[发明专利]估算电机中的转子角度的设备及方法

权利要求书

1.一种用于估算电机中转子角度的设备，所述设备包括：

传感器，测量包含脉动的电机的旋转角度“θ_in”；

D-Q转换器，将所述旋转角度“θ_in”转换为D轴转换角度；以及

锁相环PLL块，根据PLL算法对所述D轴转换角度执行比例积分控制，以估算所述脉动已去除的旋转角度“θ_out”，

其中，所述D轴转换角度“f_d”通过“f_d＝sin(θ_in-θ_out)”转换得到，

所述锁相环PLL块包括：

比例积分控制器，执行所述比例积分控制将包含于所述D轴转换角度中的估算误差“θ_in-θ_out”控制为0以计算转子角速度“ω”，所述转子角速度“ω”被控制为使所述旋转角度“θ_out”跟踪所述旋转角度“θ_in”；

加法器，将所述转子角速度“ω”与同步速度“ω_m”相加；以及

积分器，对所述转子角速度“ω”与所述同步速度“ω_m”相加获得的和值进行积分，以计算所述脉动已去除的所述旋转角度“θ_out”。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器是巨磁阻GMR传感器。

3.根据权利要求1所述的设备，其中由所述PLL块估算的旋转角度“θ_out”被反馈到所述D-Q转换器，并且使用包含所述旋转角度“θ_out”的余弦函数和正弦函数的以下旋转转换矩阵，

所述D-Q转换器将旋转角度“θ_in”转换为所述D轴转换角度。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述同步速度“ω_m”是通过低通滤波器LPF对表示由所述传感器测量的所述旋转角度“θ_in”的输出脉动的频率和由所述电机的刺激次数计算的转子角速度进行滤波而获得的值。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述比例积分控制器的增益是当所述同步速度的频带和所述脉动的频带之间的频带值被设置为截止频率时的增益。

6.一种用于估算电机中转子角度的方法，所述方法包括：

使用传感器测量包括脉动的电机的旋转角度“θ_in”；

将所述旋转角度“θ_in”转换为可在DQ轴坐标系中表示的D轴转换角度；以及

对所述D轴转换角度执行比例积分控制，以估算所述脉动已去除的旋转角度“θ_out”，

其中，所述D轴转换角度“f_d”通过“f_d＝sin(θ_in-θ_out)”转换得到，

所述估算包括：

执行所述比例积分控制将包含于所述D轴转换角度中的估算误差“θ_in-θ_out”控制为0以计算转子角速度“ω”，所述转子角速度“ω”被控制为使所述旋转角度“θ_out”跟踪所述旋转角度“θ_in”；

将所述转子角速度“ω”与同步速度“ω_m”相加；以及

对所述转子角速度“ω”与所述同步速度“ω_m”相加获得的和值进行积分，以计算所述脉动已去除的所述旋转角度“θ_out”。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述测量包括使用巨磁阻GMR传感器来测量所述旋转角度“θ_in”。