DE10307988A1 - System und Verfahren zum Schätzen einer Rotorposition eines Permanentmagnetmotors - Google Patents
System und Verfahren zum Schätzen einer Rotorposition eines PermanentmagnetmotorsInfo
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Abstract
Eine Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition für einen Permanentmagnetmotor mit einem Stator und einem Rotor umfasst eine Erfassungsschaltung, die Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC) für die d-Achse und q-Achse erzeugt. Eine Signalverarbeitungsschaltung kombiniert die d-Achsen- und q-Achsen-NSSC-Signale mit ersten und zweiten positiven Rückkopplungssignalen, die auf einem Rotorpositionsschätzsignal basieren. Ein Regler ist mit einem Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung gekoppelt. Ein Simulator für ein mechanisches System, der mit dem Regler und einem Anforderungsdrehmomentsignal gekoppelt ist, erzeugt das Rotorpositionsschätzsignal. Die Signalverarbeitungsschaltung umfasst eine Schaltung zur Verstärkung einer zweiten Harmonischen, die das Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt und das erste Rückkopplungssignal an einen ersten Multiplizierer ausgibt. Die Signalverarbeitsschaltung umfasst ein inverses Schenkelpolmodell, empfängt das Rotorpositionsschätzsignal und gibt das zweite Rückkopplungssignal an einen zweiten Multiplizierer aus.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Permanentmagnetmotoren und insbesondere sensorlose Einrichtungen zum Schätzen der Rotorposition für Permanentmagnetmotoren.
- Infolge immer strenger werdender Emissionsbestimmungen besteht ein zunehmendes Interesse an Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen. Elektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge erfordern einen hocheffizienten, zuverlässigen und sicheren elektrischen Antriebsstrang, um mit Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren konkurrieren zu können. Die Verwendung effizienter Motorantriebe und fortgeschrittener Steuerverfahren, wie beispielsweise sensorlose Techniken zum Ableiten einer Rotorposition, verringert das Gewicht und die Kosten des elektrischen Antriebsstranges und verbessert den Betriebswirkungsgrad der Elektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge.
- Antriebe mit Innenpermanentmagnetmotor besitzen eine natürliche Schenkelpolarität bzw. natürliche ausgeprägte Pole (natural saliency), was mit der Variation der Statorstreuinduktivität in Bezug zu der Rotorposition in Verbindung steht. Auf ausgeprägten Polen basierende Erfassungssysteme leiten die Position des Rotors ohne Rotorpositionswandler, Halleffektsensoren oder andere physikalische Sensoren ab. Mit anderen Worten wirkt der Motor als ein elektromagnetischer Funktionsgeber (resolver). Ein Leistungswandler legt eine Trägerfrequenzspannung an eine Statorwicklung des Motors an. Die Statorwicklung erzeugt Hochfrequenzströme, die mit der Rotorposition variieren. Die Stromvariationen werden durch einen Stromsensor erfasst.
- In Fig. 1 ist eine Komponente mit negativer Sequenz (negative sequence component; NSC) eines Statorstromsignals mit 10 gezeigt. Die NSC des Statorstromsignals 10 wird so verarbeitet, um ein Rotorpositionssignal zu erzeugen, das in Fig. 1 mit 12 bezeichnet ist. Die NSC-Strom- Variationen besitzen eine relativ kleine Amplitude (beispielsweise 3 Ampere) im Vergleich zu grundlegenden Statorströmen (beispielsweise 300 Ampere). Übergänge in dem Statorstrom erzeugen Harmonische über das gesamte Frequenzspektrum einschließlich einer nahen Trägersignalfrequenz mit negativer Sequenz (near negative sequence carrier signal frequency). Eine schnelle Fouriertransformierte (FFT) 14 der NSC des Statorstroms zeigt den harmonischen Gehalt. Die Harmonischen verhindern eine genaue Messung des Trägersignalstroms mit negativer Sequenz (negative sequence carrier signal current). Mit anderen Worten neigen herkömmliche sensorlose Einrichtungen zum Schätzen der Rotorposition dazu, zeitweilig ungenaue Rotorpositionsschätzungen zu erzeugen. Da die nahe Trägersignalfrequenz mit negativer Sequenz die gewünschte räumliche Information bezüglich der Schenkelpolarität (saliency spatial information) enthält, ist es schwierig oder unmöglich, die Position des Rotors genau zu bestimmen.
- Wie vorher erwähnt wurde, ist die NSC des Statorstroms im Vergleich zu dem grundlegenden Statorstrom sehr klein. Es ist sehr schwer, die Signale mit kleiner Amplitude unter Verwendung eines Sensors genau zu messen, der für wesentlich höhere Strompegel bemessen ist. Ein Einspeisen von Strömen mit höherer Amplitude an die Statorwicklungen würde möglicherweise die Genauigkeit verbessern. Die Verwendung eines Stromsensors mit niedrigeren Strom-Nennwerten würde auch die Genauigkeit verbessern. Jedoch sind beide Optionen für Antriebsanwendungen nicht realisierbar. Das Einspeisen eines höheren Stromes an die Statorwicklung erhöht die Verluste in dem Antriebssystem. Die Verwendung eines Stromsensors mit einem niedrigeren Strom- Nennwert im Vergleich zu dem Nennstrom begrenzt die drehmomenterzeugende Fähigkeit des Antriebssystems.
- Eine Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition gemäß der vorliegenden Erfindung schätzt die Rotorposition für einen permanentmagneterregten Motor, der einen Stator und einen Rotor umfasst. Eine Erfassungsschaltung erzeugt Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC-Signale) für die d-Achse und q-Achse (d-axis and q-axis negative sequence stationary current (NSSC) signals). Eine Signalverarbeitungsschaltung kombiniert die NSSC-Signale für d-Achse und q-Achse mit einem ersten positiven Rückkopplungssignal (positive feedback signal), das auf einem Rotorpositionsschätzsignal basiert, um modifizierte NSSC- Signale für die d-Achse und q-Achse zu erzeugen. Ein Regler ist mit einem Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung gekoppelt. Ein Simulator für ein mechanisches System ist mit einem Ausgang des Reglers gekoppelt und erzeugt das Rotorpositionsschätzsignal.
- Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kombiniert die Signalverarbeitungsschaltung die modifizierten NSSC-Signale für die d-Achse und q-Achse (Längsachse und Querachse) mit einem zweiten positiven Rückkopplungssignal, das auf einem Rotorpositionsschätzsignal basiert. Der Simulator für ein mechanisches System empfängt ein Anforderungsdrehmomentsignal.
- Bei einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Signalverarbeitungsschaltung einen ersten Multiplizierer mit ersten Eingängen, die die NSSC-Signale für die d-Achse und q-Achse aufnehmen. Die Signalverarbeitungsschaltung umfasst eine Schaltung zur Verstärkung der zweiten Harmonischen mit einem Eingang, der das Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt, und einem Ausgang, der das erste Rückkopplungssignal an einen zweiten Eingang des ersten Multiplizierers erzeugt. Der erste Multiplizierer multipliziert das erste Rückkopplungssignal und das NSSC- Signal für die d-Achse, um das modifizierte NSSC-Signal für- die d-Achse zu erzeugen. Der erste Multiplizierer multipliziert auch das erste Rückopplungssignal und das NSSC-Signal für die q-Achse, um das modifizierte NSSC-Signal für die q-Achse zu erzeugen.
- Bei einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Signalverarbeitungsschaltung einen zweiten Multiplizierer mit ersten Eingängen, die die modifizierten NSSC-Signale für die d-Achse und q-Achse von dem ersten Multiplizierer aufnehmen, und einem Ausgang, der mit dem Regler gekoppelt ist. Die Signalverarbeitungsschaltung umfasst ein inverses Schenkelpolmodell (inverse saliency model), das einen Eingang aufweist, der das Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt, und das das zweite Rückkopplungssignal erzeugt, das an einen zweiten Eingang des zweiten Multiplizierers ausgegeben wird. Der Regler ist bevorzugt aus der Gruppe von Proportional-(P), Proportional-Integral-(PI)-, Proportional-Integral- Differential-(PID)- und begrenzten PI-Reglern ausgewählt.
- Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sei zu verstehen, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, nur zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmt sind und nicht dazu bestimmt sind, den Schutzumfang der Erfindung zu beschränken.
- Die vorliegende Erfindung wird im folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
- Fig. 1 eine NSC eines Statorstromsignals, ein Rotorpositionssignal und eine schnelle Fouriertransformierte der NSC des Statorstromsignals zeigt;
- Fig. 2 ein vereinfachtes funktionelles Blockdiagramm eines Steuersystems für einen permanentmagneterregten Motor ist;
- Fig. 3 eine Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition zeigt, die einen Teil der Steuerung von Fig. 2 bildet; und
- Fig. 4 ein Anweisungsdrehmoment und ein Rückkopplungsmoment und eine geschätzte und tatsächliche Rotorposition für das Steuersystem von Fig. 2 zeigt.
- In Fig. 2 ist ein Steuersystem 28 für einen Permanentmagnetmotor 30 gezeigt. Das Steuersystem 28 umfasst einen Stromregler 32, der eine Batteriespannung VBATT, ein Anweisungsdrehmoment Te als Eingänge und d-q-Achsen- Rückkopplungsströme aufnimmt. Das Anweisungsdrehmoment Te steht bevorzugt mit der Position eines Gaspedals eines Elektrofahrzeugs in Bezug.
- Der Stromregler 32 gibt d-Achsen- und q-Achsen-Spannungen (Vd und Vq) an einen Eingang einer Schaltung zur Transformation von Synchron- in Stationärkoordinaten 34 ein. Die Schaltung 34 zur Transformation von Synchron- in Stationärkoordinaten nimmt auch θ von einer Steuerung 38 auf. Die Eingänge einer Steuerung 38 sind mit den Ausgängen der Schaltung 34 zur Transformation von Synchron- in Stationärkoordinaten und mit dem Anweisungsdrehmoment Te verbunden. Ein Eingang eines Inverters mit Hochfrequenzsignaleinspeisung 40 ist mit einem Ausgang der Steuerung 38 verbunden. Stromsignale ia und ib werden von Eingangsanschlüssen des IPM-Motors 30 erfasst und an die Steuerung 38 rückgekoppelt. Der herkömmliche Betrieb der Komponenten 32, 34, 38 und 40 des Steuersystems 28 ist ferner in dem US-Patent Nr. 6,163,127 von Patel et al. beschrieben, das hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
- Wie in Fig. 3 gezeigt ist, bildet eine Einrichtung 42 zum Schätzen einer Rotorposition gemäß der vorliegenden Erfindung einen Teil der Steuerung 38. Die Einrichtung 42 zum Schätzen einer Rotorposition erzeugt Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC-Signale) für die d-Achse und q-Achse (Idq_cn) aus Stromsignalen ia und ib. Die NSSC- Signale für die d-Achse und q-Achse enthalten Rotorpositionsinformation. Stromsignale ia und ib werden an ein Tiefpassfilter 50 angelegt. Ausgaben des Tiefpassfilters 50 werden durch die Transformationsschaltung 52 von drei Phasen in zwei Phasen verarbeitet.
- Ausgaben der Transformationsschaltung 52 werden in das Grundkomponentenfilter 54 eingegeben, das die Stromsignale zusammen mit dem Rotorpositionswinkelsignal verarbeitet, um die Grundfrequenz des Rotors beispielsweise unter Verwendung eines Kerbfilters herauszufiltern. Das Grundkomponentenfilter 54 wandelt die Signale in positiv und negativ rotierende Trägerstromsignale mit Stationärrahmen (stationary frame positive and negative rotating carrier current signals) um. Die positiv und negativ rotierenden Trägerstromsignale mit Stationärrahmen werden zusammen mit dem Hochfrequenzspeisesignalwinkelpositionssignal (high frequency injection signal angular position signal) in ein Filter 58 für positiv rotierenden Trägerstrom (positive rotating carrier current filter) eingegeben. Das Filter 58 für positiv rotierenden Trägerstrom gibt d- Achsen- und q-Achsen-NSSC-Signale aus.
- Die d-Achsen- und q-Achsen-NSSC-Signale werden in eine Signalverarbeitungsschaltung 64 eingegeben. Ein Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung 64 wird in einen Regler 66 eingegeben. Ein Ausgang des Reglers 66 und das Anweisungsdrehmoment Te werden in einen Simulator 70 für ein mechanisches System (mechanical system simulator) eingegeben. Der Simulator 70 für ein mechanisches System erzeugt ein Rotorpositionsschätzsignal, das an die Signalverarbeitungsschaltung 64 rückgeführt wird.
- Die Signalverarbeitungsschaltung 64 erzeugt erste und zweite Rückkopplungssignale, die auf der Rotorpositionsschätzung basieren, die durch den Simulator 70 für ein mechanisches System erzeugt wird. Das erste Rückkopplungssignal wird durch eine Schaltung 74 zur Verstärkung einer zweiten Harmonischen erzeugt, die das Rotorpositionsschätzsignal von dem Simulator 70 für ein mechanisches System aufnimmt. Die Schaltung 74 zur Verstärkung der zweiten Harmonischen verstärkt die zweite Harmonische beispielsweise durch Erzeugung eines Signals Icn.eh θ. Ein Ausgabe der Schaltung 74 zur Verstärkung der zweiten Harmonischen wird in einen ersten Multiplizierer 80 eingegeben, der auch die d-Achsen- und q-Achsen-NSSC-Signale als Eingänge aufnimmt. Der erste Multiplizierer 80 gibt modifizierte (oder verstärkte) d-Achsen- und q-Achsn-NSSC- Signale (Is dq_cn_amp) an einen zweiten Multiplizierer 84 aus.
- Das zweite Rückkopplungssignal wird durch ein inverses Schenkelpolmodell 90 erzeugt, das das Rotorpositionsschätzsignal von dem Simulator 70 für ein mechanisches System aufnimmt. Das inverse Schenkelpolmodell 90 gibt das Signal an den zweiten Multiplizierer 84 aus, der auch die modifizierten d-Achsen- und q-Achsen-NSSC-Signale als Eingänge aufnimmt. Ein Ausgang des zweiten Multiplizierers 84 wird in den Regler 66 eingegeben. Der Regler 66 ist bevorzugt aus einer Gruppe von Proportional-(P)-, Proportional-Integral-(PI)-, Proportional-Integral- Differential-(PID)- und begrenzten PI-Reglern gewählt.
- Im Gebrauch werden die Statoranschlussströme erfasst und dann in äquivalente Zweiphasenströme in einem Stationärrahmen transformiert. Die transformierten Signale werden verarbeitet, um die Grundkomponenten und die positiv rotierenden Trägerstromkomponenten herauszufiltern. Dieser Prozess erzeugt die Stationärstromkomponenten mit negativer Sequenz, die in einem negativen Referenzrahmen rotieren, der Rotorpositionsinformation enthält. Der Prozess zur Berechnung der Trägerströme mit negativer Sequenz in dem negativen Referenzrahmen (Is dq_cn) ist detaillierter in dem US-Patent Nr. 6,163,127 von Patel et al. beschrieben.
- Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Simulator 70 für ein mechanisches System dazu verwendet, die Rotorposition von dem negativ rotierenden Trägerstrom in dem Signal des negativen Referenzrahmens (Is dq_cn) zu schätzen. Die Signale werden dann in einer Weise einer positiven Rückkopplung unter Verwendung von geschätzter Rotorposition von dem Simulator 70 für ein mechanisches System verstärkt. Es wird nur die zweite harmonische Komponente des Stromes, der in dem negativen Referenzrahmen rotiert, verstärkt. Im transienten Fall, wenn andere harmonische Ströme erzeugt werden, ist die Amplitude des sättigungsinduzierten harmonischen (d. h. zweiten) Stromes im Vergleich zur anderen Harmonischen relativ groß. Der Simulator 70 für ein mechanisches System führt den Phasenwinkel des sättigungsinduzierten harmonischen Signals (saturation-induced harmonic current). Die Ausbildung der zweiten Harmonischen als ein vorherrschendes Teil des Eingangssignals bezüglich anderer Harmonischen hilft die Führung dieses bestimmten Signals beizubehalten. Die Einrichtung zum Schätzen der Rotorposition kann als diskrete Schaltungen, als ein Algorithmus, der durch einen Prozessor und Speicher ausgeführt wird, als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder auf eine andere geeignete Art und Weise ausgeführt sein.
- In Fig. 4 ist das transiente Betriebsverhalten (von einem Motordrehmoment von -100% bis +100%) eines Antriebssystems mit 70 KW unter Verwendung der Einrichtung 42 zum Schätzen der Rotorposition gezeigt. Die Wellenform 100 ist das angewiesene Drehmoment Te, und die Wellenform 102 ist das Rückkopplungsdrehmoment. Wellenform 104 ist die geschätzte Rotorposition, und Wellenform 106 ist die tatsächliche Rotorposition. Die Einrichtung 42 zum Schätzen der Rotorposition sieht ein zuverlässiges Rotorpositionsschätzsignal im Vergleich zu anderen herkömmlichen sensorlosen Einrichtungen zum Schätzen der Rotorposition vor.
- Zusammengefasst umfasst eine Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition für einen Permanentmagnetmotor mit einem Stator und einem Rotor eine Erfassungsschaltung, die Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC) für die d-Achse und q-Achse erzeugt. Eine Signalverarbeitungsschaltung kombiniert die d-Achsen- und q-Achsen- NSSC-Signale mit ersten und zweiten positiven Rückkopplungssignalen, die auf einem Rotorpositionsschätzsignal basieren. Ein Regler ist mit einem Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung gekoppelt. Ein Simulator für ein mechanisches System, der mit dem Regler und einem Anforderungsdrehmomentsignal gekoppelt ist, erzeugt das Rotorpositionsschätzsignal. Die Signalverarbeitungsschaltung umfasst eine Schaltung zur Verstärkung einer zweiten Harmonischen, die das Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt und das erste Rückkopplungssignal an einen ersten Multiplizierer ausgibt. Die Signalverarbeitungsschaltung umfasst ein inverses Schenkelpolmodell, empfängt das Rotorpositionsschätzsignal und gibt das zweite Rückkopplungssignal an einen zweiten Multiplizierer aus.
Claims (24)
1. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition für einen
Permanentmagnetmotor, der einen Stator und einen Rotor umfasst, mit:
einer Erfassungsschaltung, die Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC) für die d-Achse und q-Achse erzeugt;
einer Signalverarbeitungsschaltung, die die d-Achsen- und q- Achsen-NSSC-Signale mit einem ersten positiven Rückkopplungssignal kombiniert, das auf einem Rotorpositionsschätzsignal basiert, um modifizierte d-Achsen- und q-Achsen-NSSC-Signale zu erzeugen;
einem Regler, der mit einem Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung gekoppelt ist; und
einem Simulator für ein mechanisches System, der mit einem Ausgang des Reglers gekoppelt ist und das Rotorpositionsschätzsignal erzeugt.
einer Erfassungsschaltung, die Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC) für die d-Achse und q-Achse erzeugt;
einer Signalverarbeitungsschaltung, die die d-Achsen- und q- Achsen-NSSC-Signale mit einem ersten positiven Rückkopplungssignal kombiniert, das auf einem Rotorpositionsschätzsignal basiert, um modifizierte d-Achsen- und q-Achsen-NSSC-Signale zu erzeugen;
einem Regler, der mit einem Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung gekoppelt ist; und
einem Simulator für ein mechanisches System, der mit einem Ausgang des Reglers gekoppelt ist und das Rotorpositionsschätzsignal erzeugt.
2. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 1,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung die modifizierten d-Achsen-
und q-Achsen-NSSC-Signale mit einem zweiten positiven
Rückkopplungssignal kombiniert, das auf einem Rotorpositionsschätzsignal
basiert.
3. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 2,
wobei der Simulator für ein mechanisches System ein
Anforderungsdrehmomentsignal aufnimmt.
4. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 3,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung einen ersten Multiplizierer
mit ersten Eingängen umfasst, die die d-Achsen- und q-Achsen-
NSSC-Signale aufnehmen.
5. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 4,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung eine Schaltung zur
Verstärkung einer zweiten Harmonischen mit einem Eingang umfasst, der
das Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt, und einem Ausgang, der
das erste Rückkopplungssignal an einen zweiten Eingang des ersten
Multiplizierers erzeugt.
6. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 5,
wobei der erste Multiplizierer das erste Rückkopplungssignal und
das d-Achsen-NSSC-Signal multipliziert, um das modifizierte d-
Achsen-NSSC-Signal zu erzeugen, und das erste
Rückkopplungssignal und das q-Achsen-NSSC-Signal multipliziert, um das
modifizierte q-Achsen-NSSC-Signal zu erzeugen.
7. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 6,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung einen zweiten Multiplizierer
mit ersten Eingängen umfasst, die die modifizierten d-Achsen- und
q-Achsen-NSSC-Signale von dem ersten Multiplizierer aufnehmen,
und einen Ausgang umfasst, der mit dem Regler gekoppelt ist.
8. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 7,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung ein inverses
Schenkelpolmodell umfasst, das einen Eingang aufweist, der das
Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt, und das das zweite
Rückkopplungssignal erzeugt, das an einen zweiten Eingang des zweiten
Multiplizierers ausgegeben wird.
9. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 1,
wobei der Regler gewählt ist aus der Gruppe von Proportional-(P),
Proportional-Integral-(PI), Proportional-Integral-Differential-(PID)
und begrenzten PI-Reglern.
10. Verfahren zum Schätzen einer Rotorposition für einen
Permanentmagnetmotor, der einen Stator und einen Rotor umfasst, mit den
Schritten, dass:
Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC) für die d-Achse und q-Achse erzeugt werden;
die d-Achsen und q-Achsen-NSSC-Signale unter Verwendung eines ersten positiven Rückkopplungssignals signalverarbeitet werden, das auf einem Rotorpositionsschätzsignal basiert; und
ein Simulator für ein mechanisches System verwendet wird, der einen Ausgang des Signalverarbeitungsschrittes aufnimmt, um das Rotorpositionsschätzsignal zu erzeugen.
Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC) für die d-Achse und q-Achse erzeugt werden;
die d-Achsen und q-Achsen-NSSC-Signale unter Verwendung eines ersten positiven Rückkopplungssignals signalverarbeitet werden, das auf einem Rotorpositionsschätzsignal basiert; und
ein Simulator für ein mechanisches System verwendet wird, der einen Ausgang des Signalverarbeitungsschrittes aufnimmt, um das Rotorpositionsschätzsignal zu erzeugen.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
mit dem Schritt, dass der Ausgang des Signalverarbeitungsschrittes
reguliert wird, um ein reguliertes Signal zu erzeugen, bevor der
Simulator für ein mechanisches System verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
ferner mit dem Schritt, dass der Ausgang des
Signalverarbeitungsschrittes mit einem zweiten positiven Rückkopplungssignal, das auf
einem Rotorpositionsschätzsignal basiert, vor dem
Regulierungsschritt kombiniert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
wobei der Simulator für ein mechanisches System einen zweiten
Eingang aufweist, der ein Drehmomentanforderungssignal
aufnimmt.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
wobei der Signalverarbeitungsschritt umfasst, dass die d-Achsen-
und q-Achsen-NSSC-Signale mit dem ersten Rückkopplungssignal
multipliziert werden, das durch einen Verstärker für die zweite
Harmonische ausgegeben wird, um modifizierte d-Achsen- und q-
Achsen-NSSC-Signale zu erzeugen.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
wobei der Verstärker für die zweite Harmonische einen Eingang
aufweist, der das Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
ferner mit dem Schritt, dass die modifizierten d-Achsen- und q-
Achsen-NSSC-Signale mit dem zweiten Rückkopplungssignal
multipliziert werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
wobei das zweite Rückkopplungssignal durch ein inverses
Schenkelpolmodell erzeugt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
wobei das inverse Schenkelpolmodell einen Eingang aufweist, der
das Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt.
19. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition für einen
Permanentmagnetmotor, der einen Stator und einen Rotor umfasst, mit:
einer Erfassungsschaltung, die Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC) für die d-Achse und q-Achse erzeugt; einer Signalverarbeitungsschaltung, die die d-Achsen- und q-
Achsen-NSSC-Signale mit ersten und zweiten positiven Rückkopplungssignalen kombiniert, die auf einem Rotorpositionsschätzsignal basieren;
einem Regler, der mit einem Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung gekoppelt ist; und
einem Simulator für ein mechanisches System, der einen ersten Eingang aufweist, der mit einem Ausgang des Reglers gekoppelt ist, der einen zweiten Eingang aufweist, der ein Anforderungsdrehmomentsignal aufnimmt, und der das Rotorpositionsschätzsignal erzeugt.
einer Erfassungsschaltung, die Stationärstromsignale mit negativer Sequenz (NSSC) für die d-Achse und q-Achse erzeugt; einer Signalverarbeitungsschaltung, die die d-Achsen- und q-
Achsen-NSSC-Signale mit ersten und zweiten positiven Rückkopplungssignalen kombiniert, die auf einem Rotorpositionsschätzsignal basieren;
einem Regler, der mit einem Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung gekoppelt ist; und
einem Simulator für ein mechanisches System, der einen ersten Eingang aufweist, der mit einem Ausgang des Reglers gekoppelt ist, der einen zweiten Eingang aufweist, der ein Anforderungsdrehmomentsignal aufnimmt, und der das Rotorpositionsschätzsignal erzeugt.
20. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 19,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung einen ersten Multiplizierer
mit ersten Eingängen umfasst, die die d-Achsen- und q-Achsen-
NSSC-Signale aufnehmen.
21. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 20,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung eine Schaltung zur
Verstärkung einer zweiten Harmonischen umfasst, die das
Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt und die das erste Rückkopplungssignal an
einen zweiten Eingang des ersten Multiplizierers ausgibt.
22. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 21,
wobei der erste Multiplizierer modifizierte d-Achsen- und q-Achsen-
NSSC-Signale ausgibt.
23. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 22,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung einen zweiten Multiplizierer
mit ersten Eingängen umfasst, die die modifizierten d-Achsen- und
q-Achsen-NSSC-Signale von dem ersten Multiplizierer aufnehmen.
24. Einrichtung zum Schätzen einer Rotorposition nach Anspruch 23,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung ein inverses
Schenkelpolmodell umfasst, das das Rotorpositionsschätzsignal aufnimmt und
das das zweite Rückkopplungssignal an einen zweiten Eingang des
zweiten Multiplizierers ausgibt.
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