电机驱动设备及其控制方法技术

这里公开了一种电机驱动设备及其控制方法。该电机驱动设备包括：电机，具有包括永磁体的转子、和定子；逆变器，向电机供应驱动电力；和控制单元，当该转子的旋转速度小于预置启动速度时，使用启动估计来估计参数，当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩等于或小于预置驱动转矩时，在补偿静寂时间的同时使用驱动估计来估计参数，并且当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩超出预置驱动转矩时，无需静寂时间补偿使用驱动估计来估计参数。

【技术实现步骤摘要】


本公开涉及估计用于控制的参数的电机驱动设备以及该电机驱动设备的控制方法。

技术介绍

电机是从电能获得旋转力的设备，并且可包括定子和转子。转子可被配置以与定子进行电磁相互作用，并且可通过在磁场和线圈中流动的电流之间起作用的力而旋转。
电机通过接收逆变器(inverter)生成的驱动电力而操作。而且，为了生成驱动电力，应在速度控制器中生成电流命令，应在电流控制器中生成电压命令，并且逆变器应接收生成的命令。而且，速度控制器和电流控制器由比例积分微分(PID)控制器形成，并且PID控制器的增益由参数确定。由此，确定参数应领先于供应电机的驱动电力。然而，固定常数参数可已经在参数之中存在；可变参数可取决于每一状况而存在。例如，相阻(phaseresistance)、反电动势常数、d轴电感、和q轴电感可以是可变参数。

技术实现思路

该公开提供了估计反映电感器(inductor)的非线性的参数的电机驱动设备、及其控制方法。
根据实施例，一种电机驱动设备包括：电机，具有包括永磁体的转子、和定子；逆变器，向电机供应驱动电力；和控制单元，通过供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时间量来估计参数，并通过供应阶梯状复合方波作为驱动电流，基于驱动电流的极性来补偿静寂时间(deadtime)。
另外，根据实施例，该控制单元可控制逆变器，使得该驱动电流成为由于锯齿波形的命令电流导致的阶梯状复合方波，并且可基于转子的位置生成锯齿波形的命令电流。
另外，根据实施例，该控制单元可控制该逆变器，使得供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间不重叠。
另外，根据实施例，该控制单元中估计的参数可以是相阻、反电动势常数、d轴电感、和q轴电感。
另外，根据实施例，当转子的转矩(torque)等于或大于预置驱动转矩时，该控制单元可以不控制该逆变器，使得该驱动电流成为阶梯状复合方波。
另外，根据实施例，当转子静止(atstandstill)时，该控制单元可使用启动(startup)估计来估计参数。
根据另一实施例，一种电机驱动设备包括：电机，具有包括永磁体的转子、和定子；逆变器，向电机供应驱动电力；和控制单元，当该转子的旋转速度小于预置启动速度时，使用启动估计来估计参数，当该转子的旋转速度小于预置启动速度时，使用启动估计来估计参数，当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩等于或小于预置驱动转矩时，在静寂时间补偿的同时使用驱动估计来估计参数，并且当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩超出预置驱动转矩时，无需静寂时间补偿使用驱动估计来估计参数。
另外，根据另一实施例，该控制单元可控制逆变器以供应d轴高频测试电压和q轴高频测试电压，以便在控制单元的启动估计中估计d轴电感、q轴电感、和相阻，并且控制单元可控制逆变器来供应第一d轴直流电测试电流和第二d轴直流电测试电流，以便在控制单元的启动估计中估计相阻。
另外，根据另一实施例，该控制单元可控制逆变器以供应仅q轴电流，以便控制转子的旋转速度小于预置启动速度，并且计算剩余帧的d轴磁通和q轴磁通，以便在控制单元的启动估计中估计反电动势常数。
另外，根据另一实施例，该控制单元可控制逆变器以供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时间量，以便在控制单元的驱动估计中估计相阻、反电动势常数、d轴电感、和q轴电感。
另外，根据另一实施例，该控制单元可控制逆变器使得驱动电流成为阶梯状复合方波，并且在控制单元的静寂时间补偿中基于驱动电流的极性来补偿静寂时间。
根据实施例，一种电机驱动设备的控制方法包括：供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时间量；基于供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间、以及不供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间的d轴电流和q轴电流，来估计参数；供应阶梯状复合方波作为驱动电流；和基于驱动电流的极性来补偿静寂时间。
根据另一实施例，一种电机驱动设备的控制方法包括：当该转子的旋转速度小于预置启动速度时，使用启动估计来估计参数，当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩等于或小于预置驱动转矩时，在补偿静寂时间的情况下使用驱动估计来估计参数，并且当该转子的旋转速度等于或大于预置启动速度并且转子的转矩超出预置驱动转矩时，无需补偿静寂时间使用驱动估计来估计参数。
附图说明
根据结合附图进行的实施例的以下描述，本公开的这些和/或其他方面将变得清楚和更易于理解，其中：
图1是根据实施例的电机驱动设备的框图；
图2是根据实施例的电机的轴向横断面视图；
图3是根据实施例的电机的横向横断面视图；
图4是根据实施例的转子的横向横断面视图；
图5是根据实施例的转子芯的横向横断面视图；
图6是根据实施例的转子的透视图；
图7、8和9是根据实施例的电机驱动设备的驱动单元、检测单元、储存单元、和控制单元的框图；
图10是图示了根据电机的旋转速度和转矩的、参数估计方法的示例的图形；
图11是示出了命令电压与逆变器的驱动电压和驱动电流之间的误差的图形；
图12A、12B、12C和12D是示出了根据实施例的当补偿静寂时间时的命令电流和驱动电流的图形；
图13是根据实施例的在驱动估计期间供应的测试电流的图形；
图14是根据实施例的估计的相阻和真实相阻的图形；
图15是根据实施例的估计的反电动势常数和真实反电动势常数的图形；
图16是根据实施例的估计的d轴电感和真实的d轴电感的图形；
图17是根据实施例的估计的q轴电感和真实的q轴电感的图形；
图18是根据实施例的在电机驱动设备中估计参数的方法的流程图；和
图19、20、21和22是根据其他实施例的在电机驱动设备中估计参数的方法的流程图。
具体实施方式
本说明书中描述的实施例和图中图示的配置仅是本公开的优选实施例，并且在应用本申请时可存在能够替代本说明书的这些实施例和图的各种修改实施例。
将参考附图来描述电机驱动设备1和电机驱动设备1的控制方法的实施例。
其后，将参考图1来描述电机驱动设备的实施例。
图1图示了电机驱动设备的配置。
电机驱动设备1可包括驱动单元405、电力单元500、检测单元700、控制单元800、储存单元600、输入单元560和显示单元550。
驱动单元405是用于接收控制单元800的控制信号以生成电机100的驱动力的装置。而且，驱动单元405可包括逆变器450和电机100。
逆变器450是用于基于控制单元800的控制信号向电机100供应转换的电力的装置。而且，电机100是用于通过将从逆变器450和电力单元500提供的电力转换为机械能、而生成旋转力的装置，并且可包括转子200和定子300。
将在图7到9中详细描述逆变器450，并且将在图2到6中详细描述电机100。
电力单元500可包括电网电力520和DC链路电力510。
电网电力520是用于向DC链路电力510等提供AC电力的电力装置。电网电力520可从外部接收电力，并将电力传送到DC链路电力510，或者作为电池将化学能转换为电能，并将电能传送到DC链路电力510。
DC链路电力510将从电网电力520接收的AC电力转换为DC电力，以便提供用于驱动逆变器450的电能。
检测单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动设备，包括：电机，具有包括永磁体的转子、和定子；逆变器，被配置为向电机供应驱动电力；和控制单元，被配置为通过供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时间量来估计参数，并被配置为通过供应阶梯状复合方波作为驱动电流，基于驱动电流的极性来补偿静寂时间。

【技术特征摘要】
2014.12.30 KR 10-2014-01930601.一种电机驱动设备，包括：
电机，具有包括永磁体的转子、和定子；
逆变器，被配置为向电机供应驱动电力；和
控制单元，被配置为通过供应d轴测试电流和q轴测试电流达到预定时
间量来估计参数，并被配置为通过供应阶梯状复合方波作为驱动电流，基于
驱动电流的极性来补偿静寂时间。
2.根据权利要求1的电机驱动设备，其中该控制单元控制逆变器，使
得该驱动电流成为由于锯齿波形的命令电流导致的阶梯状复合方波。
3.根据权利要求2的电机驱动设备，其中该控制单元基于转子的位置
生成锯齿波形的命令电流。
4.根据权利要求1的电机驱动设备，其中该控制单元控制该逆变器，
使得供应d轴测试电流和q轴测试电流的时间不重叠。
5.根据权利要求1的电机驱动设备，其中该控制单元中估计的参数是
相阻、反电动势常数、d轴电感、和q轴电感。
6.根据权利要求1的电机驱动设备，其中当转子的转矩等于或大于预
置驱动转矩时，该控制单元不控制该逆变器，使得该驱动电流成为阶梯状复
合方波。
7.根据权利要求1的电机驱动设备，其中当转子静止时，该控制单元
使用启动估计来估计参数。
8.根据权利要求1的电机驱动设备，其中当该转子的旋转速度小于预
置启动速度时，该控制单元使用启动估计来估计参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛钟玄，金真雄，HS徐，河廷穓，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，首尔大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR