[发明专利]用于估计同步磁阻电动机的转子角度的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及同步电动机，并且具体地，涉及估计同步磁阻电动机(SYRM)的转子角度。

背景技术

同步电动机是包括转子和定子的AC(交流)电动机，特征在于转子与定子频率同步地旋转。存在两种主要类型的同步电动机：无励磁和直流励磁。磁阻电动机属于前一组。

当操作同步电动机时，通常需要知道电动机的转子的角度和/或速度。角度和速度可以例如通过使用位置传感器来检测。然而，位置传感器会增加系统的成本和不可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和用于实现该方法的设备，以缓解上述问题。本发明的目的通过以独立权利中所阐述的内容为特征的方法和设备来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。

可以通过使用利用转子的特性的数学电动机模型来确定SYRM的转子的角度和速度。需要知道转子的特性。假设电动机中存在定子磁通，则当直(d)轴电感和交(q)轴电感是已知的时，可以从SYRM的计算电压和电流模型推出转子位置。例如，可形成使用直(d)轴电感和交(q)轴电感的估计器。通过基于关于定子磁通的转子定向对估计器结果进行加权，可改进转子角度估计的准确性。

附图说明

以下，将参照附图、借助于优选实施例更详细地描述本公开内容，在附图中：

图1a、图1b和图1c示出了作为转子角度的函数的、d轴定向的转子定向矢量和定子电流的轨迹；

图2a和图2b示出了转子角度估计的示例加权函数；

图3示出了适合于估计同步磁阻电动机的转子速度的PLL(锁相环)的简化图；以及

图4示出了可应用本公开内容的示例性方法的布置。

具体实施方式

在如永磁电动机和感应电动机的机器类型中，无法根据定子电压积分明确地确定转子磁通分量。在SYRM中不存在永磁体磁通，因此定子磁通和定子电流通过转子坐标系中的电感关系而直接彼此约束。

转子坐标系中的电感由两个分量来表示：d轴电感分量L_d和q轴电感分量L_q。这两个参数之间的差是磁阻电动机工作的基础。

如果同步磁阻电动机的电感分量是已知的，则它们可以用在转子定向估计中。首先确定定子磁通和定子电流。然后，可基于定子磁通、定子电流以及已知的转子电感分量而形成转子定向的第一估计。可根据定子磁通与电感分量L_q和定子电流的乘积之间的差来计算直轴定向的转子定向矢量如下：

θ→d=±(ψ→s-Lqi→s)·---(1)]]>

等式1中的±符号表示与同一极相关的两个不同的转子定向。一般，由于缺少永磁体感应磁通，因此这些定向之间不存在差别，并且因此在一些实施例中，可以省略符号。

类似地，可使用另一电感分量L_d计算交轴定向的转子定向矢量如下：