[发明专利]确定转子的初始位置的方法

说明书

至少一个示例性实施例公开了一种驱动系统(100)，包括：电动机(155)，所述电动机包括转子，所述电动机(155)被配置为接收测得电流；控制器(102)，所述控制器被配置为在静止参考系下生成用于电动机(155)的电压，测得电流基于该电压；滤波器(168)，所述滤波器被配置为基于测得电流获取转子的位置信息；以及非线性观测器(170)，所述非线性观测器被配置为基于该位置信息在静止参考系中估算电动机(155)的转子位置。控制器(102)被配置为至少部分地基于估算的转子位置控制电动机(155)。

优先权

根据35U.S.C.§119，本非临时申请要求2013年2月13日提交的申请号为US 61/764,567的临时申请的优先权；所述临时申请的全部内容被引用合并于本文中。

技术领域

示例性的实施例涉及电力驱动装置系统和/或用于控制诸如内永磁(IPM)电机或机器的电力驱动装置的方法。

背景技术

IPM同步电动机(IPMSMs)用在混合和电动车辆系统中。IPMSM的转子定位被用于IPMSM的高性能的牵引或电压控制。

机电类型的位置传感器，例如分解器、光学编码器和霍尔效应传感器，被用于在IPMSM驱动系统中获取转子位置和/或速度。这些机电传感器的使用增加了IPMSM驱动系统的成本、尺寸、重量和硬件接线的复杂性。而且，将机电传感器安装到电动机的转子上影响IPMSM的稳固性(robustness，或称鲁棒性)。在恶劣环境下，例如在过高的环境温度、超高速操作和其它不利的或重载荷条件下，传感器经常失效。

作为传感器的替代选择，使用包括观测器的无传感器驱动装置。一类公认的观测器技术为滑动模态观测器(SMO)。SMO由专用计算机实现，主要以专门地编程的微控制器或数字信号处理器来实现，以实现SMO。通常地，SMO为具有输入的观测器，该输入为预计输出和测得输出之间的误差的不连续函数。在SMO中，流形(manifold)被设计为使得当限制为该流形时，系统状态轨迹展示出某种特性。该流形也可称作滑动面。

发明内容

本发明人已经发现，由于当电动机保持停止时没有反电磁力(EMF)存在，因此扩展的反电磁力跟踪是不合适的。而且，传统的电压注入技术假设恒定的直流(DC)总线电压能够得到保证。

至少一个示例性实施例公开了一种驱动系统，该驱动系统包括：电动机，所述电动机包括转子，所述电动机被配置为接收测得电流；控制器，所述控制器被配置为在静止参考系下生成用于电动机的电压，所述电压具有频率，并且测得电流基于该电压；滤波器，所述滤波器被配置为基于测得电流获取转子的位置信息；以及非线性观测器，所述非线性观测器被配置为基于该位置信息在静止参考系中估算电动机的转子位置。控制器被配置为至少部分基于估算的转子位置控制电动机。

附图说明

从下面的结合附图的详细说明中将更清楚地理解示例性的实施例。图1A-4代表本文描述的非限定性的示例性实施例。

图1A示出了根据示例性实施例的用于控制IPM机器的驱动系统；

图1B示出了根据示例性实施例的图1A的驱动系统的数据处理系统；

图1C示出了根据示例性实施例的由电压注入器生成的注入电压；

图2A示出了图1A中示出的匹配滤波器和同步参考系滤波器的示例性的实施例；

图2B示出了根据示例性实施例的同步参考系滤波器的示例性的实施例；

图3示出了根据示例性实施例的估算电动机中的转子位置的方法；

图4示出了根据示例性实施例的确定永磁同步电机(PMSM)的磁体极性的方法。

具体实施方式