[发明专利]用于确定AC电机的转子的位置的电机控制器、AC电机系统和确定AC电机的转子的位置的方法

权利要求书

1.一种电机控制器，用于确定AC电机的转子的位置，所述电机 控制器包括：

控制输入和输出，所述控制输入用于接收控制信号，所述输出用 于提供功率控制信号，所述功率控制信号用于控制施加给所述AC电机 的定子的功率，所述控制输入和所述输出通过参考路径耦合；

输入，用于接收表示所述定子中的电流的反馈信号，所述输入通 过反馈路径耦合到所述控制输入；

载波信号注入元件，用于在注入节点将高频载波信号注入到所述 参考路径中，所述电机控制器被配置为根据所述控制信号、所述反馈 信号和所述高频载波信号而生成所述功率控制信号；

位置确定元件，用于根据所述反馈信号生成表示所述转子的位置 的位置信号，所述反馈信号包括包含转子位置信息的载波信号分量；

滤波器块，耦合在所述控制输入和所述参考路径中的所述注入节 点之间，用于在包括所述高频载波信号频率的频率范围内，对在所述 参考路径中的信号进行滤波；和

负载校正元件和第一合成元件，所述负载校正元件用于响应于所 述转子对负载变化而生成所述转子的位置的校正值，所述第一合成元 件用于将所述校正值与所述位置信号合成以生成校正的位置信号。

2.根据权利要求1所述的电机控制器，进一步包括处理块，耦合 到所述控制输入和所述反馈路径，用于接收所述控制信号和所述反馈 信号，所述处理块被配置为：比较所述控制信号和所述反馈信号、并 控制所述功率控制信号，使得在闭环控制下所述反馈信号趋向于所述 控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的电机控制器，其中所述滤波器块包 括带阻滤波器、带通滤波器、以及低通滤波器和高通滤波器的组合的 至少其中之一。

4.根据权利要求1或2所述的电机控制器，其中所述位置确定元 件包括：

第一输入，用于接收所述反馈信号；

第二输入，用于接收所述控制信号的分量；

转换元件，耦合到所述第一输入以用于根据所述反馈信号提供控 制信号的估计，所述估计包括含转子位置信息的载波信号分量；

第二合成元件，用于从所述控制信号的分量减去所述控制信号的 所述估计，以提供包括所述载波信号分量的差控制信号；

提取元件，用于从所述差控制信号中提取所述载波信号分量，以 提供提取的载波信号分量；和

位置信号生成器，用于根据所述提取的载波信号分量生成所述位 置信号。

5.根据权利要求4所述的电机控制器，其中所述提取元件包括： 滤波器元件和第三合成元件，所述滤波器元件用于在包括所述高频载 波信号频率的频率范围内对所述差控制信号进行滤波，所述第三合成 元件用于从经过滤波的差控制信号中减去所述差控制信号，以提供所 述提取的载波信号分量。

6.根据权利要求1或2所述的电机控制器，其中所述负载校正元 件包括：用于接收所述控制信号的分量的输入；和查找表，所述查找 表包含对于所述控制信号的分量的不同值的不同校正值。

7.根据权利要求1或2所述的电机控制器，其中所述负载校正元 件包括：用于接收所述控制信号分量的输入；和用于利用下面等式生 成校正值的装置：

θ_{_compensation}＝Arc Tan((i_q^*×L_q(i_q))/ψ_pm)    等式1

其中：

θ_{_compensation}是所述校正值

i_q^*是所述控制信号分量，

L_q(i_q)是与负载有关的横轴电感，

ψ_pm是所述转子的磁体的磁通量。

8.一种AC电机系统，包括：AC电机，具有定子和转子；功率 转换器，用于向所述定子提供功率；和如权利要求1所述的电机控制 器，用于确定所述AC电机的所述转子的位置。