【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于永磁同步三相旋转电机的命令系统的领域，例如无刷马达，特定来说例如已知以首字母缩写pmsm(permanent-magnet synchronous motors)的由具有至少三个相的命令驱动的永磁同步马达，且更具体来说涉及不具有位置和速度传感器的用于此马达的方法和命令装置。
技术介绍
1、用于旋转电机或电动马达的无传感器控制方法和装置已知用于在启动时在相对高速度和低电阻性负载下驱动应用。
2、无传感器命令在稳定机制中特别有效，但在某些操作模式中包括缺点：
3、a.-在也被称为自由转动的自由旋转阶段中，无传感器命令无法估计转子的角位置，因为不存在由逆变器施加到同步电机的电压；
4、b.-在低速或启动阶段中，无传感器算法具有存在不稳定性和错误信息的风险的缺点。
5、因此需要针对这些模式使用第二位置估计或测量系统：
6、对于自由旋转，此第二系统最经常基于pll电路，利用所述电路从来自马达的电动势(emf)电压的测量重新计算速度和角度。
7、对于低速，另一解决方案是将基于电动势的测量的命令与使用电机的投影(通过频率注入从不同于lq的ld提取的位置)的无传感器方法组合，或另外使用位置传感器或甚至使用开环命令。
8、技术问题
9、来自当今技术水平的解决方案因此需要相异的系统在模式改变“收到命令的马达”/“自由旋转马达”/“低速”期间重新进行大量的位置估计或测量，且需要管理这些模式之间的转变。这些转变涉及因系统中的每一个在模式改变
10、在控制系统中可见到此现象(超过对来自驱动器的命令的响应中的时延时间)。因此在用于电推进的马达系统的情况下，在一些飞行阶段中，特定来说在下降和巡航中，马达控制必须响应于频繁的模式改变，收到命令的马达模式和自由旋转马达模式，且已知解决方案并不用来连续地管理这些模式改变。类似地在通过同步电机的相的短路的制动类型模式的情况下，测量可不再考虑命令或测得电压。
11、本申请的领域特定来说涉及几十千瓦到数百千瓦的旋转电机或马达，其具有用于控制其旋转的若干对极杆。额外问题是在马达轴杆的360°上具有10个电气扇区的马达的情况下，所述10个扇区自身被细分到360°电气中，这就需要角度精度比光学或其它传感器的机械精度大得多。
技术实现思路
1、根据现有技术，本公开涉及一种用于永磁同步旋转电机或无刷马达的旋转的控制装置，以及用于估计此电机的转子的角位置的方法，其在所述电机和驱动此电机的逆变器的所有操作模式下提供此转子的位置信息的可用性，这样做不会在模式之间的转变时损失信息。根据本专利技术的控制装置随后表现得类似于具备虚拟位置传感器的装置。
2、为此，本公开更具体来说提出一种配备有控制装置的永磁同步三相旋转电机，所述控制装置包括用于驱动所述电机的相的逆变器的命令处理器，其中所述处理器包括用于所述电机的转子的角速度和位置估计器模块，所述角速度和位置估计器模块在其输入处配备有输入选择器模块，所述输入选择器模块接收数字电压数据，其中所述输入选择器模块由用于所述电机的操作模式命令(sel)驱动，且其中所述输入选择器模块被配置成用于选择：
3、a.-在所述电机的被供电操作模式中，用于表示来自所述逆变器的相a、b、c的三相命令电压va_cmd、vb_cmd、vc_cmd的数据的输入；
4、b.-在自由旋转模式中，用于表示所述电机的相a、b、c的三相测得电压va_mes、vb_mes、vc_mes的数据的输入；
5、c.-在所述电机的相的短路模式中，强制为零的电压数据的输入；
6、作为用于所述电机的所述角速度和位置估计器模块的输入数据。
7、通过此输入选择器装置，可在所述三个操作模式期间使用用于估计电气位置的相同算法，且因此可在模式之间的转变期间避免新估计器的激活和收敛。
8、在下文段落中公开的特性对应于可彼此独立或彼此组合地实施的实施例：
9、表示测得电压的数据有利地是来自定子参考系中的二相模型的二相电压类型数据vα1和vβ1，所述二相电压类型数据是借助于第二克拉克变换从测得电压va_mes、vb_mes、vc_mes计算出的。
10、二相参考系的使用简化了计算。
11、角速度和位置估计器模块可以包括用于获得计算的收敛的锁相环功能。
12、此模块可以进一步包括：
13、a.逆派克矩阵p(-θ)模块，除了来自所述选择器模块的电压数据之外，其还在输入上接收借助于第三克拉克变换从用于所述电机的相的电流ia、ib、ic计算出的电流数据iα和iβ，其中所述逆派克矩阵子模块供应δ、γ转子旋转参考系中的电压vδ、vγ和电流iδ、iγ以用于估计；
14、b.反电动势估计器模块emf est，其给出所述旋转参考系中的反电动势值eδ、eγ以用于估计；
15、c.速度估计器子模块sp est和角度估计器子模块angle est，所述速度估计器子模块具有估计速度作为输出数据，在所述反电动势估计器子模块emf est上环回，其中所述速度和角度估计器模块具有所述电机的转子的估计速度se和估计角度ae作为输出数据。
16、估计角度ae在第一数学函数模块中分布，所述第一数学函数模块：
17、一方面从在所述逆变器的输出处测得的电流ia、ib、ic计算校正电流iγ1fb，其中所述电流iγ1fb是在第一比较器的第二输入处被接收，所述第一比较器在其第一输入处接收用于设定iγ1c的计算出的电流，其中所述第一比较器作为对第一电流iγ控制模块的输入来放置，所述第一电流iγ控制模块的输出位于对第二数学函数模块的输入处，所述第二数学函数模块用于计算所述逆变器的命令电压va_cmd、vb_cmd、vc_cmd；以及
18、另一方面从在所述逆变器的输出处测得的所述电流ia、ib、ic计算校正电流iδ1fb，其中所述电流iδ1fb是在第三比较器的第二输入处被接收，所述第三比较器在其第一输入处接收用于设定iδ1c的计算出的电流，其中所述第三比较器作为对第二电流控制模块的输入来放置，所述第二电流控制模块的输出位于对第二数学函数模块的输入处，所述第二数学函数模块用于计算所述逆变器的命令电压va_cmd、vb_cmd、vc_cmd。
19、估计速度se可以在对速度控制器模块的输入处传输到第二比较器的第二输入，其中所述第二比较器的第一输入是速度设定sc，且所述速度控制器模块连接到提供所述设定电流iγ1c和iδ1c的操作点计算模块。
20、电压数据vα2和vβ2优选地来自第二数学函数模块。
21、表示命令电压的所述数据有利地是来自定子参考系中的二相模型的二相电压类型数据vα2和vβ2，所述二相电压类型数据对应于三相命令电压va_cmd、vb_cmd、vc_cmd的第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种配备有控制装置的永磁同步三相旋转电机(40)，所述控制装置包括用于驱动所述电机的相的逆变器(30)的命令处理器(100)，其特征在于，所述处理器包括用于所述电机的转子的角速度和位置估计器模块(10)，所述角速度和位置估计器模块在其输入处配备有输入选择器模块(1)，所述输入选择器模块接收数字电压数据，其中所述输入选择器模块由用于所述电机的操作模式命令(SEL)驱动，且其中所述输入选择器模块被配置成用于选择：
2.根据权利要求1所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，表示测得电压的所述数据是来自定子参考系中的二相模型的二相电压类型数据Vα1和Vβ1，所述二相电压类型数据是借助于第二克拉克变换(3)从测得电压Va_mes、Vb_mes、Vc_mes计算出的。
3.根据权利要求1或2所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，所述角速度和位置估计器模块(10)包括锁相环功能且包括：
4.根据权利要求3所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，所述估计角度AE在第一数学函数模块(106)中分布，所述第一数学函数模块：
5.根据权利要求4所述
6.根据权利要求4所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，所述电机处于扭矩命令中，且其中所述装置包括在到操作点计算模块(109)的输入处的扭矩/电流变换模块(110)，所述操作点计算模块提供所述设定电流Iγ1C和Iδ1c。
7.根据权利要求5或6所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，所述电压数据Vα2和Vβ2来自所述第二数学函数计算模块(105)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，表示命令电压的所述数据是来自定子参考系中的二相模型的二相电压类型数据Vα2和Vβ2，所述二相电压类型数据对应于所述三相命令电压Va_cmd、Vb_cmd、Vc_cmd的第一克拉克变换(2)。
9.一种用于估计三相永久磁体同步旋转电机(40)的电气位置的方法，所述方法收到根据前述权利要求中任一项所述的控制装置的命令，其特征在于，所述方法包括在以下各项当中选择随所述电机的操作模式而变的电压输入数据：
10.根据权利要求9所述的用于估计的方法，其特征在于，所述计算算法是锁相环类型算法。
11.根据权利要求9或10所述的用于估计的方法，其特征在于，所述估计角度AE和所述估计速度SE用作用于校正所述同步电机的转速计算和用于在所述控制装置中计算用于驱动驱动所述电机的相的所述逆变器(30)的电流和电压的数据。
12.根据权利要求9至11所述的用于估计的方法，其特征在于，所述马达的驱动是通过速度或扭矩来完成。
13.一种包括指令的计算机程序，所述指令用于当此程序由处理器执行时实施根据权利要求9至12中任一项所述的方法。
14.一种计算机可读非易失性记录介质，根据权利要求13所述的程序记录于所述计算机可读非易失性记录介质上。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种配备有控制装置的永磁同步三相旋转电机(40)，所述控制装置包括用于驱动所述电机的相的逆变器(30)的命令处理器(100)，其特征在于，所述处理器包括用于所述电机的转子的角速度和位置估计器模块(10)，所述角速度和位置估计器模块在其输入处配备有输入选择器模块(1)，所述输入选择器模块接收数字电压数据，其中所述输入选择器模块由用于所述电机的操作模式命令(sel)驱动，且其中所述输入选择器模块被配置成用于选择：
2.根据权利要求1所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，表示测得电压的所述数据是来自定子参考系中的二相模型的二相电压类型数据vα1和vβ1，所述二相电压类型数据是借助于第二克拉克变换(3)从测得电压va_mes、vb_mes、vc_mes计算出的。
3.根据权利要求1或2所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，所述角速度和位置估计器模块(10)包括锁相环功能且包括：
4.根据权利要求3所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，所述估计角度ae在第一数学函数模块(106)中分布，所述第一数学函数模块：
5.根据权利要求4所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，所述电机处于速度命令中，且其中所述估计速度se在对速度控制器模块(102)的输入处传输到第二比较器(101)的第二输入，其中所述第二比较器的第一输入是速度设定sc，且所述速度控制器模块(102)连接到提供所述设定电流iγ1c和iδ1c的操作点计算模块(109)。
6.根据权利要求4所述的永磁同步三相旋转电机，其特征在于，所述电机处于扭矩命令中，且其中所述装置包括在到操作点计算模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾蒂恩内·安内，杰雷米·丘诺特，瓦伦廷·安托伊内·马克西姆·梅斯尼尔，
申请(专利权)人：赛峰电气与电源公司，
类型：发明
国别省市：
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