个转矩操作点(或具体地在一个或多个转矩操作点所覆盖的范围内)操作同步电动机。在一个或多个转矩操作点处进行所述操作时，可以根据查找表校正同步电动机的角度位置中的任何误差。
图6图示了根据实施例的用于执行角度位置误差估计并且根据角度位置误差估计的结果控制同步电动机的简化过程。该过程可以由图1或图4的系统执行。具体地，该过程可以由图1的Δθ估计器状态机101或图4的Δθ估计器状态机403执行。在一些实施例中，该过程可以由驱动器执行。在下文中，执行该过程的实体简称为装置。
该装置针对同步电动机的一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点依序按以下方式(框601至606)执行同步电动机的角度位置误差估计。如关于图5所描述的，可以定义一个或多个转矩操作点和相关联的一个或多个预先定义的脉动转矩信号以及它们在角度位置误差估计中被施加的次序。
为了对特定转矩操作点执行角度位置误差估计，在框601中，该装置使用采用高频电压注入的无传感器矢量控制方法根据预先定义的脉动转矩信号来操作同步电动机。这里，预先定义的脉动转矩信号的峰值幅度与同步电动机的转矩操作点相对应，并且预先定义的脉动转矩信号具有用于使操作期间同步电动机的转子的移动最小的零均值。框601中的操作例如可以与图5的框503、505相对应。在框602中，该装置基于从同步电动机接收的输出定子电流信号的高频分量(即，在操作期间)来测量多个值，该多个值至少包括：
·在基本上与预先定义的脉动转矩信号的端点(例如，与非零转矩相对应的预先定义的脉动转矩信号的最后一点)相对应的第一时间实例处的同步电动机的转子的估计角度位置的第一值
Figure BDA0003027284740000221
·在第一时间实例之后的预先定义的时间(Δt)发生的第二时间实例处的转子的估计角度位置的第二值
Figure BDA0003027284740000222
以及
·第二时间实例处的估计角速度的第二值
Figure BDA0003027284740000223
框602中的测量可以与图5的框504、506相对应。估计角速度可以与低通滤波之后所测量的角速度相对应(如关于图1的元件119所讨论的)。
在框603中，该装置基于多个值来估计转子的估计角度位置的第一值中的误差，并且将估计角度位置中的误差至少存储到数据库中的查找表中。具体地，在框603中，可以根据
Figure BDA0003027284740000231
来对估计角度位置的第一值中的误差(Δθ)进行评估。框603中的估计可以与图5的框507相对应。
在框604中将误差存储到查找表之后，在框608中，该装置选择用于角度位置误差估计的下一转矩操作点(如果框607中存在任何转矩操作点)。对于一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点，重复角度位置误差估计循环(框601至606)。
在框601至606中针对所有一个或多个转矩操作点执行角度位置误差估计之后，在框607中，该装置使用具有高频电压注入的无传感器矢量控制方法在一个或多个转矩操作点处(或具体地，在一个或多个转矩操作点所覆盖的范围内)操作同步电动机。在操作中，同步电动机的角度位置中的任何误差均根据查找表进行校正。
上文借助图1、图4至图6所描述的框、相关功能和信息交换不按绝对时间次序，并且它们中的一些可以同时或按与给定次序不同的次序执行。还可以在它们之间或之内执行其他功能，并且可以发送其他信息和/或应用其他规则。框中的一些框或框中的一部分或一条或多条信息可以省略或由对应框或框的一部分或一条或多条信息代替。
上文结合图1至图5的更详细实施例所描述的特征中的任何特征可以与图6的实施例组合。
图7提供了装置701，装置701至少用于执行角度位置误差估计以用于对同步电动机进行矢量控制。具体地，图7可以图示了用于执行针对同步电动机的矢量控制的角度位置误差估计以及执行基于该角度位置误差估计的(使用高频电压注入的)矢量控制本身的驱动器(或其子单元)。在一些实施例中，装置701可以与不包括同步电动机111的图1的系统相对应或与不包括同步电动机111的图4的系统相对应。
装置701可以包括一个或多个控制电路系统720(诸如至少一个处理器)以及至少一个存储器730，该至少一个存储器730包括一个或多个算法731，诸如计算机程序代码(软件)，其中至少一个存储器和计算机程序代码(软件)被配置为通过至少一个处理器使得该装置进行上文所描述的(即，图1或图4的系统的)装置的例示功能中的任一例示功能。所述至少一个存储器730还可以包括至少一个数据库732。
参考图7，一个或多个通信控制电路系统720至少包括矢量控制电路系统721，矢量控制电路系统721被配置为考虑角度位置误差估计的结果来执行同步电动机的角度位置误差估计和矢量控制。为此，矢量控制电路系统721被配置为使用一个或多个单独电路系统借助于图1至图6中的任一图来执行上文所描述的功能中的至少一些功能。具体地，矢量控制电路系统721可以实现图1的元件101至110和112至125中的任何元件和/或图4的元件102至110、112至116、118至125和401至403中的任何元件。
参考图7，可以使用任何合适数据存储技术来实现存储器730，诸如基于半导体的存储器设备、闪存、磁性存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移除存储器。
参考图7，装置701还可以包括不同的接口710(诸如到同步电动机的定子的接口)、以及可选地包括一个或多个信令接口(TX/RX)，该一个或多个信令接口(TX/RX)包括用于根据一个或多个通讯协议实现通信连通性的硬件和/或软件。一个或多个信令接口710可以包括标准的众所周知的部件，诸如由对应控制单元所控制的放大器、滤波器、频率转换器、(解)调制器和编码器/解码器电路系统，以及一个或多个天线。
如在本申请中所使用的，术语“电路系统”可以是指以下各项中的一项或多项或者全部：(a)仅硬件的电路实现方式，诸如仅以模拟和/或数字电路系统的实现方式；以及(b)硬件电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用)：(i)(多个)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及(ii)具有软件的(多个)硬件处理器的任何部分，其包括(多个)数字信号处理器、软件和(多个)存储器，它们一起工作以使得诸如终端设备或接入节点之类的装置执行各种功能；以及(c)(多个)硬件电路和(多个)处理器(诸如(多个)微处理器或(多个)微处理器的一部分)，该(多个)硬件电路和(多个)处理器需要用于操作的软件(例如，固件)，但软件无需用于操作时可以不存在。“电路系统”的定义适用于本申请中该术语的所有使用，其包括任何权利要求。作为又一示例，如在本申请中使用的，术语“电路系统”还涵盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器的一部分及其(或它们)随附软件和/或固件的实现方式。例如并且如果可适用于特定权利要求要素，则术语“电路系统”还涵盖用于接入节点或终端设备或其他计算或网络设备的基带集成电路。
在实施例中，结合图1至图6所描述的过程中的至少一些过程可以由包括用于进行所描述的过程中的至少一些过程的对应器件的装置来执行。用于执行过程的一些示例器件可以包括以下各项中的至少一项：检测器、处理器(其包括双核处理器和多核处理器)、数字信号处理器、控制器、接收器、传输器、编码器、解码器、存储器、RAM、ROM、软件、固件、显示器、用户界面、显示电路系统、用户界面电路系统、用户界面软件、显示软件、电路、天线、天线电路系统、以及电路系统。在实施例中，至少一个处理器、存储器和计算机程序代码形成处理器件或包括一个或多个计算机程序代码部分，以用于根据图1至图6的实施例或其操作中的任一实施例或其操作执行一个或多个操作。
所描述的实施例也可以以计算机程序或其部分所定义的计算机过程的形式来进行。结合图1至图6所描述的方法的实施例可以通过执行包括对应指令的计算机程序的至少一部分来执行。该计算机程序可以被提供为包括存储在其上的程序指令的计算机可读介质，或被提供为包括存储在其上的程序指令的非暂态计算机可读介质。该计算机程序可以采用源代码形式、目标代码形式或某个中间形式，并且可以存储在某种载体中，该载体可以是能够承载该程序的任何实体或设备。例如，计算机程序可以存储在计算机或处理器可读的计算机程序分布介质上。例如，计算机程序介质可以是例如但不限于记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号和软件分发分组。该计算机程序介质可以是非暂态介质。用于执行所示出和所描述的实施例的对软件的编码完全在本领域普通技术人员的范围内。
即使上文根据附图已经参考示例对实施例进行了描述，但是应当清楚，实施例不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以几种方式进行修改。因此，所有单词和表达应当以宽泛方式进行解释，并且它们旨在说明而非限制实施例。

Claims (15)

1.一种装置，包括：
用于执行角度位置误差估计的器件，用于通过以下各项依序针对同步电动机的一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点执行所述角度位置误差估计：
使用具有高频电压注入的无传感器矢量控制方法，根据预先定义的脉动转矩信号来操作(601)所述同步电动机(111)，其中所述预先定义的脉动转矩信号的峰值幅度与所述同步电动机的转矩操作点相对应，并且所述预先定义的脉动转矩信号的均值为零；
基于从所述同步电动机(111)接收的输出定子电流信号的高频分量来测量(602)至少以下各项：
在与所述预先定义的脉动转矩信号的端点相对应的第一时间实例处的所述同步电动机的转子的估计角度位置的第一值
Figure FDA0003027284730000011
在所述第一时间实例之后的预先定义的时间Δt发生的第二时间实例处的所述估计角度位置的第二值
Figure FDA0003027284730000012
以及
所述第二时间实例处的估计角速度的第二值
Figure FDA0003027284730000013
将所述估计角度位置的所述第一值中的误差Δθ估计(603)为
Figure FDA0003027284730000014
以及
将所述估计角度位置中的所述误差至少存储(604)到数据库中的查找表；以及
用于操作(607)所述同步电动机(111)的器件，用于在所述角度位置误差估计之后使用具有高频电压注入的所述无传感器矢量控制方法在所述一个或多个转矩操作点处操作(607)所述同步电动机(111)，其中根据所述查找表，在所述一个或多个转矩操作点处的所述操作(607)中，所述同步电动机(111)的所述角度位置中的任何误差被校正。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个转矩操作点包括多个转矩操作点。
3.根据权利要求1所述的装置，其中通过以下各项，根据所述查找表，在所述角度位置误差估计之后，在所述一个或多个转矩操作点处的所述操作(607)中，所述同步电动机(111)的所述角度位置中的任何误差被校正：
根据以下等式计算针对所述转矩操作点τ(n)的经校正的估计角度位置：
Figure FDA0003027284730000021
其中θest是如通过所述矢量控制方法所评估的当前估计角度位置的值，τ是与所述转矩操作点相关联的转矩的值，Δθ(τ(n))是所述查找表中维护的所述估计角度位置中的所述误差的值，n指示所述一个或多个转矩操作点的第n转矩操作点，并且x被定义如下：
Figure FDA0003027284730000022
以及
在所述无传感器矢量控制方法中使用所述经校正的估计角度位置。
4.根据权利要求2所述的装置，其中通过以下各项，在根据所述预先定义的脉动转矩信号的所述操作(601)中，所述同步电动机(111)的所述角度位置中的任何误差被校正：
根据以下等式计算(505)针对所述转矩操作点τ(n)的经校正的估计角度位置：
Figure FDA0003027284730000023
其中θest是如通过所述矢量控制方法评估的当前估计角度位置的值，τ是与所述转矩操作点相关联的转矩的值，Δθ(τclosest)是针对最接近所述转矩操作点的先前转矩操作点而计算的并且在所述查找表中维护的所述估计角度位置中的所述误差的值，n指示所述一个或多个转矩操作点的第n转矩操作点，并且x被定义如下：
Figure FDA0003027284730000031
在所述无传感器矢量控制方法中使用(505)所述经校正的估计角度位置。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个转矩操作点包括至少三个转矩操作点，并且通过以下各项，在根据所述预先定义的脉动转矩信号的所述操作中，所述同步电动机(111)的所述角度位置中的任何误差被校正：
根据以下等式计算针对所述转矩操作点τ(n)的经校正的估计角度位置：
Figure FDA0003027284730000032
其中θest是如通过所述矢量控制方法评估的当前估计角度位置的值，τ是与转矩操作点相关联的转矩的值，Δθ(τ(n))是针对所述转矩操作点τ(n)的所述估计角度位置中的所述误差的值，n指示所述至少三个转矩操作点的第n转矩操作点，并且x被定义如下：
Figure FDA0003027284730000033
所述项Δθ(τ(n))通过线性外推或内插针对先前转矩操作点而计算的并且在所述查找表中维护的所述估计角度位置中的所述误差的值而被计算；以及
在所述无传感器矢量控制方法中使用所述经校正的估计角度位置。
6.根据权利要求1所述的装置，其中用于执行所述角度位置误差估计的所述器件被配置为：通过以下各项针对所述同步电动机(111)的一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点根据所述预先定义的脉动转矩信号执行对所述同步电动机(111)的所述操作(601)：
基于所述预先定义的脉动转矩脉冲信号来生成d轴定子电流信号和q轴定子电流信号；
计算(103)第一差信号作为所述同步电动机的所生成的d轴定子电流信号与所测量的d轴定子电流信号之间的差、以及第二差信号作为所述同步电动机(111)的所生成的q轴定子电流信号与所测量的q轴输出定子电流信号之间的差；
使用第一比例积分(106)PI控制器，基于所述第一差信号来计算d轴定子电压信号并且基于所述第二差信号来计算q轴定子电压信号；
使用逆派克变换将所述d轴定子电压信号和所述q轴定子电压信号转换(109)为α轴定子电压信号和β轴定子电压信号；以及
将所述α轴定子电压信号和所述β轴定子电压信号施加到所述同步电动机(111)的定子。
7.根据权利要求6所述的装置，其中用于执行所述角度位置误差估计的所述器件被配置为通过以下方式获取所测量的q轴输出定子电流信号：
从所述同步电动机(111)接收α轴输出定子电流信号和β轴输出定子电流信号；
使用基于所述转子的所述估计角度位置的先前估计值的派克变换，基于所述α轴输出定子电流信号和所述β轴输出定子电流信号来生成(113)d轴输出定子电流信号和q轴输出定子电流信号；以及
计算(112)所述d轴输出定子电流信号和所述q轴输出定子电流信号中的每个输出定子电流信号上的时间平均。
8.根据权利要求1所述的装置，其中用于在所述一个或多个转矩操作点处操作(607)所述同步电动机(111)的所述器件被配置为通过以下方式执行所述高频电压注入：
生成(121)频率大于所述预先定义的脉动转矩信号的频率的高频方波d轴定子电压信号或高频方波q轴定子电压信号；
使用基于所述转子的所述估计角度位置的先前估计值的逆派克变换将所述方波d轴定子电压信号转换(122)为高频α轴定子电压信号和高频β轴定子电压信号；以及
将所述高频α轴定子电压信号和所述高频β轴定子电压信号注入(110)到所述α轴定子电压信号和所述β轴定子电压信号，以馈送到所述同步电动机(111)。
9.根据权利要求1所述的装置，其中用于执行所述角度位置误差估计的所述器件被配置为：通过针对所述同步电动机(111)的一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点执行以下各项，来根据所述预先定义的脉动转矩信号执行对所述同步电动机(111)的所述操作(601)：
从所述同步电动机(111)接收α轴输出定子电流信号和β轴输出定子电流信号；
使用基于所述转子的所述估计角度位置的先前估计值的派克变换，基于所述α轴输出定子电流信号和所述β轴输出定子电流信号来生成(114)q轴输出定子电流信号；
对所述q轴输出定子电流信号进行高通滤波(115、116)，以隔离由所述高频电压注入产生的高频q轴输出定子电流分量；
计算所述高频q轴输出定子电流分量与通过将符号函数(120)应用于所述高频方波d轴定子电压信号而形成的信号的乘积(117)；
使用第二PI控制器(118)、基于所述乘积来计算与所述估计角速度相对应的第一信号；
随时间对与所述估计角速度相对应的所述第一信号进行积分(123)，以形成与所述估计角度位置相对应的信号；以及
对与所述估计角速度相对应的所述第一信号进行低通滤波(119)，以形成与所述估计角速度相对应的第二信号。
10.根据权利要求1所述的装置，其中用于执行所述角度位置误差估计的所述器件被配置为：通过针对所述同步电动机(111)的一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点执行以下各项，使用采用所述高频电压注入的所述无传感器矢量控制方法，根据所述预先定义的脉动转矩信号来执行对所述同步电动机(111)的所述操作(601)：
从所述同步电动机(111)接收α轴输出定子电流信号和β轴输出定子电流信号；
使用基于所述转子的所述估计角度位置的先前估计值的派克变换，基于所述α轴输出定子电流信号和所述β轴输出定子电流信号来生成(114)q轴输出定子电流信号；
对所述q轴输出定子电流信号进行高通滤波(115、116)，以隔离高频q轴输出定子电流分量，其中所述高频q轴输出定子电流分量与对馈送到所述同步电动机(111)的所述高频方波d轴定子电流信号的响应相对应；
计算所述高频q轴输出定子电流分量、通过将符号函数(120)应用于所述高频方波d轴定子电压信号而形成的信号和所述数据库中维护的校正项的乘积(402)，其中取决于所述同步电动机(111)的类型，所述校正项的值为+1或-1；
使用第二PI控制器(118)，基于所述乘积来计算与所述估计角速度相对应的第一信号；
随时间对与所述估计角速度相对应的所述第一信号进行积分(123)，以形成与所述估计角度位置相对应的信号；以及
对与所述估计角速度相对应的所述第一信号进行低通滤波(119)，以形成与所述估计角速度相对应的第二信号。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个转矩操作点包括多个转矩操作点，并且用于执行所述角度位置误差估计的所述器件还被配置为针对所述一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点，执行以下各项：
在所述同步电动机(111)的根据所述预先定义的脉动转矩信号的所述操作(601)之前，测量(502)所述估计角度位置的第零值；
将所述估计角度位置的所述第零值和所述估计角度位置的经误差校正的第一值之间的绝对差与第一预先定义的阈值进行比较(507)，其中所述估计角度位置的所述经误差校正的第一值被定义为
Figure FDA0003027284730000061
响应于所述绝对差未超过所述第一预先定义的阈值，执行所述存储(511)并且如果所述一个或多个转矩操作点中剩余其中数据尚未存储到所述查找表的下一转矩操作点，则继续针对所述下一转矩操作点执行角度位置误差估计；以及
响应于所述绝对差超过所述第一预先定义的阈值，在没有改变所述转矩操作点的情况下，重复所述角度位置误差估计。
12.根据权利要求11所述的装置，其中用于执行所述角度位置误差估计的所述器件还被配置为针对所述一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点，执行以下各项：
响应于所述估计角度位置的所述第零值与所述估计角度位置的所述第一值之间的所述绝对差超过所述第一预先定义的阈值的失效数目超过第二预先定义的阈值(509)，停止(510)所述角度位置误差估计。
13.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述预先定义的脉动转矩信号包括一个或多个正方波脉冲和一个或多个负方波脉冲，所述一个或多个正方波脉冲和所述一个或多个负方波脉冲按使施加所述预先定义的脉动转矩信号期间所述转子的总移动最小的次序布置。
14.一种用于驱动同步电动机(111)的驱动器，所述驱动器包括装置，所述装置包括：
用于执行角度位置误差估计的器件，用于通过以下各项依序针对所述同步电动机的一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点执行所述角度位置误差估计：
使用具有高频电压注入的无传感器矢量控制方法，根据预先定义的脉动转矩信号来操作(601)所述同步电动机(111)，其中所述预先定义的脉动转矩信号的峰值幅度与所述同步电动机的转矩操作点相对应，并且所述预先定义的脉动转矩信号的均值为零；
基于从所述同步电动机(111)接收的输出定子电流信号的高频分量来测量(602)至少以下各项：
在与所述预先定义的脉动转矩信号的端点相对应的第一时间实例处的所述同步电动机的转子的估计角度位置的第一值
Figure FDA0003027284730000081
在所述第一时间实例之后的预先定义的时间Δt发生的第二时间实例处的所述估计角度位置的第二值
Figure FDA0003027284730000082
以及
所述第二时间实例处的估计角速度的第二值
Figure FDA0003027284730000083
将所述估计角度位置的所述第一值中的误差Δθ估计(603)为
Figure FDA0003027284730000084
以及
将所述估计角度位置中的所述误差至少存储(604)到数据库中的查找表；以及
用于操作(607)所述同步电动机(111)的器件，用于在所述角度位置误差估计之后使用具有高频电压注入的所述无传感器矢量控制方法在所述一个或多个转矩操作点处操作(607)所述同步电动机(111)，其中根据所述查找表，在所述一个或多个转矩操作点处的所述操作(607)中，所述同步电动机(111)的所述角度位置的任何误差被校正。
15.一种方法，包括：
通过以下各项依序针对同步电动机(111)的一个或多个转矩操作点中的每个转矩操作点执行角度位置误差估计：
使用具有高频电压注入的无传感器矢量控制方法，根据预先定义的脉动转矩信号来操作(601)所述同步电动机(111)，其中所述预先定义的脉动转矩信号的峰值幅度与所述同步电动机(111)的转矩操作点相对应，并且所述预先定义的脉动转矩信号的均值为零；
基于从所述同步电动机(111)接收的输出定子电流信号的高频分量来测量(602)至少以下各项：
在与所述预先定义的脉动转矩信号的端点相对应的第一时间实例处的所述同步电动机(111)的转子的估计角度位置的第一值
Figure FDA0003027284730000085
在所述第一时间实例之后的预先定义的时间Δt发生的第二时间实例处的所述估计角度位置的第二值
Figure FDA0003027284730000086
以及
所述第二时间实例处的估计角速度的第二值
Figure FDA0003027284730000087
将所述估计角度位置的所述第一值中的误差Δθ估计(603)为
Figure FDA0003027284730000091
以及
将所述估计角度位置中的所述误差至少存储(604)到数据库中的查找表；
在所述角度位置误差估计之后，所述方法还包括：
使用具有高频电压注入的所述无传感器矢量控制方法在所述一个或多个转矩操作点处操作(607)所述同步电动机(111)，其中根据所述查找表，在所述一个或多个转矩操作点处的所述操作中，所述同步电动机(111)的所述角度位置的任何误差被校正。
CN202110419396.3A 2020-04-20 2021-04-19 针对高频电压注入的静止下的角度位置误差估计 Pending CN113541550A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20170391.5A EP3902135B1 (en) 2020-04-20 2020-04-20 Angular position error estimation at standstill for high-frequency voltage injection
EP20170391.5 2020-04-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113541550A true CN113541550A (zh) 2021-10-22

Family

ID=70333892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110419396.3A Pending CN113541550A (zh) 2020-04-20 2021-04-19 针对高频电压注入的静止下的角度位置误差估计

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11342871B2 (zh)
EP (1) EP3902135B1 (zh)
CN (1) CN113541550A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220314963A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 Sensata Technologies, Inc. Accurate error estimation in e-motor sensors
CN114785208B (zh) * 2022-05-18 2022-10-25 哈尔滨工业大学 永磁同步电机无位置传感器控制转子位置误差观测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003348896A (ja) * 2002-05-24 2003-12-05 Meidensha Corp Ｐｍモータの制御装置
EP1653601A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-03 ABB Oy Method for estimating the rotor speed and position of a permanent magnet synchronous machine
US20110012544A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Methods, systems and apparatus for sensorless rotor angular position estimation implementing reduced switching loss pulse width modulated (pwm) waveforms
US20130093375A1 (en) * 2011-07-28 2013-04-18 Vestas Wind Systems A/S Method of position sensorless control of an electrical machine
US10224851B2 (en) * 2016-10-17 2019-03-05 General Electric Company System and method for sensorless control of electric machines using magnetic alignment signatures
CN110313128A (zh) * 2017-02-24 2019-10-08 三菱电机株式会社 电动机的转矩脉动校正装置以及校正方法、电梯的控制装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6137258A (en) * 1998-10-26 2000-10-24 General Electric Company System for speed-sensorless control of an induction machine
US7872438B2 (en) * 2005-09-26 2011-01-18 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Initial pole position estimating apparatus and method for AC synchronous motor
JPWO2015025356A1 (ja) * 2013-08-19 2017-03-02 株式会社安川電機 モータ駆動システムおよびモータ制御装置
JP2020088978A (ja) * 2018-11-20 2020-06-04 株式会社日立産機システム 電力変換装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003348896A (ja) * 2002-05-24 2003-12-05 Meidensha Corp Ｐｍモータの制御装置
EP1653601A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-03 ABB Oy Method for estimating the rotor speed and position of a permanent magnet synchronous machine
US20110012544A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Methods, systems and apparatus for sensorless rotor angular position estimation implementing reduced switching loss pulse width modulated (pwm) waveforms
US20130093375A1 (en) * 2011-07-28 2013-04-18 Vestas Wind Systems A/S Method of position sensorless control of an electrical machine
US10224851B2 (en) * 2016-10-17 2019-03-05 General Electric Company System and method for sensorless control of electric machines using magnetic alignment signatures
CN110313128A (zh) * 2017-02-24 2019-10-08 三菱电机株式会社 电动机的转矩脉动校正装置以及校正方法、电梯的控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3902135C0 (en) 2023-12-13
US11342871B2 (en) 2022-05-24
US20210328532A1 (en) 2021-10-21
EP3902135A1 (en) 2021-10-27
EP3902135B1 (en) 2023-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1535389B1 (en) Motor drive control
CN101779371B (zh) 用于确定ac电机的转子的位置的电机控制器、ac电机系统和确定ac电机的转子的位置的方法
CN107431453B (zh) 无传感器换向方法
CN113866480B (zh) 用于马达控制系统的相电流测量中的偏移误差的检测
EP2258043B1 (en) Sensorless control of salient-pole machines
EP2552015B1 (en) A method of position sensorless control of an electrical machine
CN113541550A (zh) 针对高频电压注入的静止下的角度位置误差估计
US20160065109A1 (en) Position estimation device, motor drive control device, position estimation method and recording medium
KR20150100467A (ko) 회전 전기 기기 제어 장치, 회전 전기 기기의 제어 방법
CN108347207B (zh) 基于复数pi控制器的永磁同步电机位置和速度估算方法
US9054614B2 (en) Apparatus and method to control BLDC motor
JP2012110215A (ja) 同期電動機制御装置
JP5733404B2 (ja) Ｐｍモータの位置センサレス制御装置
Chatterjee A simple leakage inductance identification technique for three-phase induction machines under variable flux condition
US11575336B2 (en) Technique for on-the-fly start-up of a permanent magnet AC motor without a speed or position sensor
JP5559504B2 (ja) モータ駆動制御回路
Liu et al. A new sensorless control strategy by high-frequency pulsating signal injection into stationary reference frame
JP3707659B2 (ja) 同期電動機の定数同定方法
CN111162717A (zh) 永磁同步电机转子初始位置角检测方法、装置及存储介质
JP2002272195A (ja) 同期電動機の制御装置
JP4061446B2 (ja) 同期電動機の抵抗値同定方法とその制御装置
Won et al. Position sensorless control method of IPMSM applying three shunt sensing PWM inverter using predictive current
Morey et al. Rotor flux observer for speed sensorless IFOC induction motor at low speeds
Reddy et al. Online Inductance Estimation of Speed Sensor less Induction Motor Drives
US11799405B2 (en) Control device for AC rotary machine and control method for AC rotary machine

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination