[发明专利]内部永久磁体电机的启动和重新启动

说明书

技术领域

本发明一般地涉及内部永久磁体(IPM)电机，更具体地说，涉及IPM电机的启动和重新启动。

背景技术

内部永久磁体电机用于许多不同的应用场合，包括(但是不限于)车辆应用场合。例如，IPM电机可以使用在车辆交流发电机-起动机(alternator-starter、)系统中，以便为发动机启动而转动发动机曲轴并且为车辆电负载发电。在某些车辆中，通过″运转和熄火″操作，就是说，通过根据排放物和汽油消耗量等级使发动机运转和熄火来节省能量和减少排放物。这样的发动机例如在市区走走停停的运行过程中可能需要重复的启动。

不仅在车辆应用场合而且在其它应用场合，在重新启动过程中若干种情况会影响IPM电机的性能。例如，控制IPM电机的处理器的故障可能使所述电机失去同步。对于IPM电机来说，在这样的情况下最好平滑地启动和重新启动。

发明内容

在一个实施例中，本发明针对一种启动永久磁体电机的方法，所述永久磁体电机是利用检测电机转子位置的一个或多个位置检测模块来控制的。在静止参考系中检测电机定子电压。根据检测的电压来估计电机转子的初始速度。根据估计的初始速度来将所述一个或多个位置检测模块中的至少一个模块初始化。

在另一种配置中，启动IPM电机的方法包括向电机提供电力和检测一个或多个定子电压。在禁用对至电机的电流的调节同时，利用所述一个或多个检测的电压来估计电机转子的初始速度和位置。在禁用对所述电机的转矩命令的同时，根据所估计的初始转子速度和位置来开始电流调节。

在又一个实施例中，一种驱动系统包括具有转子和定子的内部永久磁体(IPM)电机。控制器包括：调节对电机的电流命令的一个或多个电流调节器；把信号转到定子的门驱动器；和检测转子的定位的一个或多个位置检测模块。所述控制器：在静止参考系中测量d轴和q轴定子电压；根据所测量的电压估计转子的初始速度；和根据所估计的初始速度将所述一个或多个位置检测模块中的至少一个模块初始化。

从下文中提供的详细说明将明白本发明的应用可能性的其他方面。应当指出，以下的详细说明和具体实例虽然给出本发明的示范性实施例，但是，仅仅是为说明的目的设计的，而不是想要限制本发明的范围。

附图说明

从以下的详细说明和附图将更充分地理解本发明，附图中：

图1是按照本发明一个实施例的用于发动机动力车辆的交流发电机-起动机系统的示意图；

图2是图1中示出的交流发电机-起动机系统的逆变器和电机的示意图；

图3是按照本发明一个实施例的IPM电机的剖面图；

图4是按照本发明一个实施例的交流发电机-起动机控制系统的示意图；

图5是按照本发明一个实施例的交流发电机-起动机控制系统的位置检测模块的示意图；

图6是按照本发明一个实施例的用于启动永久磁体电机的方法的流程图；

图7A和7B是按照本发明一个实施例的用于启动永久磁体电机的方法的流程图；和

图8是按照一个实施例的用于估计初始转子速度和/或极性的模块的示意图。

具体实施方式

实质上，对本发明的不同实施例的以下描述仅仅是示范性的，而绝不是想要限制本发明、其应用或用途。为了清楚的目的，附图中相同的标号用来标识类似的元件。如在这里使用的，术语模块和/或装置是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组合)和存储器、组合逻辑电路或提供所述功能的其它适当的组件。

一般地说，与启动和/或重新启动IPM电机有关，最好以便避免转矩波动这样的方式将用来估计转子位置的同步电流调节器和观测器的状态初始化。当电机的反电动势非常高时，在高速状态下，特别希望电流调节器的适当的初始化。

因此，在一种配置中，本发明针对一种在电机运转过程中，在启动和/或重新启动期间控制IPM电机的控制器。如下面进一步描述的，控制器利用在静止参考系中测量的电压来估计初始转子角速度。根据估计的转子速度，在启动时并且也在重新启动时，例如在发生处理器故障和复位时，控制器监视对于合适的电机状态的初始化过程。