[发明专利]电机控制系统和方法

说明书

描述了一种用于捕捉旋转电机的方法和装置。电机驱动电路的逆变器的开关(通常是下开关)在短时间段内发生短路。分析由这个过程生成的该脉冲以确定该电机的旋转速度和方向。检查该脉冲以判定其是否正交。若是，则认为该电机速率判定可靠，并且然后使电机磁化并且可以恢复正常电机控制。若否，则认为该电机速率判定不可靠，并且重复该速率判定步骤之前的磁化脉冲。

技术领域

本发明涉及一种电机控制系统和方法。

背景技术

已知可调速驱动器用于控制多相电动机。在一些情况下，正在由可调速驱动器驱动的电动机的状态可能是未知的。具体地，电机转子的角位置和/或旋转速度可能是未知的。这可能有很多发生的原因。这种情况可能例如在短暂断电之后发生。可替代的，当转子在电机驱动控制开始之前(即，在启动电机驱动器时)已经在旋转时，可能发生这种情况。

因此，电机在处于电机驱动器的控制下之前可能具有存储在其中的机械能和电能二者。已知的算法是：寻求使得电机驱动器能够控制电机而不会产生对存储在机器中的能量的较大干扰，并且为此无需从该电机中提取所有能量。然而，仍然需要经改进且替代性的电机控制系统和方法。

本发明寻求为那些已经可用的方法提供一种替代性方法。

发明内容

本发明提供了一种(捕捉或控制电机的)方法，该方法包括：通过以下操作来估计电机的旋转频率(即，电机速度)：重复地使该电机的至少一些绕组发生短路以便生成多个短路电流脉冲，识别该短路电流脉冲的峰值，并且使用所识别的峰值来估计所述旋转频率(以及通常还有方向)；判定对该电机的该旋转频率的该估计是否可靠；并且在确定对该电机的该旋转频率的该估计不可靠的情况下，将磁化脉冲施加于该电机，并且重复估计该电机的该旋转频率以及判定对该电机的该旋转频率的该估计是否可靠的步骤。

本发明还提供了一种控制器(例如，电机控制器/跟踪模块)，该控制器包括：第一输入端，用于从电机的至少一些绕组接收多个短路电流脉冲；控制模块，被配置用于识别该短路电流脉冲的峰值，并且使用所识别的峰值来估计该电机的所述旋转频率(以及通常还有方向)，该控制模块进一步被配置用于：判定对该电机的该旋转频率的该估计是否可靠；并且在确定对该电机的该旋转频率的该估计不可靠的情况下，指示将磁化脉冲施加于该电机，并且重复估计该电机的该旋转频率以及判定对该电机的该旋转频率的该估计是否可靠的步骤。该控制器可以进一步包括：频率估计器(例如，结合了锁相环)，被配置用于生成对该电机的该旋转频率(和方向)的估计值。该频率估计器可以被进一步配置用于判定指示所测量电流的余弦向量和正弦向量的信号是否正交。

判定对该电机的该旋转频率的该估计是否可靠可以包括：判定指示所测量电流的余弦向量和正弦向量的信号是否正交。更具体地，判定指示该余弦向量和正弦向量的信号是否正交可以包括：判定该余弦向量和正弦向量的点积是否低于阈值(例如，接近于零)。在本发明的一种形式中，该余弦向量和正弦向量是短路电流脉冲的峰值的Clarke变换。

本发明可以进一步包括：在重复判定对该电机的该旋转频率的该估计是否可靠的该步骤使得确定该电机估计的该旋转频率仍然不可靠的情况下，确定该电机处于静止。

在本发明的一些形式中，将磁化脉冲施加于该电机包括：将斜升多相(通常是3相)电流注入该电机中(通常以预定速率)。这通常是在达到机器的额定电流时才进行的。电流调节器可以用于生成该磁化脉冲。

本发明的一些形式包括：如果确定对该电机的该旋转频率的估计可靠，则增加该电机内的磁化等级(并且随后退出该方法)。增加该电机内磁化等级的步骤可以包括：将多相(通常是三相)电流注入该电机中(例如，直到该电机被完全磁化)。

本发明更进一步提供了一种电机驱动电路，该电机驱动电路包括如上所述的控制器并且进一步包括处于所述控制器的控制之下的逆变器。

附图说明

现在将参考以下示意图进一步详细地描述本发明，在附图中：