[發明專利]永磁電動機啟動

有效

• 申請號: 200910135135.8
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號: CN101567652A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: Y·C·森;B·H·裴;M·米拉尼
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: H02P1/26
• 分類號: H02P1/26;H02P25/00;H02P21/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬;楊松齡

技術領域

本發明總的涉及電動機系統，尤其涉及用于電動機系統中永 磁交流(AC)電動機的無傳感器啟動的方法和裝置。

背景技術

根據基于電壓和電流而不使用轉子位置或速度傳感器來估 算轉子位置的常規算法(即根據“無傳感器算法”)，在永磁交流(AC) 電動機的啟動加速期間，電流矢量位置被迫隨著固定廓線(fixed?profile) 而增加，并且希望該電動機的轉子位置落后于該電流矢量位置，同時電 流幅值被控制為恒定的。如果在啟動程序期間需要大的負載轉矩，就要 將電流設的足夠高從而產生所需的啟動轉矩，而在輕負載狀態下，電流 引起電流矢量和電動機中轉子位置之間的角度差的瞬時振蕩。這些瞬時 振蕩在永磁交流電動機的啟動期間在該電動機中產生不希望的機械振 蕩。

因此，希望提供減少機械振蕩的用于電動機系統中永磁交流 電動機啟動的方法和裝置。另外，希望防止永磁交流電動機無傳感器啟 動期間的電流過沖。此外，結合附圖和上述技術領域及背景技術，根據 隨后的詳細說明和所附的權利要求，本發明的其它合乎需要的部件和特 征是顯而易見的。

發明內容

提供一種用于永磁交流(AC)電動機啟動的方法。該方法 包括如下步驟：檢測永磁交流電動機的啟動；在檢測到永磁交流電動機 的啟動時，檢測該永磁交流電動機的機械振蕩；和，響應于檢測到啟動 時永磁交流電動機機械振蕩的檢測，抑制永磁交流電動機的機械振蕩。

另外，提供一種產生用于永磁交流電動機控制的轉矩指令電 流的控制器。該控制器包括電流脈動檢測器、啟動轉矩指令模塊、轉矩 至電流轉換器和啟動開關控制器。該電流脈動檢測器檢測永磁交流電動 機定子電流中的電流脈動并響應于此產生電流脈動信號。該啟動轉矩指 令模塊耦合到電流脈動檢測器并響應于電流脈動信號改變預定的啟動 轉矩指令從而產生轉矩指令。該轉矩至電流轉換器將轉矩指令轉換為轉 矩指令電流，在永磁交流電動機啟動之后，在永磁交流電動機的轉速小 于預定速度時，該啟動開關控制器使啟動轉矩指令模塊與轉矩至電流轉 換器相聯。

此外，提供一電動機系統，該電動機系統包括永磁交流電動 機、場定向控制器和控制器。場定向控制器耦合到永磁交流電動機用來 改變供給到該永磁交流電動機的相電流，從而提供電控制。控制器耦合 到該相電流并且包括電流脈動檢測器、啟動轉矩指令模塊、轉矩至電流 轉換器和啟動開關控制器。該電流脈動檢測器檢測永磁交流電動機相電 流中的電流脈動并響應于此產生電流脈動信號。該啟動轉矩指令模塊耦 合到電流脈動檢測器，用于響應于電流脈動信號改變預定的啟動轉矩指 令從而產生轉矩指令。然后，轉矩至電流轉換器將轉矩指令轉換為轉矩 指令電流。在永磁交流電動機啟動之后，在檢測到的永磁交流電動機轉 速小于預定速度時，該啟動開關控制器使啟動轉矩指令模塊與轉矩至電 流轉換器相聯。該場定向控制器進一步耦合到轉矩至電流轉換器，用于 響應于脈沖寬度調制的電流來改變用于永磁交流電動機控制的相電流， 該脈沖寬度調制電流是響應于轉矩指令電流而產生的。

附圖說明

在下文中將結合附圖來描述本發明，其中相同的附圖標記表 示相同的元件，并且

圖1，包括圖1A、圖1B和圖1C，圖示了電動機系統運行狀態 的矢量圖；

圖2圖示了根據本發明一個實施例的電動機系統的方框圖；

圖3圖示了根據本發明一個實施例的圖2所示電動機系統中 的電流脈動檢測器的方框圖；

圖4，包括圖4A和圖4B，圖示了根據本發明的實施例、既不 利用轉矩阻尼也不利用速度阻尼的電動機系統的啟動響應圖形；

圖5，包括圖5A和圖5B，圖示了根據本發明的實施例、利用 轉矩阻尼的電動機系統的啟動響應圖形；

圖6，包括圖6A和圖6B，圖示了根據本發明的實施例、利用 速度阻尼的電動機系統的啟動響應圖形；

圖7，包括圖7A和圖7B，圖示了根據本發明的實施例、利用 轉矩阻尼和速度阻尼的圖2所示電動機系統的啟動響應圖形；和

圖8，包括8A和圖8B，圖示了根據本發明實施例的沒有轉矩 和速度阻尼的電動機系統的電流響應圖形(圖8A)和根據本發明實施例 的帶有轉矩和速度阻尼的圖2所示電動機系統的電流響應圖形(圖8B)。

具體實施方式