專利名稱：用于永磁同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)估計裝置的制作方法
用于永磁同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)估計裝置技術(shù)領(lǐng)域
本公開涉及參數(shù)估計，尤其涉及一種用于永磁同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)估計裝置。
背景技術(shù)：
本部分提供關(guān)于本公開的背景信息，其不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
由電壓逆變器驅(qū)動的永磁同步機器(PMSM)通常在速度控制模式或者轉(zhuǎn)矩控制模式下運行。用于速度控制模式的PMSM可以包括諸如以下這樣的工業(yè)領(lǐng)域包括升降機和起重機的起重領(lǐng)域，以及包括風(fēng)機和泵的變速操作領(lǐng)域。用于轉(zhuǎn)矩控制模式的PMSM可以包括諸如用于電動車的牽引電動機的工業(yè)領(lǐng)域。
因為根據(jù)PMSM中的負荷情況而磁通飽和，所以在由逆變器輸出的轉(zhuǎn)矩與實際輸出轉(zhuǎn)矩之間可能存在差值?，F(xiàn)在，將參照附圖描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的PMSM的驅(qū)動系統(tǒng)。


圖1是圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的PMSM的示意圖，其中PMSM驅(qū)動系統(tǒng)被圖示為由逆變器驅(qū)動，在該逆變器中實現(xiàn)了由矢量控制獨立控制磁通電流和轉(zhuǎn)矩電流。
參照圖1，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的PMSM驅(qū)動系統(tǒng)包括逆變器100、PMSM 200和轉(zhuǎn)子位置檢測器210。逆變器100接收參考轉(zhuǎn)矩并響應(yīng)于該參考轉(zhuǎn)矩輸出用于驅(qū)動PMSM 200的電壓。
PMSM 200的轉(zhuǎn)子附著有轉(zhuǎn)子位置檢測器210以計算或者測量轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子速度。由轉(zhuǎn)子位置檢測器210計算或者測量出的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子速度被用于由坐標變換器 130、170進行坐標變換。電流指令產(chǎn)生器110輸出同步旋轉(zhuǎn)坐標系的電流指令。用于控制電流指令的電流控制器120輸出同步旋轉(zhuǎn)坐標系的d/q軸電壓。
坐標變換器130使用從轉(zhuǎn)子位置檢測器210接收到的轉(zhuǎn)子位置信息來將電流控制器120的輸出電壓變換成靜止坐標系的電壓。過調(diào)制器140的功能為將坐標變換器130的輸出電壓變換成能夠由逆變器單元150合成的電壓。
逆變器單元150為包括功率半導(dǎo)體的電壓型逆變器，并且將轉(zhuǎn)矩跟蹤指令電壓施加到PMSM 200上。電流傳感器161至163測量在PMSM 200與逆變器單元150之間的相電流，并且由電流傳感器161至163測量出的電流被坐標變換器170變換坐標，并且被反饋至電流控制器120。
現(xiàn)在將描述圖1的PMSM系統(tǒng)。
PMSM 200的轉(zhuǎn)矩可以通過下列等式I獲得
等式I
Te = ——Xd/qs - XqJ1ds
其中，上標“r”表示同步旋轉(zhuǎn)坐標系的參數(shù),并且下標“s”為靜止坐標系的參數(shù),P 表示電動機的極的個數(shù)，AL、為靜止坐標系上的同步旋轉(zhuǎn) 坐標系d/q軸的轉(zhuǎn)子磁通,并 .ιι匕為同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的靜止坐標系d/q軸的電流,其中同步旋轉(zhuǎn)坐標系d/q軸上的轉(zhuǎn)子磁通可以由下列等式定義



權(quán)利要求
1.一種用于永磁同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)估計裝置，所述裝置包括電流指令產(chǎn)生單元，其根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令來產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的電流指令；電流控制器，其根據(jù)電流指令利用永磁同步機器的轉(zhuǎn)子位置來產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的電壓；第一坐標變換器，其將同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的所述電流控制器的輸出變換成靜止坐標系上的輸出；過調(diào)制器，其將所述第一坐標變換器的輸出限制在預(yù)定的范圍內(nèi)并且輸出經(jīng)限制的輸出；逆變器單元，其將跟蹤指令轉(zhuǎn)矩的電壓指令施加到所述永磁同步機器上；以及第二坐標變換器，其將從所述逆變器單元輸出的靜止坐標系上的相電流變換成同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的相電流，所述裝置包括第一估計單元，其利用所述過調(diào)制器的輸出電壓、來自所述第二坐標變換器的相電流以及轉(zhuǎn)子位置來估計同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的d軸磁通和q軸磁通；第二估計單元，其利用來自所述第一估計單元的q軸磁通來估計同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的q軸電感；以及第三估計單元，其利用來自所述第一估計單元的d軸磁通來估計同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的d軸電感，其中由所述電流指令產(chǎn)生單元利用來自所述第二估計單元的q軸電感和來自所述第三估計單元的d軸電感來產(chǎn)生電流指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第二估計單元包括第一確定單元，其根據(jù)由所述第一估計單元估計出的q軸磁通來確定q軸電感；第一補償單元，其利用比例增益和比例積分增益兩者中的任意一個來補償在所述第一確定單元與第一加法單元之間的差；第一積分單元，其對所述第一補償單元的輸出進行積分；以及第一加法單元，其將所述第一積分單元的輸出與初始設(shè)定的q軸電感相加。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第二估計單元進一步包括第一限制單元，所述第一限制單元將所述第一加法單元的輸出限制在預(yù)定的最大值和最小值之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第三估計單元包括第二確定單元，其根據(jù)由所述第一估計單元估計出的d軸磁通來確定d軸電感；第二補償單元，其利用比例增益和比例積分增益兩者中的任意一個來補償在所述第二確定單元與第二加法單元之間的差；第二積分單元，其對所述第二補償單元的輸出進行積分；以及第二加法單元，其將所述第二積分單元的輸出與初始設(shè)定的d軸電感相加。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述第三估計單元進一步包括第二限制單元，所述第二限制單元將所述第二加法單元的輸出限制在預(yù)定的最大值和最小值之內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述第二確定單元使得磁通鏈被定義為恒定值。
7.一種用于永磁同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)估計裝置，所述裝置包括電流指令產(chǎn)生單元，其根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令來產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的電流指令；電流控制器，其根據(jù)電流指令利用永磁同步機器的轉(zhuǎn)子位置來產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的電壓；第一坐標變換器，其將同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的所述電流控制器的輸出變換成靜止坐標系上的輸出；過調(diào)制器，其將所述第一坐標變換器的輸出限制在預(yù)定的范圍內(nèi)并且輸出經(jīng)限制的輸出；逆變器單元，其將跟蹤指令轉(zhuǎn)矩的電壓指令施加到所述永磁同步機器上；以及第二坐標變換器，其將從所述逆變器單元輸出的靜止坐標系上的相電流變換成同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的相電流，所述裝置包括第一估計單元，其利用所述過調(diào)制器的輸出電壓、來自所述第二坐標變換器的相電流以及轉(zhuǎn)子位置來估計同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的d軸磁通和q軸磁通；第二估計單元，其利用來自所述第一估計單元的q軸磁通來估計同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的q軸電感；以及第三估計單元，其利用來自所述第一估計單元的d軸磁通來估計永磁體的磁通鏈， 其中由所述電流指令產(chǎn)生單元利用來自所述第二估計單元的q軸電感和來自所述第三估計單元的永磁體的磁通鏈來產(chǎn)生電流指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述第二估計單元包括第一確定單元，其根據(jù)由所述第一估計單元估計出的q軸磁通來確定q軸電感；第一補償單元，其利用比例增益和比例積分增益兩者中的任意一個來補償在所述第一確定單元與第一加法單元之間的差；第一積分單元，其對所述第一補償單元的輸出進行積分；以及第一加法單元，其將所述第一積分單元的輸出與初始設(shè)定的q軸電感相加。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述第二估計單元進一步包括第一限制單元，所述第一限制單元將所述第一加法單元的輸出限制在預(yù)定的最大值和最小值之內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述第三估計單元包括第二確定單元，其根據(jù)由所述第一估計單元估計出的d軸磁通來確定永磁體的磁通鏈；第二補償單元，其利用比例增益和比例積分增益兩者中的任意一個來補償在所述第二確定單元與第二加法單元之間的差；第二積分單元，其對所述第二補償單元的輸出進行積分；以及第二加法單元，其將所述第二積分單元的輸出與初始設(shè)定的永磁體的磁通鏈相加。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述第三估計單元進一步包括第二限制單元，所述第二限制單元將所述第二加法單元的輸出限制在預(yù)定的最大值和最小值之內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述第二確定單元使得磁通鏈被定義為恒定值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于永磁同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)估計裝置，所述裝置通過實時磁通估計來估計電感和永磁體的磁通鏈，由此能夠提高PMSM的操作性能。
文檔編號H02P21/14GK103051277SQ201210384428
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者俞安櫓 申請人:Ls產(chǎn)電株式會社