[发明专利]电动机控制

说明书

技术领域

本发明涉及电动机控制，并且具体地说，涉及多相无刷电机的脉冲宽度调制（PWM）控制。

背景技术

WO 2004/023639描述了一种低声学噪声低速位置无传感器算法，该算法使用在PWM周期内相电流的瞬时变化率（di/dt）的测量，以估计降到零速度的转子位置。算法移动PWM模式的边缘，以保证对于要求的时间量，必要的倒相状态是可得到的，以测量在要求相内和在要求电压激励条件下的电流变化速率。通过按这种方式移动PWM边缘，将由无传感器算法产生的声学噪声保持到最小。di/dt信号可在八种倒相状态的任一种下测量。

WO 2004/023639和PCT/IB2009/051914描述了将来自不同倒相状态的di/dt测量组合以提供位置估计的几种不同方式。不同的组合具有不同的优点，如对于温度变化的抗干扰性、用来控制电机转矩的可得到电压的幅值、声学噪声、位置估计精度、等等。提到的两个专利仅使用di/dt测量的组合，这些组合使用六种非零倒相状态中的一些或全部。然而，学术文献也描述了使用两种零倒相状态的至少一种技术。

发明内容

本发明提供一种用于多相无刷电动机的驱动系统，该多相无刷电动机包括多个相，系统包括驱动电路，该驱动电路包括开关装置。开关装置可以布置成，改变施加到每一个相上的相电压，从而在多个活动状态之间切换电机。系统还可以包括控制装置，该控制装置布置成控制开关装置，从而提供相电压的PWM控制，例如以控制电机的机械输出。控制装置可以布置成定义用于全部活动状态的序列。控制装置可以布置成，对于每个PWM周期，分配用于对该周期要求的状态的状态时间，并且将要求的状态按与它们在序列中发生的相同顺序排序。序列可以是固定的，例如在电机的一个或多个操作参数的范围上，如电机速度的范围、或调制指数的范围。因此，状态的顺序在该操作参数范围上可以是固定的。

控制装置可以布置成控制开关装置，从而全部活动状态在PWM周期的每一个中发生。作为替代，控制装置可以布置成，允许活动状态的任意组合，但在周期中将状态按与它们在序列中发生的相同顺序排序。

控制装置可以布置成，对于每个PWM周期，识别哪些状态是要求的状态，并且将状态时间分配给这些状态。例如，可以要求要求的状态产生期望的净电压、或启动感测（如电流感测），该电流感测可以用于电流测量或用于电机位置测量。要求什么状态将取决于正在使用的控制算法。

控制装置可以布置成确定具有零净电压的一组状态时间。这些可以包括否则不要求的全部活动状态。状态时间组可以选择成减小在状态时间之间的长度差值。例如，控制装置可以布置成定义在状态时间之间的长度差值的测量，并且将状态时间组选择成减少差值的测量。

控制装置可以布置成在期望的净电压的预定幅值范围内，使用用于全部期望的净电压的定义的序列。幅值范围可以包括具有在预定最大值之下的调制指数的全部净电压。

现在参照附图仅作为例子将描述本发明的优选实施例。

附图说明

图1是电动机的图；

图2是用于图1的电机的根据本发明实施例的控制系统的图；

图3表示图1和2的电机的各种状态的图；

图3a是状态向量图，用来表明图2的控制系统的操作；

图4a、4b及4c每个均包括SVM图和PWM图，表示图2的系统的已知操作方法；

图5a是表示随电机的电气位置的状态顺序的变化的图，该电机根据已知方法操作；

图5b是表示在根据图5a的操作期间，电机的三相电感如何随电气位置变化的图；

图6a是表示随电机的电气位置的状态顺序的变化的图，该电机按照根据本发明的第一方法操作；

图6b是表示在根据图6a的操作期间，电机的三相电感如何随电气位置变化的图；

图7a是表示随电机的电气位置的状态顺序的变化的图，该电机按照根据本发明的第二方法操作；

图7b是表示在根据图7a的操作期间，电机的三相电感如何随电气位置变化的图；

图8a至8f是SVM图的几部分，表示产生零向量某些电压的状态时间的不同组合；

图9a、9b及9c每个均包括SVM图和PWM图，表示在图2的系统的PWM周期中的状态时间，该系统根据本发明操作；

图10是SVM图，表明用来在图2的系统中分配状态时间的算法；

图11是表示U、V及W状态时间的长度的图，这些U、V及W状态时间布置成在电感测量周期之间逐渐变化；