[發明專利]用于低速永磁電機操作的方法和裝置

有效

• 申請號: 201010282812.1
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN102025302A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: N·R·帕特爾;Y·C·森
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/18;H02P21/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧

1.一種用于永磁電機的低速無傳感器控制的方法，包括：

將高頻信號引入到所述永磁電機的通量軸線中；以及

響應于所述永磁電機的通量軸線上的通量軸線誤差信號和所述永磁電機的扭矩軸線上的扭矩軸線誤差信號二者而以無傳感器的方式確定轉子位置和轉子速度，所述通量軸線誤差信號和所述扭矩軸線誤差信號二者均是響應同步基準幀中的電流矢量信號而確定的。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述轉子位置和所述轉子速度的步驟包括：

響應于第一誤差信號和通量軸線誤差信號加權因子來生成通量軸線誤差信號；

響應于第二誤差信號和扭矩軸線誤差信號加權因子來生成扭矩軸線誤差信號；

將所述第一誤差信號和所述第二誤差信號合并以生成合并的誤差信號；以及

響應于所述合并的誤差信號以無傳感器的方式確定所述轉子位置和所述轉子速度。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成所述通量軸線誤差信號的步驟包括響應同步基準幀偏移值生成所述第一誤差信號。

4.一種用于永磁電機的無傳感器控制器，包括：

第一信號處理通道，用于響應所述永磁電機的通量軸線來確定第一誤差分量信號；

第二信號處理通道，用于響應所述永磁電機的扭矩軸線來確定第二誤差分量信號；以及

速度/位置生成器，用于響應所述第一誤差分量信號和所述第二誤差分量信號生成無傳感器轉子速度和無傳感器轉子位置。

5.一種電機系統，包括：

包括多個相的永磁電機；

逆變器，用于響應于調制控制信號而生成多個相信號，并且與所述永磁電機聯接以便將所述多個相信號中的各個相信號提供給所述永磁電機的所述多個相中的對應一個；

控制器，用于響應無傳感器位置信號、無傳感器速度信號和相電流信號生成所述調制控制信號，所述相電流信號對應于所述多個相信號中的一個或多個的電流，以及

無傳感器位置和速度估計器，用于響應所述相電流信號生成所述無傳感器位置信號和所述無傳感器速度信號，其中所述無傳感器位置和速度估計器包括：

低速誤差提取模塊，用于響應所述相電流、無傳感器位置反饋信號和無傳感器速度反饋信號來確定低速誤差信號；

高速誤差提取模塊，用于響應所述相電流、所述無傳感器位置反饋信號和所述無傳感器速度反饋信號來確定高速誤差信號；以及

誤差合并模塊，用于響應所述高速誤差信號和所述低速誤差信號來確定所述無傳感器位置信號和所述無傳感器速度信號，其中所述無傳感器位置反饋信號等于所述無傳感器位置信號，并且所述無傳感器速度反饋信號等于所述無傳感器速度信號，并且其中所述相電流對應于所述永磁電機的所述多個相上的電流；

其中，所述低速誤差提取模塊包括：

第一信號處理通道，用于響應所述永磁電機的通量軸線確定第一誤差分量信號；

第二信號處理通道，用于響應所述永磁電機的扭矩軸線確定第二誤差分量信號；以及

速度/位置生成器，用于響應所述第一誤差分量信號和所述第二誤差分量信號生成所述無傳感器轉子速度和所述無傳感器轉子位置。

6.根據權利要求4或5所述的無傳感器控制器，其特征在于，所述速度/位置生成器包括：

與所述第一信號處理通道聯接的第一信號加權模塊，用于響應于所述第一誤差分量信號和通量軸線誤差信號加權因子來生成通量軸線誤差信號；

與所述第二信號處理通道聯接的第二信號加權模塊，用于響應于所述第二誤差分量信號和扭矩軸線誤差信號加權因子來生成扭矩軸線誤差信號；以及

與所述第一信號加權模塊和所述第二信號加權模塊聯接的誤差信號加法器，用于合并所述通量軸線誤差信號和所述扭矩軸線誤差信號，從而生成合并的誤差信號，響應于所述合并的誤差信號生成無傳感器轉子速度。

7.根據權利要求4或5所述的無傳感器控制器，其特征在于，所述第一信號處理通道包括角度計算器，所述角度計算器用于響應所述同步基準幀中在所述第一誤差信號與所述第二誤差信號之間的角度差來生成所述第一誤差分量信號。

8.根據權利要求4或5所述的無傳感器控制器，其特征在于，所述第一和第二信號處理通道包括相應的第一和第二解碼通道，所述第一和第二解碼通道均至少包括二階帶通濾波器和二階低通濾波器。