CN104348394B - 估测马达转子位置的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种估测马达转子位置的方法及装置，该方法包括：在第一估测角度下注入第一高频信号至马达；在注入第一高频信号至马达的情况下，产生马达的第一感测信号；在第二估测角度下注入第二高频信号至马达，其中第二估测角度不等于第一估测角度；在注入第二高频信号至马达的情况下，产生马达的第二感测信号；根据第一感测信号与第二感测信号，判断操作夹角的所在象限；以及根据第一感测信号、第二感测信号以及操作夹角的所在象限，得到转子位置。

Description

估测马达转子位置的方法及装置

技术领域

本发明有关于马达技术，且特别有关于一种估测马达转子位置的方法及装置。

背景技术

随着科技的快速进展，马达已广泛地被应用在人们的生活当中，诸如硬盘、冷气机、起重机等。

永磁同步马达(permanent magnet synchronous motor)可包括多个定子与一转子。定子例如可用导线实现，并设置于转子的周围。而通过控制定子上的电流，可控制转子的转动。

一般而言，在控制(例如是启动)永磁同步马达时，必须先估测马达转子的转子位置，以根据转子位置提供电流至定子，以令转子转动。若估测的转子位置与实际的转子位置误差过大，将可能造成转子逆转或控制失败，而造成永磁同步马达在控制上的不稳定。

是以，如何提出一种准确的马达转子位置的估测方法为当前急待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种估测马达转子位置的方法及装置。

根据本发明一实施例，该估测方法用以估测一马达的一转子的一转子位置。该估测方法包括：在一第一估测角度下注入一第一高频信号至该马达；在注入该第一高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第一感测信号；在一第二估测角度下注入一第二高频信号至该马达，其中该第二估测角度不等于该第一估测角度；在注入该第二高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第二感测信号；根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断一操作夹角的所在象限，其中该操作夹角为该第一估测角度与转子位置之间的一估测角度差异的两倍；以及，根据该第一感测信号、该第二感测信号以及该操作夹角的该所在象限，得到该转子位置。

本发明还提供一种估测马达转子位置的装置。根据本发明一实施例，该估测马达转子位置的装置电性连接一马达。该估测马达转子位置的装置电性连接该马达。该估测马达转子位置的装置包括一高频信号注入模块、一感测模块以及一计算模块。该高频信号注入模块用以在一第一估测角度下注入一第一高频信号至该马达，并在一第二估测角度下注入一第二高频信号至该马达。该第二估测角度不等于该第一估测角度。该感测模块用以在注入该第一高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第一感测信号，并在注入该第二高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第二感测信号。该计算模块用以根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断一操作夹角的一所在象限，并根据该第一感测信号、该第二感测信号以及该操作夹角的该所在象限，得到该转子位置。该操作夹角为该第一估测角度与该转子位置之间的一估测角度差异的两倍。

通过应用上述一实施例，估测马达转子位置的装置可根据第一感测信号与第二感测信号快速地判断操作夹角的所在象限，并快速地计算操作夹角的数值，以得到转子位置。如此一来，马达在控制上的稳定度可有效被提升。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1为根据本案一实施例所绘示的估测装置的示意图；

图2为根据本案一实施例所绘示的估测装置中的高频信号注入模块、感测模块以及计算模块的示意图；以及

图3为根据本案一实施例所绘示的估测方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

10：马达

20：逆变器

100：估测装置

110：高频信号注入模块

112：注入信号产生单元

114：反帕克转换单元

116：脉冲信号产生单元

120：感测模块

122：克拉克转换单元

124：帕克转换单元

130：计算模块

132：滤波单元

134：第一计算单元

136：象限判断单元

138：第二计算单元

140：判断模块

300：估测方法

S1-S7：步骤

A1、A2：加法器

M1、M2：混波器

θ：转子位置

、：估测角度

i_U1、i_V1、i_W1、i_U2、i_V2、i_W2：定子电流

φ：操作夹角

Δθ₁：估测角度差异

f_Δθ1、f_Δθ2：计算数值

f_I1、f_I2：高频信号

、：参考信号

v_α1、v_β1、v_α2、v_β2：转换信号

v_α1c、v_β1c、v_α2c、v_β2c：脉冲信号

i_α1、i_β1、i_α2、i_β2：转换信号

i_α2、i_β2：电流响应

f_C：高频载波

m1、m2：混波信号

具体实施方式

以下将以图式及详细叙述清楚说明本揭示内容的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本揭示内容的较佳实施例后，当可由本揭示内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本揭示内容的精神与范围。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的“电性连接”，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“电性连接”还可指二或多个元件元件相互操作或动作。

本案的一实施方式为一种估测马达转子位置的装置(以下简称为估测装置)。为使叙述清楚，以下将搭配图1和图2进行说明。图1为根据本案一实施例所绘示的估测装置100的示意图。图2为根据本案一实施例所绘示的估测装置100中的高频信号注入模块110、感测模块120以及计算模块130的示意图。

在本发明一实施例中，估测装置100可电性连接马达10与逆变器20，用以估测马达10的转子的转子位置θ(或称转子角度)。估测装置100可用电脑或其它电路组合实现。马达10可为永磁同步马达。逆变器20可由多个晶体管实现。

在本实施例中，估测装置100可包括高频信号注入模块110、感测模块120、计算模块130以及判断模块140。高频信号注入模块110、感测模块120、计算模块130、判断模块140、逆变器20与马达10可彼此电性连接。高频信号注入模块110、感测模块120、计算模块130以及判断模块140皆可用软件及/或硬件实现。

本领域人士当可清楚明白，上述估测装置100、马达10、逆变器20、高频信号注入模块110、感测模块120、计算模块130以及判断模块140的实现方式不以上述实施例所揭露的为限，且连接关系也不以上述实施例为限，凡足以令估测装置100实现下述技术内容的连接方式与实现方式皆可运用于本发明。

在本实施例中，高频信号注入模块110可用以在第一估测角度下(可参照图2)，通过逆变器20，注入第一高频信号f_I1至马达10。换言之，在第一估测角度下，高频信号注入模块110可提供对应于第一高频信号f_I1的第一空间向量脉冲信号v_α1c、v_β1c至逆变器20，以令逆变器20产生并传送定子电流i_U1、i_V1、i_W1至马达20。另一方面，高频信号注入模块110可用以在第二估测角度(或称为扰动角度)下，通过逆变器20，注入第二高频信号f_I2至马达10。换言之，在第二估测角度下，高频信号注入模块110可提供对应于第二高频信号f_I2的第二空间向量脉冲信号v_α2c、v_β2c至逆变器20，以令逆变器20产生并传送定子电流i_U2、i_V2、i_W2至马达20。在本实施例中，第二估测角度不等于第一估测角度另外，在一实施例中，第二估测角度与第一估测角度之间具有微小的扰动差异量。

感测模块120可用以在上述高频信号注入模块110注入第一高频信号f_I1至马达10的情况下，感测马达10的多个定子电流i_U1、i_V1、i_W1，并根据定子电流i_U1、i_V1、i_W1产生马达10的第一感测信号(例如是马达10的电流响应 中的至少一者)。感测模块120另可用以在上述高频信号注入模块110注入第二高频信号f_I2至马达10的情况下，感测马达10的定子电流i_U2、i_V2、i_W2，并根据定子电流i_U2、i_V2、i_W2产生马达10的第二感测信号(例如是马达10的电流响应中的至少一者)。

计算模块130可用以根据第一感测信号与第二感测信号，得到一操作夹角φ的正弦函数以及余弦函数，并根据操作夹角φ的正弦函数以及余弦函数为正数或负数，判断操作夹角φ的所在象限。在本实施例中，操作夹角φ对应第一估测角度与转子位置θ之间的估测角度差异Δθ₁(例如，)。在一实施例中，操作夹角φ为2倍估测角度与转子位置θ之间的估测角度差异Δθ₁，亦即，φ=2×Δθ1。

接着，计算模块130可根据操作夹角φ的正弦函数以及余弦函数，通过反三角函数运算，计算出操作夹角φ的数值。而后，计算模块130可根据操作夹角φ、操作夹角φ的所在象限以及第一估测角度计算出转子位置θ。

在计算出转子位置θ后，判断模块140可再利用脉波注入法，以判断出马达10的转子的N极磁轴方向。如此一来，马达10的转子的转子位置θ即可确定。

为便于了解，以下举操作上的示范例对上述操作进行说明，然本案不以此为限。

在本示范例中，在高频信号注入模块110于第一估测角度下，注入数值为U_icosω_it(其中U_i、ω_i在此可视为常数)的第一高频信号f_I1至马达10的d轴(或称直轴)的情况下，感测模块120可感测马达10的定子电流i_U1、i_V1、i_W1，并产生马达10在d轴上的电流响应以及马达10在q轴(或称交轴)上的电流响应电流响应的数值可表示如下：

其中L、ΔL在此可视为常数。

计算模块130可取样电流响应并用数值为sinω_it的高频载波f_c对电流响应进行混波(相乘)，以产生第一混波信号m1。接着，计算模块130可低通滤波第一混波信号m1，以得到数值为ksin2Δθ1的第一计算数值f_Δθ1，其式可表示如下：

----式(2)

通过上式，即可得到角度2Δθ1的正弦函数，亦即，操作夹角φ的正弦函数。

另一方面，在式(2)中，若计算数值f_Δθ1对角度进行微分，则可得到角度2Δθ1的余弦函数，其式可表示如下：

----式(3)

为求上式的解，高频信号注入模块110可于第二估测角度下，注入数值为U_icosω_it的第二高频信号f_I2至马达10的d轴。感测模块120可感测马达10的定子电流i_U2、i_V2、i_W2，并产生马达10在d轴上的电流响应以及马达10在q轴(或称交轴)上的电流响应接着，计算模块130可取样电流响应并用数值为sinω_it的高频载波f_c对电流响应进行混波(相乘)，以产生第二混波信号m2。接着，计算模块130可低通滤波第二混波信号m2，以得到第二计算数值f_Δθ2。在第二估测角度与第一估测角度仅具有微小的差异量(例如的情况下，根据第一估测角度第二估测角度第一计算数值f_Δθ1以及第二计算数值f_Δθ2，即可解出上述式(3)，并得到角度2Δθ₁(即操作夹角φ)的余弦函数，其式可表示如下：

----式(4)

接着，在得到角度2Δθ₁的正弦函数与余弦函数后，计算模块130可据以判断角度2Δθ₁的象限。例如，在ksin2Δθ₁为正数、kcos2Δθ₁为正数时，角度2Δθ₁属于第一象限，在ksin2Δθ₁为正数、kcos2Δθ₁为负数时，角度2Δθ₁属于第二象限。

另一方面，在得到角度2Δθ₁的正弦函数与余弦函数后，计算模块130可通过反三角函数计算出估测角度与转子位置θ之间的估测角度差异Δθ₁的数值。其式可表示如下：

----式(5)

如此一来，根据估测角度与转子位置θ之间的估测角度差异Δθ₁的数值，计算模块130即可计算出转子位置θ(由于)。

当注意到，虽然在上述示范例中，第一、第二高频信号f_I1、f_I2为注入马达10的d轴，且计算模块130为取样马达10的q轴的电流响应进行混波以得到第一、第二计算数值f_Δθ1、f_Δθ2，然而本案并不以此为限。

举例而言，在估测角度为时，在数值为U_icosω_it的高频信号注入马达10的q轴的情况下，马达10在d轴、q轴上的电流响应的数值可表示如下：

----式(6)

其中

在此例中，计算模块130可取样马达10的d轴的电流响应以和数值为sinω_it的高频载波f_C进行混波，以得到混波信号，并低通滤波混波信号以得到计算数值f_Δθ=ksin2Δθ。显然，在此例中，仍可通过与上述示范例同样的方法得到角度2Δθ₁的正弦函数与余弦函数，并以此计算出转子位置θ。重复的叙述，在此不赘言。

又举例而言，在数值为U_icosω_it的高频信号同时注入马达10的d轴与q轴的情况下，马达10在d轴、q轴上的电流响应的数值可表示如下：

----式(7)

在此例中，计算模块130可取样马达10的d轴的电流响应以和数值为sinω_it的高频载波f_C进行混波，以得到混波信号，并低通滤波此一混波信号以得到计算数值f_Δθ-d。另一方面，计算模块130可取样马达10的q轴的电流响应以和数值为sinω_it的高频载波f_C进行混波，以得到另一混波信号，并低通滤波此另一混波信号以得到另一计算数值f_Δθ-q。计算数值f_Δθ-d、f_Δθ-q可表示如下：

----式(8)

根据上述式(8)，可推导出以下式(9)：

----式(9)

显然，根据上述式(9)，在此例中，仍可通过同样的方法得到角度2Δθ₁的正弦函数与余弦函数，并以此计算出转子位置θ。重复的叙述，在此不赘言。

通过上述的设置，通过分别在第一估测角度下与第二估测角度下注入高频信号至马达10，估测装置100可根据第一感测信号与第二感测信号快速地判断操作夹角φ的所在象限，并以此快速地计算操作夹角φ的数值，以得到转子位置θ。如此一来，马达10在控制上的稳定度可有效被提升。

以下段落将提供本案一实施例中估测装置100中的高频信号注入模块110、感测模块120以及计算模块130的更具体结构的说明，然而本案估测装置100中的高频信号注入模块110、感测模块120以及计算模块130并不以图2中所示实施例为限。

如前所述，高频信号注入模块110用以在第一估测角度下，通过逆变器20，注入第一高频信号f_I1至马达10，并在第二估测角度下，通过逆变器20，注入第二高频信号f_I2至马达10。

在本实施例中，高频信号注入模块110可包括注入信号产生单元112、加法器A1、反帕克转换(Inverse Park Transformation)单元114以及脉冲信号产生单元(例如为空间向量脉冲信号产生单元(space vector pulse width modulation，SVPWM))116。注入信号产生单元112可电性连接反帕克转换单元114的q轴输入端以及加法器A1。加法器A1可电性连接反帕克转换单元114的d轴输入端。反帕克转换单元114可电性连接脉冲信号产生单元116。脉冲信号产生单元116可电性连接逆变器20。

注入信号产生单元112可用以分别产生第一、第二高频信号f_I1、f_I2(其数值例如皆为U_icosω_it)、d轴参考信号(其数值例如为0)、q轴参考信号(其数值例如为0)、第一估测角度(其数值例如为0)与第二估测角度(其数值例如为)。第一、第二高频信号f_I1、f_I2例如为电压信号。

加法器A1可用以接收并相加第一、第二高频信号f_I1、f_I2与d轴参考信号并将相加后的信号提供至反帕克转换单元114的d轴。

反帕克转换单元114可用以在接收到第一估测角度的情况下，根据第一估测角度第一高频信号f_I1、d轴参考信号以及q轴参考信号产生第一转换信号v_α1、v_β1。另一方面，反帕克转换单元114也可用以在接收到第二估测角度的情况下，根据第二估测角度第二高频信号f_I2、d轴参考信号以及q轴参考信号产生第二转换信号v_α2、v_β2。

脉冲信号产生单元116可用以在接收到第一转换信号v_α1、v_β1的情况下(即在第一估测角度的情况下)，提供对应于第一高频信号f_I1的第一空间向量脉冲信号v_α1c、v_β1c至逆变器20，并用以在接收到第二转换信号v_α2、v_β2的情况下(即在第二估测角度的情况下)，提供对应于第二高频信号f_I2的第二空间向量脉冲信号v_α2c、v_β2c至逆变器20。

通过上述的设置，高频信号注入模块110即可在第一估测角度下，通过逆变器20，注入第一高频信号f_I1至马达10，并在第二估测角度下，通过逆变器20，注入第二高频信号f_I2至马达10。

当注意到，在上述实施例中，由于加法器A1为电性连接反帕克转换单元114的d轴输入端，故第一高频信号f_I1与第二高频信号f_I2为注入马达10的d轴。然而，如前所述，第一高频信号f_I1与第二高频信号f_I2为注入马达10的q轴或d轴与q轴，本案并不以上述实施例为限。

另一方面，如前所述，感测模块120用以感测马达10的定子电流i_U1、i_V1、i_W1、i_U2、i_V2、i_W2，并据以分别产生马达10在d轴上的电流响应与电流响应以及马达10在q轴上的电流响应与电流响应其中第一感测信号可为电流响应与电流响应中的至少一者，第二感测信号可为电流响应与电流响应中的至少一者。

在本实施例中，感测模块120可包括克拉克转换(Clarke Transformation)单元122以及帕克转换(Park Transformation)单元124。克拉克转换单元122与帕克转换单元124彼此电性连接。

克拉克转换单元122可用以接收马达10的定子电流i_U1、i_V1、i_W1，并据以产生转换信号i_α1、i_β1。另一方面，克拉克转换单元122还用以接收马达10的定子电流i_U2、i_V2、i_W2，并据以产生转换信号i_α2、i_β2。

帕克转换单元124可用以接收转换信号i_α1、i_β1，并据以产生电流响应 另一方面，帕克转换单元124还用以接收转换信号i_α2、i_β2，并据以产生电流响应

通过上述的设置，感测模块120即可在高频信号注入模块110注入第一高频信号f_I1至马达10的情况下，相应地产生马达10在d轴上的电流响应与马达10在q轴上的电流响应并在高频信号注入模块110注入第二高频信号f_I2至马达10的情况下，相应地产生马达10在d轴上的电流响应与马达10在q轴上的电流响应

如前所述，计算模块130用以根据第一感测信号(电流响应与电流响应中的至少一者)与第二感测信号(电流响应与电流响应中的至少一者)，计算出操作夹角φ与转子位置θ。

在本实施例中，计算模块130可包括混波器M1、滤波单元132、第一计算单元134、象限判断单元136、第二计算单元138、混波器M2以及加法器A2。混波器M1可电性连接帕克转换单元124的q轴输出端与滤波单元132。滤波单元132可电性连接第一计算单元134与象限判断单元136。第一计算单元134可电性连接象限判断单元136。象限判断单元136可电性连接第二计算单元138。第二计算单元138可电性连接混波器M2。混波器M2可电性连接加法器A2。

在本实施例中，混波器M1可用以接收来自帕克转换单元124的q轴输出端的电流响应(在本实施例中，即为第一感测信号)与电流响应(在本实施例中，即为第二感测信号)。另一方面，混波器M1可用以接收高频载波f_C(其数值例如为sinω_it)。混波器M1可用以混波第一感测信号与高频载波f_C，以得到第一混波信号m1，并用以混波第二感测信号与高频载波f_C，以得到第二混波信号m2。

滤波单元132可用以依序接收第一混波信号m1与第二混波信号m2，并依序低通滤波第一混波信号m1与第二混波信号m2，以得到第一计算数值f_Δθ1与第二计算数值f_Δθ2。此时，根据第一计算数值f_Δθ1，可得到操作夹角φ的正弦函数。

第一计算单元134可根据第一计算数值f_Δθ1、第二计算数值f_Δθ2、第一估测角度以及第二估测角度得到操作夹角φ的余弦函数。

接着，象限判断单元136可根据操作夹角φ的正弦函数与操作夹角φ的余弦函数，判断操作夹角φ的所在象限。

第二计算单元138可根据操作夹角φ的正弦函数与操作夹角φ的余弦函数，通过反三角函数，计算出操作夹角φ。

而后，混波器M2可根据操作夹角φ产生第一估测角度与转子位置θ的间的估测角度差异Δθ₁。

接着，加法器A2可根据第一估测角度与转子位置θ之间的估测角度差异Δθ₁，产生转子位置θ。

当注意到，在本实施例中的各元件的具体操作，可参照前述示范例，故在此不赘言。

通过上述的设置，计算模块130即可根据第一感测信号(电流响应与第二感测信号(电流响应)，计算出操作夹角φ与转子位置θ。

此外，在上述实施例中，由于混波器M1系取样帕克转换单元124的q轴输出端的电流响应 故在上述实施例中，第一感测信号为马达10的q轴上的电流响应第二感测信号为马达10的q轴上的电流响应且计算模块130根据马达10的q轴上的电流响应与电流响应计算出操作夹角φ与转子位置θ，然而，如同先前所述，计算模块130也可取样帕克转换单元124的q轴输出端的电流响应 或同时取样帕克转换单元124的d轴与q轴输出端的电流响应 故第一、第二感测信号也分别可为马达10的d轴上的电流响应 或为马达10的d轴与q轴上的电流响应 本案并不以上述实施例为限。

本案的另一实施方式为一种估测马达转子位置的方法(以下简称为估测方法)。

估测方法可应用于相同或相似于图1、2中的估测装置100，而为使叙述简单，以下将根据本发明一实施例，以第1、2图中的估测装置100为例进行对操作方法叙述，然本发明不以此应用为限。

另外，应了解到，在本实施方式中所提及的操作方法的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。

图3为根据本案一实施例所绘示的估测方法300的流程图。估测方法300包括以下步骤。

在步骤S1中，可通过高频信号注入模块110与逆变器20，在第一估测角度下注入第一高频信号f_I1至马达10。

在步骤S2中，可通过感测模块120，在注入第一高频信号f_I1至马达10的情况下，感测此时马达10的多个定子电流i_U1、i_V1、i_W1，并根据定子电流i_U1、i_V1、i_W1产生马达10的第一感测信号。

在步骤S3中，可通过高频信号注入模块110与逆变器20，在第二估测角度下注入第二高频信号f_I2至马达10。其中第二估测角度不等于第一估测角度

在步骤S4中，可通过感测模块120，在注入第二高频信号f_I2至马达10的情况下，感测此时马达10的多个定子电流i_U2、i_V2、i_W2，并根据定子电流i_U2、i_V2、i_W2产生马达10的第二感测信号。

在步骤S5中，可通过计算模块130，根据第一感测信号与第二感测信号，得到一操作夹角φ的正弦函数以及余弦函数，并根据操作夹角φ的正弦函数以及余弦函数为正数或负数，判断操作夹角φ的所在象限。其中操作夹角φ可对应第一估测角度与转子位置θ之间的估测角度差异Δθ₁(例如，)。在一实施例中，操作夹角φ为2倍估测角度与转子位置θ之间的估测角度差异Δθ₁，亦即，φ=2×Δθ₁。

在步骤S6中，可通过计算模块130，根据操作夹角φ的正弦函数以及余弦函数，通过反三角函数运算，计算出操作夹角φ的数值。而后，计算模块130可根据操作夹角φ、操作夹角φ的所在象限以及第一估测角度计算出转子位置θ。

在步骤S7中，可通过判断模块140，利用脉波注入法，以判断出马达10的转子的N极磁轴方向。如此一来，马达10的转子的转子位置θ即可确定。

通过上述的设置，通过分别在第一估测角度下与第二估测角度下注入第一、第二高频信号f_I1、f_I2至马达10，估测装置100可根据第一感测信号与第二感测信号快速地判断操作夹角φ的所在象限，并快速地计算操作夹角φ的数值，以得到转子位置θ。如此一来，马达10在控制上的稳定度可有效被提升。

根据一实施例，第一感测信号可为马达10的d轴上的电流响应以及在马达10的q轴上的电流响应中的至少一者。第二感测信号可为马达10的d轴上的电流响应以及在马达10的q轴上的电流响应中的至少一者。

根据一实施例，在步骤S1中，高频信号注入模块110可在第一估测角度下注入第一高频信号f_I1至马达10的q轴与d轴中的至少一者。

根据一实施例，在步骤S3中，高频信号注入模块110可在第二估测角度下注入第二高频信号f_I2至马达10的q轴与d轴中的至少一者。其中第一高频信号f_I1与第二高频信号f_I2注入至相同的马达10的q轴、d轴、或q轴与d轴。

根据一实施例，在步骤S5中，计算模块130可混波第一感测信号与高频载波f_C，以产生第一混波信号m1，并低通滤波第一混波信号m1，以得到第一计算数值f_Δθ1。计算模块130可根据第一计算数值f_Δθ1得到操作夹角φ的正弦函数。

此外，根据一实施例，在步骤S5中，计算模块130可混波第二感测信号与高频载波f_C，以产生第二混波信号m2，并低通滤波第二混波信号m2，以得到第二计算数值f_Δθ2。而后，计算模块130可根据第一计算数值f_Δθ1、第二计算数值f_Δθ2、第一估测角度以及第二估测角度以得到操作夹角φ的余弦函数。

再者，根据一实施例，在步骤S5中，计算模块130可根据操作夹角φ的正弦函数以及操作夹角φ的余弦函数，通过反三角函数，计算操作夹角φ。并且，计算模块130可根据操作夹角φ、操作夹角φ的所在象限以及第一估测角度计算转子位置θ。

此外，关于上述步骤S1-S7的具体操作范例与具体细节，可参照前一实施态样，在此不赘述。

虽然本案已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本案，任何熟习此技艺者，在不脱离本案的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本案的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (13)

1.一种估测马达转子位置的方法，包括：

在一第一估测角度下注入一第一高频信号至该马达；

在注入该第一高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第一感测信号；

在一第二估测角度下注入一第二高频信号至该马达，其中该第二估测角度不等于该第一估测角度；

在注入该第二高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第二感测信号；其中该第一感测信号为在该马达的一d轴上的一第一电流响应以及在该马达的一q轴上的一第二电流响应中的至少一者，该第二感测信号为在该马达的该d轴上的一第三电流响应以及在该马达的该q轴上的一第四电流响应中的至少一者；

根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断一操作夹角的所在象限，其中该操作夹角为该第一估测角度与转子位置之间的一估测角度差异的两倍；以及

根据该第一感测信号、该第二感测信号以及该操作夹角的该所在象限，得到该转子位置。

2.如权利要求1所述的估测马达转子位置的方法，其中根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断该操作夹角的该所在象限的步骤包括：

根据该第一感测信号与该第二感测信号，得到该操作夹角的一正弦函数以及该操作夹角的一余弦函数；以及

根据该操作夹角的该正弦函数以及该操作夹角的该余弦函数判断该操作夹角的该所在象限。

3.如权利要求2所述的估测马达转子位置的方法，其中得到该操作夹角的该正弦函数以及该操作夹角的该余弦函数的步骤包括：

混波该第一感测信号与一高频载波，以产生一第一混波信号；

低通滤波该第一混波信号，以得到一第一计算数值；

根据该第一计算数值，得到该操作夹角的该正弦函数；

混波该第二感测信号与该高频载波，以产生一第二混波信号；

低通滤波该第二混波信号，以得到一第二计算数值；以及

根据该第一计算数值、该第二计算数值、该第一估测角度以及该第二估测角度，以得到该操作夹角的该余弦函数。

4.如权利要求2所述的估测马达转子位置的方法，其中得到该转子位置的步骤包括：

根据该操作夹角的该正弦函数以及该操作夹角的该余弦函数，通过反三角函数，计算该操作夹角；以及

根据该操作夹角、该操作夹角的该所在象限以及该第一估测角度，计算该转子位置。

5.如权利要求1所述的估测马达转子位置的方法，还包括利用脉波注入法，判断该转子的一N极磁轴方向。

6.如权利要求1所述的估测马达转子位置的方法，其中

在该第一估测角度下注入该第一高频信号至该马达的步骤包括：

在该第一估测角度下注入该第一高频信号至该马达的一q轴与一d轴中的至少一者；以及

在该第二估测角度下注入该第二高频信号至该马达的步骤包括：

在该第二估测角度下注入该第二高频信号至该马达的该q轴与该d轴中的该至少一者。

7.一种估测马达转子位置的装置，其电性连接一马达，该估测马达转子位置的装置包括：

一高频信号注入模块，用以在一第一估测角度下注入一第一高频信号至该马达，并在一第二估测角度下注入一第二高频信号至该马达，其中该第二估测角度不等于该第一估测角度；

一感测模块，用以在注入该第一高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第一感测信号，并在注入该第二高频信号至该马达的情况下，产生该马达的一第二感测信号；其中该第一感测信号为在该马达的一d轴上的一第一电流响应以及在该马达的一q轴上的一第二电流响应中的至少一者，该第二感测信号为在该马达的该d轴上的一第三电流响应以及在该马达的该q轴上的一第四电流响应中的至少一者；以及

一计算模块，用以根据该第一感测信号与该第二感测信号，判断一操作夹角的所在象限，并根据该第一感测信号、该第二感测信号以及该操作夹角的该所在象限，得到转子位置，其中该操作夹角为该第一估测角度与该转子位置之间的一估测角度差异的两倍。

8.如权利要求7所述的估测马达转子位置的装置，其中该计算模块还用以根据该第一感测信号与该第二感测信号，得到该操作夹角的一正弦函数以及该操作夹角的一余弦函数，并根据该操作夹角的该正弦函数以及该操作夹角的该余弦函数判断该操作夹角的该所在象限。

9.如权利要求8所述的估测马达转子位置的装置，其中该计算模块还用以混波该第一感测信号与一高频载波，以产生一第一混波信号，并用以低通滤波该第一混波信号，以得到一第一计算数值，且用以根据该第一计算数值，得到该操作夹角的该正弦函数。

10.如权利要求9所述的估测马达转子位置的装置，其中该计算模块还用以混波该第二感测信号与该高频载波，以产生一第二混波信号，用以低通滤波该第二混波信号，以得到一第二计算数值，并用以根据该第一计算数值、该第二计算数值、该第一估测角度以及该第二估测角度，以得到该操作夹角的该余弦函数。

11.如权利要求8所述的估测马达转子位置的装置，其中该计算模块还用以根据该操作夹角的该正弦函数以及该操作夹角的该余弦函数，用以通过反三角函数，计算该操作夹角，并用以根据该操作夹角、该操作夹角的该所在象限以及该第一估测角度，计算该转子位置。

12.如权利要求7所述的估测马达转子位置的装置，还包括：

一判断模块，用以利用脉波注入法，判断该转子的一N极磁轴方向。

13.如权利要求7所述的估测马达转子位置的装置，其中该高频信号注入模块还用以在该第一估测角度下注入该第一高频信号至该马达的一q轴与一d轴中的至少一者，并用以在该第二估测角度下注入该第二高频信号至该马达的该q轴与该d轴中的该至少一者。