CN102577095B - 用于在控制角度之间转换的控制器和方法 - Google Patents

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Abstract

一种***包括脉宽调制(PWM)模块、相减模块、误差减小模块和求和模块。PWM模块控制向电动机供电的逆变器的切换。PWM模块在第一模式中基于第一角度控制切换并且在第二模式中基于第二角度控制切换。相减模块确定第一和第二角度之间的差。误差减小模块(i)当命令从第一模式到第二模式的转换时存储差，并且(ii)将所存储的差的幅度减小到零。求和模块计算存储的差和第二角度的和。PWM模块在第二模式中基于和控制切换。

Description

用于在控制角度之间转换的控制器和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求在2010年8月9日提交的美国实用专利申请No.12/852,625和在2009年8月10日提交的美国临时申请No.61/232,633的优先权。上面的申请的整体公开通过引用被包含在此。
技术领域
本公开涉及电动机控制***和方法。
背景技术
在此提供的背景技术说明用于一般地呈现本公开的背景的目的。在本背景技术部分中描述的当前提名的发明人的工作以及否则不合适作为在提交时的现有技术的说明的方面既不明确地也不隐含地被承认为相对于本公开的现有技术。
在包括但是不限于加热、通风和空气调节(HVAC)***的各种各样的工业和居住应用中使用电动机。仅作为示例，电动机可以驱动在HVAC***中的压缩机。也可以在HVAC***中实现一个或更多个另外的电动机。仅作为示例，HVAC***可以包括驱动与冷凝器相关联的风扇的另一个电动机。可以在HVAC***中包括另一个电动机，以驱动与蒸发器相关联的风扇。
功率因数是在电路中的电流和电压之间的关系或与存储和向电源返回能量作比较而言电路如何有效地使用有效功率的指示器。功率因数可以被表达为在0和1之间的值。电路的实际有效功率的使用除以由电路拉出的总的伏安会随着功率因数接近1而增大。在不同实现方式中，可以实现功率因数校正(PFC)***。PFC***通常运行以将电路的功率因数向1增大，由此与电路存储和向电源返回的无功功率的数量作比较而言提高电路的有效功率的使用。
发明内容
一种***包括脉宽调制(PWM)模块、相减模块、误差减小模块和求和模块。PWM模块控制向电动机供电的逆变器的切换。PWM模块在第一模式中基于第一角度控制切换并且在第二模式中基于第二角度控制切换。相减模块确定第一和第二角度之间的差。误差减小模块(i)当命令从第一模式到第二模式的转换时存储差，并且(ii)将所存储的差的幅度减小到零。求和模块计算存储的差和第二角度的和。PWM模块在第二模式中基于和控制切换。
在其他特征中，该***进一步包括命令角度产生模块。命令角度产生模块基于命令的速度产生第一角度。
在其他特征中，通过对命令的速度积分来产生第一角度。
在其他特征中，该***进一步包括速率限制模块。速率限制模块通过对请求的速度进行速率限制来产生命令的速度。
在其他特征中，该***进一步包括估计器模块。估计器模块基于电动机的测量的参数确定第二角度。测量的参数包括测量的电流和测量的电压至少之一。
在其他特征中，估计器模块确定估计的速度。在从第一模式转换到第二模式之后PWM模块基于估计的速度控制切换。
在其他特征中，误差减小模块以周期性的间隔使幅度减小预定量。
在其他特征中，该***进一步包括转换模块。当电动机的估计的速度大于预定速度时，转换模块命令从第一模式转换到第二模式。
在其他特征中，该***进一步包括转换模块。当电动机已运行的时间比预定时间段长时，转换模块命令从第一模式转换到第二模式。
一种方法包括：在第一模式中基于第一角度并且在第二模式中基于第二角度控制向电动机供电的逆变器的切换；确定第一和第二角度之间的差；当命令从第一模式到第二模式的转换时存储差；将所存储的差的幅度减小到零；计算存储的差和第二角度的和；以及在第二模式中基于和控制切换。
在其他特征中，该方法进一步包括基于命令的速度产生第一角度。
在其他特征中，该方法进一步包括通过对命令的速度积分来产生第一角度。
在其他特征中，该方法进一步包括通过对请求的速度进行速率限制来产生命令的速度。
在其他特征中，该方法进一步包括基于电动机的测量的参数确定第二角度。测量的参数包括测量的电流和测量的电压至少之一。
在其他特征中，该方法进一步包括确定估计的速度以及在从第一模式转换到第二模式之后基于估计的速度控制切换。
在其他特征中，该方法进一步包括以周期性的间隔使幅度减小预定量。
在其他特征中，该方法进一步包括当电动机的估计的速度大于预定速度时，命令从第一模式转换到第二模式。
在其他特征中，该方法进一步包括当电动机已运行的时间比预定时间段长时，命令从第一模式转换到第二模式。
一种***包括控制模块、角度确定模块和减小模块。控制模块在第一模式中基于第一转子角度控制电动机并且在第二模式中基于第二转子角度控制电动机。角度确定模块(i)基于存储值和第三转子角度的和确定第二转子角度，并且(ii)在选择第二模式之后，将存储值设定为第一转子角度和第三转子角度之间的差。在选择第二模式之后，减小模块在非零时间段上将存储值的幅度减小到零。
通过以下提供的详细描述，本公开的其他适用领域将变得明显。应当明白，详细说明和具体示例意欲仅用于说明的目的，并且不意欲限制本公开的范围。
附图说明
通过详细说明和附图，变得更全面地明白本公开，在附图中：
图1是示例性制冷***的功能框图；
图2是示例性驱动控制器和示例性压缩机的功能框图；
图3a-3c是示例性功率因数校正(PFC)模块的简化示意图；
图4a-4c是示例性逆变电源模块和示例性电动机的简化示意图；
图5是根据本公开的电动机控制模块的功能框图；
图6是根据本公开的角度确定模块的功能框图；
图7图示了根据本公开的从开环操作到闭环操作的转换；以及
图8图示了根据本公开的从开环操作转换到闭环操作的方法。
具体实施方式
下面的描述在本质上仅是说明性的，并且绝不意欲限制本公开、其应用或使用。为了清楚的目的，在附图使用相同的附图标号来识别类似的元件。在此使用的短语A、B和C的至少一个应当被解释为使用非排他逻辑或来表示逻辑(A或B或C)。应当明白，在不改变本公开的原理的情况下，可以以不同的顺序来执行在方法内的步骤。
在此使用的术语模块可以指的是下述内容、下述内容的一部分或包括下述内容：专用集成电路(ASIC)；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器(共享、专用或组)；提供所述功能的其他适当的部件；或上面的一些或全部的组合，诸如在片上***中。术语模块可以包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享、专用或组)。
上面使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微码，并且可以指的是程序、例程、函数、类和/或对象。上面使用的术语共享表示可以使用单个(共享)处理器来执行来自多个模块的一些或全部代码。另外，可以通过单个(共享)存储器来存储来自多个模块的一些或全部代码。上面使用的术语组表示可以使用一组处理器来执行来自单个模块的一些或全部代码。另外，可以使用一组存储器来存储来自单个模块的一些或全部代码。
可以通过由一个或更多个处理器执行的一个或更多个计算机程序来实现在此所述的设备和方法。计算机程序包括在非暂时有形计算机可读介质上存储的处理器可执行指令。计算机程序也可以包括存储的数据。非暂时有形计算机可读介质的非限定性示例是非易失性存储器、磁存储器和光学存储器。
现在参考图1，呈现了制冷***100的功能框图。制冷***100可以包括压缩机102、冷凝器104、膨胀阀106和蒸发器108。根据本公开的原理，制冷***100可以包括另外和/或替代的部件。另外，本公开适用于其他适当类型的制冷***，该其他适当类型的制冷***包括但是不限于加热、通风和空气调节(HVAC)、热泵、制冷和冷却***
压缩机102接收以蒸汽形式的制冷剂，并且压缩制冷剂。压缩机102向冷凝器104提供加压的以蒸汽形式的制冷剂。压缩机102包括驱动泵的电动机。仅作为示例，压缩机102的泵可以包括涡旋式压缩机和/或往复式压缩机。
加压的制冷剂的全部或一部分在冷凝器104内被转换为液体形式。冷凝器104将热量从制冷剂传开，由此冷却制冷剂。当制冷剂蒸汽被冷却到小于饱和温度的温度时，制冷剂变换为液体(或液化)制冷剂。冷凝器104可以包括电风扇，该电风扇提高将热量从制冷剂传开的速率。
冷凝器104经由膨胀阀106向蒸发器108提供制冷剂。膨胀阀106控制向蒸发器108提供制冷剂的流速。膨胀阀106可以包括恒温膨胀阀或可以被例如***控制器130电控制。由膨胀阀106引起的压力降低可能使得液化制冷剂的一部分变换回蒸汽形式。以这种方式，蒸发器108可以接收制冷剂蒸汽和液化制冷剂的混合物。
制冷剂吸收在蒸发器108中的热量。液体制冷剂当被加热到大于制冷剂的饱和温度的温度时转换为蒸汽形式。蒸发器108可以包括电风扇，电风扇提高向制冷剂的热传导的速率。
设施120向制冷***100提供电力。仅作为示例，设施120可以在大约230伏特(V)均方根(RMS)或在另一个适当电压提供单相交流(AC)电力。在各种实现方式中，设施120可以在大约400伏特RMS或480伏特RMS在例如50或60Hz的线频率提供三相电力。设施120可以经由AC线向***控制器130提供AC电力。AC电力也可以经由AC线被提供到驱动控制器132。
***控制器130控制制冷***100。仅作为示例，***控制器130可以基于由各个传感器(未示出)测量的用户输入和/或参数来控制制冷***100。传感器可以包括压力传感器、温度传感器、电流传感器、电压传感器等。传感器也可以包括通过串行数据总线或其他适当数据总线的、来自驱动控制的反馈信息，诸如电动机电流或扭矩。
用户接口134向***控制器130提供用户输入。用户接口134可以补充地或替代地向驱动控制器132提供用户输入。用户输入可以例如包括期望的温度，关于风扇(例如，蒸发器风扇)的操作的请求和/或其他适当的输入。***控制器130可以控制冷凝器104、蒸发器108和/或膨胀阀106的风扇的操作。
驱动控制器132可以基于来自***控制器130的命令来控制压缩机102。仅作为示例，***控制器130可以指令驱动控制器132以特定速度操作压缩机电机。在各个实现方式中，驱动控制器132也可以控制冷凝器风扇。
现在参照图2，呈现了驱动控制器132和压缩机102的功能框图。电磁干扰(EMI)滤波器202降低可能否则通过驱动控制器132射回AC线上的EMI。EMI滤波器202也可以滤波在AC线上承载的EMI。
功率因数校正(PFC)模块204接收被EMI滤波器202滤波的来自AC线的AC电力。(参考图3a、3b和3c更详细描述的)PFC模块204整流AC电力，由此将AC输入电力转换为直流(DC)电力。在PFC模块204的正和负端子处提供所产生的DC电力。PFC模块204也选择性地提供在输入AC电力和产生的DC电力之间的功率因数校正。
PFC模块204选择性地将AC电力升压到大于AC电力的峰值电压的DC电压。仅作为示例，PFC模块204可以在无源模式中运行，其中，所产生的DC电压小于AC电力的峰值电压。PFC模块204也可以在有源模式下运行，其中，所产生的DC电压大于AC电力的峰值电压。比AC电力的峰值电压大的DC电压可以被称为升高的DC电压。
具有230V的RMS电压的AC电力具有大约325V(230V乘以2的平方根)的峰值电压。仅作为示例，当从具有230V的RMS电压的AC电力运行时，PFC模块204可以产生在大约350V和大约410V之间的升高的DC电压。仅作为示例，可以施加350V的下限以避免PFC模块204的不稳定工作状况。该限制可以例如随着实际AC输入电压值而改变。在各个实现方式中，PFC模块204能够实现比410V高的升高的DC电压。然而，可以施加上限以改进诸如在DC滤波器206中的部件的、在较高的电压下经历较大应力的部件的长期可靠性。在各个实现方式中，可以改变上限和/或下限。
DC滤波器206滤波由PFC模块204产生的DC电力。DC滤波器206最小化源自AC电力向DC电力的转换的、在DC电力中存在的纹波电压。在各个实现方式中，DC滤波器206可以包括在PFC模块204的正和负端子之间连接的一个或更多个串联或并联的滤波器电容器。在这样的实现方式中，PFC模块204的正和负端子可以直接地连接到逆变电源模块208的正和负端子。
(参考图4a、4b和4c更详细所述的)逆变电源模块208将由DC滤波器206滤波的DC电力转换为向压缩机电动机提供的AC电力。仅作为示例，逆变电源模块208将DC电力转换为三相AC电力，并且向压缩机102的电动机的三个相应的绕组提供AC电力的相。在其他实现方式中，逆变电源模块208可以将DC电力转换为更多或更少的相的电力。
DC-DC电源220也可以接收滤波的DC电力。DC-DC电源220将DC电力转换为适合于各个部件和功能的一个或更多个DC电压。仅作为示例，DC-DC电源220可以将DC电力的电压降低到适合于对于数字逻辑加电的第一DC电压和适合于控制在PFC模块204内的开关的第二DC电压。仅作为示例，第二DC电压可以选择性地被施加到开关的栅极端子。在各个实现方式中，可以由另一个DC电源(未示出)提供DC电力，其例如是从电源230VAC输入经由变压器得出的DC电压。
在各个实现方式中，第一DC电压可以是大约3.3V，并且第二DC电压可以是大约15V。在各个实现方式中，DC-DC电源220也可以产生第三DC电压。仅作为示例，第三DC电压可以是大约1.2V。可以使用调压器来从第一DC电压得出第三DC电压。仅作为示例，第三DC电压可以用于核心数字逻辑，并且第一DC电压可以用于电动机控制模块260和PFC控制模块250的输入/输出电路。
PFC控制模块250控制PFC模块204，并且电动机控制模块260控制逆变电源模块208。在各个实现方式中，PFC控制模块250控制在PFC模块204内的开关的切换，并且电动机控制模块260控制在逆变电源模块208内的开关的切换。可以将PFC模块204实现为具有1、2、3或更多的相。
监督者控制模块270可以经由通信模块272与***控制器130进行通信。通信模块272可以包括输入/输出端口和其他适当部件，用于作为在***控制器130和监督者控制模块270之间的接口。通信模块272可以实现有线和/或无线协议。
监督者控制模块270向PFC控制模块250和电动机控制模块260提供各种命令。例如，监督者控制模块270可以向电动机控制模块260提供命令的速度。命令的速度对应于压缩机102的电动机的期望的旋转速度。
在各个实现方式中，***控制器130可以向监督者控制模块270提供命令的压缩机速度。在各个实现方式中，监督者控制模块270可以基于经由通信模块272提供的输入和/或由各个传感器测量的参数(即，传感器输入)来确定或调整命令的压缩机速度。监督者控制模块270也可以基于来自PFC控制模块250和/或电动机控制模块260的反馈来调整命令的压缩机速度。
监督者控制模块270也可以向PFC控制模块250和/或电动机控制模块260提供其他命令。例如，基于命令的速度，监督者控制模块270可以命令PFC控制模块250来产生命令总线电压。监督者控制模块270可以基于另外的输入——诸如逆变电源模块208的操作参数和输入AC线的测量的电压——来调整命令总线电压。
监督者控制模块270可以诊断在驱动控制器132的各个***中的故障。仅作为示例，监督者控制模块270可以从PFC控制模块250和/或电动机控制模块260接收故障信息。监督者控制模块270也可以经由通信模块272接收故障信息。监督者控制模块270可以管理在驱动控制器132和***控制器130之间的故障的报告和清除。
响应于故障信息，监督者控制模块270可以指令PFC控制模块250和/或电动机控制模块260进入故障模式。仅作为示例，在故障模式中，PFC控制模块250可以暂停PFC模块204的开关的切换，而电动机控制模块260可以暂停逆变电源模块208的开关的切换。另外，电动机控制模块260可以直接地向PFC控制模块250提供故障信息。以这种方式，PFC控制模块250可以响应由电动机控制模块260识别的故障，即使监督者控制模块270未正确地运行，并且反之亦然。
PFC控制模块250可以使用脉宽调制(PWM)来控制在PFC模块204中的开关。更具体地，PFC控制模块250可以产生被施加到PFC模块204的开关的PWM信号。PWM信号的占空比被改变以在PFC模块204的开关中产生期望的电流。基于在测量的DC总线电压和期望的DC总线电压之间的误差来计算期望电流。换句话说，计算期望电流以便实现期望的DC总线电压。期望的电流也可以基于实现期望的功率因数校正参数，诸如在PFC模块204中的电流波形的形状。由PFC控制模块250产生的PWM信号可以被称为PFC PWM信号。
电动机控制模块260可以使用PWM控制在逆变电源模块208中的开关，以便实现命令的压缩机速度。由电动机控制模块260产生的PWM信号可以被称为逆变器PWM信号。逆变器PWM信号的占空比控制通过压缩机102的电动机的绕组的电流(即，电动机电流)。电动机电流控制电动机扭矩，并且电动机控制模块260可以控制电动机扭矩来实现命令的压缩机速度。
除了共享故障信息之外，PFC控制模块250和电动机控制模块260也可以共享数据。仅作为示例，PFC控制模块250可以从电动机控制模块260接收数据，诸如负载、电动机电流、估计的电动机扭矩、逆变器温度、逆变器PWM信号的占空比和其他适当的参数。PFC控制模块250也可以从电动机控制模块260接收数据，诸如测量的DC总线电压。电动机控制模块260可以从PFC控制模块250接收数据，诸如AC线电压、通过PFC模块204的电流、估计的AC功率、PFC温度、命令总线电压和其他适当的参数。
在各个实现方式中，可以在集成电路(IC)280上实现PFC控制模块250、电动机控制模块260和监督者控制模块270的一些或全部。仅作为示例，IC 280可以包括数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器等。在各个实现方式中，可以在IC 280中包括另外的部件。另外，可以在IC 280外部——例如在第二IC中或在分立电路中——实现在图2中的IC 280内示出的各个功能。仅作为示例，监督者控制模块270可以与电动机控制模块260集成。
图3a是PFC模块204的示例实现方式的示意图。PFC模块204经由第一和第二AC输入端子302和304来接收AC电力。AC电力可以例如是由EMI滤波器202输出的AC电力。在各个实现方式中，在第一和第二AC输入端子302和304处的信号可以都是相对于大地是时变的。PFC模块204经由正DC端子306和负DC端子308向DC滤波器206和逆变电源模块208输出DC电力。
第一整流器二极管310的阳极连接到第二AC输入端子304，并且第一整流器二极管310的阴极连接到正DC端子306。第二整流器二极管312的阳极连接到负DC端子308，并且第二整流器二极管312的阴极连接到第二AC输入端子304。整流器二极管310和312的每一个可以被实现为一个或更多个单独的串联或并联的二极管。
开关块320连接在正和负DC端子306和308之间。开关块320包括第一PFC支路330，第一FPC支路330包括第一和第二开关332和334。开关332和334每一个包括第一端子、第二端子和控制端子。在各个实现方式中，开关332和334的每一个可以被实现为绝缘栅双极晶体管(IGBT)。在这样的实现方式中，第一、第二和控制端子可以分别对应于集电极、发射极和栅极端子。
第一开关332的第一端子连接到正DC端子306。第一开关332的第二端子连接到第二开关334的第一端子。第二开关334的第二端子可以连接到负DC端子308。在各个实现方式中，第二开关334的第二端子可以经由分流电阻器380来连接到负DC端子308，以使得能够测量流过第一PFC支路330的电流。
开关332和334的控制端子从PFC控制模块250接收大体互补的PFCPWM信号。换句话说，向第一开关332提供的PFC PWM信号在极性上与向第二开关334提供的PFC PWM信号相反。当开关332和334之一的接通与开关332和334的另一个的关断交迭时，短路电流可能流动。因此，开关332和334两者可以在开关332和334的任何一个接通之前的空载时间期间关断。因此，大体互补意味着两个信号在它们的周期的大部分是相反的。然而，在转换周围，两个信号可以在某个交迭时间段低或高。
第一PFC支路330也可以包括分别与开关332和334反并联的第一和第二二极管336和338。换句话说，第一二极管336的阳极连接到第一开关332的第二端子，并且，第一二极管336的阴极连接到第一开关332的第一端子。第二二极管338的阳极连接到第二开关334的第二端子，并且，第二二极管338的阴极连接到第二开关334的第一端子。
开关块320可以包括一个或更多个另外的PFC支路。在各个实现方式中，开关块320可以包括一个另外的PFC支路。如图3a中所示，开关块320包括第二和第三PFC支路350和360。可以基于性能和成本来选择在开关块320中包括的PFC支路的数量。仅作为示例，当PFC支路的数量增加时，在PFC模块204的DC输出中的纹波(电压和电流)的幅度可能降低。另外，当PFC支路的数量增加时，在AC线电流中的纹波电流的数量可能降低。然而，当PFC支路的数量增加时，部件成本和实现方式复杂度可能增加。
开关块320的第二和第三PFC支路350和360可以类似于第一PFC支路330。仅作为示例，第二和第三PFC支路350和360可以每一个包括开关332和334、二极管336和338的相应部件以及以与第一PFC支路330相同方式连接的相应的分流电阻器。
向另外的PFC支路的开关提供的PFC PWM信号也可以在本质上是互补的。向另外的PFC支路提供的PFC PWM信号可以彼此相移，并且相对于向第一PFC支路330提供的PFC PWM信号相移。仅作为示例，可以通过将360度(°)除以PFC支路的数量来确定PFC PWM信号的相移。例如，当开关块320包括三个PFC支路时，PFC PWM信号可以彼此相移120°(或对于双相180°或对于四相90°等)。将PFC PWM信号相移可以消除在AC线电流以及DC输出中的纹波。
PFC模块204包括第一电感器370。第一电感器370连接在第一AC输入端子302和第一开关332的第二端子之间。另外的电感器可以将第一AC输入端子302连接到另外的PFC支路。仅作为示例，图3a示出将第一AC输入端子302分别连接到第二和第三PFC支路360和360的第二电感器372和第三电感器374。
可以在分流电阻器380上测量电压，以根据欧姆定律确定通过第一PFC支路330的电流。诸如运算放大器的放大器(未示出)可以放大在分流电阻器380上的电压。可以数字化、缓冲和/或滤波放大的电压以确定通过第一PFC支路330的电流。可以使用相应的分流电阻器来确定通过其他PFC支路的电流。
作为补充或替代，电阻器382可以与负DC端子308串联，如图3b中所示。通过电阻器382的电流因此可以指示从PFC模块204输出的总的电流。可以基于通过PFC支路330、350和360的电流的已知相位定时的总电流来推断通过PFC支路330、350和360的每一个的电流。
可以使用用于测量或感测通过PFC支路330、350和360的任何一个或全部的电流的任何方法。例如，在各个实现方式中，可以使用电流传感器387(如图3c中所示)来测量通过第一PFC支路330的电流。仅作为示例，可以与第一电感器370串联地实现电流传感器387。在各个实现方式中，电流传感器387可以包括霍尔效应传感器，其基于在第一电感器370周围的磁通来测量通过第一PFC支路330的电流。也可以分别使用相关联的电流传感器388和389来测量通过PFC支路350和360的电流。
PFC模块204也可以包括第一和第二旁路二极管390和392。第一旁路二极管390的阳极连接到第一AC输入端子302，并且第一旁路二极管390的阴极连接到正DC端子306。第二旁路二极管392的阳极连接到负DC端子308，并且第二旁路二极管392的阴极连接到第一AC输入端子302。
旁路二极管390和392可以是功率二极管，该功率二极管可以被设计来在低频下运行，该低频例如是小于大约100Hz或大约200Hz的频率。旁路二极管390和392的电阻可以小于电感器370、372和374的电阻。因此，当在开关块320中的开关332和334未接通时，电流可以流过旁路二极管390和392，而不是二极管336和338。
当PFC模块204运行以产生升高的DC电压时，该升高的DC电压将大于在AC线上的峰值电压。旁路二极管390和392因此不被前向偏置，并且仍然保持不活动。旁路二极管390和392可以提供雷击保护和功率突增保护。
在各个实现方式中，可以使用在单个封装中的整流二极管310和312来实现旁路二极管390和392。仅作为示例，可以将Vishay型号26MT或36MT或国际整流器型号26MB或36MB用作旁路二极管390和392与整流二极管310和312。整流二极管310和312承载电流，而不论PFC模块204是否产生升高的DC电压。因此，在各个实现方式中，可以将整流二极管310和312的每一个实现为并联的两个物理二极管。电流传感器可以用于测量与电感器370、372和374串联的PFC相电流。
现在参照图4a，呈现了电动机400和逆变电源模块208的示例实现方式的简化示意图。电动机400是图2的压缩机102的部件。然而，图4a-4c的原理可以适用于其他电动机，包括冷凝器104的电动机。逆变电源模块208包括开关块402。在各个实现方式中，可以使用类似的零件实现开关块402和PFC模块204的开关块320。仅作为示例，在图4a中，第一逆变器支路410包括第一和第二开关420和422与第一和第二二极管424和426，它们与图3a的开关332和334与二极管336和338类似地布置。
开关块402经由正DC端子404和负DC端子406来从DC滤波器206接收滤波的DC电压。第一开关420的第一端子可以连接到正DC端子404，而第二开关422的第二端子可以连接到负DC端子406。开关420和422的控制端子从电动机控制模块260接收大体互补的逆变器PWM信号。
开关块402可以包括一个或更多个另外的逆变器支路。在各个实现方式中，开关块402可以包括用于电动机400的每一个相或绕组的一个逆变器支路。仅作为示例，开关块402可以包括第二和第三逆变器支路430和440，如图4a中所示。逆变器支路410、430和440可以分别向电动机400的绕组450、452和454提供电流。绕组454、452和450可以分别被称为绕组a、b和c。向绕组454、452和450施加的电压可以分别被称为Va、Vb和Vc。通过绕组454、452和450的电流可以分别被称为Ia、Ib和Ic。
仅作为示例，绕组450、452和454的第一端子可以连接到公共节点。绕组450、452和454的第二端子可以分别连接到逆变器支路410、430和440的第一开关420的第二端子。
逆变电源模块208也可以包括与第一逆变器支路410相关联的分流电阻器460。分流电阻器460可以连接在第二开关422的第二端子和负DC端子406之间。在各个实现方式中，相应的分流电阻器可以位于逆变器支路430和440的每一个与负DC端子406之间。仅作为示例，可以基于在第一逆变器支路410的分流电阻器460上的电压来确定通过电动机400的第一绕组450的电流。在各个实现方式中，可以省略逆变器支路410、430或440之一的分流电阻器。在这样的实现方式中，可以基于剩余的分流电阻器的测量来推断电流。
作为补充或替代，电阻器462可以与负DC端子406串联，如图4b中所示。因此，通过电阻器462的电流可以指示由逆变电源模块208消耗的总电流。可以基于通过逆变器支路410、430和440的电流的已知相位定时来从总电流推断通过逆变器支路410、430和440的每一个的电流。可以在2007年3月20日授权的、共同转让的美国专利No.7,193,388中找到确定在逆变器中的电流的进一步讨论，该文通过引用被整体包含在此。
可以使用用于测量或感测通过逆变器支路410、430和440的任何一个或全部的电流的任何方法。例如，在各个实现方式中，可以使用(在图4c中所示的)电流传感器487来测量通过第一逆变器支路410的电流。仅作为示例，可以在第一逆变器支路410和第一绕组450之间实现电流传感器487。也可以分别使用相关联的电流传感器488和489来测量流过逆变器支路430和440的电流。在各个实现方式中，电流传感器可以与逆变器支路410、430和440的两个相关联。可以基于在电动机绕组中的电流的和为0的假设来确定通过逆变器支路410、430和440的另一个的电流。
现在参照图5，示出图2的电动机控制模块260的示例性实现方式。电动机控制模块260控制逆变电源模块208内的开关以控制施加到电动机400的绕组454、452、450(在下文中称作“绕组Sa-c”)的电压。这也可以称作对逆变电源模块208进行控制或者对电动机400进行控制。
例如，当电动机400包括三相电动机时，电动机控制模块260可以分别将电压Va-c施加于绕组Sa-c。电压Va-c可以统称为输出电压。当电压Va-c被施加于绕组Sa-c时，分别在绕组Sa-c中产生电流Ia-c。电流Ia-c可以统称为绕组电流。绕组Sa-c中的电流在绕组Sa-c周围产生磁通，反之亦然。电动机控制模块260生成输出电压以控制绕组电流和/或控制磁通。
电动机400包括转子(未示出)，转子响应于绕组电流而转动。电动机控制模块260控制输出电压的幅度、占空比和/或频率以控制转子的扭矩和速度。电动机控制模块260可以基于命令的电动机速度来控制输出电压，命令的速度表示期望的转子旋转速度。
电动机控制模块260可以实现电动机400的场定向控制。相应地，电动机控制模块260可以将电动机驱动变量映射到各种参考系上。电动机驱动变量可以包括所请求的用于控制电动机400的电流/电压值作为测量电流/测量电压。例如，电动机驱动变量可以包括测量到的流过绕组Sa-c的电流Ia-c和电动机控制模块260用来将电压Va-c施加于绕组Sa-c的电压请求。
电动机控制模块260可以将电动机驱动变量映射在abc参考系(FoR)、αβFoR和qdr FoR中。abc FoR可以表示例如基于绕组Sa-c的三相定子参考系。测量电流Ia-c中的每个电流可以被映射到abc FoR的相应轴a、b和c上。此外，电动机控制模块260可以将所请求的与电压Va-c对应的电压映射在abc FoR中。
αβFoR包括静止的基于定子的x和y坐标系，其中电动机驱动变量被投射到x和y坐标系上。qdr FoR是与转子对应的并与转子同步旋转的旋转FoR。因此，qdr FoR基于转子的角度。
电动机控制模块260可以将电动机驱动变量从一个FoR变换到另一个FoR。例如，电动机控制模块260可以将abc FoR中表示的电流变换到αβFoR中表示的电流，反之亦然。电动机控制模块260可以利用数值变换将电动机驱动变量从abc FoR变换到αβFoR。电动机控制模块260可以基于转子的角度将电动机驱动变量从αβFoR变换到qdr FoR。
电动机控制模块260控制基于来自图2的监督者控制模块270的命令速度来控制逆变电源模块208。在各种实现方式中，滤波器模块501可以对来自图2的监督者控制模块270的命令速度进行过滤。在这些实现方式中，滤波器模块501的输出在下面被称作命令速度ωv。
在开环模式中，假设命令速度ωv不会改变得太快，则转子的实际速度将遵循命令速度ωv。结果，滤波器模块501的低通滤波器的系数可以被选择为使得转子加速度可以跟得上从滤波器模块501输出的命令速度ωv的变化。否则，将失去转子同步。在各种实现方式中，滤波器模块501可以实现斜坡函数，该函数在每个预定的时间间隔期间将命令速度ωv更新一最大递增量。
在以开环模式工作时，电动机控制模块260可以基于所命令的FoR(例如，qdv FoR)来控制电动机400。qdv FoR与转子的命令速度ωv和转子的命令角度(θv)相关联。命令角度生成模块502可以诸如通过对命令速度ωv积分来确定命令角度θv。
电动机控制模块260可以在各种模式下工作，如开环模式或闭环模式。仅作为示例，电动机控制模块260可以在启动电动机400时在开环模式下工作而在稍后转换为在闭环模式下工作。当在开环模式下工作时，转子将倾向于与命令速度ωv同步，尤其是当电动机控制模块260以较低速度操作转子时。然而，实际的转子角度可能由于施加于电动机400的负载而不同于命令角度θv。例如，在开环模式工作的同时改变负载可能改变命令角度θv与实际转子角度之间的相位差。
转换模块503确定何时将电动机控制模块260从开环模式转换到闭环模式。仅作为示例，转换模块503可以基于命令速度ωv、电动机400的工作时间、所命令的转子加速度和/或来自估计模块504的反馈中的至少一个来确定何时转换。
例如，转换模块503可以基于命令加速度和/或工作时间来预测转子的速度。转换模块503可以在预定速度大于速度阈值时从开环转换到闭环。在各种实现方式中，转换模块503可以在启动电动机400所经历的时间超过预定时长时从开环模式转换到闭环模式。
估计模块504估计转子的速度(ωest)和角度(θest)。估计模块504可以基于估计角度(θest)来确定估计速度(ωest)。例如，估计模块504可以在一个时间段上对估计角度θest求微分并滤波以确定估计速度ωest。转换模块503可以在估计模块504已经实现估计角度θest和估计速度ωest的稳定估计值时从开环模式转换到闭环模式。在各种实现方式中，当在估计模块504中出现收敛时(这可以通过例如通量估计值来表示)，转换模块503可以从开环模式转换到闭环模式。
或者，转换模块503可以在命令速度ωv大于速度阈值时从开环模式转换到闭环模式。替代地或附加地，转换模块503可以在估计转子速度ωest大于预定速度时开始转换。影响何时执行转换的其他因素可以包括电动机400上的负载和电动机驱动变量。
估计模块504可以基于各种电动机驱动变量来确定估计角度θest。例如，电动机驱动变量可以包括要施加于绕组Sa-c的Va-c和测量到的绕组Sa-c中的Ia-c。附加地，估计模块504可以基于命令速度ωv来确定估计角度θest。估计模块504可以实现状态观测器(例如，Luenberger观测器)以基于电动机驱动变量来确定估计角度θest和估计速度ωest。在2004年6月29日授予的美国专利6,756,757、2007年4月24日授予的美国专利7,208,895、2008年3月11日授予的美国专利7,342,379以及2008年5月20日授予的美国专利7,375,485中可以找到对无传感器的控制***和方法的描述，通过引用将它们整体结合于此。
电流确定模块506可以测量绕组Sa-c的电流Ia-c(在下文中称作“测量电流”)。估计模块504可以利用测量电流来估计θest和ωest。
角度/速度确定模块508基于当前使能的模式(如开环模式或闭环模式)来生成输出角度θr和输出速度ωr。角度/速度确定模块508可以在以开关模式工作时将输出角度θr设置为等于命令角度θv，而当以闭环模式工作时可以将输出角度θr设置为等于估计角度θest。
当转换模块503指示从开环模式转换到闭环模式时，角度/速度确定模块508逐步地将输出角度θr从命令角度θv调整到估计角度θest。该逐步调整可以使从开环模式转换到闭环模式时瞬时电流需求最小化，这可以防止估计角度θest的估计值和/或电流控制(在下面描述)的扰动。因此逐步调整可以改善转换期间的稳定性并允许更可靠地启动电动机400，尤其是在高负载的情况下。
角度/速度确定模块508可以在以开环模式工作时将输出速度ωr设置为等于命令速度ωv。角度/速度确定模块508可以在以闭环模式工作时将输出速度ωr设置为等于估计速度ωest。在各种实现方式中，当转换模块503指示从开环模式转换到闭环模式时，角度/速度确定模块508可以立即将输出速度ωr从命令速度ωv切换到估计速度ωest。
转换模块503还可以指示从闭环模式变回到开环模式。仅作为示例，在观测到错误状况(如失去转子)或异常工作状况时，可以转换回开环模式。因此，角度/速度确定模块508还可以将输出速度ωr从估计速度ωest切换回命令速度ωv，并且将输出角度θr从估计角度θest切换回命令角度θv。在各种实现方式中，类似于从开环模式转换到闭环模式，可以立即执行输出角度ωr的切换，而可以逐步执行输出角度θr的切换。
在各种实现方式中，可以支持附加模式。仅作为示例，可以支持三个、四个、或更多个模式。转换模块503可以指示角度/速度确定模块508从一个模式转换到另一个模式，在每次转换期间，角度/速度确定模块508可以将输出速度ωr立即切换到与所选择的模式对应的速度。或者，输出速度ωr可以朝着所选择的模式的速度变化。此外，角度/速度确定模块508将输出角度θr朝着与所选择模式对应的角度变化。转换模块503可以利用转换信号指示角度/速度确定模块508从一个模式转换到另一个模式。例如，转换信号可以指定角度/速度确定模块508应当要转换到的目标模式。
速度回路控制模块510生成需求的扭矩信号，该信号被计算以使输出速度ωr与命令速度ωv匹配。在各种实现方式中，在开环模式中可以使速度回路控制模块510变为旁路。在闭环模式中，输出速度ωr等于电动机400的估计速度ωest。因此，速度回路控制模块510可以生成需求的扭矩信号以将电动机400的速度保持为大于等于命令速度ωv。仅作为示例，当输出速度ωr小于命令速度ωv时，速度回路控制模块510可以增大需求的扭矩，反之亦然。
Idr注入模块51基于DC总线电压、需求的扭矩信号和命令的速度ωv来生成d轴电流(Idr)需求。Idr需求被下面描述的用于Idr注入的电流控制所使用，Idr注入也可以称作场弱化或相位提前。在各种实现方式中，Idr注入模块512可以基于下面描述的失调电压(OOV)信号和测量电流来调整Idr需求。
扭矩映射模块514基于需求的扭矩信号来生成q轴电流(Iqr)需求。还可以通过Idr需求来生成扭矩，因此，扭矩映射模块514可以基于Idr需求来确定Iqr需求。仅作为示例，扭矩映射模块514可以实现最大电流限值。在各种实现方式中，扭矩映射模块514可以将Idr需求和Iqr需求的组合与最大电流限值比较，并当该组合超过最大电流限值时减小这两个需求之一。在各种实现方式中，扭矩映射模块514可以仅限制Iqr需求。仅作为示例，最大电流限值可以是均方根限值，如25Ampsrms。
当扭矩映射模块514限制Iqr需求来满足最大电流限值时，扭矩映射模块514可以将限制信号输出到速度回路控制模块510。当接收到限制信号时，速度回路控制模块510可以临时暂停增大需求的扭矩。此外，速度回路控制模块510还可以基于OOV信号临时暂停增大需求的扭矩。
仅作为示例，速度回路控制模块510可以尝试将输出速度ωr与命令速度ωv的减小版本匹配。替换地或附加地，速度回路控制模块510可以选择性地暂停将会导致增大需求扭矩的错误的求和和/或积分运算。换句话说，当扭矩映射模块经由限制信号表示达到了最大电流限值时，速度回路控制模块510可以停止增大需求的扭矩，这是因为已经不能在最大电流限值内实现当前需求的扭矩。
电流控制模块516基于电流需求Iqr和Idr在qdr FoR中确定电压命令Vqr和Vdr。电压命令Vqr和Vdr可以分别是q轴电压命令和d轴电压命令。在各种实现方式中，电流控制模块516可以基于测量电流来确定电压命令Vqr和Vdr。在各种实现方式中，电流控制模块516可以尝试通过调整电压命令Vqr和Vdr而使测量电流与Iqr和Idr需求匹配。在各种实现方式中，电流控制模块516还可以接收输出速度ωr。
abc到qdr模块520基于输出角度θr将测量电流Ia-c映射到qdr FoR。得到的映射电流可以称作Iqdr，并且可以包括Iqr和Idr分量。因此电动机控制模块260的部件(如电流控制模块516)所使用的测量电流可以使用测量电流的Iqdr表示。
qdr到αβ模块522可以将电压命令Vqr和Vdr从qdr FoR变换到αβFoR，从而生成αβFoR中的电压请求(在下文中称作“电压请求”)。电压请求可以表示要施加于绕组Sa-c的电压。qdr到αβ模块522可以基于输出角度θr来执行变换，在各种实现方式中，可以基于输出速度ωr来执行该变换。
脉宽调制(PWM)模块524生成占空比信号以利用PWM控制逆变电源模块208。仅作为示例，PWM开关频率可以为约5kHz至约10kHz。在各种实现方式中，逆变电源模块208和电动机400具有三相，PWM模块524生成三个占空比信号，每个逆变器腿一个信号。
在各种实现方式中，逆变电源模块208的每个腿包括一对互补开关，因此每个占空比信号被转换为互补的占空比信号，每个互补开关一个信号。仅作为示例，参照图4a，可以利用互补的占空比来控制第一逆变器腿410的开关420和开关422。
在各种实现方式中，为了防止短路状况(在短路状况下，两个开关420和422同时接通)，互补占空比可以被调整为使得一个开关在另一开关关闭的同时不被接通。换句话说，这两个开关的关闭时间局部重叠。
PWM模块524基于DC总线电压以及来自qdr到αβ模块522的电压请求来确定占空比信号。仅作为示例，PWM模块524可以将电压请求从αβFoR变换到abc FoR以确定三个电压需求，在下文中称作与分别与绕组Sa-c对应的Vra，Vrb和Vrc(统称Vra-c)。
当在给定当前的DC总线电压的情况下不能满足电压需求时，驱动控制器132被限定为在OOV状态下工作。仅作为示例，可以在PWM模块524中限定最大占空比。如果电压需求将导致占空比之一大于最大占空比，则驱动控制器132在OOV状态下工作。
在各种实现方式中，最大占空比可以被设置为小于100％，如96％、95％或92％。可以基于用于精确测量绕组电流Ia-c的要求来设置最大占空比限值。也可以限定相应的最小占空比。仅作为示例，最小占空比限值可以等于一减去最大占空比限值。
在各种实现方式中，电动机400可以不与绕组电压本身对应，而代之以与绕组电压之间的差对应。作为简化示例，将50伏施加于第一绕组而将150伏施加于第二绕组可以等同于将0伏施加于第一绕组而将100伏施加于第二绕组。因此，即使电压需求之一可以超过可用电压，PWM模块524仍可以在生成占空比时改变电压需求。
在这样的实现方式中，当这三个电压需求中的任意两个电压需求之间的差大于可用电压时，PWM模块524可以确定驱动控制器132处于OOV状态。仅作为示例，可用电压可以等于DC总线乘以最大占空比。在各种实现方式中，PWM模块524可以将占空比改变为使得占空比之一被设置为零。或者，PWM模块524可以将占空比改变为使得占空比以一个中间占空比(如50％)为中心。在各种实现方式中，PWM模块524可以依赖于工作模式利用这三种方法中的这种或那种来改变占空比。仅作为示例，PWM模块524可以将占空比改变为使得当电动机400以超过预定阈值的速度工作时将最低占空比设置为零。
在OOV状态下，与电压需求对应的占空比之间的差大于最大占空比和最小占空比之间的差。因此，当在OOV状态下工作时，PWM模块524可以在生成占空比之前将电压需求缩小。等价地，PWM模块524可以缩放占空比。在各种实现方式中，PWM模块524可以尽可能地缩小占空比或电压需求，以使得占空比之一被设置为最小占空比，以及占空比之一被设置为最大占空比。
缩放因数是驱动控制器132目前处于多远的OOV的指示。缩放因数可以被称作OOV幅度，并且可以被包括在OOV信号中。在OOV状态下，PWM模块524将OOV标记设置为第一值，如1。当不处于OOV状态时，PWM模块524将OOV标记设置为第二值，如0。OOV标记可以被包括在OOV信号中。
可以基于OOV标记来确定OOV量。仅作为示例，OOV量可以表示驱动控制器132如何频繁地操作OOV。仅出于示例，逆变电源模块208可以将工作区域限定为类似于六边形的形状。电压需求可以被认为是该六边形内的圆。如果圆的中心在该六边形内，随着圆膨胀，它们将接触到六边形的边。当圆膨胀得超过六边形时，圆变得越来越与六边形的每个面夹紧。夹紧可以对应于OOV状态。结果，电压需求夹紧(产生OOV状态)的时间比例表示驱动控制器132处于多远的OOV。
OOV量可以表示驱动控制器132在OOV状态下的时间部分。可以通过将滤波(如数字低通滤波)应用于OOV标记来确定OOV。仅作为示例，可以通过将移动平均应用于OOV标记来确定OOV量。当OOV标记呈现0值或1值时，则OOV量将在0和1的范围之间。当乘以100时，OOV量是驱动控制器132在OOV状态下花费的时间的百分比。
电动机控制模块260可以使用多种方法来使OOV操作最小化，或者将OOV操作维持在低于预定阈值。在各种实现方式中，Idr注入模块512在确定如何调整Idr需求时可以使用OOV量。速度回路控制模块510还可以使用OOV量来确定何时暂停增大需求扭矩。电流控制模块516可以基于OOV标记来暂停增大Vqr和Vdr中的一个或两者。
现在参照图6，角度/速度确定模块508的示例实现方式包括相减模块602、误差减小模块604、求和模块606、第一多路复用模块608和第二多路复用模块612。在开环模式期间，来自转换模块503的转换命令指令第一多路复用模块608输出命令的角度θv作为输出角度θr。当从开环模式转换到闭环模式时，转换信号指令第一多路复用模块608输出来自求和模块606的和作为输出角度θr。该和将最终等于估计的角度θest。
然而，在转换时，命令的角度θv和估计的角度θest可能不相等。为了避免转换时的输出角度θr的不连续性，将来自求和模块606的和控制为等于命令的角度θv。这可以通过计算命令的角度θv和估计的角度θest之间的差(θerror)，并且使角度误差θerror与估计的角度θest相加来实现。相加的估计的角度θest抵消了减去的估计的角度θest，并且在转换时结果仍是命令的角度θv。相减模块602产生角度误差θerror。
误差减小模块604存储转换时的角度误差θerror的值，并且随时间将存储值的绝对值减小到零。从误差减小模块604输出存储值作为θs。当存储值达到零时，来自求和模块606的和将等于估计的角度θest并且转换完成。
在各种实现方式中，误差减小模块604可以以预定间隔按预定递增量使存储值的幅度递减直至存储值达到零。换言之，当使θs递减时，误差减小模块604减小θs的幅度，而与θs的符号无关。例如，当θs是正值时，误差减小模块604可以从θs减去预定递增量。当θs是负值时，误差减小模块604可以使预定递增量与θs相加。仅作为示例，误差减小模块604可以以100μs的间隔按0.5度使θs的幅度递减直至θs达到零。
在开环模式中，转换信号指令第二多路复用模块612输出ωv作为ωr。当从开环模式转换到闭环模式时，转换信号指令第二多路复用模块612输出ωest作为ωr。在正常操作中，ωest和ωv将相等，并且因此彼此的直接切换将不会导致ωr的突然改变。
现在参照图7，以图表方式图示了从开环模式到闭环模式的示例转换。细虚线绘出了开环模式中使用的命令的角度θv。细实线绘出了闭环模式中使用的估计的角度θest。粗线是角度/速度确定模块508的输出，即输出角度θr。输出角度θr遵循命令的角度θv直至开始从开环模式转换到闭环模式。输出角度θr随后朝向估计的角度θest斜变。实际上，一旦转换开始，输出角度θr遵循估计的角度θest。然而，输出角度θr遵循估计的角度θest加上偏移(θs)。在转换过程中减小该偏移。当偏移达到零时，在图7的剩余部分上，输出角度θr遵循估计的角度θest。
尽管合并***被描述为控制从开环模式中的命令的角度θv到闭环模式中的估计的角度θest的转换，但是合并***通常可应用于任何两个电动机控制角度之间的转换。例如，当第一无传感器控制***基于第一角度(θ1)进行控制并且第二无传感器***基于第二角度(θ2)进行控制时，合并***可以在控制从第一到第二无传感器控制***的转换时控制从θ1到θ2的转换。替选地，当控制从第二无传感器控制***切换到第一无传感器控制***时，合并***可以控制从θ2到θ1的切换。
第一无传感器控制***可以是在第一速度范围中控制转子的***，而第二无传感器控制***可以是在第二速度范围中控制转子的***。因此，合并***可以基于转子的速度在θ1和θ2之间转换。在一些实现方式中，合并***可以控制从开环模式到第一无传感器控制***的转换，随后基于转子的速度控制第一无传感器控制***和第二无传感器控制***之间的转换。合并***可以控制从N个模式中的任一模式到N个模式中的另一模式的转换，其中N是大于或等于2的整数。仅作为示例，N可以等于2、3、4或更多。
现在参照图8，一种用于从开环模式转换到闭环模式的方法开始于802。在802中，控制基于命令的角度θv和ωv在开环模式中操作电动机400。在804中，控制确定是否从开环模式转换到闭环模式。如果是，则控制前往806；否则，控制停留在804中。在806中，控制基于命令的角度θv和估计的角度θest之间的差计算角度误差θerror。在808中，控制将角度误差θerror存储为θs。
在810中，控制基于ωest以及θest和θs的和操作电动机400。由于处理不是瞬时的，因此810在技术上在804已指令从开环到闭环的转换之后执行。然而，延迟是可忽略的。在812中，控制确定θs是否等于零。如果否，则控制前往814。如果是，则控制前往818。在814中，控制等待预定间隔。在816中，控制使θs的幅度按预定量递减并且返回812。在818中，控制基于ωest和估计的角度θest操作电动机400。控制停留在818中。然而，如果出现错误，则控制可以返回(未示出)802。开环模式中的操作可以允许从错误条件恢复。
可以以多种形式来实现本公开的广义教导。因此，虽然本公开包括具体示例，但是本公开的真实范围应当不限于此，因为其他修改对于学习了附图、说明书和随后的权利要求的技术人员变得显然。

Claims (19)

1.一种用于控制电动机的***，包括：
脉宽调制PWM模块，控制向电动机供电的逆变器的切换，其中所述PWM模块在第一模式中基于第一角度控制切换并且在第二模式中基于第二角度控制切换；
相减模块，确定所述第一角度和第二角度之间的差；
误差减小模块，用于(i)当命令从所述第一模式到所述第二模式的转换时存储所述差，并且(ii)将存储的差的幅度减小到零；以及
求和模块，计算所述存储的差和所述第二角度的和，其中所述PWM模块在所述第二模式中基于所述和控制切换。
2.根据权利要求1所述的用于控制电动机的***，进一步包括命令角度产生模块，基于命令的速度产生所述第一角度。
3.根据权利要求2所述的用于控制电动机的***，其中通过对所述命令的速度积分来产生所述第一角度。
4.根据权利要求3所述的用于控制电动机的***，进一步包括速率限制模块，通过对请求的速度进行速率限制来产生所述命令的速度。
5.根据权利要求1所述的用于控制电动机的***，进一步包括估计器模块，基于所述电动机的测量的参数确定所述第二角度，其中所述测量的参数包括测量的电流和测量的电压至少之一。
6.根据权利要求5所述的用于控制电动机的***，其中所述估计器模块确定估计的速度，以及其中在从所述第一模式转换到所述第二模式之后所述PWM模块基于所述估计的速度控制切换。
7.根据权利要求1所述的用于控制电动机的***，其中所述误差减小模块以周期性的间隔使所述幅度减小预定量。
8.根据权利要求1所述的用于控制电动机的***，进一步包括转换模块，当所述电动机的估计的速度大于预定速度时，命令从所述第一模式转换到所述第二模式。
9.根据权利要求1所述的用于控制电动机的***，进一步包括转换模块，当所述电动机已运行的时间比预定时间段长时，命令从所述第一模式转换到所述第二模式。
10.一种用于控制电动机的方法，包括：
在第一模式中基于第一角度并且在第二模式中基于第二角度控制向电动机供电的逆变器的切换；
确定所述第一角度和第二角度之间的差；
当命令从所述第一模式到所述第二模式的转换时存储所述差；
将存储的差的幅度减小到零；
计算所述存储的差和所述第二角度的和；以及
在所述第二模式中基于所述和控制切换。
11.根据权利要求10所述的用于控制电动机的方法，进一步包括基于命令的速度产生所述第一角度。
12.根据权利要求11所述的用于控制电动机的方法，进一步包括通过对所述命令的速度积分来产生所述第一角度。
13.根据权利要求12所述的用于控制电动机的方法，进一步包括通过对请求的速度进行速率限制来产生所述命令的速度。
14.根据权利要求10所述的用于控制电动机的方法，进一步包括基于所述电动机的测量的参数确定所述第二角度，其中所述测量的参数包括测量的电流和测量的电压至少之一。
15.根据权利要求14所述的用于控制电动机的方法，进一步包括：
确定估计的速度；以及
在从所述第一模式转换到所述第二模式之后基于所述估计的速度控制切换。
16.根据权利要求10所述的用于控制电动机的方法，进一步包括以周期性的间隔使幅度减小预定量。
17.根据权利要求10所述的用于控制电动机的方法，进一步包括当所述电动机的估计的速度大于预定速度时，命令从所述第一模式转换到所述第二模式。
18.根据权利要求10所述的用于控制电动机的方法，进一步包括当所述电动机已运行的时间比预定时间段长时，命令从所述第一模式转换到所述第二模式。
19.一种用于控制电动机的***，包括：
控制模块，在第一模式中基于第一转子角度控制电动机并且在第二模式中基于第二转子角度控制所述电动机；
角度确定模块，用于：(i)基于存储值和第三转子角度的和确定所述第二转子角度，并且(ii)在选择所述第二模式之后，将所述存储值设定为所述第一转子角度和所述第三转子角度之间的差；以及
减小模块，在选择所述第二模式之后，在非零时间段上将所述存储值的幅度减小到零。
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