CN107769634A - 用于无传感器地控制pmsm电机的方法 - Google Patents

用于无传感器地控制pmsm电机的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107769634A
CN107769634A CN201710722844.0A CN201710722844A CN107769634A CN 107769634 A CN107769634 A CN 107769634A CN 201710722844 A CN201710722844 A CN 201710722844A CN 107769634 A CN107769634 A CN 107769634A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
speed
determined
continuous signal
pmsm motors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710722844.0A
Other languages
English (en)
Inventor
赵宸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hujing Innovation Co Ltd
Original Assignee
Hujing Innovation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hujing Innovation Co Ltd filed Critical Hujing Innovation Co Ltd
Publication of CN107769634A publication Critical patent/CN107769634A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/32—Determining the initial rotor position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/181—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using different methods depending on the speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18—Estimation of position or speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/183—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using an injected high frequency signal
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2203/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the means for detecting the position of the rotor
    • H02P2203/03—Determination of the rotor position, e.g. initial rotor position, during standstill or low speed operation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2203/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the means for detecting the position of the rotor
    • H02P2203/11—Determination or estimation of the rotor position or other motor parameters based on the analysis of high frequency signals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation
    • H02P2207/055—Surface mounted magnet motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/185—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using inductance sensing, e.g. pulse excitation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

本发明描述一种用于PMSM电机的自适应的无传感器的位置确定的方法，包括下列步骤：a.借助于离散信号注入针对静止状态直至低转速之间的范围确定转子位置和转子极性；b.借助于连续信号注入在比第一切换转速小的转速的情况下确定转子位置；c.借助于反向EMK在比第一切换转速大的转速的情况下确定转子位置；其中借助于电机控制装置根据转速在借助于连续信号注入的转子位置确定与借助于反向EMK的转子位置确定之间进行切换；并且其中在转子运动时在某个时刻的转子极性和/或转子位置在使用在先时刻的转子极性和/或转子位置来监视并调校。

Description

用于无传感器地控制PMSM电机的方法
技术领域
本发明处于调节电子换向电机的领域。本发明涉及一种用于无传感器地控制永磁同步电机（PMSM）电机的方法。
背景技术
PMSM电机经常用于例如医学领域中的应用中，在所述应用中，电机的动态性扮演决定性角色。电机的可靠控制要求对转子位置的精确认识，为此在常规应用中使用位置传感器、例如霍尔传感器或光学传感器。但是传感器的使用例如在布线方面提高了电机的成本和复杂度，并且对驱动装置的可靠性和鲁棒性造成不利影响。
出于这些原因，在近些年研发出了不同的用于无传感器地控制PMSM电机的方法，这些方法主要被划分成两类，并且在电机类型和/或电机动态性方面具有不同优缺点。
在第一类中，转子位置通过由旋转的永磁体造成的反向EMK（电动力）来确定。基于反向EMK的方法不适于或差地适于静止状态和低速度，因为在这些范围内，反向EMK的信号消失或者过小，而不能保证足够的信噪（S/N）比。
第二类包括充分利用电机的各向异性的方法。各向异性例如可以包括电机的磁凸极比（Schenkligkeit）或者定子的铁芯中的磁饱和效应。这些方法所提供的优点是，位置确定也可以在静止状态或低速度下实现。但是这些方法要求足够的固有磁各向异性，以便可以实现充足的信噪比。磁凸极比（Lq>Ld）可以在例如具有所嵌入的永磁体的PMSM电机中的非对称转子的情况下被充分利用。而在具有表面安装式永磁体的PMSM电机的情况下，各向异性过小（Lq≈Ld），使得通常必须动用饱和效应。在无铁电机的情况下，饱和效应通常又不能被充分利用。
在根据电机的各向异性确定转子位置的情况下，通常向PMSM电机引入测试信号，所述测试信号具有明显高于电机的基本振动频率的频率，这通常称为信号注入。在此，在信号注入的情况下，通常在周期性引入的（离散）测试信号和连续引入的测试信号之间进行区分。
通过注入周期性离散测试信号来确定转子位置的一个示例是INFORM方法（Indirect flux detection by on-line reactance measurement，通过在线电抗测量的间接磁通探测），该方法由M. Schroed研发并且例如在ETEP 卷1（No. 1, 1月/2月 1991年,第47-53页）中予以了描述并且适用于静止状态以及低转速。在INFORM方法中，分析由于确定的测试电压矢量造成的相的电流升高，以便确定不同空间矢量方向上的复数定子电感。然后从定子电感中确定转子位置。该方法的缺点是，在施加电压矢量时出现的高电流，所述高电流可能导致电流的畸变并且随着这些畸变导致摆矩。
连续引入的测试信号尤其是包括旋转测试信号或交替测试信号。在旋转测试信号的情况下，高频载波信号在定子坐标系中作为与基本振动叠加的旋转的复数空间矢量被引入。从经相位调制的应答信号中可以获得关于转子位置的信息。在交替测试信号的情况下，沿着预期转子坐标系的d或q轴引入高频载波信号，并且基于转子沿着正交轴的预期和实际位置之间的误差测量依赖于位置的应答信号。应答信号的大小依赖于机器各向异性，这通常不利于表面安装式PMSM电机。
现有技术中的用于位置确定的公知方法的前提条件因此是电机的确定特性、比如各向异性或者确定状态、比如最小速度。如果这些特性或状态之一不存在，则位置确定通常不能执行或者由于差的信噪比而提供不可靠的结果。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供用于PMSM电机的无传感器的位置确定的方法和装置，所述方法和装置至少部分地改善现有技术。
该任务通过独立权利要求1和9的特征来解决。本发明的优选扩展方案在从属权利要求中以及在本公开中给出。
本发明涉及一种用于PMSM电机的自适应的无传感器的位置确定的方法，包括下列步骤：a.借助于离散信号注入针对静止状态直到低转速之间的范围确定转子位置和转子极性；b.借助于连续信号注入在比第一切换转速小的转速的情况下确定转子位置；c.借助于反向EMK在比第一切换转速大的转速的情况下确定转子位置；其中借助于电机控制装置根据转速在借助于连续信号注入的转子位置确定与借助于反向EMK的转子位置确定之间进行切换；并且其中在转子运行时在某个时刻的转子极性和/或转子位置在使用在先时刻的转子极性和/或转子位置来监视并调校。
在本发明的范围内，只要未明确提及，则将无传感器的位置确定理解成转子角的确定、以及转子极性的确定。
根据本发明的方法所提供的优点是，通过自适应地组合用于位置确定的不同方法可以针对PMSM电机的整个转速范围提供可靠和灵活的位置确定。尤其是对于从静止状态起直至非常低速度的PMSM电机的运行而言，根据本发明的方法所提供的优点是，借助于离散信号注入可以确定转子位置和/或转子极性的精确值，因为尤其是在该阶段中，有效电流以及电机的电流调节器不必被激活。这样初始地通过离散信号注入确定的转子位置和/或转子极性然后可以用于借助于连续信号注入进行位置确定。如果转子极性的和/或转子位置的偏差低于确定的校正阈值，则优选地设置为零的校正（即无校正）。由于转子位置和/或转子极性初始地可以通过离散信号注入来确定，因此整个脉冲宽度调制周期有利地在电机被起动时可供用于转矩生成。一旦使用借助于连续信号注入的位置确定，则离散信号注入就优选地被关断。位置确定从连续信号注入切换到借助于反向EMK的确定时的第一切换转速通常依赖于电机类型，并且优选地可以根据电机特性、比如磁极数、线圈几何形状、线圈导线直径、线圈电阻或磁体类型通过电机控制装置来调整。
可选地，借助于电机控制装置在第二切换转速的情况下在借助于离散信号注入的位置确定与借助于连续信号注入的位置确定之间进行切换，其中离散信号注入在静止状态或低于第二切换转速的转速的情况下被应用，并且连续信号注入在高于第二切换转速的转速的情况下被应用。第二切换转速可以依赖于电机类型或电机特性。
替代地，一旦初始地确定转子位置和/或转子极性，就中断借助于离散信号注入的位置确定，并且以连续信号注入继续。
在该方法的一个优选扩展方案中，在转子位置确定以前执行校准步骤，在该校准步骤中，作为定子场的角位置的函数形成依赖于电机阻抗的参数的基本上不依赖于转子磁场的校准曲线，并且通过校准曲线来补偿在位置确定时确定的参数曲线。
校准步骤优选地在借助于离散信号注入的转子位置确定以前和/或在借助于连续信号注入的转子位置确定以前执行。形成基本上不依赖于转子磁场的校准曲线特别是提供以下优点，即校准曲线可以应用于针对任意转子角的测量曲线。校准曲线不依赖于转子磁场的程度应当在本领域技术人员公知的公差范围之内来理解。由于作为定子场的角位置的函数形成了依赖于电机阻抗的参数的校准曲线，因此在离散和/或连续信号注入的情况下确定的电机阻抗可以根据定子场的角位置通过校准曲线来校准或补偿。由此可以补偿基本上不依赖于转子磁场的值、例如偏移量，这有利地提高了借助于信号注入测量的位置值的信噪比。角位置可以是绝对角位置，但是也可以是相对角位置。
在该方法的一个扩展方案中，校准曲线存放在电机控制单元的非易失性数据存储器、优选闪存中的查找表中。
通常，PMSM电机的电机控制单元已经具有可存放校准曲线的存储器段。因此，为了存放校准曲线，有利地不必将附加单元添加到PMSM电机。存放在电机控制单元的非易失性数据存储器中的校准曲线可以在需要时从数据存储器中读出。
在该方法的一个优选扩展方案中，在转子位置和/或转子极性确定时借助于离散信号注入和/或连续信号注入确定的测量值通过校准步骤中的数据来校正，其中形成在转子位置确定时通过离散和/或连续信号注入确定的参数曲线与校准曲线之间的差值。
由于校准曲线基本上不依赖于转子磁场，因此利用差值形成按说可以执行滤波，其中在离散和/或连续信号注入的情况下确定的参数曲线的不依赖于转子磁场的分量被滤除。通常，从差值形成中得到的差值曲线针对确定角位置具有（所确定的参数曲线与校准曲线之间的）最大差值，从中可以推断转子角。差值形成所提供的优点是，可以提高信噪比。通过这种方式，在信噪比单单对于离散和/或连续信号注入而言过低而不保证可靠的位置确定的情况下也可以确定转子角。另一优点是，借助于校准曲线的差值形成也可以应用于离散信号注入情况下的转子极性确定。
在一个扩展方案中，在借助于连续信号注入的转子位置确定的情况下应用样本周期，其中在每个样本周期中执行转子位置确定，并且所确定的转子位置与在先样本周期中的转子位置相比较，并且必要时进行校正。
通常，样本周期受脉冲宽度调制频率限制。在相同脉冲宽度调制频率下较长的样本周期的情况下，位置确定的精度通常得到提高。
样本周期的长度优选地被选择为使得转子角在该样本周期内不改变90°以上。
因此，有利地可以保证：为了监视和/或校正转子极性可以动用在先样本周期中的转子极性和转子位置。
位置确定可选地可以与观测仪相组合，以便缩短样本周期，这样能够实现更快的位置确定。
在该方法的一个扩展方案中，第一切换转速小于电机的标称转速的5%、优选在电机的标称转速的0.1%和3%之间、特别优选在0.2%和3%之间。
在该方法的一个扩展方案中，连续信号注入的频率基本上对应于脉冲宽度调制频率或者替代地对应于电机控制装置的脉冲宽度调制频率的一半。
连续信号注入的频率优选地处于50-200kHz之间的范围内。
本发明还涉及一种用于利用根据本发明的方法来运行的PMSM电机，包括：电机控制装置，其用于在通过离散和/或连续信号注入的转子位置确定和/或通过反向EMK的转子位置确定之间进行切换；非易失性存储器，其用于存储和读取转子位置数据和/或转子极性数据和/或校准数据以用于形成校准曲线；以及处理单元，其用于对所测量的参数曲线和校准曲线形成差值。
在一个优选的扩展方案中，PMSM电机利用根据本说明书的方法来校准。
在一个扩展方案中，PMSM电机具有无铁线圈。具有无铁或无槽线圈的PMSM电机与具有铁芯的线圈相比具有不同优点、比如没有磁齿槽转矩、高效率、没有电感等等。但是这样的电机的特性通常要求用于调节电机的替代方法。例如，在位置确定方面，各向异性在所述电机的情况下是小的，并且基于饱和效应的公知方法不能或仅能有限地被应用。基于各向异性的用于借助于离散和/或连续信号注入进行位置确定的方法因此对于无铁或无槽PMSM电机而言通常具有小的信噪比，使得常常不保证可靠的位置确定。使用校准曲线特别是提供以下优点，即信噪比即使在无铁PMSM电机的情况下也可以被提高，使得转子位置和/或转子极性可以可靠地被确定。
在一个扩展方案中，PMSM电机是具有表面安装式永磁体的S-PMSM电机。
基于各向异性的位置确定对于S-PMSM而言由于小的各向异性通常是不可能或者与高成本相联系。使用校准曲线在此特别是提供以下优点，即信噪比即使在S-PMSM电机的情况下也可以被提高，使得转子位置和/或转子极性可以可靠地被确定。
附图说明
下面根据实施例结合附图和所属描述进一步阐述本发明。其中：
图1示出了根据本发明的方法的一个实施例的示意图；
图2示出了校准曲线和所测量的参数曲线的图示；
图3示出了差值曲线的图示。
具体实施方式
图1以流程图形式示出了根据本发明的用于对PMSM电机进行位置确定的方法的一个实施例的示意图。在第一初始化步骤中，确定***参数。在所示实施例中，在初始化步骤中确定校准曲线。校准曲线存放在电机或电机控制单元的非易失性数据存储器中。在电机的静止状态下，在下一步骤中通过离散信号注入确定初始转子位置和初始转子极性。这优选地通过例如在INFORM方法中在不同方向上施加合适测试信号来实现。通过离散信号注入确定的值在使用存放在非易失性数据存储器中的校准曲线的情况下被处理并且从中确定转子位置和转子极性。离散信号注入可以在静止状态下和在非常低的转速下、优选在电机的标称转速的0.1-1%的范围内被应用。如果初始转子位置以及转子极性是已知的，则中断离散信号注入并且执行借助于连续信号注入的位置确定。连续信号注入例如可以利用旋转的空间矢量来执行。在位置确定时，当前位置在考虑到在先时刻的位置的情况下被确定或调校。为此，可以引入样本周期，使得位置确定在确定样本周期中被应用于在先样本周期中的值。在连续信号注入的情况下也可以使用校准曲线，以便处理通过连续信号注入确定的值并且从中确定转子位置。一旦转子的转速达到第一切换转速，就切换到借助于反向EMK的位置确定，其中第一切换转速是反向EMK的信号足以保证实现可靠位置确定的信噪比时的转速。如由双箭头所标示的那样，可以根据需要例如根据转速在不同位置确定方法之间进行切换。
校准曲线A在图2中予以示出。在图2中还示出了所测量的参数曲线B。参数曲线B例如可以在离散信号注入的情况下或者在连续信号注入的情况下已经被记录。在测量参数曲线B时，转子位置是未知的。从图2中的两个曲线中已经可以看出，参数曲线B与校准曲线A相比，在大约25°和大约95°之间示出对转子磁场的强烈依赖性。
这在形成参数曲线B与校准曲线A之间的差值d时被阐释。所得到的差值曲线在图3中予以示出。在差值d最大时的角度（参见箭头C）的情况下，对转子磁场的依赖性最大。该角度因此是转子角，因为在该角度的情况下，转子磁场的影响是最强的。

Claims (12)

1.用于PMSM电机的自适应的无传感器的位置确定的方法，包括下列步骤：
a.借助于离散信号注入针对静止状态直至低转速之间的范围确定转子位置和转子极性；
b.借助于连续信号注入在比第一切换转速小的转速的情况下确定转子位置；
c.借助于反向EMK在比第一切换转速大的转速的情况下确定转子位置；
其中借助于电机控制装置根据转速在借助于连续信号注入的转子位置确定与借助于反向EMK的转子位置确定之间进行切换；并且其中在转子运动时在某个时刻的转子极性和/或转子位置在使用在先时刻的转子极性和/或转子位置来监视并调校。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在转子位置确定以前执行校准步骤，在该校准步骤中，作为定子场的角位置的函数形成依赖于电机阻抗的参数的基本上不依赖于转子磁场的校准曲线，并且通过校准曲线来补偿在位置确定时确定的参数曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述校准曲线存放在电机控制单元的非易失性数据存储器、优选闪存中的查找表中。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在转子位置和/或转子极性确定时借助于离散信号注入和/或连续信号注入确定的测量值通过校准步骤中的数据来校正，其中形成在转子位置确定时通过离散和/或连续信号注入确定的参数曲线与校准曲线之间的差值。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在借助于连续信号注入的转子位置确定的情况下应用样本周期，其中在每个样本周期中执行转子位置确定，并且所确定的转子位置与在先样本周期中的转子位置相比较，并且必要时进行校正。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，样本周期的长度被选择为使得转子角在该样本周期内不改变90°以上。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，第一切换转速小于电机的标称转速的5%、优选在电机的标称转速的0.1%和3%之间、特别优选在0.2%和3%之间。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，连续信号注入的频率基本上对应于电机控制装置的脉冲宽度调制频率或者脉冲宽度调制频率的一半。
9.用于利用根据权利要求1至8之一所述的方法来运行的PMSM电机，包括：电机控制装置，其用于在通过离散和/或连续信号注入的转子位置确定和/或通过反向EMK的转子位置确定之间进行切换；非易失性存储器，其用于存储和读取转子位置数据和/或转子极性数据和/或校准数据以用于形成校准曲线；以及处理单元，其用于对所测量的参数曲线和校准曲线形成差值。
10.根据权利要求9所述的PMSM电机，其利用根据权利要求2至4之一所述的方法来校准。
11.根据权利要求9或10所述的PMSM电机，其特征在于，所述PMSM电机具有无铁线圈。
12.根据权利要求9至11之一所述的PMSM电机，其特征在于，所述PMSM电机是具有表面安装式永磁体的S-PMSM电机。
CN201710722844.0A 2016-08-22 2017-08-22 用于无传感器地控制pmsm电机的方法 Pending CN107769634A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH01079/16A CH712829A1 (de) 2016-08-22 2016-08-22 Verfahren zur sensorlosen Steuerung eines PMSM-Motors.
CH01079/16 2016-08-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107769634A true CN107769634A (zh) 2018-03-06

Family

ID=59677131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710722844.0A Pending CN107769634A (zh) 2016-08-22 2017-08-22 用于无传感器地控制pmsm电机的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180054148A1 (zh)
EP (1) EP3288175B1 (zh)
JP (1) JP2018033302A (zh)
KR (1) KR102446699B1 (zh)
CN (1) CN107769634A (zh)
CH (1) CH712829A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109639202A (zh) * 2018-11-28 2019-04-16 上海大学 一种永磁同步电机转子磁极极性判断方法
CN110277941A (zh) * 2019-06-28 2019-09-24 东南大学 永磁电机、转子位置控制方法、装置
CN113497581A (zh) * 2020-03-18 2021-10-12 Bsh家用电器有限公司 家用器具和用于运行家用器具的方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH712828A1 (de) 2016-08-22 2018-02-28 Lakeview Innvovation Ltd Verfahren zur sensorlosen Bestimmung der Orientierung des Rotors eines eisenlosen PMSM-Motors.
CN109510547A (zh) * 2018-12-27 2019-03-22 峰岧科技(上海)有限公司 无位置传感器电机驱动电路和电机组件
US11165375B2 (en) 2019-04-23 2021-11-02 Accelerated Systems Inc. Methods and systems for controlling electric motors
EP3731404A1 (en) 2019-04-25 2020-10-28 Black & Decker Inc. Sensorless variable conduction control for brushless motor
US11374520B2 (en) 2019-06-10 2022-06-28 Black & Decker Inc. Field-oriented sensorless brushless motor control in a power tool
EP3825787B1 (de) 2019-11-25 2022-09-14 Maxon International AG Verfahren zur schnellen regelung des mittelwerts einer regelgrösse, datenträger mit programm sowie motorregelung zur ausführung des verfahrens und antriebsmotor mit einer derartigen motorregelung
DE102020203488A1 (de) * 2020-03-18 2021-09-23 BSH Hausgeräte GmbH Haushaltsgerät und Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgerätes
CN115516755A (zh) * 2021-02-25 2022-12-23 创科无线普通合伙 无传感器的马达组件及控制该马达组件的方法
EP4148972A1 (de) 2021-09-13 2023-03-15 Andreas Stihl AG & Co. KG Verfahren zum geberlosen ermitteln einer drehwinkelstellung eines rotors eines bürstenlosen gleichstrommotors und handgetragenes werkzeug
DE102022208335A1 (de) * 2022-08-10 2024-02-15 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101534087A (zh) * 2009-04-13 2009-09-16 浙江大学 无位置传感器无刷直流电机低速状态转子位置的检测方法
CN103501151A (zh) * 2013-10-15 2014-01-08 东南大学 一种永磁直线电机用无位置传感器
CN104009685A (zh) * 2014-05-28 2014-08-27 东南大学 一种用于电磁弹射的无位置传感控制方法
US20150084575A1 (en) * 2013-05-03 2015-03-26 Texas Instruments Incorporated Angle/Frequency Selector in an Electric Motor Controller Architecture
CN104868814A (zh) * 2015-05-06 2015-08-26 北京动力机械研究所 凸极式永磁同步电机无位置传感器的控制方法及装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163127A (en) * 1999-11-22 2000-12-19 General Motors Corporation System and method for controlling a position sensorless permanent magnet motor
JP4486195B2 (ja) * 1999-12-02 2010-06-23 パナソニック株式会社 位置センサレスモータ制御装置
US6894454B2 (en) * 2002-10-10 2005-05-17 General Motors Corporation Position sensorless control algorithm for AC machine
US7026772B2 (en) * 2004-01-14 2006-04-11 International Rectifier Corporation Position sensorless drive for permanent magnet synchronous motors
JP4425193B2 (ja) * 2005-08-16 2010-03-03 三洋電機株式会社 モータの位置センサレス制御装置
US7508086B2 (en) * 2006-03-24 2009-03-24 General Electric Company Aircraft engine starter/generator and controller
CN101779371B (zh) * 2007-08-20 2012-09-05 飞思卡尔半导体公司 用于确定ac电机的转子的位置的电机控制器、ac电机***和确定ac电机的转子的位置的方法
JP5324159B2 (ja) * 2008-08-20 2013-10-23 三洋電機株式会社 モータ制御装置
KR101184844B1 (ko) * 2011-05-16 2012-09-24 중앙대학교 산학협력단 영구자석 동기 전동기의 센서리스 제어장치
WO2013002251A1 (ja) * 2011-06-30 2013-01-03 Ntn株式会社 モータ駆動装置
US9000694B2 (en) * 2012-03-23 2015-04-07 Fanuc Corporation Synchronous motor control apparatus
KR102421551B1 (ko) * 2014-12-30 2022-07-20 삼성전자주식회사 모터 구동 장치 및 그 제어 방법
CH712828A1 (de) * 2016-08-22 2018-02-28 Lakeview Innvovation Ltd Verfahren zur sensorlosen Bestimmung der Orientierung des Rotors eines eisenlosen PMSM-Motors.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101534087A (zh) * 2009-04-13 2009-09-16 浙江大学 无位置传感器无刷直流电机低速状态转子位置的检测方法
US20150084575A1 (en) * 2013-05-03 2015-03-26 Texas Instruments Incorporated Angle/Frequency Selector in an Electric Motor Controller Architecture
CN103501151A (zh) * 2013-10-15 2014-01-08 东南大学 一种永磁直线电机用无位置传感器
CN104009685A (zh) * 2014-05-28 2014-08-27 东南大学 一种用于电磁弹射的无位置传感控制方法
CN104868814A (zh) * 2015-05-06 2015-08-26 北京动力机械研究所 凸极式永磁同步电机无位置传感器的控制方法及装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109639202A (zh) * 2018-11-28 2019-04-16 上海大学 一种永磁同步电机转子磁极极性判断方法
CN109639202B (zh) * 2018-11-28 2021-08-10 上海大学 一种永磁同步电机转子磁极极性判断方法
CN110277941A (zh) * 2019-06-28 2019-09-24 东南大学 永磁电机、转子位置控制方法、装置
CN113497581A (zh) * 2020-03-18 2021-10-12 Bsh家用电器有限公司 家用器具和用于运行家用器具的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CH712829A1 (de) 2018-02-28
JP2018033302A (ja) 2018-03-01
KR102446699B1 (ko) 2022-09-23
EP3288175A1 (de) 2018-02-28
US20180054148A1 (en) 2018-02-22
EP3288175B1 (de) 2020-10-14
KR20180021660A (ko) 2018-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107769634A (zh) 用于无传感器地控制pmsm电机的方法
CN103856139B (zh) 无速度传感器永磁同步电机转子磁极初始位置识别方法
US7342379B2 (en) Sensorless control systems and methods for permanent magnet rotating machines
CN103444053B (zh) 永磁铁式旋转电机
US6650082B1 (en) Fast rotor position detection apparatus and method for disk drive motor at standstill
US20140246940A1 (en) Motor and motor system
US20140246939A1 (en) Motor and motor system
CN103780170B (zh) 用于控制无传感器bldc电机中的电机切换的***和方法
US9590541B2 (en) Method and apparatus for control of electrical machines
US10116243B2 (en) Determining motor position with complementary drive and detect and slight move
CN107408905B (zh) 用于对电子换向同步电机的转子进行无传感器的位置确定的方法
US10181810B2 (en) Determining motor position with complementary driving and detection and current injection
JP2018033301A (ja) 無鉄ｐｍｓｍモータのロータの配向をセンサフリーで決定する為の方法
JP2013507097A (ja) 永久励磁型モータにおいて、センサレスでロータの位置を検出かつ修正するための方法及び装置。
US8466648B2 (en) Motor control device and out-of-step detecting method
KR102166814B1 (ko) 모터 위치 센서 오차 보상 장치 및 방법
JP5857825B2 (ja) モータ制御装置
US11515823B2 (en) Control of a single coil BLDC motor
CN111313772B (zh) 用于确定永磁同步电机中转子的旋转位置的方法
JP2004336866A (ja) 同期モータのセンサレス駆動装置
CN109429544B (zh) 用于确定电动机位置的方法和***
JP2006081283A (ja) ブラシレスモータおよびその駆動回路
US20140103909A1 (en) Method and apparatus for detecting position and startup a sensorless motor
WO2019230599A1 (ja) 位相ずれ検出システム、位相ずれ補正システム、駆動システム、同期電動機システム及び位相ずれ検出方法
CN117713626A (zh) 永磁辅助同步磁阻电机零或低速控制***及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Saxony, Switzerland

Applicant after: Maxon International Inc.

Address before: Swiss AUX

Applicant before: Lakeview Innovation Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180306