CN113556074B - 用于检测交流电机的转子位置和转子速度的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定交流（AC）电机的转子特性的方法包括获得参考电压信号、一个或多个相电流和转子数据。该方法包括基于参考电压信号、一个或多个相电流特性和转子数据来确定AC电机的扩展的反电动势（BEMF）模型的正交分量。该方法包括确定扩展的BEMF模型的正交分量的乘积。该方法包括确定扩展的BEMF模式的正交分量的平方量级。该方法包括基于正交分量的乘积和正交分量的平方量级来确定AC电机的转子特性。

Description

用于检测交流电机的转子位置和转子速度的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年4月24日提交的美国临时申请No.63/014,819的权益，该美国临时申请的公开内容通过引用并入，如同在本文中详细完全地阐述。
技术领域
本公开涉及用于检测交流(AC)电机的转子位置和转子速度的系统和方法。
背景技术
该部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
AC电机将电功率提供给各种部件和系统，诸如混合动力电动汽车(HEV)、电动汽车(EV)等。通信地耦合到AC电机的控制器可以从AC电机的一个或多个传感器获得性能数据，以评估AC电机的各种性能特性。作为示例，控制器可以从转子位置传感器(例如，编码器、电磁分解器、等等)获得传感器数据，以确定永磁同步马达(PMSM)的转子位置并执行场定向的控制例程。然而，转子位置传感器可能增加AC电机的大小，并增加处理传感器数据所需的控制器逻辑的复杂性。此外，转子位置传感器的低容错可能使得位置数据对于确定转子的位置而言不可靠。
为了解决转子位置传感器的容错，控制器可以附加地(或可替代地)包括位置估计系统。位置估计系统可以包括信号调节器和锁相环(PLL)系统。信号调节器的运行可以基于AC电机拓扑、运行速度和控制例程来限定。
对于以低速度运行的AC电机，信号调节器可以执行外差例程，该例程包括解调注入的高频载波信号(例如，脉冲矢量、方波、等等)的响应以提取转子位置。作为示例，当注入脉冲矢量时，信号调节器可以基于脉冲矢量的电流导数响应来确定转子位置。作为另一示例，当注入方波时，信号调节器可以基于电流包络或正交轴电流响应来确定转子位置。然而，由数字滤波器引入的建模误差和相位误差使外差例程不适合用于确定处于较高速度的转子位置。
对于以高速度运行的AC电机，信号调节器可以通过对AC电机的扩展的反电动势(BEMF)模型的正交分量执行反正切例程或正交PLL例程来确定转子位置。然而，反正切例程和正交PLL例程不分离嵌入有高频电流响应的转子位置信息，由此使这些例程不适合用于确定处于较低速度或空闲速度的转子位置。
发明内容
该部分提供了本公开的总体概述，而不是其全部范围或所有其特征的全面公开。
一种用于确定交流(AC)电机的转子特性的方法包括获得参考电压信号、一个或多个相电流和转子数据。该方法包括基于参考电压信号、一个或多个相电流特性和转子数据来确定AC电机的扩展的反电动势(BEMF)模型的正交分量。该方法包括确定扩展的BEMF模型的正交分量的乘积。该方法包括确定扩展的BEMF模式的正交分量的平方量级。该方法包括基于正交分量的乘积和正交分量的平方量级来确定AC电机的转子特性。
在一些形式中，转子特性是转子位置和转子速度中的至少一个。
在一些形式中，确定AC电机的扩展的BEMF模型的正交分量还包括将参考电压信号、一个或多个相电流和转子数据中的至少一个转换成两轴旋转参考系。
在一些形式中，基于正交分量的乘积和正交分量的平方量级来确定AC电机的转子特性还包括生成角位置误差信号。
在一些形式中，生成角位置误差信号还包括将正交分量的乘积除以正交分量的平方量级。
在一些形式中，基于正交分量的乘积和正交分量的平方量级来确定AC电机的转子特性还包括基于角位置误差信号来确定转子速度。
在一些形式中，基于正交分量的乘积和正交分量的平方量级来确定AC电机的转子特性还包括基于角位置误差信号确定转子速度以及基于转子速度确定转子位置。
本公开提供了一种用于确定交流(AC)电机的转子特性的方法。该方法包括获得参考电压信号、一个或多个相电流和转子数据。该方法包括基于参考电压信号、一个或多个相电流特性和转子数据来确定AC电机的扩展的反电动势(BEMF)模型的正交分量。该方法包括确定扩展的BEMF模型的正交分量的乘积。该方法包括确定扩展的BEMF模型的正交分量的平方量级。该方法包括确定扩展的BEMF模型的正交分量的平方差。该方法包括基于正交分量的乘积、正交分量的平方量级和正交分量的平方差来确定AC电机的转子特性。
在一些形式中，转子特性是转子位置和转子速度中的至少一个。
在一些形式中，确定AC电机的扩展的BEMF模型的正交分量还包括将参考电压信号、一个或多个相电流和转子数据中的至少一个转换成两轴固定参考系。
在一些形式中，基于正交分量的乘积和正交分量的平方量级来确定AC电机的转子特性还包括生成角位置误差信号。
在一些形式中，生成角位置误差信号还包括将正交分量的乘积除以正交分量的平方量级。
在一些形式中，基于正交分量的乘积和正交分量的平方量级来确定AC电机的转子特性还包括基于角位置误差信号来确定转子速度。
在一些形式中，生成角位置误差信号还包括将先前的转子位置转换成角位置误差信号。
根据本文中提供的描述，其他可适用性领域将变得显而易见。应当理解的是，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了本公开可以被充分理解，现在将描述参考附图通过示例的方式给出的本公开的各种形式，在附图中：
图1是根据本公开的教导的示例车辆的框图；
图2A是根据本公开的教导的用于确定转子速度和转子位置的系统的框图；
图2B是根据本公开的教导的用于确定转子速度和转子位置的另一系统的框图；
图3是根据本公开的教导的用于确定转子速度和转子位置的流程图；以及
图4是根据本公开的教导的用于确定转子速度和转子位置的流程图。
本文中描述的附图仅用于说明目的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在所有附图中，对应的参考标号指示相同或对应的部件和特征。
本公开提供一种系统，该系统确定以空闲运行速度、低运行速度和高运行速度的AC电机的转子位置和转子速度。马达控制器被配置为执行位置信号调节例程，该例程从扩展的BEMF的正交分量的乘积中提取转子位置信息。在低运行速度下，扩展的BEMF的正交分量的乘积将转子位置信息与高频分量分离。在高运行速度下，扩展的BEMF的正交分量的乘积包括转子位置信息并且由于不存在高频注入而不包括高频分量。PLL模块随后确定转子位置和转子速度。
参考图1，示出了车辆5。车辆5包括电源10、功率转换器20以及包括转子特性模块32和马达控制模块34的控制器30。此外，车辆5包括包括转子42的电动马达40、相电流传感器50、转子速度传感器60和转子位置传感器65。应当理解的是，车辆5包括各种其他部件，而不限于本文中所述的部件。
电源10被配置为向车辆5的各种部件(诸如功率转换器20和控制器30)提供电功率。作为示例，电源10包括直流(DC)电源(例如一个或多个电池)，该直流(DC)电源被配置为提供DC电功率。作为另一示例，电源10包括被配置为提供AC电功率的AC电源。
功率转换器20包括一个或多个电路，所述一个或多个电路被配置为将来自电源10的电功率转换成三相AC电信号并将该三相AC电信号输出到电动马达40。作为示例，功率转换器20可包括逆变器电路(例如，三相逆变器电路、两电平电压源逆变器、多电平逆变器、等等)，该逆变器电路包括一个或多个开关装置，诸如双极结型晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和/或类似物。应当理解的是，功率转换器20可以包括输出三相AC电信号的各种分立和/或集成电路，而不限于本文中所述的示例。
控制器30可以包括各种硬件部件，诸如收发器、路由器、输入/输出端口、等等，以执行本文中所述的功能性。此外，控制器30的转子特性模块32和马达控制模块34可以由一个或多个处理器实现，所述处理器被配置为执行存储在非暂时性计算机可读介质(诸如，随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM))中的指令。
转子特性模块32被配置为基于由转子速度传感器60生成的传感器数据来确定转子42的速度。此外，转子特性模块32被配置为基于由转子位置传感器65生成的传感器数据来确定转子42的角位置。在一些形式中，如下面参考图2A-2B和3-4进一步详细描述的，转子特性模块32被配置为通过执行位置信号调节例程来确定转子42的位置和/或速度。
马达控制模块34被配置为通过控制输出到电动马达40的三相AC电信号的电压幅度和/或频率来选择性地控制功率转换器20的运行。作为示例，马达控制模块34可以执行脉冲宽度调制(PWM)控制例程，以选择性地控制三相AC电信号的电压幅度。为了使用PWM控制例程来控制三相AC电信号的电压幅度，马达控制模块34被配置为选择性地将偏置电压提供给功率转换器20的开关装置，由此激活或去激活开关装置。作为另一示例，马达控制模块34可以执行直接致动控制例程以选择性地控制三相AC电信号的电压幅度。为了使用直接致动控制例程来控制三相AC电信号的电压幅度，马达控制模块34被配置为基于存储在控制器30的存储器中的预定开关表将电压矢量直接施加到功率转换器20的开关装置。
在一些形式中，马达控制模块34可响应于经由控制器30接收的用户命令和指示电动马达40的各种运行特性的反馈信号来选择性地控制功率转换器20的运行。用户命令可包括但不限于参考电压请求、速度请求、扭矩请求和/或电功率请求、等等。反馈信号可以包括但不限于从相电流传感器50获得的相电流信息、从转子速度传感器60和/或转子特性模块32获得的转子速度信息、和/或从转子位置传感器65和/或转子特性模块32获得的转子位置信息、等等。
电动马达40是被配置为产生驱动负载所需的转矩的AC电机。示例AC电机包括同步电机(例如，PMSM)、异步电机、凸极电机(salient electrical machine)、非凸极电机、等等。应当理解的是，电动马达40可以是各种类型的AC电机，而不限于本文中所述的示例。尽管电动马达40被图示为包括转子42，但是应当理解的是，电动马达40可以包括本文中未图示的各种其他部件。
相电流传感器50被配置为生成表示由功率转换器20输出的AC电信号的电流幅度的信息。作为示例，相电流传感器50可以是霍尔效应传感器、变压器、电流钳型表、光纤电流传感器和/或类似物。在一些形式中，相电流传感器50的数量可以等于电动马达40的相的数量。
如上所述，转子速度传感器60被配置为生成表示转子42的速度的信息，以及转子位置传感器65被配置为生成表示转子42的角位置的信息。作为示例，转子速度传感器60和转子位置传感器65可以是编码器、电磁分解器和/或类似物。
参考图2A，示出了转子特性模块32(在图2A中被表示为转子特性模块32-1)和马达控制模块34的示例功能框图。转子特性模块32-1可以包括相电流确定模块70、参考电压发生器80、高频率信号发生器85以及旋转参考系生成模块(RRFGM)100。转子特性模块32-1还可以包括BEMF模块110、乘积模块120、平方量级模块130、除法器模块140和PLL模块145，其包括比例积分(PI)模块150和积分器模块160。
在一些形式中，相电流确定模块70基于从相电流传感器50获得的传感器数据来确定提供给电动马达40的每个相的电流的幅度。
参考电压发生器80以预定频率和电压幅度注入信号。即，在一种形式中，注入信号的频率和幅度是恒定的，并且频率阻抗是负载电流的函数。在一些变型中，注入信号可以具有由高频信号发生器85生成的高频分量，并且高频分量可以具有百分之一至一的开关频率的频率范围，例如100Hz至10kHz。例如，注入信号的频率和电压幅度可以由经由通信地耦合到控制器30的输入设备提供给控制器30的用户命令来定义。作为示例，注入信号可以是具有15V幅度和500Hz频率的正弦信号或方波信号。应当理解的是，参考电压发生器80可以以其他形式注入具有其他频率和电压幅度的其他信号类型(例如，随机信号、等等)，而不限于本文中所述的示例。
RRFGM 100将相电流和注入信号转换成两轴旋转参考系，诸如直接正交零系(以下称为dq-系)。RRFGM 100可以通过执行克拉克变换和派克变换将各自表示为矢量的相电流和注入信号转换成dq-系。
作为示例，RRFGM 100可以初始执行克拉克变换，以将表示相电流和注入电压的矢量转换成固定正交轴表示(以下称为-αβ系)，如由以下关系所指示：
Iαβ＝TαβIabc (1)
Vαβ＝TαβVabc (2)
在关系(1)、(2)和(3)中，Iαβ是相电流的固定轴正交轴表示，Vαβ是注入电压的固定轴正交轴表示，以及Tαβ是变换矩阵。在执行克拉克变换之后，RRFGM 100可以通过执行派克变换将固定正交轴表示转换成dq-系表示，如由以下关系所指示：
Idq＝TdqIαβ (4)
Vdq＝TdqVαβ (5)
在关系(4)、(5)和(6)中，Idq是相电流的dq-系表示，Vdq是注入电压的dq-系表示，Tdq是变换矩阵，以及θ是其中dq-系从αβ-系旋转的旋转角度。
随后，RRFGM 100可以通过执行派克变换将旋转轴正交轴表示转换成估计的转子参考系(以下称为δγ-系)，如由以下关系所指示：
Iδγ＝TδYIdq (7)
Vδγ＝TδγVdq (8)
在关系(7)、(8)和(9)中，Iδγ是相电流的δγ-系表示，Vδγ是注入电压的δγ-系表示，Tδγ是变换矩阵，以及表示其中δγ-系从dq-系旋转的旋转角度。
响应于将相电流和注入信号转换成δγ-系，BEMF模块110被配置为确定电动马达40的扩展的BEMF模型的正交分量。可以使用以下关系表示正交分量(eδ和eγ)：
在关系(10)中，vδ *是在δγ-系的δ-轴中的注入电压，vγ *是在δγ-系的γ-轴中的注入电压，Rs是电动马达40的定子电阻，p是微分算子，Ld是dq-系的d-轴的电感，Lq是dq-系的q-轴的电感，以及是从PLL模块145获得的估计的转子速度的先前迭代。在以上关系中，iδh是由注入信号引起的在δγ-系的δ-轴中的高频电流响应，iγh是由注入信号引起的在γ轴中的高频电流响应，以及Zdh是dq-系的d-轴中的高频阻抗。
扩展的BEMF模型(kbemf)的正交分量(eδ和eγ)的以上关系也可以使用以下关系表示：
在关系(11)和(12)中，id是dq-系的d-轴的电流幅度，iq是dq-系的q-轴的电流幅度，Zqh是dq-系的q-轴的高频阻抗，Zdh是dq-系的d-轴的高频阻抗，iqh是dq-系的q-轴的高频电流响应，ψm是永久磁通链，以及是角位置误差。在一些形式中，Zqh可以是非线性的，并且基于电动马达40的注入信号和/或负载电流的频率和幅度而变化。
当BEMF模块110确定扩展的BEMF的正交分量时，乘积模块120被配置为获得正交分量的乘积(eδXeγ)，如由以下关系所示：
因此，当电动马达40的转子42以较低速度和/或接近空闲运行时，扩展的BEMF(kbemf)可以使用以下关系表示：
kbemf＝-(Ld-Lq)piq+(Zqh-Zdh)iqh (14)
这样，当基本凸极性存在、缝隙泄漏凸极性存在、或高频阻抗凸极性连同dq-系的q-轴中的瞬变存在时，扩展的BEMF(kbemf)为非零值。
当电动马达40的转子42以更高的速度运行时，扩展的BEMF(kbemf)可以使用以下关系表示：
因此，当转子42不空闲、基本凸极性存在、或缝隙泄漏凸极性连同dq-系的d-轴中的激励存在时，扩展的BEMF(kbemf)为非零值。
当BEMF模块110确定扩展的BEMF的正交分量时，平方量级模块130被配置为获得正交分量的平方量级如由以下关系所示：
然后，除法器模块140可以将正交分量的乘积(eδXeγ)除以正交分量的平方量级以获得角位置误差信号，如由以下关系所示：
PLL模块145的PI模块150接收角位置误差信号，并对位置信号执行比例积分例程以获得估计的转子速度。如上所述，PI模块150然后将估计的转子速度输出到BEMF模块110，BEMF模块110利用估计的转子速度作为用于确定正交分量的反馈参数。此外，如上所述，PI模块150还将估计的转子速度输出到马达控制模块34，马达控制模块34基于估计的转子速度选择性地控制功率转换器20的运行。
PLL模块145的积分器模块160从PI模块150接收估计的转子速度，并且对估计的转子速度执行积分例程以获得估计的转子位置。如上所述，积分器模块160然后将估计的转子位置输出到马达控制模块34，马达控制模块34基于估计的转子位置选择性地控制功率转换器20的运行。
通过执行参考图2A描述的信号调节例程，转子特性模块32-1可以在不使用转子速度传感器60和转子位置传感器65的情况下确定转子42的速度和角位置。尽管图2A中描述的示例信号调节例程描述了将相电流和注入信号转换成两轴旋转参考系，但是相电流和注入信号可以被转换成两轴固定参考系，如下面参考图2B进一步详细描述的。
参考图2B，示出了转子特性模块32(表示为转子特性模块32-2)和马达控制模块34的另一示例功能框图。转子特性模块32-2可以包括相电流确定模块70、参考电压发生器80、高信号频率发生器85、BEMF模块110、乘积模块120、平方量级模块130、除法器模块140和PLL模块145。转子特性模块32-2还可包括固定参考系生成模块(SRFGM)170、平方差模块180、除法器模块190、余弦模块200、正弦模块210、乘积模块220、乘积模块230和求和模块240。
SRFGM 170将相电流和注入信号转换成两轴固定参考系，诸如αβ-系。SRFGM 170可以通过执行克拉克变换将各自表示为矢量的相电流和注入信号转换成αβ-系。作为示例，SRFGM 170可以执行克拉克变换，以如由以下关系指示的使用以下关系来转换代表相电流和注入电压的矢量：
Iαβ＝TαβIabc (18)
Vαβ＝TαβVαbc (19)
在关系(18)、(19)和(20)中，Iαβ是相电流的固定轴正交轴表示，Vαβ是注入电压的固定轴正交轴表示，以及Tαβ是变换矩阵。
响应于将相电流和注入信号转换成αβ-系，BEMF模块110被配置为确定电动马达40的扩展的BEMF模型的正交分量。可以使用以下关系表示正交分量(eα和eβ)：
在关系(21)中，vα *是在αβ-系的α-轴中的注入电压，vβ *是在αβ-系的β-轴中的注入电压，Rs是电动马达40的定子电阻，p是微分算子，Ld是dq-系的d-轴的电感，Lq是dq-系的q-轴的电感，以及是从PLL模块145获得的估计的转子速度的先前迭代。在以上关系中，iαh是由注入信号引起的在αβ-系的α-轴中的高频电流响应，iβh是由注入信号引起的在β-轴中的高频电流响应，以及Zdh是dq-系的d-轴中的高频阻抗。
扩展的BEMF模型(kbemf)的正交分量(eα和eβ)的以上关系也可以使用以下关系表示：
在关系(22)和(23)中，iα是αβ-系的α-轴的电流幅度，iβ是αβ-系的β-轴的电流幅度，Zqh是dq-系的q-轴的高频阻抗，Zdh是dq-系的d-轴的高频阻抗，iβh是αβ-系的β-轴的高频电流响应，ψm是永久磁通链，以及θ是转子42的角位置。在一些形式中，Zqh可以是非线性的，并且基于电动马达40的注入信号和/或负载电流的频率和幅度而变化。
当BEMF模块110确定扩展的BEMF的正交分量时，乘积模块120被配置为获得正交分量的乘积(eαXeβ)，如由以下关系所示：
当BEMF模块110确定扩展的BEMF的正交分量时，平方量级模块130被配置为获得正交分量的平方量级(|eαβ|2)，如由以下关系所示：
|eαβ|2＝eα 2+eβ 2 (25)
同样，当BEMF模块110确定扩展的BEMF的正交分量时，平方差模块180被配置为获得正交分量的平方差(|edifference|2)，如由以下关系所示：
|edifierence|2＝eα 2-eβ 2 (26)
然后，除法器模块140可以将正交分量的乘积(eαXeβ)除以正交分量的平方量级(|eαβ|2)，以获得第一角位置误差信号(e1)，如由以下关系所示：
同样，除法器模块190然后可以将正交分量的平方量级(|eαβ|2)除以正交分量的平方差(|edifference|2)，以获得第二角位置误差信号(e2)，如由以下关系所示：
乘积模块220被配置为获得由除法器模块140输出的第一角位置误差信号(e1)与由余弦模块200输出的值的乘积，所述余弦模块200被配置为获得由PLL模块145输出的先前估计的角位置的两倍的余弦值。由乘积模块220输出的信号(e1 *)由以下关系所示：
乘积模块230被配置为获得由除法器模块140输出的第一角位置误差信号(e2)与由正弦模块210输出的值的乘积，所述正弦模块210被配置为获得由PLL模块145输出的先前估计的角位置的两倍的正弦值。由乘积模块230输出的信号(e2 *)由以下关系所示：
然后，求和模块240可以将由乘积模块220输出的信号(e1 *)与由乘积模块230输出的信号(e2 *)相加以获得角位置误差信号，如由以下关系所示：
如上所述，PLL模块145然后将估计的转子速度和估计的转子位置输出到BEMF模块110作为用于确定正交分量的反馈参数，并且输出到马达控制模块34以用于基于估计的转子位置控制功率转换器20的运行。通过执行参考图2B描述的信号调节例程，转子特性模块32-2可以在不使用转子速度传感器60和转子位置传感器65的情况下确定转子42的速度和角位置。
参考图1、2A-2B和3，示出了示例例程300。例程300表示用于使用两轴旋转参考系(即，δγ-系)来估计转子位置和转子速度的示例信号调节例程。在304处，控制器30获得来自相电流传感器50的相电流、参考电压(即，注入电压)和先前估计的转子速度。在308处，控制器30将参考电压和相电流转换成旋转参考系分量(即，控制器将参考电压和相电流转换成δγ-系)。在312处，控制器30确定扩展的BEMF模型的正交分量。在316处，控制器30确定扩展的BEMF模型的正交分量的乘积。在320处，控制器30将正交分量的乘积除以扩展的BEMF模型的平方量级。在324处，控制器30使用控制器30的PLL模块145确定转子速度和转子位置。
参考图1、2A-2B和4，示出了示例例程400。例程400表示用于使用两轴固定参考系(即，αβ-系)来估计转子位置和转子速度的示例信号调节例程。在404处，控制器30获得来自相电流传感器50的相电流、参考电压(即，注入电压)和先前估计的转子速度。在408处，控制器30将参考电压和相电流转换成固定参考系分量(即，控制器30将参考电压和相电流转换成αβ-系)。在412处，控制器30确定扩展的BEMF模型的正交分量。在416处，控制器30确定扩展的BEMF模型的正交分量的乘积和平方差。在420处，控制器30将正交分量的乘积和平方差除以扩展的BEMF模型的平方量级。在424处，控制器30将乘积的每单位值与扩展的BEMF模型的正交分量的平方差相加。在428处，控制器30使用控制器30的PLL模块145确定转子速度和转子位置。
应当理解的是，例程300、400仅是示例控制例程，并且可以实现其他控制例程。
通过执行本文中所述的信号调节例程，可以在不使用转子位置传感器和转子速度传感器的情况下计算在空闲运行速度、低运行速度和高运行速度下的AC电机的转子位置和转子速度，由此减小了AC电机的大小以及处理传感器数据所需的控制器逻辑的复杂性。此外，信号调节例程在执行时可以与转子位置传感器和/或转子速度传感器结合使用，以识别故障的转子位置传感器和/或转子速度传感器。
除非本文中另外明确指出，否则在描述本公开的范围时，指示机械/热性能、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的所有数值应将理解为由词语“大约”或“近似”修饰。出于各种原因(包括工业实践、制造技术和测试能力)，此修饰是期望的。
如本文中所使用的，短语A、B和C中的至少一个应使用非排他性逻辑OR解释为表示逻辑(A OR B OR C)，而不应解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
本公开的描述本质上仅是示例性的，以及因此，不背离本公开的实质的变型意图在本公开的范围内。这样的变型不应被视为背离本公开的精神和范围。
在附图中，如由箭头所指示，箭头的方向通常说明了该图示感兴趣的信息(诸如数据或指令)的流向。例如，当元素A和元素B交换各种信息，但从元素A传输到元素B的信息与图示有关时，箭头可能从元素A指向元素B。此单向箭头不意味没有其他信息从元素B传输到元素A。此外，对于从元素A发送到元素B的信息，元素B可以向元素A发送对该信息的请求或接收确认。
在本申请中，术语“模块”和/或“控制器”可以指代为一部分或包括：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合的模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合的模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或组)；存储由处理器电路执行的代码的存储电路(共享、专用或组)；提供所述功能性的其他合适的硬件部件；或以上某些或全部的组合，诸如在片上系统中。
术语存储器是术语计算机可读介质的子集。如本文中所使用的，术语计算机可读介质不涵盖传播通过介质(诸如在载波上)的瞬时电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性的、有形的计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(诸如闪速存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光学存储介质(诸如CD、DVD或蓝光盘)。
本申请中描述的设备和方法可以由通过配置通用计算机以执行计算机程序中体现的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来部分地或完全地实现。上述功能块、流程图部件和其他元素用作软件规范，可以通过技术人员或程序员的例行工作将所述软件规范转换成计算机程序。

Claims (22)

1.一种用于确定交流电机的转子特性的方法，所述方法包括：
注入参考电压信号，其中所述参考电压信号具有预定幅度和预定频率；
获得一个或多个相电流和转子数据；
基于所述参考电压信号、所述一个或多个相电流和所述转子数据来确定所述交流电机的扩展的反电动势模型的正交分量；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的乘积；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的平方和；
基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和来确定所述交流电机的所述转子特性；以及
基于所述交流电机的所述转子特性控制提供到所述交流电机的输出电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述转子特性是转子位置和转子速度中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述交流电机的所述扩展的反电动势模型的正交分量还包括将所述参考电压信号、所述一个或多个相电流和所述转子数据中的至少一个转换成两轴旋转参考系。
4.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和来确定所述交流电机的所述转子特性还包括生成角位置误差信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和来确定所述交流电机的所述转子特性还包括基于所述角位置误差信号确定转子速度。
6.根据权利要求4所述的方法，其中基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和来确定所述交流电机的所述转子特性还包括：
基于所述角位置误差信号确定转子速度；以及
基于所述转子速度确定转子位置。
7.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述角位置误差信号还包括将所述正交分量的所述乘积除以所述正交分量的所述平方和。
8.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述角位置误差信号还包括：
基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和生成第一角位置误差信号；
基于所述正交分量的所述平方和以及所述正交分量的平方差生成第二角位置误差信号；以及
基于所述第一角位置误差信号和所述第二角位置误差信号生成所述角位置误差信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述交流电机的所述转子特性还基于所述角位置误差信号。
10.一种用于确定交流电机的转子特性的方法，所述方法包括：
获得参考电压信号，一个或多个相电流和转子数据；
基于所述参考电压信号、所述一个或多个相电流的特性和所述转子数据来确定所述交流电机的扩展的反电动势模型的正交分量；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的乘积；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的平方和；
基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和来确定所述交流电机的所述转子特性；以及
基于所述交流电机的所述转子特性控制提供到所述交流电机的输出电压；
其中，基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和来确定所述交流电机的所述转子特性还包括生成角位置误差信号；以及
其中，生成所述角位置误差信号还包括将所述正交分量的所述乘积除以所述正交分量的所述平方和。
11.一种用于确定交流电机的转子特性的方法，所述方法包括：
获得参考电压信号，一个或多个相电流和转子数据；
基于所述参考电压信号、所述一个或多个相电流的特性和所述转子数据来确定所述交流电机的扩展的反电动势模型的正交分量；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的乘积；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的平方和；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的平方差；
基于所述正交分量的所述乘积、所述正交分量的所述平方和以及所述正交分量的所述平方差来确定所述交流电机的所述转子特性；以及
基于所述交流电机的所述转子特性控制提供到所述交流电机的输出电压；
其中，基于所述正交分量的所述乘积、所述正交分量的所述平方和以及所述正交分量的所述平方差来确定所述交流电机的所述转子特性还包括生成角位置误差信号；以及
其中，生成所述角位置误差信号还包括将所述正交分量的所述乘积除以所述正交分量的所述平方和。
12.一种用于确定交流电机的转子特性的方法，所述方法包括：
注入参考电压信号，其中所述参考电压信号具有预定幅度和预定频率；
获得一个或多个相电流和转子数据；
基于所述参考电压信号、所述一个或多个相电流和所述转子数据来确定所述交流电机的扩展的反电动势模型的正交分量；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的乘积；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的平方和；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的平方差；
基于所述正交分量的所述乘积、所述正交分量的所述平方和以及所述正交分量的所述平方差来确定所述交流电机的所述转子特性；以及
基于所述交流电机的所述转子特性控制提供到所述交流电机的输出电压。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述转子特性是转子位置和转子速度中的至少一个。
14.根据权利要求12所述的方法，其中确定所述交流电机的所述扩展的反电动势模型的正交分量还包括将所述参考电压信号、所述一个或多个相电流和所述转子数据中的至少一个转换成两轴固定参考系。
15.根据权利要求12所述的方法，其中基于所述正交分量的所述乘积、所述正交分量的所述平方和以及所述正交分量的所述平方差来确定所述交流电机的所述转子特性还包括生成角位置误差信号。
16.根据权利要求15所述的方法，其中基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和来确定所述交流电机的所述转子特性还包括基于所述角位置误差信号确定转子速度。
17.根据权利要求15所述的方法，其中生成所述角位置误差信号还包括将先前的转子位置转换成所述角位置误差信号。
18.根据权利要求15所述的方法，其中生成所述角位置误差信号还包括：
基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和生成第一角位置误差信号；
基于所述正交分量的所述平方和以及所述正交分量的平方差生成第二角位置误差信号；以及
基于所述第一角位置误差信号和所述第二角位置误差信号生成所述角位置误差信号。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述交流电机的所述转子特性还基于所述角位置误差信号。
20.根据权利要求15所述的方法，其中生成所述角位置误差信号还包括将所述正交分量的所述乘积除以所述正交分量的所述平方和。
21.一种用于确定交流电机的转子特性的系统，所述系统包括：
一个或多个处理器；以及
包括可由所述一个或多个处理器执行的指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，其中所述指令包括：
注入参考电压信号，其中所述参考电压信号具有预定幅度和预定频率；
获得一个或多个相电流和转子数据；
基于所述参考电压信号、所述一个或多个相电流和所述转子数据来确定所述交流电机的扩展的反电动势模型的正交分量；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的乘积；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的平方和；
基于所述正交分量的所述乘积和所述正交分量的所述平方和来确定所述交流电机的所述转子特性；以及
基于所述交流电机的所述转子特性控制提供到所述交流电机的输出电压。
22.一种用于确定交流电机的转子特性的系统，所述系统包括：
一个或多个处理器；以及
包括可由所述一个或多个处理器执行的指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，其中所述指令包括：
注入参考电压信号，其中所述参考电压信号具有预定幅度和预定频率；
获得一个或多个相电流和转子数据；
基于所述参考电压信号、所述一个或多个相电流和所述转子数据来确定所述交流电机的扩展的反电动势模型的正交分量；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的乘积；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的平方和；
确定所述扩展的反电动势模型的所述正交分量的平方差；
基于所述正交分量的所述乘积、所述正交分量的所述平方和以及所述正交分量的所述平方差来确定所述交流电机的所述转子特性；以及
基于所述交流电机的所述转子特性控制提供到所述交流电机的输出电压。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11764710B2 (en) * 2021-06-30 2023-09-19 Texas Instruments Incorporated Automatic transition of motor controller from open-loop control to closed-loop control
US11728751B2 (en) 2021-08-31 2023-08-15 Texas Instruments Incorporated Resynchronization of brushless DC motors
CN114844399A (zh) * 2022-06-15 2022-08-02 杭州士腾科技有限公司 永磁同步电机的位置解析电路、方法及其控制电路和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1667942A (zh) * 2004-03-12 2005-09-14 富士通将军股份有限公司 转子位置推定方法及装置、电动机控制方法、压缩机及程序
CN107276479A (zh) * 2017-07-28 2017-10-20 北京控制工程研究所 一种两相正交绕组永磁同步电机转速确定方法
CN109660168A (zh) * 2018-12-29 2019-04-19 珠海格力电器股份有限公司 一种电机控制方法、系统及电机
CN109716644A (zh) * 2016-07-28 2019-05-03 日本电产株式会社 传感器故障检测方法、马达驱动系统以及电动助力转向系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4475368B2 (ja) 2000-03-10 2010-06-09 富士電機システムズ株式会社 速度センサレスベクトル制御装置
KR100421376B1 (ko) * 2001-07-10 2004-03-09 엘지전자 주식회사 동기 릴럭턴스 모터의 회전 속도 제어장치
US8242721B2 (en) 2008-10-31 2012-08-14 R&D Dynamics Corporation Position-sensorless control system and method of operation for a synchronous motor
US20100237817A1 (en) 2009-03-23 2010-09-23 Jingbo Liu Method and Apparatus for Estimating Rotor Position in a Sensorless Synchronous Motor
FR2944659B1 (fr) 2009-04-21 2011-04-01 Schneider Toshiba Inverter Procede de determination de la position du vecteur de flux d'un moteur
ES2592178T3 (es) 2009-06-19 2016-11-28 Vestas Wind Systems A/S Método para determinar la posición del rotor de un generador eléctrico en una turbina eólica
US20120109546A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 General Electric Company Identification of rotor broken bar in presence of load pulsation
EP2552014A3 (en) 2011-07-28 2016-08-17 Vestas Wind Systems A/S A method of position sensorless control of an electrical machine
ES2673694T3 (es) 2011-07-28 2018-06-25 Vestas Wind Systems A/S Método de control de posición sin sensor de una máquina eléctrica
US9425725B2 (en) 2013-02-28 2016-08-23 Cirrus Logic, Inc. Position estimation system and method for an electric motor
KR101628145B1 (ko) * 2014-06-16 2016-06-09 현대자동차 주식회사 전동기의 센서리스 제어 방법 및 시스템
US9325263B1 (en) 2014-11-05 2016-04-26 Stmicroelectronics S.R.L. Sensorless rotor angle detection circuit and method for a permanent magnet synchronous machine
US10075107B2 (en) * 2015-11-03 2018-09-11 Nxp Usa, Inc. Method and apparatus for motor lock or stall detection
US9831809B1 (en) * 2016-07-20 2017-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Rotor position sensing system for three phase motors and related methods
CN107342713A (zh) * 2017-07-17 2017-11-10 北京航空航天大学 一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机转子位置检测装置及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1667942A (zh) * 2004-03-12 2005-09-14 富士通将军股份有限公司 转子位置推定方法及装置、电动机控制方法、压缩机及程序
CN109716644A (zh) * 2016-07-28 2019-05-03 日本电产株式会社 传感器故障检测方法、马达驱动系统以及电动助力转向系统
CN107276479A (zh) * 2017-07-28 2017-10-20 北京控制工程研究所 一种两相正交绕组永磁同步电机转速确定方法
CN109660168A (zh) * 2018-12-29 2019-04-19 珠海格力电器股份有限公司 一种电机控制方法、系统及电机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IPM同步电机扩展反电动势转子自测角研究;陈玉海等;电力电子技术;第43卷(第2期);第21-23页 *

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