[发明专利]准矢量电机控制器

权利要求书

1.一种用于电机控制的设备，包括：

开关模块，用于针对每一相选择性地接通开关，以将连接至交流AC电压源的输入电力导线按顺序连接至电机，其中，在所述AC电压源的基波频率的周期的一部分内接通用于每一相的开关，所述部分小于所述基波频率的全周期；

源相位模块，用于确定所述AC电压源的相位；

反EMF相位模块，用于确定电机的反电动势的相位；

转矩模块，用于确定所述AC电压源的相位与所述反电动势的相位之间的相位差何时在表示正电机转矩的相位范围内；

脉冲模块，其响应于所述相位差包括在所述相位范围内的相位而允许接通用于所述电机的每一相的开关，以及响应于所述相位差包括不在所述相位范围内的相位而禁止接通用于所述电机的每一相的开关；以及

启动模块，所述启动模块改变每个开关的接通时间以控制电机启动，每个开关的接通时间包括该开关处于导通状态的时间，

其中，所述开关模块、所述源相位模块、所述反EMF相位模块、所述转矩模块和所述脉冲模块的至少一部分包括硬件和可执行代码中的一个或更多个，所述可执行代码存储在一个或更多个计算机可读存储介质上。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述相位范围包括如下相位，在该相位处，电机转矩预期为正。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述相位范围包括在0°与30°之间的相位。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述源相位模块使用下面的等式确定所述AC电压源的相位：

其中：

θ_supply是所述电压源的所述相位；以及

V_α，V_β是静止参考坐标系中的定子电压，

其中，使用α-β变换将所述电压源的每一相的电压变换至所述静止参考坐标系。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反EMF相位模块使用所述电机的定子中的电压和电流测量值来确定所述电机的反电动势的相位。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反EMF相位模块使用下面的等式确定所述电机的反电动势的相位：

其中：

θ_emf是所述电机的反电动势的相位；

R_s是定子绕组的阻抗；

V_α，V_β是静止参考坐标系中的定子电压；以及

I_α，I_β是所述静止参考坐标系中的定子电流，

其中，使用α-β变换将所述电机的每一相的电压和电流变换至所述静止参考坐标系。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述开关模块针对所述电机的每一相包括一个或更多个晶闸管，并且其中，通过调节用于接通每个晶闸管的相位角控制每个晶闸管。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述启动模块包括离散频率控制DFC模块，所述DFC模块将一系列离散频率顺序地应用于所述电机作为用于电机启动的DFC方法的一部分，其中，每个离散频率包括比用于向所述电机提供电力的所述AC电压源的基波频率低的频率。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述DFC模块通过如下方式应用离散频率：改变用于接通晶闸管的相位角，以在所述离散频率的正半周期内生成幅值变化的正电流脉冲，然后改变用于接通晶闸管的相位角，以在所述离散频率的负半周期内生成幅值变化的负电流脉冲，其中，以与所述AC电压源的基波频率一致的速率生成每个电流脉冲。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述启动模块还包括分级启动模块，所述分级启动模块应用一个或更多个启动级，其中，每个启动级包括在预定时间段内将所述开关的接通时间保持在固定值。