用于开环电机驱动操作的稳定性控制的方法和设备的利记博彩app

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【专利摘要】本发明涉及用于开环电机驱动操作的稳定性控制的方法和设备。本发明公开了用于无传感器电机速度控制的电机驱动器(10)和控制方法(100)，其中，从逆变器输出端采样逆变器的输出电流(ia，ib，ic)，并且基于电流反馈和一个或多个电压指令(V*a，V*b，V*c)或者一个或多个电压反馈信号(Va，Vb，Vc)来确定频率调制值(25a)。至少部分根据频率调制值(25a)来调整速度或频率设定点(21，31)，以提供调整的频率或速度设定点值(31a)，其随后用于控制(110)逆变器(14)以提供稳定性控制，从而减轻摆动或电机停机。
【专利说明】用于开环电机驱动操作的稳定性控制的方法和设备

【技术领域】
[0001] 本文所公开的主题涉及功率转换，更具体地，涉及用于无传感器电机控制的设备 和技术。

【背景技术】
[0002] 无传感器电机驱动用于各种应用中，特别是在电机负载处直接提供位置和/或速 度传感器是困难的或不切实际的应用中。典型的无传感器系统采用根据期望的电机速度或 频率提供电压设定点的电压-频率（V/F，或者称为伏特每赫兹，V/Hz)控制器，并且这种形 式的无传感器控制已主要与感应电机一起使用。在某些应用中，升压变压器可以用来提高 电机驱动输出电压，以允许使用低电压驱动来为中压感应电机提供电力，和/或减少I2R损 耗，并且便于使用在电机驱动和从动电机之间运行的长电缆的较小直径电缆线。某些应用 还采用了正弦波滤波器如LC滤波器，以抑制与脉冲宽度调制（PWM)变频驱动相关联的反射 波的电压尖峰。然而，无传感器的电压-频率控制技术的使用可能会导致一些问题，特别是 在变压器和/或正弦波滤波器连接在电机驱动和电机负载之间的情况下。因此，传统的无 传感器磁场定向控制（F0C)或其它开环速度控制技术被发现通常不适于使用输出滤波器 和变压器的低速电机驱动操作（如在电潜泵（ESP)中），并且这些困难在驱动永磁同步电 机（PMSM)上是特别成问题的。此外，在起始条件下，结合正弦波滤波器的电压-频率控制 可能导致电机不能够启动，且具有针对低频率指令的转子轴上的大的振荡。在无传感器速 度控制应用中的电机也遭受在负载跳变或速度设定点调整之后转子速度关于设定点速度 的振荡，特别是在低转速。此外，在某些情况下，从动电机可能因为不稳定的电机速度的振 荡而不能成功地从停止状态启动。因此，对于无传感器的电机速度控制，特别是对于驱动永 磁电机以提供改进的稳定性控制，需要改进的技术和电机驱动。


【发明内容】

[0003] 现概述本发明的各个方面，以助于本发明的基本理解，其中这个概述不是本发明 的详尽概述，并且既不旨在确定本发明的某些元素，也不描绘其范围。相反，本概述的主要 目的是为了在下文呈现更详细的说明之前以简化的形式呈现本公开的各种概念。本发明提 供电机驱动设备和控制技术，通过其有助于提高电机速度的稳定性，并且发现了与涉及异 步或同步电机的开环或无传感器速度控制的应用相关的特定用途，其直接从动或与输出滤 波器和/或输出变压器组合。此外，所公开的技术可以在使用电压-频率和/或电流-频 率控制算法的系统中采用。
[0004] 根据用于在电机驱动器中的无传感器电机速度控制的本发明的一个或多个方面 公开了方法。该方法包括从电机驱动器逆变器的输出中米样一个或多个AC输出电流反馈 信号或值，并且基于输出电流反馈和/或一个或多个电压指令或电压反馈信号或值来计算 频率调制值。此外，该方法包括全部或部分基于频率调制值来调整频率或速度设定点值，以 提供调整的频率或速度设定点值，以及根据调整的频率或速度设定点值来控制电机驱动器 逆变器。原始速度或频率设定点在某些实施方式中可以根据调制值速率上限制先前的调 整。此外，调整可以包括从速率限定的或原始频率或速度设定点值减去调制值。此外，在某 些实施方式中，调制值的计算可以包括计算在开环角和估计的转子位置之间的估计的电机 性能值，如估计的电磁转矩、转矩角、角度、功率因数、功率因数角、功率或误差，或者可以根 据当前反馈和/或一个或多个电压信号来估计的与电机的操作相关的其它性能值。此外， 估计的电机性能值在某些实施方式中可以通过高通滤波，以在接收的速度或频率设定点的 调整之前消除任何DC偏移。
[0005] 根据本发明的另一方面提供了电机驱动器，包括逆变器，其提供AC输出功率以驱 动电机负载，以及无传感器的电机速度控制器，其至少部分基于频率或速度设定点来提供 切换控制信号，以操作逆变器。电机速度控制器实施信号生成器，该信号生成器根据表示逆 变器的输出电流的一个或多个AC输出电流反馈信号或值，和/或根据用于控制逆变器的一 个或多个电压指令信号或值来计算频率调制值。此外，电机速度控制器包括调整部件，其全 部或部分基于频率调制值来调整频率或速度设定点值，以便提供调整的频率或速度设定点 值，以及指令生成器，其至少部分根据调整的频率或速度设定点值来将切换控制信号提供 给逆变器。
[0006] 在某些实施方式中，信号生成器基于AC输出电流反馈和/或基于一个或多个电压 指令或电压反馈信号或值来计算估计的电机性能值，并且根据估计的电机性能值来计算频 率调制值。此外，电机速度控制器可以包括高通滤波器，其用于对估计的电机性能值进行滤 波，并且作为结果的滤波的估计的电机性能值在某些实施方式中用于计算频率调制值。在 某些实施方式中，信号生成器计算估计的电机性能值作为估计的转矩值、功率因素值、功率 因数角值或功率值。在某些实施方式中，无传感器的电机速度控制器包括限速器，其可操作 于对频率或速度设定点进行速率限制，并且调整部件从速率限制的频率或速度设定点值减 去频率调制值，以提供用于操作逆变器的调整的频率或速度设定值。在一些实施方式中，调 整部件从频率或速度设定点值减去频率调制值，以提供调整的频率或速度设定点。
[0007] 其它实施方式提供用于电机驱动控制的方法，包括对来自逆变器的一个或多个输 出电流反馈信号或值进行采样；至少部分根据输出电流反馈信号或值来计算频率调制值； 以及至少部分基于频率调制值来调整频率或速度设定点，并且根据调整的频率或速度设定 点值来控制逆变器。在某些实施方式中，频率和速度设定点值受到速率限制，并且从速率限 制的设定点减去频率调制值，以提供调整的频率或速度设定点值。在某些实施方式中，估计 的每单元输出电流信号或值根据输出电流反馈信号或值来计算，而频率调制值至少部分基 于估计的每单元输出电流信号或值来计算。输出电流反馈信号或值在某些实施方式中被高 通滤波，而频率调制值至少部分根据滤波的估计的输出电流信号或值来计算。此外，在某些 实施中，滤波的信号或值可以通过增益因子放大，以提供放大的信号，并且利用至少部分基 于范围限制的放大的信号计算的频率调制值，放大的信号的范围被选择性地限制。
[0008] 在某些实施方式中，估计的每单元输出电流信号或值被计算，并且频率调制值被 相应地计算。估计的每单元输出电流信号或值在某些实施方式中可以被高通滤波，并且频 率调制值至少部分基于滤波的估计的每单元输出电流信号或值来计算。滤波的估计的每单 元输出电流信号或值在某些实施方式中可以通过增益因子来放大，并且利用至少部分基于 范围限制的放大的信号计算的频率调制值，放大的信号的范围可以选择性地被限制。在某 些实施方式中，输出电流反馈信号或值被转换到同步参考系，并且在同步参考系中，频率调 制值至少部分基于估计的输出电流信号或值来计算。
[0009] 根据本发明的其它方面提供了非暂态计算机可读介质，其具有在电机驱动器中用 于无传感器电机速度控制的计算机可执行指令，包括用于对至少一个AC输出电流反馈信 号或值进行采样的指令，用于基于输出电流反馈和/或基于至少一个电压指令或反馈信号 或值来计算频率调制值的指令以及用于至少部分基于频率调制值来调整频率或速度设定 点值和根据调整的频率或速度设定点值来控制逆变器的指令。
[0010] 根据本发明的其它方面提供了电机驱动器，包括逆变器和无传感器电机速度控制 器，该无传感器电机速度控制器具有：信号生成器；其基于至少一个AC输出电流反馈信号 或值来计算频率调制值；调整部件，其至少部分基于频率调制值来调整频率或速度设定点 值；以及指令生成器部件，其至少部分根据调整的频率或速度设定点值来将切换控制信号 提供给逆变器。

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 下面的说明和附图在细节上阐述了本发明的示例性实施，其表示其中本公开的各 种原理可以被进行的几个示例性方式。然而，图示的示例并不穷举本发明的许多可能的实 施方式。当结合附图考虑时，本发明的其它目的、优势和新颖性特征将在下面详细说明，其 中：
[0012] 图1A是示出根据本发明的一个或多个方面的具有生成用于调整速度或频率设定 点以生成用于增强无传感器电机速度控制稳定性的逆变器切换控制信号的频率调制值的 稳定性信号生成器的示例性电机驱动器的示意图；
[0013] 图1B是示出用于通过正弦波滤波器和变压器连接到逆变器输出的电机的无传感 器速度控制中的具有稳定性信号生成器的电机驱动器的示意图；
[0014] 图2是示出具有稳定性信号生成器和电压-频率控制配置的示例性电机驱动控制 器的不意图；
[0015] 图3是示出具有稳定性信号生成器和电流-频率控制器的另一示例性电机驱动控 制器的示意图；
[0016] 图4是示出具有稳定性信号生成器和电流-频率控制器的又一电机驱动控制器的 示意图，其中电流-频率控制器具有用于通过正弦波滤波器和变压器来驱动电机的缩减带 宽比例-积分（PI)控制器；
[0017] 图5是示出用于基于估计的定子磁通量来计算估计的电磁转矩值的电机驱动控 制器中的示例性频率调制（FM)信号生成器的示意图；
[0018] 图6是示出用于基于估计的转子磁通量来计算估计的电磁转矩值的另一示例性 频率调制信号生成器的示意图；
[0019] 图7是示出对用于速度或频率设定点的选择性调整的估计的功率因数值进行计 算的又一 FM信号生成器的示意图；
[0020] 图8是示出对用于调整速度或频率设定点的估计的功率因数角进行计算的另一 示例性FM信号生成器的示意图；
[0021] 图9是示出计算用于调整速度或频率设定点的估计的功率值的又一 FM信号生成 器的示意图；
[0022] 图10是示出在电机驱动控制器中的静止参考系变换的曲线图；
[0023] 图11是示出针对不需要用于阶跃负载改变的稳定性控制的电机驱动的电机速 度、电流和负载转矩的曲线图；
[0024] 图12是示出使用本发明的稳定性控制概念的电机驱动的电机速度、电流和负载 转矩的曲线图；
[0025] 图13是示出根据本发明的其它方面的用于电机驱动中无传感器电机速度控制的 示例性方法的流程图；
[0026] 图14是示出具有稳定性信号生成器和电压-频率控制配置的另一示例性电机驱 动控制器的示意图；以及
[0027] 图15是示出图14的控制器中的示例性转换的示意图。

【具体实施方式】
[0028] 现参照附图，在下文中，结合附图描述了几个实施方式或实施，其中相同的标记用 于指代全文中相同的元件，并且其中各种特征不一定按比例绘制。
[0029] 参照 2013 年 4 月 23 日提交的题为 "Position Sensorless Open Loop Control for Motor Drives with Output Filter and Transformer" 的序列号为 13/868, 216 的美 国专利申请，其全部内容通过引用并入本文。还参照2013年6月29日提交的题为"METHOD AND APPARATUS FOR STABILITY CONTROL OF OPEN LOOP MOTOR DRIVE OPERATION" 的序列 号为13/931,839的美国专利申请，其全部内容通过引用并入本文。
[0030] 下面介绍用于使用稳定性信号生成器作为电机驱动控制器的一部分的无传感器 或开环电机速度控制的方法100和电机驱动设备10。控制技术和电机驱动器可以用于多种 应用，包括但不限于无论包括感应电机或永磁同步电机（PMSM)的驱动电动潜水泵，并且可 以在以下情况下采用，其中电机驱动器直接连接到从动电机或者其中在输出逆变器和从动 电机之间连接一个或多个中间部件（如正弦波滤波器和/或变压器）。此外，本发明的概 念可以结合任何适当形式的控制指令算法，包括但不限于电压-频率和/或电流-频率控 制，使用任何适当的内部闭环反馈调节的配置（如比例积分或PI控制部件）。此外，本发明 公开的技术可以成功地应用于改善操作永磁体和/或感应电机的稳定性，以避免或减轻不 期望的"摆动"（振荡）和/或不期望的电机停止或无法启动，特别是对于低速运行和/或 负载和/或期望的设定点运行速度的改变或扰动的存在。在这方面，下面各种示例性实施 方式中示出和描述的本发明的各个方面，特别是稳定性控制技术可以在各种电机驱动应用 中、电机驱动控制器结构等中使用，并且各种概念不限制于所示的实施方式。
[0031] 首先参照图1A和图1B，在下文中展现处于无传感器或开环速度控制配置下的各 种示例性电机驱动器10,其中不提供电机速度或位置的直接测量。虽然这些情况是在远程 从动电机的情况（如潜水泵的应用等）下常见的，但是本发明的各种稳定性控制方面也可 以在实际电机速度被直接测量并且反馈信号被提供给电机驱动控制器的系统中实施。如图 1A和图1B所示，功率转换系统2通常包括AC电源4,其将单相或多相功率（如480V AC，50 或60Hz)提供给电机驱动功率转换器10。电机驱动器10又包括具有提供单相或多相AC输 出电流（如在图示的示例中的三相输出电流ΙΑ、IB和1C)以驱动电机负载6的逆变器14 的一个或多个功率转换级。如图1A所示，电机负载6可以直接由电机驱动逆变器14的输 出驱动，或者如图1Β所示，在逆变器14和电机负载6之间可以连接一个或多个中间电路， 如正弦波滤波器16和/或变压器18中的一个或两个，以及潜在的长电缆8。
[0032] 在这些示例中，驱动器10包括有源或无源整流器12,其提供所接收的（如三相） AC输入功率的整流，以在包括电容C的DC链路电路13两端产生DC总线电压。可以使用任 何适当形式的整流器12,包括但不限于无源整流器（如一个或多个整流二极管），或在AC 输入源的基频（基本前端或FFE)或接近该AC输入源的基频处或在较高和可能可变的切换 频率处操作的切换整流器，如有源前端（AFE)整流器，其执行附加功能如功率因数校正等。 DC链路电路13将DC输入电压提供给切换逆变器14。在这个示例中，逆变器14包括根据 来自控制器20的逆变器切换控制信号22操作的切换装置SI、S2、S3、S4、S5和S6,以将 DC功率转换成用于驱动电机负载6的AC输出电流ΙΑ、IB和1C。虽然示出的逆变器14提 供三相两电平输出，但是本公开的范围之内其它单相或多相或多电平输出的实施也是可能 的。可以使用任何适当的逆变器切换装置S1-S6,包括但不限于绝缘栅双极晶体管（IGBT)、 硅控制整流器（SCR)、栅极可关断晶闸管（GT0)、集成栅极换向晶闸管（IGCT)等。控制器 20及其元件和部件可以包括适当的逻辑或基于处理器的电路，并且还可以包括信号电平放 大和/或驱动器电路（未示出），以提供足以选择性地使切换装置S1-S6致动的适当的驱 动电压和/或电流电平，比如像比较器、载波生成器或数字逻辑/处理器元件和信号驱动器 等。此外，控制器20可以根据任何适当的脉冲宽度调制技术提供切换控制信号22,该脉冲 宽度调制技术包括但不限于空间矢量调制（SVM)、基于载波的脉冲宽度调制、选择性谐波消 除（SHE)等。此外，控制器20实施如下文详述的各种计算功能，并且可以包括适当的模拟 到数字和数字到模拟转换部件和基于处理器的或单独的或与模拟电路组合的其它可编程 逻辑电路，以执行如本文中所描述对信号或值的各种操作。此外，控制器20的某些实施方 式可以包括处理元件和用于存储数据和程序指令的电子存储器，通过该处理元件和电子存 储器，控制器20可以实施本文详述的各种方法（如下述方法100)。
[0033] 图1B中的系统2在一个示例中进一步包括正弦波或输出滤波器16、在各个输出 线中具有一系列滤波电感器LF的三相LC滤波器以及在相应的相线和公共连接点之间耦合 的相应滤波器电容器CF。可以使用具有以任何适当的增量或Y配置连接的一个或多个系 列的元件和其它滤波器元件（如滤波器电容器CF)的其它输出滤波器拓扑结构如LCL滤波 器、CLC滤波器等。图1B的示例还包括在滤波器16和电机电缆8之间的变压器18。尽管 可以使用任何适当的变压器的初级和/或次级绕组的配置或拓扑结构，图示的变压器18具 有三相三角形连接的初级以及Y连接的次级。此外，在某些实施方式中变压器18可以是升 压变压器。例如，升压变压器18可以有助于低压驱动器10的使用，以为中压或高压电机6 供电，或者允许中压驱动器10的使用以为高压电机6供电。而且或者与之相结合，升压变 压器18可以对允许由电缆8所携带的电流水平的降低是有用的，从而有助于在电缆8中较 小直径电缆线的使用。此外，电缆8可以具有用于将电机驱动器输出、正弦波滤波器16和 /或变压器18与电机负载6进行对接的任何适当的构造。
[0034] 电机驱动器10和控制器20以无传感器的方式操作，以控制驱动电机负载6的一 个或多个操作参数。例如，控制器20提供了逆变器切换控制信号22,以控制电机6的位置 和/或速度和/或转矩而不需要直接感测任何这些控制参数。在图示的实施中，例如，电 流传感器27设置在逆变器14的输出，以将反馈信号或值28 (如ia、ib和i。）提供给控制器 20,该反馈信号或值28表示逆变器输出电流ΙΑ、IB和1C，和/或这些输出电流的值可以从 反馈信号或值28来计算、获取或者估计。可以使用任何适当的电流传感装置27,以生成或 提供信号和/或值28,并且可以提供模拟信号28,并且/或者传感器27可以是提供表示在 逆变器14的输出处生成的输出电流ΙΑ、IB和1C的数字值28的智能传感器。
[0035] 控制器20使用反馈信号或值28以及一个或多个期望的操作参数，以调节或调整 输出电流IA、IB和1C。然而，总的来说，由于没有从电机6本身获得直接的反馈信号，所以 由所示的控制器20实施的控制技术相对于从动驱动电机负载6的实际操作条件下（如速 度和/或位置）基本上是无传感器或开环的。在图1A和图1B的示例中，例如，控制器20 从监控控制系统部件（未示出）接收期望的频率或电机速度值f*21，该监控控制系统部件 可以是分布式控制系统（DCS)元件、用户可调整的旋钮、本地用户接口等。此外，控制器20 包括电压指令生成器部件23,其可以是电压-频率24或电流-频率控制部件24a(如下面 图2至图4)。还可以有闭环控制器如比例-积分（PI)控制器26,其在某些实施方式中可 以是缩减带宽PI控制器（如下面图4)。在操作中，图3中的控制部件24a和26根据期望 的速度或频率信号或值21和反馈信号或值28通过提供逆变器切换控制信号22来调节逆 变器输出电流IA、IB和1C。
[0036] 此外，根据本发明的一个或多个方面，控制器20实施稳定性信号生成器部件25， 其基于用于控制逆变器14的电流反馈信号或值i a、ib和i。以及一个或多个电压指令信号 或值37va*、v b*和v。*来计算频率调制值25a(如Λ f*)。如在图1A和图1B中看到的那样， 例如，电压指令生成器部件23内部生成电压指令va*、v b*和v。*，并且将这些提供给稳定性 信号生成器部件25,用于生成频率调制值25a。无传感器电机速度控制器20还包括调整部 件29 (如在一个示例中为加法器），其至少部分基于频率调制值25a来调整频率或速度设定 点21，以提供调整的频率或速度设定点31a(如在下面图2至图4中的f AD)，并且至少部分 根据调整的频率或速度设定点值31a，指令生成器23将切换控制信号22提供给逆变器14。 在图示的示例中，调整部件29从频率或速度设定点值21减去频率调制值25a，以提供调整 的频率或速度设定点值31a。其它实现是可能的，其中调整部件29执行不同类型的调整如 偏移、乘法、除法、加法或它们的组合等，其中，本发明的概念不限于图示的减法示例。
[0037] 还参考图2至图4,图2示出了具有稳定性信号生成器25和在电压指令生成器23 中实施的电压-频率控制配置的示例性电机驱动控制器20的进一步细节。电压指令生成 器23包括电压-频率（V-F)控制部件24,其从调整部件29接收调整的频率设定点31a，并 且相应地生成δ轴电压设定点（ v%)35。控制器20利用参考静止（如a、b、c)参考系的 接收的反馈信号或值28和生成的切换控制信号22实施各种部件，例如在处理器执行的软 件或固件中，并且在同步的1 Y参考系中操作某些变量。在这方面，所示的1 Y参考系 随着常规场换向控制（D，Q)参考系以相同的频率旋转，但是位置不需要是相同的，并且γ 和S某种程度上类似于"d"和"q"，但它们不必要对齐（如γ可能在D轴和Q轴之间的某 处，且Y和δ彼此正交）。还应当理解，所描述的电压和/或电流调节可以在其它的参考 系来执行。在图2的示例中的电压-频率控制部件24基于调整的频率或速度设定点信号 或值31a来提供电压设定点输出35。此外，如图2所示，可以选择地包括限速器30,以在速 率上限制频率或速度设定点值21，从而提供速率限制的频率或速度设定点值31 ，并且 在这个示例中的调整部件29从速率限制的频率或速度设定点值31减去频率调制值25a，以 提供调整的频率或速度设定点值31a作为到控制部件24的输入。
[0038] 图示的电压-频率控制部件24实施了如图所示的多范围的曲线或函数，其中具有 零电压值V BTOST对应于零频率值（如0Hz)的电压-频率关系，并且在V_ST保持恒定直到预 定的升压频率F_ ST。由控制部件24实施的电压-频率关系还包括具有对应于从升压频率 F_ST到截止频率值FOT频率范围的增大的电压值的第二部分，以及具有对应于高于截止频 率F euT的频率的恒定电压值（如VMX)的较高部分，其中Vg在某些实施中可以是逆变器14 的最大额定输出电压，而截止频率F euT优选设定成对应于电机6的额定工作频率（如在一 个实施中大约为60Hz)。在某些实施方式中，控制部件24可以使用查找表或参数函数来实 施。电压-频率输出v%是S轴电压设定点35。在图示的实施方式中，尽管本发明的所有 实施不是严格的要求，控制器23根据零γ轴值34 (v% =0)操作。
[0039] 此外，如图2和图10所示，图示的稳定性信号生成器25包括静止参考系转换器部 件50和51，其用于将电流反馈信号28和电压指令信号或值37通过图10中所示的示例性 变换从a、b、c参考系到静止"α，β"参考系的各自的转换。以这种方式，转换器50提供 α，β参考系电流反馈信号i α和i e，并且转换器51将电压指令信号ν α *和ν e *提供给频 率调制（FM)信号生成器部件52。此外，在图2的实施方式中，基于AC输出电流反馈ia、i b 和i。（转换到信号或值i α和i e)，并且还基于电压指令信号或值va*、vb*和v。* (如转换的 信号或值να*和ve*)，信号生成器部件25采用FM信号生成器部件52来计算估计的电机 性能值52a，在这种情况下是估计的（每单位的）转矩值

【权利要求】
1. 一种用于电机驱动器（10)中的无传感器电机速度控制的方法（100)，所述方法 (100)包括： 接收（102)表示用于从动电机（6)的期望电机速度的频率或速度设定点值（21，31); 从所述电机驱动器（10)的逆变器（14)的输出中采样（104)至少一个AC输出电流反 馈信号或值（ia，i b，i。）； 基于所述至少一个AC输出电流反馈信号或值（ia，ib，i。）以及基于至少一个电压指令 或反馈信号或值（Va，Vb，V。）来计算（106)频率调制值（25a); 至少部分基于所述频率调制值（25a)来调整（108)所述频率或速度设定点值（21，31)， 以提供调整的频率或速度设定点值（31a);以及 根据调整的频率或速度设定点值（31a)来控制（110)所述逆变器（14)。
2. 根据权利要求1所述的方法（100)，其中，调整（108)所述频率或速度设定点值（21， 31)包括： 对所述频率或速度设定点值（21)进行速率限制，以提供速率限制的频率或速度设定 点值（31);以及 从速率限制的频率或速度设定点值（31)减去所述频率调制值（25a)，以提供调整的频 率或速度设定点值（31a)。
3. 根据权利要求1所述的方法（100)，其中，调整（108)所述频率或速度设定点值（21， 31)包括：从所述频率或速度设定点值（21，31)减去所述频率调制值（25a)，以提供调整的 频率或速度设定点值（31a)。
4. 根据权利要求1所述的方法（100)，其中，计算（106)所述频率调制值（25a)包括： 基于所述至少一个AC输出电流反馈信号或值（i a，ib，i。）以及基于所述至少一个电压 指令或反馈信号或值（Va，Vb，V。）来计算估计的电机性能值（52a); 至少部分基于估计的电机性能值（55a)来计算（106)所述频率调制值（25a)。
5. 根据权利要求4所述的方法（100)，其中，计算（106)所述频率调制值（25a)包括： 对估计的电机性能值（52a)进行高通滤波，以提供滤波的估计的电机性能值（55a);以 及 至少部分基于滤波的估计的电机性能值（55a)来计算（106)所述频率调制值（25a)。
6. 根据权利要求4所述的方法（100)，其中，计算估计的电机性能值（52a)包括计算估 计的功率因数值、估计的功率因数角值和估计的功率值中的至少一个，其中，所述频率调制 值（25a)至少部分根据至少一个估计的功率因数值、功率因数角值或功率值来计算。
7. -种用于电机驱动器（10)的无传感器电机速度控制的方法（100)，所述方法（100) 包括： 从所述电机驱动器（10)的逆变器（14)的输出中采样（104)至少一个AC输出电流反 馈信号或值（ia，ib，i。）； 基于所述至少一个AC输出电流反馈信号或值（ia，ib，i。）来计算（106)频率调制值 (25a)； 至少部分基于所述频率调制值（25a)来调整（108)频率或速度设定点值（21，31)，以提 供调整的频率或速度设定点值（31a);以及 根据调整的频率或速度设定点值（31a)来控制（110)所述逆变器（14)。
8. 根据权利要求7所述的方法（100)，其中，调整（108)所述频率或速度设定点值（21， 31)包括： 对所述频率或速度设定点值（21)进行速率限制，以提供速率限制的频率或速度设定 点值（31);以及 从速率限制的频率或速度设定点值（31)减去所述频率调制值（25a)，以提供调整的频 率或速度设定点值（31a)。
9. 根据权利要求7所述的方法（100)，其中，计算（106)所述频率调制值（25a)包括： 对估计的每单元输出电流信号或值（i s_PU)进行高通滤波，以提供滤波的估计的每单元 输出电流信号或值（55a);以及 至少部分基于滤波的估计的每单元输出电流信号或值（55a)来计算（106)所述频率调 制值（25a)。
10. 根据权利要求7所述的方法（100)，其中，计算（106)所述频率调制值（25a)包括： 通过增益因子（Kp)对滤波的估计的每单元输出电流信号或值进行放大，以提供放大信 号； 选择性地限制所述放大信号的范围，以提供范围限制的放大信号；以及 至少部分基于范围限制的放大信号来计算（106)所述频率调制值（25a)。
11. 根据权利要求7所述的方法（100)，其中，调整（108)所述频率或速度设定点值 (21，31)包括：从所述频率或速度设定点值（21，31)减去所述频率调制值（25a)，以提供调 整的频率或速度设定点值（31a)。
12. 根据权利要求7所述的方法（100)，其中，计算（106)所述频率调制值（25a)包括： 基于所述至少一个AC输出电流反馈信号或值（i a，ib，i。）来计算估计的每单元输出电 流信号或值（is_PU);以及 至少部分基于估计的每单元输出电流信号或值（is_PU)来计算（106)所述频率调制值 (25a)。
13. -种电机驱动器（10)，包括： 逆变器（14)，其包括多个切换装置（S1-S6)，可操作用于根据切换控制信号（22)来提 供AC输出功率以驱动电机负载（6);以及 无传感器电机速度控制器（20)，其将所述切换控制信号（22)提供给所述逆变器（14)， 以至少部分根据频率或速度设定点值（21，31)来调节所述AC输出功率，所述无传感器电机 速度控制器（20)包括： 信号生成器部件（25)，其可操作用于基于表不所述逆变器（14)的至少一个AC输出电 流的至少一个AC输出电流反馈信号或值（ia，ib，i。)，并且基于在控制所述逆变器（14)中 使用的至少一个电压指令或反馈信号或值（V a，Vb，V。)，来计算频率调制值（25a); 调整部件（29)，其可操作用于至少部分基于所述频率调制值（25a)来调整所述频率或 速度设定点值（21，31)，以提供调整的频率或速度设定点值（31a);以及 指令生成器部件（23)，其可操作用于至少部分根据调整的频率或速度设定点值（31a) 将所述切换控制信号（22)提供给所述逆变器（14)。
14. 根据权利要求13所述的电机驱动器（10)，其中，所述信号生成器部件（25)可操作 用于基于所述至少一个AC输出电流反馈信号或值（ia，ib，i。）以及基于所述至少一个电压 指令或反馈信号或值（va，Vb，V。）来计算估计的电机性能值（52a)，并且至少部分基于估计 的电机性能值（55a)来计算所述频率调制值（25a)。
15.根据权利要求13所述的电机驱动器（10)，其中，所述调整部件（29)可操作用于从 所述频率或速度设定点值（21，31)减去所述频率调制值（25a)，以提供调整的频率或速度 设定点值（31a)。
【文档编号】H02P27/08GK104253572SQ201410302737
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2013年6月29日
【发明者】刘晶波, 托马斯·诺德哈尔, 彼得·舒米特, 谢苗·罗亚克, 蒂莫西·M·罗恩 申请人:洛克威尔自动控制技术股份有限公司