[发明专利]用于使用磁性对准特征的电机无传感器控制的系统和方法

权利要求书

1.一种用于驱动AC电机的驱动系统，所述驱动系统包括：

电机功率转换器，其被配置以提供主电流激励以驱动所述AC电机，所述主电流激励包括具有量值和角度的电流向量；和

控制系统，其与所述电机功率转换器分开或并入到所述电机功率转换器内，所述控制系统被配置以：

将叠加到所述电流向量上的载波信号注入到所述AC电机，其中所述载波信号被选择以产生具有对在其操作点处的所述AC电机的磁性对准信息的敏感性的载波响应信号；

从产生的所述载波响应信号测量所述AC电机的至少一个磁性对准特征；以及

使用测量的所述至少一个磁性对准特征控制所述电流向量的定向，以便达成所述AC电机的所要的磁性操作；

其中所述控制系统被配置以执行包括最小电感轴追踪注入和最大电感轴追踪注入中的至少一个的凸极性追踪注入，所述最小电感轴追踪注入是凸极性帧d轴追踪注入且所述最大电感轴追踪注入是凸极性帧q轴追踪注入；且

其中对于所述凸极性追踪注入，所述至少一个磁性对准特征包括最大电感L_max和最小电感L_min中的一个或多个。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于：在注入所述载波信号时，所述控制系统被配置以执行当前参考系上的所述载波信号的定向脉动注入，所述载波信号的所述定向脉动注入包括脉动电流注入和脉动电压注入中的一个。

3.根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于：在注入所述载波信号时，所述控制系统被配置以执行以下中的一个或多个：

电流坐标系d轴注入，其中所述载波信号沿切线方向对准所述电流向量；

电流坐标系q轴注入，其中所述载波信号与所述电流向量对准；

具有可变注入角度的电流坐标系注入；以及

交替电流坐标系d轴与q轴注入。

4.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于：对于所述定向脉动注入，所述至少一个磁性对准特征包括：

当所述控制系统执行电流坐标系d轴脉动电流注入时，电流坐标系d轴电感、电流坐标系交叉电感和所述电流坐标系d轴电感与所述电流坐标系交叉电感的合成中的至少一个；

当所述控制系统执行电流坐标系q轴脉动电流注入时，电流坐标系q轴电感、电流坐标系交叉电感和所述电流坐标系d轴电感与所述电流坐标系交叉电感的合成中的至少一个；

当所述控制系统执行具有可变注入角度的电流坐标系电流注入时，脉动轴线电感、脉动轴线交叉电感和所述脉动轴线电感与所述脉动轴线交叉电感的合成中的至少一个；以及

当所述控制系统执行交替电流坐标系d轴与q轴电流注入时，电流坐标系交叉电感、有条件地测量或掺合测量的电流坐标系d轴电感和电流坐标系q轴电感和所述电流坐标系交叉电感与所述有条件地测量或掺合测量的电流坐标系d轴电感和电流坐标系q轴电感的合成中的至少一个。

5.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于：对于所述定向脉动注入，所述至少一个磁性对准特征包括：

当所述控制系统执行电流坐标系d轴脉动电压注入时，电流坐标系d轴磁阻、电流坐标系交叉磁阻和所述电流坐标系d轴磁阻与所述电流坐标系交叉磁阻的合成中的至少一个；

当所述控制系统执行电流坐标系q轴脉动电压注入时，电流坐标系q轴磁阻、电流坐标系交叉磁阻和所述电流坐标系q轴磁阻与所述电流坐标系交叉磁阻的合成中的至少一个；

当所述控制系统执行具有可变注入角度的电流坐标系电压注入时，脉动轴线磁阻、脉动轴线交叉磁阻和所述脉动轴线磁阻与所述脉动轴线交叉磁阻的合成中的至少一个；以及

当所述控制系统执行交替电流坐标系d轴与q轴电压注入时，电流坐标系交叉磁阻、有条件地测量或掺合的电流坐标系d轴磁阻和电流坐标系q轴磁阻和所述电流坐标系交叉磁阻与所述有条件地测量或掺合的电流坐标系d轴磁阻和电流坐标系q轴磁阻的合成中的至少一个。