DE102017117725A1

DE102017117725A1 - Systeme und Verfahren zum Bestimmen von Motorparametern

Info

Publication number: DE102017117725A1
Application number: DE102017117725.6A
Authority: DE
Inventors: Brendan Aengus Murray; Jens Engen Sorensen
Original assignee: Analog Devices Inc
Current assignee: Analog Devices Inc
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2018-03-15
Also published as: US10236808B2; US20180062549A1; CN107786139B; CN107786139A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung schafft ein System und ein Verfahren zum Bestimmen mindestens eines Parameters eines Motors wie z. B. einer Induktivität. Die Induktivität kann z. B. auf der Basis von einem oder mehreren digital abgetasteten Motorwicklungsströmen bestimmt werden. Ein digitales Filter kann auf die digitalen Abtastwerte angewendet werden, z. B. um eine Steigung der Motorwicklungsströme zu bestimmen. Das digitale Filter kann eine Anpassung kleinster Quadrate umfassen, die auf die digitalen Abtastwerte angewendet werden kann, z. B. um eine Steigung der Motorwicklungsströme zu bestimmen. Die Anpassung kleinster Quadrate kann auf der Basis einer Berechnung von zentralen Tendenzen bestimmt werden, wie z. B. eines Mittelwerts der Zeit, eines Mittelwerts des Stroms, eines Mittelwerts des Quadrats der Zeit und des Mittelwerts des Produkts aus Zeit und Strom. Die Mittelwerte können rekursiv bestimmt werden, um eine verbesserte Rechengeschwindigkeit zu schaffen.

Description

Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Bestimmen eines oder mehrerer Motorparameter wie z. B. der Induktivität in einem Wechselstrommotor, um eine verbesserte Motorsteuerung zu schaffen
Hintergrund
Wechselstrommotoren werden in einer breiten Vielfalt von industriellen und Verbraucheranwendungen verwendet. Ein Motor setzt elektrische Energie in mechanische Rotationsenergie um. Ein Wechselstrommotor (AC-Motor) kann Motorwicklungen, die an einem stationären Stator angeordnet sind, und einen Rotor, der Strom führende Leiter, Permanentmagnete oder andere Mittel zum Erzeugen eines Drehmagnetfeldes umfasst, umfassen. Während des Betriebs können Wechselströme zu den Motorwicklungen zugeführt werden, um Magnetfelder zu erzeugen, die wiederum bewirken können, dass sich der Rotor dreht, wie z. B. zum Drehen einer Motorwelle. In bestimmten Motorsystemen kann eine Stromsteuerschleife einen korrekten Betrieb des Motors, beispielsweise durch Sicherstellen, dass ein Phasenstrom einer Referenz folgt, sicherstellen. Die Abstimmung von Parametern in der Stromsteuerschleife kann auf Motorparametern wie z. B. Induktivität, Widerstand oder Magnetisierung basieren. Da jedoch die Motorparameter häufig unbekannt sind, ist es häufig nicht möglich, die Abstimmung der Stromsteuerschleife zu optimieren.
Zusammenfassung der Offenbarung
Die vorliegenden Erfinder haben unter anderem erkannt, dass ein Bedarf an einer Technik existiert, um schnell und genau Motorparameter zu bestimmen, z. B. um eine verbesserte und vorzugsweise optimale Abstimmung einer Stromsteuerschleife während des Betriebs des Motors zu schaffen. Eine Anstiegszeit, eine Überschwingung oder eine Einschwingzeit kann beispielsweise auf der Basis der bestimmten Motorparameter optimiert werden. Ein nicht-lineares Verhalten des Motors kann auf der Basis der bestimmten Motorparameter kompensiert werden. Das durch den Motor erzeugte Drehmoment kann beispielsweise eine nicht-lineare Funktion des Motorstroms aufgrund von Sättigung der Induktivität des Motors sein. In einem solchen Beispiel, in dem die Induktivität bestimmt wird, kann das durch den Motor erzeugte Drehmoment kompensiert werden, um immer eine im Wesentlichen lineare Beziehung mit dem Motorstrom zu haben. Eine solche Kompensation eines nicht-linearen Verhaltens kann in Kraftfahrzeuganwendungen oder Aufzug/Kran-Anwendungen wichtig sein. In bestimmten Systemen kann der Strom oder die Spannung in den Motorwicklungen überwacht werden und eine Fehlerbedingung kann ausgelöst werden, wenn der Mittelwert des Stroms oder der Spannung einen Schwellenwert überschreitet, so dass der Motor abgeschaltet werden kann, um unsichere Bedingungen zu vermeiden. In vielen Systemen können Mittelwerte der Spannung und des Stroms auf der Basis einer Abtastung einmal pro Impulsbreitenmodulationsperiode (PWM-Periode) bestimmt werden und reichen für den Schutz aus. In Hochleistungssystemen kann jedoch eine erste Ableitung des Stroms oder der Spannung erforderlich sein, um die Leistung zu verbessern. Die Steigung des Stroms in den Motorwicklungsströmen kann anzeigen, wenn Fehlerbedingungen existieren, da gewöhnlich die Induktivität der Wicklungen die Steigung des Wicklungsstroms begrenzt. Wenn eine Wicklung kurzgeschlossen wird, nimmt die Induktivität der Wicklung ab, wodurch Steigungen von Strömen erhöht werden und dadurch eine Fehlerbedingung angezeigt wird. Die Steigung des Wicklungsstroms ist jedoch für Rauschen mit hoher Frequenz anfällig und elektrisches Rauschen vom Leistungswechselrichter kann in den Rückkopplungspfad einkoppeln und zu Fehlern beitragen. Die Steigung des Wicklungsstroms ist im allgemeinen Fall für die Induktivitätsabschätzung nicht geeignet, so dass alternative Methoden, die verwendet werden können, eine Wechselstromsignaleinspeisung oder separate Stromableitungssensoren wie z. B. Rogowski-Spulen umfassen können. Die vorliegenden Erfinder haben unter anderem erkannt, dass ein Bedarf an einer verbesserten Technik für die Bestimmung der Steigung des Stroms in Motorwicklungen und beim Bestimmen von einem oder mehreren Motorparametern wie z. B. der Induktivität besteht.
Die vorliegende Offenbarung kann unter anderem eine verbesserte Technik zum Bestimmen eines Motorparameters auf der Basis einer Überabtastung des Stroms in den Motorwicklungen schaffen, z. B. um eine optimale Abstimmung der Stromsteuerschleife während des Betriebs des Motors und einen Überlastschutz zu schaffen.
In einem Aspekt kann sich die Offenbarung durch ein Verfahren zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters wie z. B. unter Verwendung eines adaptiven Filters in einem Motorsteuersystem auszeichnen. Das Verfahren kann das Abtasten mindestens eines Phasenstroms umfassen, der zu mindestens einer Motorwicklung geliefert wird, um einen Satz von abgetasteten Datenpunkten zu bilden. Das Verfahren kann auch das Analysieren des Satzes von abgetasteten Datenpunkten mit einer Anpassungsfunktion umfassen. Das Verfahren kann auch das Auswählen mindestens eines Anpassungsfensters auf der Basis mindestens einer Phasenspannung, die für die mindestens eine Motorwicklung ein- und ausgeschaltet wird, umfassen. Das mindestens eine Anpassungsfenster kann so ausgewählt werden, dass es mindestens eine Übergangskomponente des mindestens einen Phasenstroms ausschließt und eine Teilmenge der abgetasteten Datenpunkte einschließt. Das Verfahren kann auch das Filtern der Teilmenge von abgetasteten Datenpunkten, die dem mindestens einen Anpassungsfenster entsprechen, umfassen, um mindestens einen Parameter der Anpassungsfunktion zu bestimmen. Das Verfahren kann auch das Bestimmen des mindestens einen Motorparameters auf der Basis des bestimmten mindestens einen Parameters der Anpassungsfunktion umfassen. Die Anpassungsfunktion kann eine lineare Funktion sein. Der mindestens eine Parameter der Anpassungsfunktion kann eine Steigung der linearen Funktion umfassen. Der mindestens eine Parameter der Anpassungsfunktion kann einen Versatz der linearen Funktion umfassen. Das Verfahren kann auch das Bestimmen der Steigung und des Versatzes der linearen Funktion, wie z. B. auf der Basis von zentralen Tendenzen jeweils des Phasenstroms, der Zeit, des Produkts des Phasenstroms und der Zeit und des Quadrats der Zeit, umfassen, wobei z. B. die zentralen Tendenzen rekursiv bestimmt werden. Das Verfahren kann auch das Bestimmen der Steigung und des Versatzes der linearen Funktion umfassen, wie z. B. auf der Basis eines Quadrats eines Mittelwerts der Zeit, eines Mittelwerts eines Quadrats der Zeit, eines Produkts eines Mittelwerts der Zeit und eines Mittelwerts des Phasenstroms und eines Mittelwerts eines Produkts der Zeit und des Phasenstroms. Das mindestens eine Anpassungsfenster kann auf der Basis eines Impulsbreitenmodulations-Synchronisationsimpulses bestimmt werden. Das mindestens eine Anpassungsfenster kann ferner auf der Basis eines Schaltzustandes der mindestens einen Motorwicklung bestimmt werden. Das Filtern der Teilmenge von abgetasteten Datenpunkten kann das Durchführen einer Anpassung kleinster Quadrate umfassen. Der Phasenstrom kann mit einer Rate von mindestens zwei Abtastwerten pro Impulsbreitenmodulationsperiode überabgetastet werden. Das Verfahren kann auch das Bestimmen eines Phasenstroms für abgetastete Datenpunkte, die der mindestens einen Übergangskomponente entsprechen, auf der Basis der Anpassung umfassen. Der mindestens eine Motorparameter kann eine oder mehrere einer Induktivität, eines Widerstandes oder einer Magnetisierung umfassen.
In einem Aspekt kann sich die Offenbarung durch ein Motorsteuersystem wie z. B. zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters wie z. B. unter Verwendung eines adaptiven Filters auszeichnen. Das Motorsteuersystem kann eine Leistungsschaltungsanordnung umfassen, die dazu konfiguriert sein kann, eine Phasenspannung zu einer Motorwicklung zu liefern, wobei die Phasenspannung bewirkt, dass ein Phasenstrom in der Motorwicklung fließt. Das Motorsteuersystem kann auch einen Stromsensor umfassen, der dazu konfiguriert sein kann, den in der Motorwicklung fließenden Phasenstrom zu erfassen. Das Motorsteuersystem kann auch eine Abtastschaltungsanordnung umfassen, die dazu konfiguriert sein kann, den erfassten Phasenstrom in einen Satz von abgetasteten Datenpunkten umzusetzen. Das Motorsteuersystem kann auch eine Impulsbreitenmodulations-Zeitsteuerschaltungsanordnung wie z. B. zum Steuern der Zeitsteuerung des zur Motorwicklung gelieferten Phasenstroms umfassen, wobei die Impulsbreitenmodulations-Zeitsteuerschaltungsanordnung mindestens ein Anpassungsfenster bestimmt, wobei das mindestens eine Anpassungsfenster mindestens eine Übergangskomponente ausschließt und eine Teilmenge der abgetasteten Datenpunkte einschließt. Das Motorsteuersystem kann auch ein adaptives Filter umfassen, das dazu konfiguriert sein kann, die Teilmenge von abgetasteten Datenpunkten zu filtern, die dem mindestens einen Anpassungsfenster entsprechen, wobei das Filtern mindestens einen Parameter einer Anpassungsfunktion bestimmt. Das Motorsteuersystem kann auch eine Motorsteuereinheit umfassen, die dazu konfiguriert sein kann, den mindestens einen Motorparameter wie z. B. auf der Basis des bestimmten mindestens einen Parameters der Anpassungsfunktion zu bestimmen. Die Anpassungsfunktion kann eine lineare Funktion sein. Der mindestens eine Parameter der Anpassungsfunktion kann eine Steigung der linearen Funktion umfassen. Der mindestens eine Parameter der Anpassungsfunktion kann einen Versatz der linearen Funktion umfassen. Das adaptive Filter kann dazu konfiguriert sein, die Steigung und den Versatz der linearen Funktion zu bestimmen, wie z. B. auf der Basis von zentralen Tendenzen jeweils des Phasenstroms, der Zeit, des Produkts des Phasenstroms und der Zeit und des Quadrats der Zeit, wobei z. B. die zentralen Tendenzen rekursiv bestimmt werden können. Der mindestens eine Motorparameter kann eine oder mehrere einer Induktivität, eines Widerstandes oder einer Magnetisierung umfassen. Der mindestens eine Motorparameter kann eine Flussverkettung umfassen.
In einem Aspekt kann sich die Offenbarung durch ein Verfahren zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters wie z. B. unter Verwendung eines adaptiven Filters in einem Motorsteuersystem auszeichnen. Das Verfahren kann das Abtasten mindestens eines Phasenstroms umfassen, der zu mindestens einer Motorwicklung geliefert wird, um einen Satz von abgetasteten Datenpunkten zu bilden. Das Verfahren kann auch das Auswählen mindestens eines Anpassungsfensters auf der Basis mindestens einer Phasenspannung umfassen, die zwischen der mindestens einen Motorwicklung ein- und ausgeschaltet wird, wobei das mindestens eine Anpassungsfenster so ausgewählt wird, dass es mindestens eine Übergangskomponente des mindestens einen Phasenstroms ausschließt und eine Teilmenge der abgetasteten Datenpunkte einschließt. Das Verfahren kann auch das Filtern der Teilmenge von abgetasteten Datenpunkten, die dem mindestens einen Anpassungsfenster entsprechen, umfassen, um eine oder mehrere einer Steigung und eines Versatzes einer linearen Funktion zu bestimmen. Das Verfahren kann auch das Bestimmen des mindestens einen Motorparameters auf der Basis des bestimmten mindestens einen Parameters der Anpassungsfunktion umfassen. Das Verfahren kann auch das Bestimmen eines Motorzustandes auf der Basis des bestimmten mindestens einen Motorparameters umfassen. Das Verfahren kann auch das Bestimmen von einer oder mehreren der Steigung und des Versatzes der linearen Funktion umfassen, die z. B. auf einer oder mehreren zentralen Tendenzen jeweils des Phasenstroms, der Zeit, des Produkts des Phasenstroms und der Zeit und des Quadrats der Zeit basieren können, wobei die zentralen Tendenzen rekursiv bestimmt werden können.
In einem Aspekt kann sich die Offenbarung durch ein Motorsteuersystem zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters auszeichnen. Das Motorsteuersystem kann ein Mittel zum Abtasten mindestens eines Phasenstroms umfassen, der zu mindestens einer Motorwicklung geliefert wird, z. B. um einen Satz von abgetasteten Datenpunkten zu bilden. Das Mittel zum Abtasten kann eine Abtastschaltungsanordnung wie z. B. eine Wechselrichter-Rückkopplungs-Schaltungsanordnung 130, einen Analog-Digital-Umsetzer 155 und/oder Abtastzeitgeber 140 wie z. B. die in 1 gezeigten umfassen. Das Motorsteuersystem kann auch ein Mittel zum Analysieren des Satzes von abgetasteten Datenpunkten wie z. B. mit einer Anpassungsfunktion umfassen. Das Mittel zum Analysieren kann ein adaptives Filter wie z. B. ein digitales Filter 150, wie z. B. das in 1 gezeigte, umfassen. Das Motorsteuersystem kann auch ein Mittel zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters wie z. B. auf der Basis des bestimmten mindestens einen Parameters der Anpassungsfunktion umfassen. Das Mittel zum Bestimmen kann eine Motorsteuerschaltungsanordnung 185 wie z. B. die in 1 gezeigte umfassen.
Weitere Merkmale der Offenbarung sind in der ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen vorgesehen, wobei die Merkmale wahlweise in irgendeiner Permutation oder Kombination miteinander kombiniert werden können, wenn nicht anderswo in diesem Dokument ausdrücklich anders angegeben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Offenbarung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Diagramm eines Motorsteuersystems darstellt.
2 ein Diagramm darstellt, das einen Satz von Motorwicklungen zeigt.
3 eine Tabelle von Spannungsvektoren und entsprechenden an die Motorwicklungen angelegten Spannungen darstellt.
4A–4C Beispiele von Spannungsvektoren darstellen, die an die Motorwicklungen angelegt werden.
5 eine Sequenz von Spannungsvektoren darstellt, die an die Motorwicklungen angelegt werden.
6 ein Diagramm ist, das eine Anpassung kleinster Quadrate an einen Satz von digitalen Abtastwerten zeigt.
7 ein Beispiel einer Motorwicklungsstromwellenform während eines vollständigen PWM-Schaltzyklus und eine Reihe von Anpassungen kleinster Quadrate darstellt.
7A ein Beispiel eines Abtastfensters darstellt.
8 ein Beispiel einer Anpassung kleinster Quadrate an digitale Abtastwerte eines Motorwicklungsstroms darstellt.
9 ein Verfahren zum Betreiben eines Motorsteuersystems zum Bestimmen eines Motorparameters darstellt.
9A ein Beispiel von Ausdrücken für die Induktivität in Motorwicklungen darstellt.
9B eine Tabelle von Spannungsvektoren und entsprechenden Ausdrücken für Induktivitäten der Motorwicklungen darstellt.
10 ein Diagramm darstellt, das eine Implementierung eines adaptiven Filters zum Durchführen einer Anpassung kleinster Quadrate an einen Satz von digitalen Abtastwerten eines Motorwicklungsstroms zeigt.
11 ein Diagramm darstellt, das eine Implementierung eines adaptiven Filters zum Durchführen einer Anpassung kleinster Quadrate an einen Satz von digitalen Abtastwerten eines Motorwicklungsstroms zeigt
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen der Offenbarung
Eine Stromsteuerschleife kann einen korrekten Betrieb eines Motors beispielsweise durch Sicherstellen, dass ein Phasenstrom einer Referenz folgt, sicherstellen. Die Abstimmung von Parametern in der Stromsteuerschleife kann auf Motorparametern wie z. B. Induktivität, Widerstand oder Magnetisierung basieren. Da jedoch die Motorparameter häufig unbekannt sind, ist es häufig nicht möglich, die Abstimmung der Stromsteuerschleife zu optimieren oder zumindest zu verbessern. Nachstehend wird ein Verfahren beschrieben, um Motorparameter zu bestimmen, z. B. um die Abstimmung einer Stromsteuerschleife während des Betriebs des Motors zu schaffen. 1 zeigt ein Beispiel eines Motorsteuersystems 100. Das Motorsteuersystem 100 kann einen Motor 105, einen oder mehrere Sensoren 110, einen Leistungswechselrichter 115, eine oder mehrere Gate-Treiber 120, eine Steuerschaltungsanordnung 125, eine Wechselrichter-Rückkopplungs-Schaltungsanordnung 130 und eine Motorsteuerschaltungsanordnung 185 umfassen. Der Leistungswechselrichter kann einen oder mehrere Transistoren 116 umfassen. Die Wechselrichtersteuerschaltungsanordnung kann einen oder mehrere Impulsbreitenmodulationszeitgeber 135, einen oder mehrere Abtastzeitgeber 140, einen Daten-Port 145, ein oder mehrere digitale Filter 150 und einen Analog-Digital-Umsetzer 155 umfassen. Der Gleichstrombus kann mit dem Leistungswechselrichter 115 und den Transistoren 116 elektrisch gekoppelt sein. Die Transistoren 116 können mit Wicklungen des Motors 105 elektrisch gekoppelt sein. Die Sensoren 110 können mit der elektrischen Verbindung zwischen dem Leistungswechselrichter 115 und dem Motor 105 gekoppelt sein. Die Stromsensoren können mit der Verbindung zwischen dem Leistungswechselrichter 115 und dem Motor 105 elektrisch gekoppelt oder magnetisch gekoppelt sein. Außerdem können die Stromsensoren mit der Wechselrichter-Rückkopplungs-Schaltungsanordnung 130 elektrisch gekoppelt sein. Die Wechselrichter-Rückkopplungs-Schaltungsanordnung 130 kann mit der Steuerschaltungsanordnung 125 elektrisch gekoppelt sein. Die Steuerschaltungsanordnung 125 kann mit den Gate-Treibern 120 und mit der Motorsteuerschaltungsanordnung 185 elektrisch gekoppelt sein. Die Gate-Treiber 120 können mit den Gates der Transistoren 116 elektrisch gekoppelt sein. Die PWM-Zeitgeber 135, die Abtastzeitgeber 140, der Daten-Port 145 und die digitalen Filter 150 können elektrisch miteinander verbunden sein, wie z. B. über einen gemeinsamen Bus. Der Analog-Digital-Umsetzer 155 kann mit den digitalen Filtern 150 und der Wechselrichter-Rückkopplungs-Schaltungsanordnung 130 elektrisch gekoppelt sein. Während des Betriebs können die Transistoren 116 Gleichstromleistung vom Gleichstromversorgungsbus empfangen und Wechselstromleistung zum Motor 105 liefern. Die Steuerschaltungsanordnung 125 kann ein oder mehrere Steuersignale zu den Gate-Treibern 120 liefern und die Gate-Treiber 120 können die Gates der Transistoren 116 erregen, z. B. um eine Sequenz von elektrischen Impulsen zu den Wicklungen des Motors 105 zu liefern, z. B. um zu bewirken, dass sich der Rotor des Motors 105 dreht. Die Sensoren 110 können einen Strom oder eine Spannung erfassen, die den Motorwicklungen zugeordnet ist, und das erfasste Signal zur Wechselrichter-Rückkopplungs-Schaltungsanordnung 130 liefern. Die Wechselrichter-Rückkopplungs-Schaltungsanordnung 130 kann das erfasste Signal zum Analog-Digital-Umsetzer 155 liefern. Der Analog-Digital-Umsetzer 155 kann das erfasste Signal in digitale Abtastwerte umsetzen. Der Analog-Digital-Umsetzer 155 kann dazu konfiguriert sein, das erfasste Signal überabzutasten. Die Überabtastung kann eine Abtastung des erfassten Signal mehr als einmal in jeder PWM-Periode umfassen. Die digitalen Filter 150 können die digitalen Abtastwerte empfangen und können ein digitales Filter auf das digitalisierte erfasste Signal anwenden. Die digitalen Filter können beispielsweise eine Anpassung kleinster mittlerer Quadrate auf das empfangene Signal anwenden. Die Abtastzeitgeber 140 können Zeitsteuersignale für die PWM-Zeitgeber 135, den Daten-Port 145, den Analog-Digital-Umsetzer 155 und die digitalen Filter 150 erzeugen. Der Abtastzeitgeber kann von PWM-Zeitsteuerinformationen Gebrauch machen, z. B. um Rauschen zu vermeiden, das durch Umschalten der Transistoren 116 erzeugt wird. Die Motorsteuerschaltungsanordnung 185 kann Steueralgorithmen hoher Ebene zur Steuerschaltungsanordnung 125 liefern, wie z. B. über den Daten-Port 145.
2 zeigt ein Beispiel von Motorwicklungen 200. Die Motorwicklungen 200 können eine erste Motorwicklung 210, eine zweite Motorwicklung 220 und eine dritte Motorwicklung 230 umfassen. In einem Beispiel kann der Motor 200 irgendeine Anzahl von Wicklungen umfassen. Die erste Motorwicklung kann eine Induktivität L_a, einen Widerstand R_S und eine elektromotorische Kraft e_a umfassen. Die zweite Motorwicklung kann eine Induktivität L_b, einen Widerstand R_S und eine elektromotorische Kraft e_b umfassen. Die dritte Motorwicklung kann eine Induktivität L_C, einen Widerstand R_S und eine elektromotorische Kraft e_c umfassen. Während des Betriebs können die PWM-Zeitgeber 135 ein oder mehrere Zeitsteuersignale zu den Gate-Treibern 120 liefern, die z. B. die Transistoren 116 steuern können, z. B. um die an die Motorwicklungen 210, 220 und 230 angelegten Spannungen einzustellen, z. B. um zu bewirken, dass ein Strom in den Motorwicklungen fließt, was wiederum bewirkt, dass sich der Rotor des Motors 105 dreht. Ein Motor mit drei Motorwicklungen kann beispielsweise mehrere Schaltzustände aufweisen, die verschiedenen Spannungsvektoren entsprechen, einschließlich der in 3 gezeigten. 3 zeigt eine Tabelle 300 von Spannungsvektoren und entsprechenden an die Motorwicklungen 200 angelegten Spannungen. 3 zeigt beispielsweise einen Spannungsvektor V₁₀₀, der dem Anlegen einer Spannung V_dc an die erste Motorwicklung 210 und dem Anlegen einer Spannung von null an die zweite Motorwicklung 220 und die dritte Motorwicklung 230 entspricht. 4A zeigt ein Beispiel eines Spannungsvektors V₁₀₀, der an die Motorwicklungen 200 angelegt wird, wobei eine Spannung V_dc an die erste Motorwicklung 210 angelegt wird und eine Spannung von null Volt an die zweite Motorwicklung 220 und die dritte Motorwicklung 230 angelegt wird. 4B zeigt ein Beispiel eines Spannungsvektors V₁₁₀, der an die Motorwicklungen 200 angelegt wird, wobei eine Spannung V_dc an die erste Motorwicklung 210 und die zweite Motorwicklung 220 angelegt wird und eine Spannung von null Volt an die dritte Motorwicklung 230 angelegt wird. 4C zeigt ein Beispiel eines Spannungsvektors V₀₀₀, der an die Motorwicklungen 200 angelegt wird, wobei eine Spannung von null Volt an die erste Motorwicklung 210, die zweite Motorwicklung 220 und die dritte Motorwicklung 230 angelegt wird.
5 zeigt ein gedankliches Beispiel einer Sequenz von Spannungsvektoren, die an die Motorwicklungen 200 angelegt werden, um zu bewirken, dass sich der Rotor des Motors 105 dreht. Der obere Abschnitt 510 von 5 stellt Spannungsvektoren dar, die an die Motorwicklungen 200 angelegt werden können, die als Funktion der Zeit aufgetragen sind. Der untere Abschnitt 520 von 5 stellt den Strom dar, der in der ersten Motorwicklung 210 in Reaktion auf die angelegten Spannungsvektoren fließen kann. In einem ersten Bereich A wird ein Spannungsvektor V₀₀₀ an die Motorwicklungen durch Anlegen von null Volt an die erste Motorwicklung 210, null Volt an die zweite Motorwicklung 220 und null Volt an die dritte Motorwicklung 230 angelegt. In einem zweiten Bereich B und einem sechsten Bereich F wird an Spannungsvektor V₁₀₀ an die Motorwicklungen durch Anlegen einer Spannung V_dc an die erste Motorwicklung 210, null Volt an die zweite Motorwicklung 220 und null Volt an die dritte Motorwicklung 230 angelegt. In einem dritten Bereich C und einem fünften Bereich E wird ein Spannungsvektor V₁₁₀ an die Motorwicklungen durch Anlegen einer Spannung V_dc an die erste Motorwicklung 210, einer Spannung V_dc an die zweite Motorwicklung 220 und null Volt an die dritte Motorwicklung 230 angelegt. In einem vierten Bereich D wird der Spannungsvektor V₁₁₁ an die Motorwicklungen durch Anlegen einer Spannung V_dc an die erste Motorwicklung 210, die zweite Motorwicklung 220 und die dritte Motorwicklung 230 angelegt.
6 zeigt ein gedankliches Beispiel 600 einer Anpassung kleinster mittlerer Quadrate, die auf einen Satz von digitalen Abtastwerten 610 angewendet wird, z. B. um die Steigung und den Versatz eines Phasenstroms zu bestimmen, der durch eine Motorwicklung läuft. Die digitalen Abtastwerte 610 können einen Zeitwert (z. B. t₀ ... t_M) und einen Phasenstromwert (z. B. Y₀ ... Y_M) und eine Abtastperiode von T_s aufweisen. Die digitalen Abtastwerte können zu den digitalen Filtern 150 durch den Analog-Digital-Umsetzer 155 geliefert werden. Die digitalen Filter 150 können dazu konfiguriert sein, eine Steigung und einen Versatz einer linearen Gleichung mit Parametern α₀ und α₁ zu bestimmen. Die digitalen Filter 150 können den Versatz und die Steigung auf der Basis der folgenden Beziehungen bestimmen:
Die Steigung α₁ kann beispielsweise auf der Basis des Quadrats eines Mittelwerts der Zeit, des Mittelwerts der Zeit im Quadrat, des Mittelwerts des Produkts der Zeit und des Phasenstroms und eines Produkts des Mittelwerts des Stroms und des Mittelwerts der Zeit bestimmt werden. Der Versatz α₀ kann auf der Basis des Mittelwerts des Phasenstroms und des Mittelwerts der Zeit und der bestimmten Steigung α₁ bestimmt werden. Die Steigung und der Versatz können rekursiv bestimmt werden. Der Mittelwert des Stroms kann zur Motorsteuerschaltungsanordnung 185 geliefert werden, wie z. B. für Zwecke der Motorsteuerung. Die bestimmte Steigung α₁ und der bestimmte Versatz α₀ können zur Motorsteuerschaltungsanordnung 185 geliefert werden und die Motorsteuerschaltungsanordnung 185 kann mindestens einen Motorparameter bestimmen, wie z. B. auf der Basis teilweise der gelieferten Steigung α₁ und des gelieferten Versatzes α₀. In einem Beispiel können die Zeitwerte der digitalen Abtastwerte derart definiert werden, dass t = 0. In einem solchen Beispiel, in dem t = 0, können der Versatz und die Steigung durch die folgenden Beziehungen bestimmt werden:
7 stellt ein Beispiel einer Motorwicklungsstromwellenform während eines vollständigen PWM-Schaltzyklus dar. Die Motorwicklungsstromwellenform 700 kann digitale Abtastwerte 710 umfassen. Die Motorwicklungsstromwellenform kann sechs unterschiedliche Bereiche aufweisen, die jeweils einem Schaltzustand des Leistungswechselrichters entsprechen, wie z. B. einem in 2 gezeigten Schaltzustand. Jeder Bereich von digitalen Abtastwerten kann an eine lineare Gleichung 715 angepasst werden, wie z. B. unter Verwendung einer Anpassung kleinster Quadrate. Die Anpassung kleinster Quadrate kann auf eine Teilmenge jedes Bereichs angewendet werden, z. B. um den Einschluss von Übergängen zu vermeiden, die mit dem Ändern der Spannungen verbunden sind, die an die Motorwicklungen 200 angelegt werden. Motorparameter können auf der Basis der bestimmten Steigung des Motorwicklungsstroms bestimmt werden.
7A stellt ein Beispiel einer Motorwicklungsstromwellenform 750 dar, die einem Schaltzustand des Leistungswechselrichters entspricht, wie z. B. dem im Bereich D von 7 gezeigten. Die Motorwicklungsstromwellenform kann digitale Abtastwerte 710, Übergangsbereiche 735, ein Austastfenster 736 und ein Abtastfenster 720 umfassen. Die Übergänge 735 können während einer Änderung eines Schaltzustandes des Leistungswechselrichters auftreten und können sich auf eine Anpassung kleinster Quadrate nachteilig auswirken, wenn sie auf einen Satz von digitalen Abtastwerten angewendet wird, die die Übergänge 735 umfassen. Das Austastfenster 736 kann einen Bereich definieren, z. B. wo Übergänge im gemessenen Phasenstrom vorhanden sein können, und das Abtastfenster 720 kann ausgewählt werden, um einen Bereich zu definieren, in dem Übergänge nicht vorhanden sein können. Digitale Abtastwerte 710 können während des Abtastfensters 720 gesammelt werden, aber nicht während des Austastfensters 736, z. B. um zu vermeiden, dass Übergänge in den digitalen Abtastwerten 710 enthalten sind. Ein Anpassungsfenster, z. B. wo eine Anpassung kleinster Quadrate angewendet werden kann, kann die digitalen Abtastwerte 710 umfassen, die während des Abtastfensters erfasst werden.
8 stellt einen Graphen 800 einer Anpassung kleinster Quadrate an digitale Abtastwerte eines Motorwicklungsstroms dar. Der Graph 800 umfasst eine Sammlung von digitalen Abtastwerten 810 und eine Linie 820 mit einer Steigung und einem Versatz auf der Basis der Ergebnisse der Anpassung kleinster Quadrate.
9 zeigt ein Verfahren zum Betrieb eines Motorsteuersystems 100 zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters. Der Analog-Digital-Umsetzer 155 kann die Wicklungsströme überabtasten, die durch die Wechselrichter-Rückkopplungs-Schaltungsanordnung 130 geliefert werden, z. B. um digitale Abtastwerte zu erfassen (Schritt 910). Die Überabtastung kann beispielsweise das Abtasten der Wicklungsströme mehr als einmal für jeden Schaltzustand des Leistungswechselrichters 115 umfassen. Ein Anpassungsfenster kann für jeden Schaltzustand des Leistungswechselrichters 115 bestimmt werden (Schritt 920). Die Anpassungsfenster können so ausgewählt werden, dass sie ein Übergangsverhalten, wie es z. B. durch Änderungen in den Transistoren 116 des Leistungswechselrichters 115 induziert werden kann, ausschließen. Eine Anpassung kleinster Quadrate kann an den digitalen Abtastwerten durchgeführt werden (Schritt 930). Eine Anpassung kleinster Quadrate kann beispielsweise für jedes Anpassungsfenster entsprechend einem Schaltzustand des Leistungswechselrichters 115 durchgeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann eine Steigung des Wicklungsstroms auf der Basis der Anpassung kleinster Quadrate bestimmt werden (Schritt 940). Die Anpassung kleinster Quadrate kann rekursiv auf der Basis einer rekursiven Berechnung von Mittelwerten implementiert werden. Ein Mittelwert kann beispielsweise rekursiv auf der Basis der folgenden Gleichung berechnet werden:
wobei x[n] ein Mittelwert auf der Basis des ersten bis n-ten digitalen Abtastwerts ist und n im Bereich von 1 bis M liegen kann, wobei M die Anzahl von erfassten digitalen Abtastwerten ist und x[1] = x[1]. Ein Motorparameter kann auf der Basis der bestimmten Steigungen der Wicklungsströme bestimmt werden (Schritt 950). Ein System von Gleichungen kann für jeden der angelegten Spannungsvektoren während des Betriebs des Motors 105 bestimmt werden. Eine Induktivität der Motorwicklungen kann auf der Basis der Steigung des Stroms in den Motorwicklungen für zwei Schaltzustände (z. B. Spannungsvektoren V₁₀₀ und V₀₀₀) bestimmt werden. Die Steigung des Stroms in den Motorwicklungen kann durch digitales Abtasten des Stroms in den Motorwicklungen und Anwenden einer Anpassung kleinster Quadrate bestimmt werden. Für einen Spannungsvektor V₁₀₀ können die folgenden Gleichungen das in 4A gezeigte System beschreiben:
Für den Spannungsvektor V₀₀₀ können die folgenden Gleichungen das in 4C gezeigte System beschreiben:
Der Widerstand der Motorwicklungen kann vernachlässigt werden und die Gegen-EMK-Spannungen können für die zwei Schaltzustände als gleich angenommen werden, die den Spannungsvektoren V₁₀₀ und V₀₀₀ entsprechen (z. B. e V000 / a = e V100 / a = e_a, e V000 / b = e V100 / b = e_b, und e V000 / c = e V100 / c = e_c). Auf der Basis dieser Annahme können die Gleichungen, die das System für die angelegten Spannungsvektoren V₁₀₀ und V₀₀₀ beschreiben, wie folgt vereinfacht werden:
Diese Gleichungen können durch Definieren der folgenden Differenzen der Stromableitungen weiter vereinfacht werden:
Auf der Basis der definierten Differenzen der Stromableitungen können die Gleichungen, die das System für die angelegten Spannungsvektoren V₁₀₀ und V₀₀₀ beschreiben, wie folgt weiter vereinfacht werden:
9B zeigt eine Tabelle 990 eines Satzes von Gleichungen für die Induktivitäten L_a, L_b, und L_c, die den 6 aktiven Spannungsvektoren entsprechen.
Wenn der Motor keine Auffälligkeit aufweist, L_a = L_b = L_c = L, und die Induktivität kann aus irgendeiner der obigen vereinfachten Gleichungen wie folgt bestimmt werden:
Wenn der Motor eine Auffälligkeit aufweist, sind L_a, L_b, und L_c nicht gleich und eine Induktivität der Motorwicklungen kann auf der Basis der Schaltzustände, die einem aktiven Spannungsvektor und V₀₀₀ entsprechen, und durch Berücksichtigen einer Position des Rotors bestimmt werden. Die Rotorposition kann zwischen den zwei Schaltzuständen als konstant angenommen werden, die den angelegten Spannungsvektoren entsprechen. Die Induktivitäten können wie folgt ausgedrückt werden:
wobei θ_r einen Winkel des Rotors darstellt und PP eine Anzahl von Polpaaren darstellt. Die Ausdrücke für die Induktivitäten können wie folgt weiter vereinfacht werden:
wobei L_d eine Induktivität darstellt, wenn der Rotor auf die Motorwicklungen ausgerichtet ist, und L_q eine Induktivität darstellt, wenn der Rotor auf Spalte zwischen den Motorwicklungen ausgerichtet ist. Die obigen Gleichungen, die die Induktivitäten beschreiben, können wie folgt weiter vereinfacht werden: L_a = L_d·k_ad + L_q·k_aq L_b = L_d·k_bd + L_q·k_bq L_c = L_d·k_cd + L_q·k_cq wobei
Wenn diese modifizierten Induktivitätsgleichungen in die allgemeinen Gleichungen in 9B eingesetzt werden, können die Induktivitäten L_d und L_q bestimmt werden, wie in 9A gezeigt.
In Beispielen, in denen die Rotorposition nicht bekannt ist, kann eine Induktivität der Motorwicklungen auf der Basis der Steigung des Stroms in den Motorwicklungen für drei Schaltzustände (z. B. Spannungsvektoren V₁₀₀, V₀₀₀ und V₁₁₀) bestimmt werden. Die Steigung des Stroms in den Motorwicklungen kann durch digitales Abtasten des Stroms in den Motorwicklungen und Anwenden einer Anpassung kleinster Quadrate bestimmt werden. Für einen Spannungsvektor V₁₁₀ können die folgenden Gleichungen das in 4B gezeigte System beschreiben:
Der Widerstand der Motorwicklungen kann vernachlässigt werden und die Gegen-EMK-Spannungen können für die drei Schaltzustände als gleich angenommen werden, die den Spannungsvektoren V₁₀₀, V₀₀₀ und V₁₁₀ entsprechen (z. B. e V000 / a = e V100 / a = e V110 / a = e_a, e V000 / b = e V100 / b = e V110 / b = e_b, und e V000 / c = e V100 / c = e V110 / c = e_c). Auf der Basis dieser Annahme können die Gleichungen, die das System für die angelegten Spannungsvektoren V₁₁₀ und V₀₀₀ beschreiben, wie folgt vereinfacht werden:
Diese Gleichungen können durch Definieren der folgenden Differenzen der Stromableitungen weiter vereinfacht werden:
Auf der Basis der definierten Differenzen der Stromableitungen können die Gleichungen, die das System für die angelegten Spannungsvektoren V₁₁₀ und V₀₀₀ beschreiben, wie folgt weiter vereinfacht werden:
Die drei obigen Gleichungen können mit den vorher für die angelegten Spannungsvektoren V₁₀₀ und V₀₀₀ bestimmten drei Gleichungen kombiniert verwendet werden, um die Induktivitäten der Motorwicklungen auf der Basis der Steigung des Stroms in den Motorwicklungen und der angelegten Spannung wie folgt zu bestimmen:
Wenn sich die Induktivität als Funktion des Stroms ändert, kann sie eine Sättigungsbedingung angeben. Die bestimmten Induktivitäten können verwendet werden, um eine Fehlerbedingung zu detektieren, wie z. B. Rotorentmagnetisierung, Isolationsausfall und Wicklungskurzschlüsse. Adaptive Filter höherer Ordnung (z. B. nicht-linear) können verwendet werden, um eine nicht-lineare Funktion an den Motorwicklungsstrom anzupassen, z. B. um Effekte zweiter Ordnung auf den Motorwicklungsstrom zu bestimmen, wie z. B. einen oder mehrere Schaltübergänge, wie sie z. B. an einer Kabelkapazität und Magnetkernverlusten liegen können.
Ein Widerstand der Motorwicklungen und Gegen-EMK-Spannungen der Motorwicklungen können auf der Basis der folgenden Gleichungen bestimmt werden:
wobei v_an die Spannung über einer ersten Motorwicklung wie z. B. der Motorwicklung 210 darstellt, wie in 2 gezeigt, i_a einen Strom darstellt, der in der ersten Motorwicklung fließt, e_a eine Gegen-EMK in der ersten Motorwicklung darstellt, R_a einen Widerstand der ersten Motorwicklung darstellt, L_a eine Induktivität der ersten Motorwicklung darstellt,
eine Steigung des Stroms in der ersten Motorwicklung darstellt, v_bn die Spannung über einer zweiten Motorwicklung wie z. B. der Motorwicklung 220 darstellt, wie in 2 gezeigt, i_b einen Strom darstellt, der in der zweiten Motorwicklung fließt, e_b eine Gegen-EMK in der zweiten Motorwicklung darstellt, R_b einen Widerstand der zweiten Motorwicklung darstellt, L_b eine Induktivität der zweiten Motorwicklung darstellt,
eine Steigung des Stroms in der zweiten Motorwicklung darstellt, v_cn die Spannung über einer dritten Motorwicklung wie z. B. der Motorwicklung 230 darstellt, wie in 2 gezeigt, i_c ein Strom ist, der in der dritten Motorwicklung fließt, e_c eine Gegen-EMK in der dritten Motorwicklung darstellt, R_c einen Widerstand der dritten Motorwicklung darstellt, L_c eine Induktivität der dritten Motorwicklung darstellt,
eine Steigung des Stroms in der dritten Motorwicklung darstellt. Die Induktivitäten L_a, L_b, und L_c können wie vorstehend beschrieben bestimmt werden, die Ströme, Spannungen und Steigungen der Ströme können wie vorstehend beschrieben gemessen werden, die Widerstände in den Motorwicklungen können als gleich angenommen werden (z. B. R_a = R_b = R_c) und die Gegen-EMK in jeder Wicklung kann wie folgt ausgedrückt werden:
wobei ω_r die Winkelgeschwindigkeit des Rotors darstellt, θ_r die Winkelposition des Rotors darstellt und PP die Anzahl von Polpaaren darstellt. Auf der Basis der obigen Gleichungen können die Widerstände R und die Gegen-EMKs e_a, e_b und e_c bestimmt werden. In einem solchen Beispiel, in dem Motorparameter wie z. B. Widerstand, Induktivität und Gegen-EMK bestimmt werden können, kann eine Stromsteuerschleife des Motors abgestimmt werden, wie z. B. auf der Basis der bestimmten Motorparameter, um eine optimale Abstimmung der Stromsteuerschleife zu schaffen. Eine Anstiegszeit, eine Überschwingung oder eine Einschwingzeit können beispielsweise auf der Basis der bestimmten Motorparameter optimiert werden. In einem solchen Beispiel, in dem Motorparameter, wie z. B. Widerstand, Induktivität und Gegen-EMK, bestimmt werden können, kann das nicht-lineare Verhalten des Motors auf der Basis der bestimmten Motorparameter kompensiert werden. Ein durch den Motor erzeugtes Drehmoment kann beispielsweise auf der Basis der bestimmten Induktivität bestimmt werden und die Stromsteuerschleife kann dementsprechend zur Kompensation abgestimmt werden. Die vorstehend beschriebenen Verfahren können verwendet werden, um die Motorparameter während des Betriebs des Motors zu bestimmen, und können eine periodische Einstellung der Stromsteuerschleifen-Parameter ermöglichen, um Änderungen der Motorparameter wie z. B. aufgrund von Temperatur oder Alter zu kompensieren.
10 ist ein Diagramm, das eine Implementierung eines adaptiven Filters 1000 wie z. B. zum Durchführen einer Anpassung kleinster Quadrate an einen Satz von digitalen Abtastwerten eines Motorwicklungsstroms zeigt. Die lineare Funktion kann eine Steigung α₁ und einen Versatz α ₀ aufweisen. Das adaptive Filter 1000 kann einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 1010, Summierer 1020, Multiplizierer 1030, einen Kombinations-Multiplizierer und -Summierer 1040 und einen Dezimator 1050 umfassen. C1 und C2 können skalare Multiplikatoren sein und können gleich 1/(M + 1) bzw. 12/(M·(M + 1)·(M + 2)) sein, wobei M die Anzahl von erfassten digitalen Abtastwerten ist. Während des Betriebs kann der Wicklungsstrom durch den ADC 1010 abgetastet werden und in einen Satz von digitalen Abtastwerten umgesetzt werden. Die digitalen Abtastwerte können dann durch das adaptive Filter 1000 verarbeitet werden, z. B. um eine Anpassung kleinster Quadrate durchzuführen, wie z. B. gemäß dem in 10 gezeigten Diagramm. Die Steigung α₁ und der Versatz α₀ der linearen Funktion können als Ausgaben des adaptiven Filters 1000 geliefert werden, wobei α₀ und α₁ wie folgt berechnet werden können:
11 ist ein Diagramm, das eine Implementierung eines adaptiven Filters 1100 zum Durchführen einer Anpassung kleinster Quadrate an einen Satz von digitalen Abtastwerten eines Motorwicklungsstroms zeigt. Die lineare Funktion kann eine Steigung α₁ und einen Versatz α₀ aufweisen. Das adaptive Filter 1100 kann einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 1110, einen oder mehrere Summierer 1120, einen oder mehrere Multiplizierer 1130 und einen Dezimator 1040 umfassen. C0, C1 und C2 können skalare Multiplikatoren sein und können gleich 1/(M + 1), 12/(M·(M + 1)·(M + 2)) bzw. M/2 sein, wobei z. B. M die Anzahl von erfassten digitalen Abtastwerten ist. Während des Betriebs kann der Wicklungsstrom durch den ADC 1110 abgetastet werden und in einen Satz von digitalen Abtastwerten umgesetzt werden. Die digitalen Abtastwerte können dann durch das adaptive Filter 1100 verarbeitet werden, z. B. um eine Anpassung kleinster Quadrate durchzuführen, wie z. B. gemäß dem in 11 gezeigten Diagramm. Die Steigung α₁ und der Versatz α₀ der linearen Funktion können als Ausgaben des adaptiven Filters 1100 geliefert werden, wobei α₀ und α₁ wie folgt berechnet werden können:

Claims

Verfahren zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters unter Verwendung eines adaptiven Filters in einem Motorsteuersystem, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Abtasten mindestens eines Phasenstroms, der zu mindestens einer Motorwicklung geliefert wird, um einen Satz von abgetasteten Datenpunkten zu bilden; Analysieren des Satzes von abgetasteten Datenpunkten mit einer Anpassungsfunktion; und Bestimmen mindestens eines Motorparameters auf der Basis mindestens eines Parameters der Anpassungsfunktion.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Analysieren des Satzes von abgetasteten Datenpunkten mit einer Anpassungsfunktion Folgendes umfasst: Auswählen von mindestens einem Anpassungsfenster auf der Basis mindestens einer Phasenspannung, die für die mindestens eine Motorwicklung ein- und ausgeschaltet wird, wobei das mindestens eine Anpassungsfenster so ausgewählt wird, dass es mindestens eine Übergangskomponente des mindestens einen Phasenstroms ausschließt und eine Teilmenge der abgetasteten Datenpunkte einschließt; und Filtern der Teilmenge von abgetasteten Datenpunkten, die dem mindestens einen Anpassungsfenster entsprechen, um den mindestens einen Parameter der Anpassungsfunktion zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anpassungsfunktion eine lineare Funktion ist und der mindestens eine Parameter der Anpassungsfunktion eine Steigung und einen Versatz der linearen Funktion umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, das das Bestimmen der Steigung und des Versatzes der linearen Funktion auf der Basis von zentralen Tendenzen jeweils des Phasenstroms, der Zeit, des Produkts des Phasenstroms und der Zeit und des Quadrats der Zeit umfasst, wobei die zentralen Tendenzen rekursiv bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, das das Bestimmen der Steigung und des Versatzes der linearen Funktion auf der Basis eines Quadrats eines Mittelwerts der Zeit, eines Mittelwerts eines Quadrats der Zeit, eines Produkts eines Mittelwerts der Zeit und eines Mittelwerts des Phasenstroms und eines Mittelwerts eines Produkts der Zeit und des Phasenstroms umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2 oder irgendeinem der Ansprüche 3 bis 5, wenn in Abhängigkeit von Anspruch 2, wobei das mindestens eine Anpassungsfenster auf der Basis eines Impulsbreitenmodulations-Synchronisationsimpulses bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine Anpassungsfenster ferner auf der Basis eines Schaltzustandes der mindestens einen Motorwicklung bestimmt wird.
Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das Filtern der Teilmenge von abgetasteten Datenpunkten das Durchführen einer Anpassung kleinster Quadrate umfasst.
Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der Phasenstrom mit einer Rate von mindestens zwei Abtastwerten pro Impulsbreitenmodulationsperiode überabgetastet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder irgendeinem der Ansprüche 3 bis 9, wenn in Abhängigkeit von Anspruch 2, das das Bestimmen eines Phasenstroms für abgetastete Datenpunkte, die der mindestens einen Übergangskomponente entsprechen, auf der Basis der Anpassung umfasst.
Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der mindestens eine Motorparameter eine Induktivität umfasst.
Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der mindestens eine Motorparameter einen Widerstand umfasst.
Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der mindestens eine Motorparameter eine Magnetisierung umfasst.
Motorsteuersystem zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters unter Verwendung eines adaptiven Filters, wobei das Motorsteuersystem Folgendes umfasst: eine Leistungsschaltungsanordnung, die dazu konfiguriert ist, eine Phasenspannung zu einer Motorwicklung zu liefern, wobei die Phasenspannung bewirkt, dass ein Phasenstrom in der Motorwicklung fließt; einen Stromsensor, der dazu konfiguriert ist, den Phasenstrom zu erfassen, der in der Motorwicklung fließt; eine Abtastschaltungsanordnung, die dazu konfiguriert ist, den erfassten Phasenstrom in einen Satz von abgetasteten Datenpunkten umzusetzen; ein adaptives Filter, das dazu konfiguriert ist, eine Teilmenge der abgetasteten Datenpunkte zu filtern, um mindestens einen Parameter einer Anpassungsfunktion zu bestimmen; und eine Motorsteuereinheit, die dazu konfiguriert ist, den mindestens einen Motorparameter auf der Basis des bestimmten mindestens einen Parameters der Anpassungsfunktion zu bestimmen.
System nach Anspruch 14, das eine Impulsbreitenmodulations-Zeitsteuerschaltungsanordnung zum Steuern der Zeitsteuerung des Phasenstroms, der zur Motorwicklung geliefert wird, umfasst, wobei die Impulsbreitenmodulations-Zeitsteuerschaltungsanordnung mindestens ein Anpassungsfenster bestimmt, wobei das mindestens eine Anpassungsfenster mindestens eine Übergangskomponente ausschließt und die Teilmenge der abgetasteten Datenpunkte bestimmt.
System nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Anpassungsfunktion eine lineare Funktion ist.
System nach Anspruch 14, 15 oder 16, wobei der mindestens eine Parameter der Anpassungsfunktion eine Steigung und einen Versatz der linearen Funktion umfasst.
System nach Anspruch 17, wobei das adaptive Filter dazu konfiguriert ist, die Steigung und den Versatz der linearen Funktion auf der Basis von zentralen Tendenzen jeweils des Phasenstroms, der Zeit, des Produkts des Phasenstroms und der Zeit und des Quadrats der Zeit zu bestimmen, wobei die zentralen Tendenzen rekursiv bestimmt werden.
System nach den Ansprüchen 14 bis 18, wobei der mindestens ein Motorparameter eine Induktivität, einen Widerstand, eine Magnetisierung oder eine Flussverkettung umfasst.
Motorsteuersystem zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters, wobei das Motorsteuersystem Folgendes umfasst: ein Mittel zum Abtasten mindestens eines Phasenstroms, der zu mindestens einer Motorwicklung geliefert wird, um einen Satz von abgetasteten Datenpunkten zu bilden; ein Mittel zum Analysieren des Satzes von abgetasteten Datenpunkten mit einer Anpassungsfunktion; und ein Mittel zum Bestimmen mindestens eines Motorparameters auf der Basis des bestimmten mindestens einen Parameters der Anpassungsfunktion.