CN115459663A - 马达控制方法 - Google Patents

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CN115459663A CN202110551910.9A CN202110551910A CN115459663A CN 115459663 A CN115459663 A CN 115459663A CN 202110551910 A CN202110551910 A CN 202110551910A CN 115459663 A CN115459663 A CN 115459663A
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Abstract

本公开内容关于一种马达控制方法，包含下列步骤：调整估测电压命令的电压分量为稳态电压值；对估测电压命令的另一电压分量及稳态电压值进行坐标轴转换，且产生三相激磁电流，使同步马达旋转至旋转位置而停止；计算估测电流信号；当判断电流分量没有维持于稳态电流值时，计算旋转位置的估测值，且调整估测电压命令的另一电压分量；当判断电流分量维持稳态电流值时，依据稳态电压值、估测电压命令的另一电压分量、稳态电流值及估测电流信号的另一电流分量，计算同步马达的有效电感量。

Description

马达控制方法
技术领域
本公开内容关于一种马达控制方法，特别是用以计算磁铁辅助型同步磁阻马达的电感量。
背景技术
在无位置感测器(或称编码器)驱动马达时，需要使用大量的马达参数，进行转轴角度估测，才能精准的驱动马达。在传统的技术中，用于驱动马达的变频器通过适当的控制马达的定子电流，产生相对应的定子磁场，并使定子磁场及转子磁场保持正交，以维持高效率运转。一般来说，传统的控制装置是依据驱动电压、驱动电流及马达参数，来估测马达的转子的位置，并且依据转子位置，适当地调整控制命令来保持定子磁场及转子磁场的方向彼此正交。因此，如何正确的计算马达的参数成为重要课题。
其中，在马达控制领域中，马达的电感量(包括：直轴电感量及交轴电感量)是非常重要的马达参数。其中，磁铁辅助型同步磁阻马达(permanent magnet assistedsynchronous reluctance motor,PMaSynRM，以下简称磁阻马达)是一种同时利用永磁材料与导磁材料(例如：硅钢片等)作为马达的转子结构。然而，这种马达的转子结构的特性，马达的电感量与转子位置有关。在传统的电感参数自学习方法下，磁阻马达的转子位置难以精准地对齐所设定的角度，故难以精准地计算出马达的电感量。因此，对目前的传统技术而言，难以精准地计算出磁阻马达的电感量(例如：直轴电感量、交轴电感量)。
发明内容
本公开内容提出一种马达控制方法，用来计算马达的电感量。借此，来解决前述的问题。
本公开内容关于一种马达控制方法，用于无位置感测器的同步马达。马达控制方法包含：调整估测电压命令的电压分量为稳态电压值；对估测电压命令的另一电压分量及稳态电压值进行坐标轴转换，而产生二轴电压命令；依据直流激磁电压命令及二轴电压命令，产生三相激磁电流来驱动同步马达旋转至旋转位置而停止；获取三相激磁电流来计算一估测电流信号，其中估测电流信号的电流分量是相应于稳态电压值；当判断电流分量没有维持于稳态电流值时，依据估测电流信号计算旋转位置的估测值；依据旋转位置的估测值，调整估测电压命令的另一电压分量，使得相应稳态电压值的电流分量维持于稳态电流值；当判断电流分量维持稳态电流值时，依据稳态电压值、估测电压命令的另一电压分量、稳态电流值及估测电流信号的另一电流分量，计算同步马达的有效电感量。
本公开内容还关于一种马达控制方法，用于同步马达。位置感测器耦接于同步马达。马达控制方法包括：调整估测电压命令的电压分量为稳态电压值；对估测电压命令的另一电压分量及稳态电压值进行坐标轴转换，而产生二轴电压命令；依据直流激磁电压命令及二轴电压命令，产生三相激磁电流来驱动同步马达旋转至旋转位置而停止；获取三相激磁电流来计算估测电流信号，其中估测电流信号的电流分量是相应于稳态电压值；当判断电流分量没有维持于稳态电流值时，通过位置感测器取得旋转位置的测量值；依据旋转位置的测量值，调整估测电压命令的另一电压分量，使得相应稳态电压值的电流分量维持于稳态电流值；当判断电流分量维持稳态电流值时，依据稳态电压值、估测电压命令的另一电压分量、稳态电流值及估测电流信号的另一电流分量，计算同步马达的有效电感量。
本公开内容是根据含有角度误差信息的反馈电流信号，来估测马达的转子的位置，且依据所估测的转子位置，调整估测坐标轴的角度，并据此修正电感测试的电压向量，直到估测坐标与转子的旋转位置间的位置误差收敛至误差范围内。据此，马达控制装置将可根据已校正的估测坐标轴，在正确的转子位置进行马达参数估测，以利于精准地控制同步马达。
附图说明
图1A为根据传统的技术示出的坐标轴转换的示意图。
图1B为根据本公开内容的部分实施例的坐标转换示意图。
图2为根据本公开内容的部分实施例的马达控制装置的示意图。
图3A为根据本公开内容的部分实施例的马达控制方法的流程图。
图3B为根据本公开内容的部分实施例的产生三相激磁电流的方法的流程图。
图4为根据本公开内容的部分实施例的马达控制装置的示意图。
图5A为根据本公开内容的部分实施例的马达控制方法的流程图。
图5B为根据本公开内容的部分实施例的产生三相激磁电流的方法的流程图。
附图标记说明：
100：马达控制装置
110：控制运算单元
111：坐标转换器
112：电感运算单元
120：驱动运算单元
121：二相转三相转换器
122：PWM调制电路
130：反馈运算单元
131：电流感测处理单元
132：三相转二相转换器
133：位置估测器
140：位置感测器
200：同步马达
210：转子
220：定子
Vδ：估测直轴电压
Vγ：估测交轴电压
Vdc：直流激磁电压命令：
Vα：第一电压分量
Vβ：第二电压分量
Vt：激磁驱动电压
Va-Vc：三相驱动电压
Ia～Ic：三相激磁电流
Ia_ac：反馈交流信号分量
Ib_ac：反馈交流信号分量
Ic_ac：反馈交流信号分量
Iδ：估测直轴电流
Iγ：估测交轴电流
Θv：估测值
Θm：测量值
Θer：角度误差
Ld：直轴电感量
Lq：交轴电感量
300、500：马达控制方法
S301-S308：步骤
S3031-S3034：步骤
S501-S508：步骤
S5031-S5034：步骤
【生物材料寄存】
国内寄存信息(请依寄存机构、日期、号码顺序注记)
无
国外寄存信息(请依寄存国家、机构、日期、号码顺序注记)
无
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的复数个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出之。
图1A为根据传统的技术示出的坐标轴转换的示意图。在一般马达控制领域(包含磁阻马达的控制)中，会通过坐标轴的转换运算来表示马达的运动状态，如图1A所示。一般来说，d轴及q轴为同步坐标轴，用以代表马达的转子位置。因此，当磁阻马达的转速为零时，磁阻马达的同步坐标轴以方程式(1)来表示，如下所示：
Figure BDA0003075458780000051
于方程式(1)中，Vd代表d轴电压，Vq代表q轴电压，id代表d轴电流，iq代表q轴电流，Ld代表d轴电感量，Lq代表q轴电感量，rs代表磁阻马达的定子电阻。
如图1A所示，δ轴及γ轴为估测坐标轴，用以代表设定的马达转子位置(通常是电脑或控制器所认定的转子位置)或估测的转子位置。α轴及β轴为静止坐标轴，用以代表马达的定子位置。a轴、b轴及c轴代表马达的三相坐标轴。
由于磁阻马达的结构特性，当控制磁阻马达的转子停止时，Θa代表马达的转子的实际位置Θa(或是同步坐标轴的d轴与三相坐标轴的a轴之间的角度差)时，估测坐标轴及同步坐标轴之间有明显的角度误差。因此，将方程式(1)转换到估测坐标轴时，会得到方程式(2)，如下所示：
Figure BDA0003075458780000052
于方程式(2)中，Vδ代表δ轴电压，Vγ代表γ轴电压，iδ代表δ轴电流，iγ代表γ轴电流，Ld代表d轴电感量，Lq代表q轴电感量，rs代表磁阻马达的定子电阻，Θer代表马达同步坐标轴及估测坐标轴之间的角度误差。
由方程式(2)中所知，因为代表马达转子的同步坐标轴没有对齐估测坐标轴，所以方程式(2)包含了实际位置Θa的分量。在无位置感测器的情况下，难以取得转子的实际位置Θa，所以传统的无位置感测器的马达控制方法无法精准的估测磁阻马达的d轴电感量Ld(或称直轴电感量Ld)及q轴电感量(或称交轴电感量Lq)，以致于大幅度地降低马达的控制效率。如图1B所示，本公开内容提出一种马达控制装置及其控制方法，通过运算来估测转子的实际位置Θa的估测值Θv，来调整估测坐标轴(δ轴及γ轴)的位置以减少实际的转子位置Θa的分量。借此，解决上述的问题。虽然估测值Θv及转子的实际位置Θa之间存在角度误差Θer，但是本公开内容经由调整估测值Θv，可以使得角度误差Θer趋近于零。以下将详述本公开内容的实现方法。
图2为根据本公开内容的部分实施例的马达控制装置100示意图。马达控制装置100应用于未装设位置感测器的同步马达200。特别注意的是，同步马达200是指磁铁辅助型同步磁阻马达，但本公开内容不限于此。
马达控制装置100(或称变频器)包含控制运算单元110、驱动运算单元120及反馈运算单元130。其中，控制运算单元110用以接收估测电压命令(包含估测直轴电压Vδ及估测交轴电压Vγ)，并据以产生二轴电压命令(包含第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ)给驱动运算单元120。依据二轴电压命令，驱动运算单元120提供三相激磁电流Ia、Ib、Ic至同步马达200。反馈运算单元130获取同步马达200的三相激磁电流Ia、Ib、Ic。接着，反馈运算单元130依据三相激磁电流Ia、Ib、Ic，产生反馈信号给控制运算单元110。控制运算单元110依据前述反馈信号，计算同步马达200的直轴电感量或交轴电感量。于此实施例中，二轴电压命令(Vα、Vβ)代表静止坐标轴，所以第一电压分量Vα又称为静止坐标轴的α轴电压，且第二电压分量Vβ又称为静止坐标轴的β轴电压，但本公开内容不限于此。特别注意的是，在一实施例中估测直轴电压Vδ、估测交轴电压Vγ、第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ，皆为高频交流信号，但本公开内容不限于此。
以下请同时参阅图2、图3A及图3B来说明本公开内容的各个实施例。本公开内容提出一种马达控制方法300，且马达控制方法300适用于无位置感测器的同步马达200。马达控制方法300是被马达控制装置100所执行，且马达控制方法300包含：步骤S301～S308。另外，步骤S303还包含：步骤S3031～S3034。
于步骤S301中，控制运算单元110调整估测电压命令(包括：估测直轴电压Vδ及估测交轴电压Vγ)的一电压分量为稳态电压值。如图2所示，为了更精准地计算交轴电感量Lq，控制运算单元110可以调整估测直轴电压Vδ为稳态电压值，并且维持估测交轴电压Vγ为高频交流信号。或着，为了更精准地计算直轴电感量Ld，控制运算单元110可以调整估测交轴电压Vγ为稳态电压值，并且维持估测直轴电压Vδ为高频交流信号。在优选的实施例中，稳态电压值可以被设计为零，但本公开内容不限于此。
于步骤S302中，对估测电压命令的另一电压分量及稳态电压值进行坐标轴转换，而产生二轴电压命令。举例说明，如图2所示，控制运算单元110包含坐标转换器111及电感运算单元112，并且控制运算单元110调整估测交轴电压Vγ为稳态电压值，并且维持估测直轴电压Vδ为高频交流信号(估测直轴电压Vδ视为估测电压命令的另一电压分量)。坐标转换器111对估测直轴电压Vδ及稳态电压值进行坐标转换，以产生二轴电压命令的第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ。接着，控制运算单元110提供第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ给驱动运算单元120。于此实施例中，估测直轴电压Vδ及估测交轴电压Vγ代表估测坐标轴，且第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ代表静止坐标轴，但本公开内容不限于此。
接着，用计算直轴电感量Ld作为坐标转换的范例说明。如图2及图3A所示，为了精准地计算直轴电感量Ld，控制运算单元110会接收估测电压命令的估测直轴电压Vδ及估测交轴电压Vγ，并且控制运算单元110调整估测交轴电压Vγ为零(即：步骤S301中的稳态电压值)，如方程式(3)所示：
Figure BDA0003075458780000071
在方程式(3)中，VS sinωt为控制运算单元110接收的高频交流信号，视为估测直轴电压Vδ。接着，依据方程式(3)进行坐标转换，即可取得二轴电压命令的第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ，如方程式(4)所示：
Figure BDA0003075458780000072
于方程式(4)中，θv为旋转位置的估测值。特别注意的是，在第一次执行程序时，由于旋转位置的估测值Θv没有经由反馈来取得，而是预设于坐标转换器111的程序设定值，或者是来自外部的位置命令。因此，坐标转换器111依据估测电压命令的估测直轴电压Vδ及稳态电压值，进行坐标转换以取得二轴电压命令的第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ。
相似地，在步骤S302的其他优选实施例中，为了精准地计算交轴电感量Lq，控制运算单元110会接收估测电压命令的估测直轴电压Vδ及估测交轴电压Vγ，并且控制运算单元110调整估测估测直轴电压Vδ为零(即：步骤S301中的稳态电压值)。接着，坐标转换器111依据该估测电压命令的估测交轴电压Vγ及稳态电压值，进行坐标转换以取得二轴电压命令的第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ。由于此实施例的方程式原理可以修改方程式(3)及(4)而取得，故本公开内容不另外赘述。
于步骤S303中，驱动运算单元120接收坐标转换器111输出的第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ后，驱动运算单元120依据直流激磁电压命令Vdc及二轴电压命令(包括第一电压分量Vα或第二电压分量Vβ)，产生三相激磁电流Ia、Ib、Ic来驱动同步马达200旋转至旋转位置而停止。特别注意的是，有关于同步马达200的旋转位置(即：转子210的实际位置Θa)，由于此实施例没有使用位置感测器，所以马达控制装置200无法直接取得旋转位置的实际值。
请同时参阅图2、图3A及图3B，来详细地说明步骤S303的操作方式。其中步骤S303包括步骤S3031～S3034。于步骤S3031中，驱动运算单元120选择第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ的其中之一，以作为第一驱动命令。于步骤S3032中，选择第一电压分量Vα及第二电压分量Vβ的另外一个，以作为第二驱动命令。例如：如果第一电压分量Vα被选择为第一驱动命令，则第二电压分量Vβ被选择为第二驱动命令。相同地，如果第二电压分量Vβ被选择为第一驱动命令，则第一电压分量Vα被选择为第二驱动命令。
于步骤S3033中，驱动运算单元120叠加直流激磁电压命令Vdc及第一驱动命令，以产生激磁驱动电压Vt。于步骤S3034中，驱动运算单元120依据激磁驱动电压Vt及第二驱动命令，产生三相激磁电流Ia、Ib、Ic。
举例说明：如果第一电压分量Vα被选择为第一驱动命令，则驱动运算单元120叠加直流激磁电压命令Vdc及第一电压分量Vα。接着，第二电压分量Vβ被选择为第二驱动命令。因此，驱动运算单元120整理方程式(4)与直流激磁电压命令Vdc，可以得到方程式(5)，如下所示：
Figure BDA0003075458780000081
在方程式(5)中，Vt为激磁驱动电压。驱动运算单元整理方程式(3)、(4)及(5)后，即可取得方程式(6)，如下所示：
Figure BDA0003075458780000082
参照方程式(6)，驱动运算单元120依据激磁驱动电压Vt及第二电压分量Vβ(即第二驱动命令)，产生三相激磁电流Ia、Ib、Ic。
相同地，在步骤S3033及S3034中，如果第二电压分量Vβ被选择为第一驱动命令，则驱动运算单元120叠加直流激磁电压命令Vdc及第二电压分量Vβ。接着，在步骤S3034中，驱动运算单元120依据激磁驱动电压Vt及第一电压分量Vα(即第二驱动命令)，产生三相激磁电流Ia、Ib、Ic。于此实施例中，本领域的技术人员可以经修改方程式(5)及(6)，来得到激磁驱动电压Vt，并产生产生三相激磁电流Ia、Ib、Ic。故，本公开内容不重复赘述。
特别注意的是，本公开内容的图2仅用于描述第一电压分量Vα被选择为第一驱动命令，且驱动运算单元120叠加直流激磁电压命令Vdc及第一电压分量Vα的范例。为了简化说明本公开内容，不重复描绘第二电压分量Vβ被选择为第一驱动命令，且驱动运算单元120叠加直流激磁电压命令Vdc及第二电压分量Vβ的范例。
于步骤S303中，驱动运算单元120产生三相激磁电流Ia、Ib、Ic，来驱动同步马达200旋转至旋转位置而停止。如图2所示，驱动运算单元120包括二相转三相转换器121及PWM调制电路122。其中，二相转三相转换器121接收激磁驱动电压Vt及第二电压分量Vβ(即第二驱动命令)后，二相转三相转换器121产生三相电压Va、Vb、Vc。PWM调制电路122切换三相电压Va、Vb、Vc，而产生三相电流Ia、Ib、Ic。或者，在其他的实施例中，二相转三相转换器121接收激磁驱动电压Vt及第一电压分量Vα(即第二驱动命令)后，二相转三相转换器121产生三相电压Va、Vb、Vc。PWM调制电路122切换三相电压Va、Vb、Vc，而产生三相电流Ia、Ib、Ic。
在一些实施例中，驱动运算单元120接收直流激磁电压命令Vdc的目的是：让同步马达200输出的转矩为零，以致于同步马达200停止于所设定的旋转位置。一般来说，同步马达的转矩方程式，如方程式(7)所示：
Figure BDA0003075458780000091
方程式(7)中，τe为同步马达输出的转矩，P为同步马达的极数，iq为同步坐标轴的交轴电流，id为同步坐标轴的直轴电流，Ld代表直轴电感量，Lq代表交轴电感量，λm为转子磁通等效至定子磁通。
将方程式(7)转换成静止坐标轴(α轴及β轴)，且假设估测值θv为零度，可以得到方程式(8)，如下所示：
Figure BDA0003075458780000101
由方程式(8)中，一般的同步马达的控制装置可以依据直流激磁电压，控制同步马达的转子运转至旋转位置而停止。因此，于本公开内容中，同步马达200(磁阻马达)也可以运用相同的前述原理，使得同步马达200的转子运转至旋转位置而停止。另外，由方程式(8)可知，基于磁阻马达的结构特性，磁阻马达的直轴电感量Ld不同于交轴电感量Lq。因此，方程式(8)中的输出转矩包含磁铁成分产生的电磁转矩及电感差异(Ld、Lq)产生的磁阻转矩。当进行直流激磁(步骤S303)时，由于两种不同转矩的合成，使得在转矩为零时，估测坐标轴(δ轴、γ轴)与实际的同步坐标轴(d轴及q轴)之间的角度不会为零。
于步骤S304中，反馈运算单元130获取三相激磁电流Ia、Ib、Ic，并且依据三相激磁电流Ia、Ib、Ic建立估测坐标轴，以计算估测电流信号(包含：估测直轴电流Iδ及估测交轴电流Iγ)，其中估测电流信号的一电流分量相应于稳态电压值。特别注意，由于估测电压命令及估测电流信号对应同一估测坐标轴上且马达已被停止(步骤S303)，所以估测直轴电流Iδ相应于估测直轴电压Vδ，且估测交轴电流Iγ相应于估测交轴电压Vγ。如果角度误差Θer(图1B)很小，则估测坐标轴(δ轴、γ)与同步坐标轴(d轴、q轴)可视为对齐。当估测坐标轴与同步坐标轴对齐时，相应于稳态电压值的估测交轴电流Iγ(即：当估测交轴电压Vγ被调整为稳态电压值时)是观测不到相近估测直轴电压Vδ的高频交流信号的频率。因此，估测交轴电流Iγ维持于稳态电流值。反之，如果角度误差Θer(图1B)很大，则估测坐标轴(δ轴、γ)与同步坐标轴(d轴、q轴)没有对齐。当估测坐标轴与同步坐标轴没有对齐时，相应于稳态电压值的估测交轴电流Iγ(即：当估测交轴电压Vγ被调整为稳态电压值时)观测得到相近估测直轴电压Vδ的高频交流信号的频率。
特别注意的是，如果马达没有被停止，估测电压命令及估测电流信号之间会出现耦合量，以致于估测直轴电流Iδ无法准确地相应估测直轴电压Vδ，且估测交轴电流Iγ无法准确地相应估测交轴电压Vγ。因此，如果控制运算单元110调整估测交轴电压Vγ为稳态电压值(步骤S301)，则估测交轴电流Iγ相应于稳态电压值。相对地，如果控制运算单元110调整估测直轴电压Vδ为稳态电压值(步骤S301)，则估测直轴电流Iδ相应于稳态电压值。
如图2所示，反馈运算单元130包括电流感测处理单元131、三相转二相转换器132及位置估测器133。其中，电流感测处理单元131会获取三相激磁电流Ia、Ib、Ic的交流分量，而输出反馈交流信号分量Ia_ac～Ic_ac给三相转二相转换器132。
三相转二相转换器132依据反馈交流信号分量Ia_ac～Ic_ac，建立估测坐标轴，以计算出估测电流信号(Iδ、Iγ)。由于三相转二相转换器132的运行原理为本领域的技术人员所熟知的技术，故本公开内容不再赘述。在一些实施例中，电流感测处理单元131包括复数个电流感测器(未图示)，且每一复数个电流感测器分别用来获取反馈交流信号分量Ia_ac～Ic_ac。
于步骤S305中，位置估测器133判断相应于稳态电压值的电流分量是否维持于稳态电流值。理论上，如果控制运算单元110调整估测交轴电压Vγ为稳态电压值(步骤S301)，则估测交轴电流Iγ应维持于稳态电流值。相对地，如果控制运算单元110调整估测直轴电压Vδ为稳态电压值(步骤S301)，则估测直轴电流Iδ应维持于稳态电流值。
然而，如图1A所示，由于同步坐标轴(用以代表转子实际位置)及估测坐标轴之间存在角度误差(即：转子的实际位置Θa)，所以造成相应于稳态电压值的电流分量包含高频交流信号，而无法维持于稳态电流值。例如：如果控制运算单元110调整估测交轴电压Vγ为稳态电压值，则估测交轴电流Iγ包含高频交流信号。相同地，如果控制运算单元110调整估测直轴电压Vδ为稳态电压值，则估测直轴电流Iδ包含高频交流信号。如果位置估测器133判断相应于稳态电压值的电流分量(估测直轴电流Iδ或估测交轴电流Iγ)没有维持于稳态电流值，则马达控制装置100进入步骤S306。
于步骤S306中，位置估测器133依据估测电流信号(Iδ及Iγ)，计算同步马达200的旋转位置的估测值Θv给控制运算单元110及三相转二相转换器132。其中，三相转二相转换器132依据估测值Θv，调整估测电流信号的估测直轴电流Iδ及估测交轴电流Iγ，以提升估测值Θv的精准度。
承上所述，位置估测器133依据估测直轴电流Iδ或估测交轴电流Iγ，计算同步马达200的旋转位置的估测值Θv。其中计算方式是参考文献：Chen,J.,Tseng,S.,&amp；Liu,T.(2012).Implementation of high-performance sensorless interior permanent-magnet synchronous motor control systems using a high-frequency injectiontechnique.IET Electric Power Applications,6(8),533.doi：10.1049/iet-epa.2011.0303。因此，本公开内容不再赘述其计算方式，但本公开内容不限于此。
于步骤S307中，控制运算单元110依据旋转位置的估测值Θv，调整估测电压命令的另一电压分量，使得相应稳态电压值的电流分量维持于稳态电流值。举例说明，当控制运算单元110调整估测直轴电压Vδ为稳态电压值时，控制运算单元110依据旋转位置的估测值Θv调整估测交轴电压Vγ，使得相应稳态电压值的估测直轴电流Iδ维持于稳态电流值。
或着，在其他的实施例中，当控制运算单元110调整估测交轴电压Vγ为稳态电压值时，控制运算单元110依据旋转位置的估测值Θv调整估测直轴电压Vδ，使得相应稳态电压值的估测交轴电流Iγ维持于稳态电流值。当马达控制装置100完成步骤S307时，马达控制装置100回到步骤S305：位置估测器133判断相应于稳态电压值的电流分量是否维持于稳态电流值。
其中当位置估测器133判断相应于稳态电压值的电流分量维持稳态电流值时，马达控制装置100进入步骤S308。
在步骤S308中，控制运算单元110依据稳态电压值、估测电压命令的另一电压分量、稳态电流值及估测电流信号的另一电流分量，计算该同步马达的有效电感量(直轴电感量Ld或交轴电感量Lq)。请参阅下方表格1所示，来说明调整各个参数的计算方式：
Figure BDA0003075458780000121
表1
由上方表1可知，如果控制运算单元110选择估测交轴电压Vγ为被调整为稳态电压值的电压分量(即：当估测交轴电压Vγ被调整为稳态电压值时)，则：估测电压命令的另一电压分量是估测直轴电压Vδ；相应于稳态电压值的电流分量是估测交轴电流Iγ；估测电流信号的另一电流分量是估测直轴电流Iδ；以及计算出的有效电感量为直轴电感量Ld。
如果控制运算单元110选择估测直轴电压Vδ为被调整为稳态电压值的电压分量(即：当估测直轴电压Vδ被调整为稳态电压值时)，则：估测电压命令的另一电压分量是估测交轴电压Vγ；相应于稳态电压值的电流分量是估测直轴电流Iδ；估测电流信号的另一电流分量是估测交轴电流Iγ；以及计算出的有效电感量为交轴电感量Lq。
在优选的实施例中，稳态电压值为零，但本公开内容不限于此。特别注意的是，在步骤S303中，驱动运算单元将直流激磁命令Vdc加入静止坐标轴(Vα、Vβ)中。由于直流激磁命令Vdc的因素，当估测交轴电压Vγ被调整为零时，估测交轴电流Iγ维持于非零的稳态电流值。相同地，由于直流激磁命令Vdc的因素，当估测直轴电压Vδ被调整为零时，估测直轴电流Iδ维持于非零的稳态电流值。
图4为根据本公开内容的部分实施例的马达控制装置的示意图。图5A为根据本公开内容的部分实施例的马达控制方法的流程图。图5B为根据本公开内容的部分实施例的产生三相激磁电流的方法的流程图。请同时参阅图4、图5A及图5B，来说明以下各个实施例。
本公开内容提出一种马达控制方法500，且马达控制方法500适用于有位置感测器140(例如：编码器)的同步马达200，且位置感测器140耦接于同步马达200。马达控制方法500是被马达控制装置100所执行，且马达控制方法500包含：步骤S501～S508。
其中步骤S501～S505的操作方法，相同于步骤S301～S305。故，本公开内容不再赘述。
在步骤S506中，位置感测器140测量同步马达200的转子210的旋转位置，并输出测量值Θm给反馈运算单元130的位置估测器133。因此，反馈运算单元130的位置估测器133通过位置感测器140取得旋转位置的测量值Θm。接着，位置估测器133输出旋转位置的测量值Θm给控制运算单元110。此外，当马达控制装置100执行步骤S506时，反馈运算单元130仍会获取同步马达200的三相激磁电流Ia～Ic的反馈交流信号分量Ia_ac～Ic_ac，来计算出估测电流信号(Iδ、Iγ)(同于步骤S304，故不再赘述)。
特别注意的是，依据不同的情况，位置感测器140可以设置于马达控制装置100的内部或者外部，但本公开内容不限于此。
在步骤S507中，控制运算单元110依据旋转位置的测量值Θm，调整估测电压命令的另一电压分量，使得相应稳态电压值的电流分量维持于稳态电流值(方法相近于步骤S307)。其中步骤S507～S508的操作方法，相同于步骤S307及S308。故，本公开内容不再赘述。
因此，在有位置感测器140的同步马达200中，马达控制装置100同样能根据图3所示的步骤，当相应稳态电压值的电流分量维持于稳态电流值时，根据直轴电压Vδ、交轴电压Vγ、直轴电流信号Iδ及交轴电流信号Iγ，计算同步马达200的直轴电感量或交轴电感量。马达控制装置100是通过位置感测器140测量同步马达200的旋转位置，而不是通过估测电流信号(Iδ、Iγ)评估同步马达200的旋转位置。因此，于此实施例中，马达控制装置100可以省略复杂的计算，且能更有效地减少转子的实际位置Θa所造成的影响。
综上所述，本公开内容的重点在于依据估测电压命令，计算出激磁角度值，并且控制同步马达200的转子运转至旋转位置而停止。接着，通过检测或计算同步马达200的转子位置，来减少转子位置及激磁角度值之间位置误差。如此一来，本公开内容可以更精准地计算同步马达200的直轴电感量或交轴电感量。
前述各实施例中的各项元件、方法步骤或技术特征，是可相互结合，而不以本发明内容中的文字描述顺序或附图呈现顺序为限。
虽然本发明内容已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明内容，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容的构思和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (14)

1.一种马达控制方法，用于一无位置感测器的一同步马达，其中该马达控制方法包含：
调整一估测电压命令的一电压分量为一稳态电压值；
对该估测电压命令的另一电压分量及该稳态电压值进行坐标轴转换，而产生一二轴电压命令；
依据一直流激磁电压命令及该二轴电压命令，产生一三相激磁电流来驱动该同步马达旋转至一旋转位置而停止；
获取该三相激磁电流来计算一估测电流信号，其中该估测电流信号的一电流分量是相应于该稳态电压值；
当判断该电流分量没有维持于一稳态电流值时，依据该估测电流信号计算该旋转位置的一估测值；
依据该旋转位置的该估测值，调整该估测电压命令的该另一电压分量，使得相应该稳态电压值的该电流分量维持于该稳态电流值；以及
当判断该电流分量维持该稳态电流值时，依据该稳态电压值、该估测电压命令的该另一电压分量、该稳态电流值及该估测电流信号的另一电流分量，计算该同步马达的一有效电感量。
2.如权利要求1所述的马达控制方法，其中该二轴电压命令包括一第一电压分量及一第二电压分量，且该马达控制方法还包括：
选择该第一电压分量及该第二电压分量的其中之一，以作为一第一驱动命令；
选择该第一电压分量及该第二电压分量的另外一个，以作为一第二驱动命令；
叠加该直流激磁电压命令及该第一驱动命令，以产生一激磁驱动电压；以及
依据该激磁驱动电压及该第二驱动命令，产生该三相激磁电流。
3.如权利要求1所述的马达控制方法，其中该估测电压命令包括一估测直轴电压及一估测交轴电压，且该估测电流信号包括一估测直轴电流及一估测交轴电流。
4.如权利要求3所述的马达控制方法，还包括：
依据该旋转位置的该估测值，调整该估测电流信号的该估测直轴电流及该估测交轴电流。
5.如权利要求3所述的马达控制方法，其中该估测电压命令的该估测交轴电压被调整为该稳态电压值，该估测电压命令的该另一电压分量是该估测直轴电压；相应于该稳态电压值的该电流分量是该估测交轴电流；该估测电流信号的该另一电流分量是该估测直轴电流；以及该有效电感量为一直轴电感量。
6.如权利要求3所述的马达控制方法，其中该估测电压命令的该估测直轴电压被调整为该稳态电压值，
该估测电压命令的该另一电压分量是该估测交轴电压；相应于该稳态电压值的该电流分量是该估测直轴电流；该估测电流信号的该另一电流分量是该估测交轴电流；以及该有效电感量为一交轴电感量。
7.如权利要求1所述的马达控制方法，其中该稳态电压值为零。
8.一种马达控制方法，用于一同步马达，其中一位置感测器耦接于该同步马达，且该马达控制方法包括：
调整一估测电压命令的一电压分量为一稳态电压值；
对该估测电压命令的另一电压分量及该稳态电压值进行坐标轴转换，而产生一二轴电压命令；
依据一直流激磁电压命令及该二轴电压命令，产生一三相激磁电流来驱动该同步马达旋转至一旋转位置而停止；
获取该三相激磁电流来计算一估测电流信号，其中该估测电流信号的一电流分量相应于该稳态电压值；
当判断该电流分量没有维持于一稳态电流值时，通过该位置感测器取得该旋转位置的一测量值；
依据该旋转位置的该测量值，调整该估测电压命令的该另一电压分量，使得相应该稳态电压值的该电流分量维持于该稳态电流值；以及
当判断该电流分量维持该稳态电流值时，依据该稳态电压值、该估测电压命令的该另一电压分量、该稳态电流值及该估测电流信号的另一电流分量，计算该同步马达的一有效电感量。
9.如权利要求8所述的马达控制方法，其中该二轴电压命令包括一第一电压分量及一第二电压分量，且该马达控制方法还包括：
选择该第一电压分量及该第二电压分量的其中之一，以作为一第一驱动命令；
选择该第一电压分量及该第二电压分量的另外一个，以作为一第二驱动命令；
叠加该直流激磁电压命令及该第一驱动命令，以产生一激磁驱动电压；以及
依据该激磁驱动电压及该第二驱动命令，产生该三相激磁电流。
10.如权利要求8所述的马达控制方法，其中该估测电压命令包括一估测直轴电压及一估测交轴电压，且该估测电流信号包括一估测直轴电流及一估测交轴电流。
11.如权利要求10所述的马达控制方法，还包括：
依据该旋转位置的该测量值，调整该估测电流信号的该估测直轴电流及该估测交轴电流。
12.如权利要求10所述的马达控制方法，其中该估测电压命令的该估测交轴电压被调整为该稳态电压值，该估测电压命令的该另一电压分量是该估测直轴电压；相应于该稳态电压值的该电流分量是该估测交轴电流；该估测电流信号的该另一电流分量是该估测直轴电流；以及该有效电感量为一直轴电感量。
13.如权利要求10所述的马达控制方法，其中该估测电压命令的该估测直轴电压被调整为该稳态电压值的该电压分量，该估测电压命令的该另一电压分量是该估测交轴电压；相应于该稳态电压值的该电流分量是该估测直轴电流；该估测电流信号的该另一电流分量是该估测交轴电流；以及该有效电感量为一交轴电感量。
14.如权利要求8所述的马达控制方法，其中该稳态电压值为零。
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