[发明专利]电机的无传感器控制设备及其控制方法

说明书

技术领域

本公开的一些示例实施例可涉及电机的无传感器控制设备，和/或其控制方法，其中，所述无传感器控制设备被配置为通过检测输入到电机的电流来估计转子的速度和位置。

背景技术

电机是用于从家用电器(诸如洗衣机和电冰箱)到各种信息处理设备的广泛领域的设备。用于控制电机的设备通常被设置有配置为检测电机的转子的速度和位置的单独的位置传感器。相反，无传感器控制方法可指的是在不使用单独的位置传感器的情况下，估计转子的速度和位置的方法。

关于这样的无传感器控制设备，设置有电机的电压和电流模型作为其基础的方法可被使用，在这样的电机模型，诸如电机的电阻和永磁体的磁通量的参数被使用。这里，诸如电机的电阻和永磁体的磁通量的参数根据电机的温度而改变，在当根据电机的温度的参数的改变未被补偿时的情况下，实际电机与电机的模型之间的误差增加，从而估计转子的速度和位置的性能降低。

具体地讲，在其负载改变大并且电机的温度根据负载改变较大的诸如洗衣机的家用电器的情况下，根据温度的参数的改变会显著降低电机的无传感器控制性能。此外，在严重的情况下，在电机失步的状态下，可能引起由过电流造成的电机和逆变器的损害。

使用的传统的参数的补偿方法之一是在电机安装附加的温度传感器的方法。这样的方法被以这样的方式配置，即，通过温度传感器，来观察电机的温度，然后，根据观察的温度，来补偿参数。这样的方法被配置为直接测量电机的温度，但另一方面，通过具有附加的温度传感器，增加了生产成本，并且控制设备的制造过程和整体结构变得更复杂。关于使用的另一种传统的参数的补偿方法，通过电机的逆变器模块的温度，来估计电机的温度，通过使用估计的电机的温度，来补偿参数。然而，因为这样的方法以这样的方式配置，即，通过逆变器模块的温度来估计电机的温度，所以估计电机的温度和补偿参数的准确度低。

发明内容

本公开的示例实施例可提供用于电机的无传感器控制设备，所述无传感器控制设备被配置为通过补偿可根据电机的温度而改变的电机的电阻和/永磁体的磁通量，来估计电机的转子的速度和/或位置，而不使用附加的温度传感器。本公开的示例实施例还可提供无传感器控制设备的控制方法。

在一些示例实施例中，一种电机的无传感控制设备可包括位置估计器和/或速度控制器，其中，所述位置估计器被配置为根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量，和/或被配置为基于补偿的电阻和补偿的永磁体的磁通量来产生电机的转子的估计速度，所述速度控制器被配置为基于转子的命令速度和转子的估计速度来产生命令电流。

在一些示例实施例中，位置估计器还可被配置为测量根据电机的温度而改变的电机的电阻值，还可被配置为基于测量的电阻值来估计电机的温度，和/或还可被配置为基于估计的温度来估计永磁体的磁通量值。

在一些示例实施例中，位置估计器还可被配置为通过预先在多个温度测量电阻值，来估计根据电机的温度的电阻值的改变。

在一些示例实施例中，根据电机的温度的电阻值的改变可对应于电阻的温度系数。

在一些示例实施例中，位置估计器还可被配置为通过永磁体的剩余磁通密度的温度特征，来估计基于估计的温度的永磁体的磁通量值的改变。

在一些示例实施例中，基于估计的温度的永磁体的磁通量值的改变可对应于电机的永磁体的剩余磁通密度的温度系数。

在一些示例实施例中，位置估计器还可被配置为通过输入到电机的电压与电流之间的关系来测量电机的电阻值。

在一些示例实施例中，所述设备还可包括被配置为基于电机的估计位置来转换检测电流的坐标系的坐标转换器。所述位置估计器还可被配置为基于转子的估计速度来产生转子的估计位置。

在一些示例实施例中，所述设备还可包括被配置为基于命令电流和转换了坐标系的检测电流来产生命令电压的电流控制器。

在一些示例实施例中，一种电机的无传感器控制方法可包括：根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量；基于补偿的电阻和补偿的永磁体的磁通量来产生电机的转子的估计速度；和/或基于转子的命令速度和转子的估计速度来产生命令电流。

在一些示例实施例中，所述方法还可包括：基于转子的估计速度来产生转子的估计位置；基于转子的估计位置来转换检测电流的坐标系；和/或基于命令电流和转换了坐标系的检测电流来产生命令电压。

在一些示例实施例中，根据电机的温度来补偿电阻和电机的永磁体的磁通量的步骤可包括：测量根据电机的温度而改变的电阻值；基于测量的电阻值估计电机的温度；和/或基于电机的估计温度来估计电机的永磁体的磁通量值。