用于永磁同步电动机驱动系统的参数估计装置

摘要

本发明公开了一种用于永磁同步电动机驱动系统的参数估计装置，所述装置通过实时磁通估计来估计电感和永磁体的磁通链，由此能够提高PMSM的操作性能。

说明书

技术领域

本公开涉及参数估计，尤其涉及一种用于永磁同步电动机驱动系统的参 数估计装置。

背景技术

本部分提供关于本公开的背景信息，其不一定是现有技术。

由电压逆变器驱动的永磁同步机器（PMSM）通常在速度控制模式或者 转矩控制模式下运行。用于速度控制模式的PMSM可以包括诸如以下这样的 工业领域：包括升降机和起重机的起重领域，以及包括风机和泵的变速操作 领域。用于转矩控制模式的PMSM可以包括诸如用于电动车的牵引电动机的 工业领域。

因为根据PMSM中的负荷情况而磁通饱和，所以在由逆变器输出的转矩 与实际输出转矩之间可能存在差值。现在，将参照附图描述根据现有技术的 PMSM的驱动系统。

图1是图示出根据现有技术的PMSM的示意图，其中PMSM驱动系统 被图示为由逆变器驱动，在该逆变器中实现了由矢量控制独立控制磁通电流 和转矩电流。

参照图1，根据现有技术的PMSM驱动系统包括：逆变器100、PMSM 200 和转子位置检测器210。逆变器100接收参考转矩并响应于该参考转矩输出 用于驱动PMSM 200的电压。

PMSM 200的转子附着有转子位置检测器210以计算或者测量转子位置 和转子速度。由转子位置检测器210计算或者测量出的转子位置和转子速度 被用于由坐标变换器130、170进行坐标变换。电流指令产生器110输出同步 旋转坐标系的电流指令。用于控制电流指令的电流控制器120输出同步旋转 坐标系的d/q轴电压。

坐标变换器130使用从转子位置检测器210接收到的转子位置信息来将 电流控制器120的输出电压变换成静止坐标系的电压。过调制器140的功能 为将坐标变换器130的输出电压变换成能够由逆变器单元150合成的电压。

逆变器单元150为包括功率半导体的电压型逆变器，并且将转矩跟踪指 令电压施加到PMSM 200上。电流传感器161至163测量在PMSM 200与 逆变器单元150之间的相电流，并且由电流传感器161至163测量出的电流 被坐标变换器170变换坐标，并且被反馈至电流控制器120。

现在将描述图1的PMSM系统。

PMSM 200的转矩可以通过下列等式1获得：

【等式1】

$T_e=\frac{3}{2}\frac{P}{2}{\lambda }_{\mathrm{ds}}^r{i}_{\mathrm{qs}}^r-{\lambda }_{\mathrm{qs}}^r{i}_{\mathrm{ds}}^r$

其中，上标“r”表示同步旋转坐标系的参数，并且下标“s”为静止坐 标系的参数，P表示电动机的极的个数，为静止坐标系上的同步旋转 坐标系d/q轴的转子磁通，并且为同步旋转坐标系上的静止坐标系d/q 轴的电流，其中同步旋转坐标系d/q轴上的转子磁通可以由下列等式定义：

【等式2】

${\lambda }_{\mathrm{ds}}^r=L_{\mathrm{ds}}{i}_{\mathrm{ds}}^r+{\lambda }_f$

【等式3】

${\lambda }_{\mathrm{qs}}^r=L_{\mathrm{qs}}{i}_{\mathrm{qs}}^r$

其中，L_ds和L_qs分别表示同步旋转坐标系上的d/q轴电感，λ_f表示永磁体 的磁通链。如果将等式2和等式3代入等式1，则PMSM 200的转矩可以由 下列等式4来表示：

【等式4】

$T_e=\frac{3}{2}\frac{P}{2}[\left(L_{\mathrm{ds}-}{L}_{\mathrm{qs}}\right)i_{\mathrm{ds}}^r+{\lambda }_f]i_{\mathrm{qs}}^r$

由等式4注意到，PMSM 200的转矩受d/q轴电感和永磁体的磁通链影 响。指令产生器110使用指令转矩与等式4之间的关系来产生同步旋转坐标 系上的d/q轴电流指令。可以由下列等式获得PMSM 200的同步旋转坐标系 的电压等式。

【等式5】

$V_{\mathrm{ds}}^r=R_s{i}_{\mathrm{ds}}^r+L_{\mathrm{ds}}\frac{{\mathrm{di}}_{\mathrm{ds}}^r}{\mathrm{dt}}-{\omega }_r{\lambda }_{\mathrm{qs}}^r$

【等式6】

$V_{\mathrm{qs}}^r=R_s{i}_{\mathrm{qs}}^r+L_{\mathrm{qs}}\frac{{\mathrm{di}}_{\mathrm{qs}}^r}{\mathrm{dt}}+{\omega }_r{\lambda }_{\mathrm{ds}}^r$

其中，ω_r为电角速度，和为同步旋转坐标系上的d/q轴电压，并且 R_s为同步旋转坐标系上的相电阻。

将由电流指令产生器110产生的电流指令和坐标变换器170的反馈电流 输入到电流控制器120。电流控制器120为比例积分调节器，并且以下列方 式对输出电压进行合成。

【等式7】

$V_{\mathrm{ds}}^{r*}=(K_{\mathrm{qd}}+\frac{K_{\mathrm{id}}}{s})(i_{\mathrm{ds}\_\mathrm{ref}}^r-i_{\mathrm{ds}}^r)-{\omega }_r{\hat{\lambda }}_{\mathrm{qs}}^r$

【等式8】

$V_{\mathrm{qs}}^{r*}=(K_{\mathrm{pq}}+\frac{K_{\mathrm{iq}}}{s})(i_{\mathrm{qs}\_\mathrm{ref}}^r-i_{\mathrm{qs}}^r)+{\omega }_r{\hat{\lambda }}_{\mathrm{ds}}^r$

其中，和为在同步旋转坐标系上估计出的d/q轴磁通。

坐标变换器130将同步旋转坐标系上的电流控制器120的输出电压变换 成静止坐标系的电压，其中变换后的电压给出如下：

【等式9】

$V_{\mathrm{ds}}^{s*}=V_{\mathrm{ds}}^{r*}\cos \theta -V_{\mathrm{qs}}^{r*}\sin \theta$

【等式10】

$V_{\mathrm{qs}}^{r*}=V_{\mathrm{ds}}^{r*}\sin \theta +V_{\mathrm{qs}}^{r*}\cos \theta$

过调制器140调节坐标变换器130的电压，并且输出调节后的电压，从 而电压指令能够在静止坐标系上以六边形表示的电压限制条件的内切圆之内 可用。由逆变器单元150根据过调制器140的输出电压对下列电压进行合成， 并且将电压施加到PMSM 200。

【等式11】

$V_{\mathrm{as}}=v_{\mathrm{ds}}^s$

【等式12】

$V_{\mathrm{bs}}=-\frac{1}{2}{V}_{\mathrm{ds}}^s+\frac{\sqrt{3}}{2}{V}_{\mathrm{qs}}^s$

【等式13】

$V_{\mathrm{cs}}=-\frac{1}{2}{V}_{\mathrm{ds}}^s-\frac{\sqrt{3}}{2}{V}_{\mathrm{qs}}^s$

电流传感器161~163测量在逆变器单元150与PMSM 200之间的相电流， 将相电流变换成同步旋转坐标系上的电流，并且将电流反馈到电流控制器 120。

【等式14】

$i_{\mathrm{ds}}^s=\frac{{2i}_{\mathrm{as}}-i_{\mathrm{bs}}-i_{\mathrm{cs}}}{3}$

【等式15】

$i_{\mathrm{qs}}^s=\frac{i_{\mathrm{bs}}-i_{\mathrm{cs}}}{2}$

【等式16】

$i_{\mathrm{ds}}^r=i_{\mathrm{ds}}^s\cos \theta +i_{\mathrm{qs}}^s\sin \theta$

【等式17】

$i_{\mathrm{qs}}^r={-i}_{\mathrm{ds}}^s\sin \theta +i_{\mathrm{qs}}^s\cos \theta$

然而，PMSM 200根据负荷条件而磁通饱和以在待由逆变器100输出的 转矩与实际输出的转矩之间产生差值，其说明在上文中已经进行了描述。

也就是说，图1中的PMSM 200的驱动有如下问题：如果PMSM 200的 电感或者永磁体的磁通链根据负荷条件而饱和，则因为同步旋转坐标系上的 d/q轴电流指令是由转矩指令计算的，所以降低了转矩控制的性能。

发明内容

本部分提供本公开的一般概括，但不是其所有范围或者其所有特征的全 面公开。

因此，本公开的实施例可以涉及一种用于永磁同步电动机驱动系统的参 数估计装置，该装置可以基本上避免由于现有技术的限制和缺陷而存在的一 个或者多个上述缺点，并且因此本公开的一个目的是提供一种用于永磁同步 电动机驱动系统的参数估计装置，其被配置为通过实时磁通估计来估计电感 和永磁体的磁通链，由此能够提高PMSM驱动性能。

本公开要解决的技术问题不限于上述，从下面的描述中，本领域技术人 员将清楚地了解至此未提及的任何其他技术问题。

在本公开的一个总体方案中，提供了一种用于永磁同步电动机驱动系统 的参数估计装置，所述装置包括：电流指令产生单元，其根据转矩指令来产 生同步旋转坐标系上的电流指令；电流控制器，其根据电流指令利用PMSM （永磁同步机器）的转子位置来产生同步旋转坐标系上的电压；第一坐标变 换器，其将同步旋转坐标系上的所述电流控制器的输出变换成静止坐标系上 的输出；过调制器，其将所述第一坐标变换器的输出限制在预定的范围内并 且输出经限制的输出；逆变器单元，其将跟踪指令转矩的电压指令施加到所 述PMSM上；以及第二坐标变换器，其将从所述逆变器单元输出的静止坐标 系上的相电流变换成同步旋转坐标系上的相电流，所述装置包括：第一估计 单元，其利用所述过调制器的输出电压、来自所述第二坐标变换器的相电流 以及转子位置来估计同步旋转坐标系上的d轴磁通和q轴磁通；第二估计单 元，其利用来自所述第一估计单元的q轴磁通来估计同步旋转坐标系上的q 轴电感；以及第三估计单元，其利用来自所述第一估计单元的d轴磁通来估 计同步旋转坐标系上的d轴电感，其中由所述电流指令产生单元利用来自所 述第二估计单元的q轴电感和来自所述第三估计单元的d轴电感来产生电流 指令。

优选地，但非必须地，所述第二估计单元包括：第一确定单元，其根据 由所述第一估计单元估计出的q轴磁通来确定q轴电感；第一补偿单元，其 利用比例增益和比例积分增益两者中的任意一个来补偿在所述第一确定单元 与第一加法单元之间的差；第一积分单元，其对所述第一补偿单元的输出进 行积分；以及第一加法单元，其将所述第一积分单元的输出与初始设定的q 轴电感相加。

优选地，但非必须地，所述第二估计单元进一步包括第一限制单元，所 述第一限制单元将所述第一加法单元的输出限制在预定的最大值和最小值之 内。

优选地，但非必须地，所述第三估计单元包括：第二确定单元，其根据 由所述第一估计单元估计出的d轴磁通来确定d轴电感；第二补偿单元，其 利用比例增益和比例积分增益两者中的任意一个来补偿在所述第二确定单元 与第二加法单元之间的差；第二积分单元，其对所述第二补偿单元的输出进 行积分；以及第二加法单元，其将所述第二积分单元的输出与初始设定的d 轴电感相加。

优选地，但非必须地，所述第三估计单元进一步包括第二限制单元，所 述第二限制单元将所述第二加法单元的输出限制在预定的最大值和最小值之 内。

优选地，但非必须地，所述第二确定单元使得磁通链被定义为恒定值。

在本公开的一个总体方案中，提供了一种用于永磁同步电动机驱动系统 的参数估计装置，所述装置包括：电流指令产生单元，其根据转矩指令来产 生同步旋转坐标系上的电流指令；电流控制器，其根据电流指令利用PMSM 的转子位置来产生同步旋转坐标系上的电压；第一坐标变换器，其将同步旋 转坐标系上的所述电流控制器的输出变换成静止坐标系上的输出；过调制器， 其将所述第一坐标变换器的输出限制在预定的范围内并且输出经限制的输 出；逆变器单元，其将跟踪指令转矩的电压指令施加到所述PMSM上；以及 第二坐标变换器，其将从所述逆变器单元输出的静止坐标系上的相电流变换 成同步旋转坐标系上的相电流，所述装置包括：第一估计单元，其利用所述 过调制器的输出电压、来自所述第二坐标变换器的相电流以及转子位置来估 计同步旋转坐标系上的d轴磁通和q轴磁通；第二估计单元，其利用来自所 述第一估计单元的q轴磁通来估计同步旋转坐标系上的q轴电感；以及第三 估计单元，其利用来自所述第一估计单元的d轴磁通来估计永磁体的磁通链， 其中由所述电流指令产生单元利用来自所述第二估计单元的q轴电感和来自 所述第三估计单元的永磁体的磁通链来产生电流指令。

优选地，但非必须地，所述第二估计单元包括：第一确定单元，其根据 由所述第一估计单元估计出的q轴磁通来确定q轴电感；第一补偿单元，其 利用比例增益和比例积分增益两者中的任意一个来补偿在所述第一确定单元 与第一加法单元之间的差；第一积分单元，其对所述第一补偿单元的输出进 行积分；以及第一加法单元，其将所述第一积分单元的输出与初始设定的q 轴电感相加。

优选地，但非必须地，所述第二估计单元进一步包括第一限制单元，所 述第一限制单元将所述第一加法单元的输出限制在预定的最大值和最小值之 内。

优选地，但非必须地，所述第三估计单元包括：第二确定单元，其根据 由所述第一估计单元估计出的d轴磁通来确定永磁体的磁通链；第二补偿单 元，其利用比例增益和比例积分增益两者中的任意一个来补偿在所述第二确 定单元与第二加法单元之间的差；第二积分单元，其对所述第二补偿单元的 输出进行积分；以及第二加法单元，其将所述第二积分单元的输出与初始设 定的永磁体的磁通链相加。

优选地，但非必须地，所述第三估计单元进一步包括第二限制单元，所 述第二限制单元将所述第二加法单元的输出限制在预定的最大值和最小值之 内。

优选地，但非必须地，所述第二确定单元使得磁通链被定义为恒定值。

根据本公开的用于永磁同步电动机驱动系统的参数估计装置具有的有益 效果在于：估计实时磁通以估计永磁体的磁通链，由此能够提高PMSM的操 作性能。

附图说明

为了说明本公开的原理，下面为图示、示例和描述的目的公开了关于本 公开的优选实施例的一些附图，但是附图无意为穷尽的。根据本构思，附图 仅以示例而非限制的方式示出了一个或者多个示例性实施例。在附图中，相 似的附图标记表示相同或者类似的元件。

因此，参照示例性附图，通过下面对一些示例性实施例详细的描述，将 更易于理解各种可能的实用和有用的实施例，在附图中：

图1是根据现有技术的PMSM驱动系统的结构图；

图2是图示出根据本公开的示例性实施例的PMSM驱动系统的结构图；

图3是图示出根据本公开的一个示例性实施例的图2的参数估计装置的 详细结构图；

图4是图示出根据本公开的示例性实施例的图3的d轴电感估计单元的 详细结构图；

图5是图示出根据本公开的示例性实施例的图3的q轴电感估计单元的 详细结构图；

图6是图示出根据本公开的另一示例性实施例的图2的参数估计装置的 详细结构图；以及

图7是图示出根据本公开的示例性实施例的图6的永磁体的磁通链的详 细结构图。

具体实施方式

参照附图的图1至图7可最好地理解所公开的实施例及其优点，相似的 标记用于表示各图中相似的和对应的部分。在考查下列附图和详细的说明时， 对于本领域普通技术人员来说，所公开的实施例的其他特征和优点将会或者 将变得显而易见。旨在将所有这样的附加特征和优点包括在所公开的实施例 的范围内，并且由附图保护。此外，示出的附图只是示例性的，不旨在声称 或者隐含对可以实现不同实施例的环境、结构或者过程的限制。因此，所描 述的方案旨在囊括所有落入本发明的范围和新颖构思内的这样的替换、改进 和变化。

同时，此处使用的术语只是出于描述具体的实施方式的目的，而无意限 制本公开。此处，术语“第一”、“第二”等不表示任何次序、数量或者重要 性，而是用于将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第二构成元件可以 表示为第一构成元件，并不会偏离本公开的范围和精神，类似地，第一构成 元件可以表示为第二构成元件。

如此处所使用的，术语“一（a）”和“一（an）”不表示对数量的限制， 而是表示存在至少一个所指事物。也就是说，如此处所使用的，单数形式的 “一（a）”、“一（an）”和“所述（the）”也意图包括复数形式，除非上下文 另外明确地指出。

应理解的是，当提及一个元件“连接到”或者“联接到”另一个元件时， 其可以是直接连接到或者直接联接到另一个元件，或者可以存在中间元件。 相反，当提及一个元件“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件时， 则不存在中间元件。

应当进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包含（comprise）”和 /或“包含着（comprising）”，或者“包括（includes）”和/或“包括着（including）” 时，其明确指明了所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存 在，但不排除一个以上其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件和/ 或其群组的存在或者附加。

此外，“示例性”仅仅意在表示举例的意思，而不表示最好的意思。还应 了解的是，为了简化和易于理解的目的，此处描述的特征、层和/或元件图示 了相对于彼此的具体尺寸和/或方向，而实际的尺寸和/或方向与所图示的可 以基本上不同。此外，说明书中描述的术语“器（-er）”、“者（-or）”、“部（part）” 和“模块”意指用于处理至少一个功能和操作的并且能够通过硬件部件或者 软件部件以及其结合实现的单元。

也就是说，在图中，为了清晰起见，可以扩大或者缩小层、区域和/或其 他元件的尺寸和相对尺寸。全文中，相似的标记表示相似的元件，并且，将 省略彼此重复的解释。如此处可能使用的，术语“基本上”和“大约”为其 相应术语和/或事物之间的关系提供了工业上接受的容差。

下面将参照附图详细描述根据本公开的用于永磁同步电动机驱动系统的 参数估计装置。

图2是图示出根据本公开的示例性实施例的PMSM驱动系统的结构图， 其中图示了由包括参数估计装置的逆变器驱动的PMSM驱动系统。

参照图2，PMSM驱动系统包括：逆变器10、PMSM 20以及转子位置 检测器21。逆变器10包括：电流指令产生器11、电流控制器12、第一坐标 变换器13、过调制器14、逆变器单元15、电流传感器16a至16c、第二坐标 变换器17以及参数估计单元18。

逆变器10接收参考转矩并响应于参照转矩输出用于驱动PMSM 20的电 压V_as、V_bs、V_cs。

PMSM 20的转子附着有转子位置检测器21以计算或者测量转子位置和 转子速度。由转子位置检测器21测量出的转子位置被用于由第一坐标变换器 13和第二坐标变换器17进行坐标变换。电流指令产生器11根据参照转矩产 生同步旋转坐标系上的d/q轴电流指令，并且更新来自参数估计单元18的电 感以及永磁体的磁通链信息以产生d/q轴电流指令。

控制由电流指令产生器11输出的电流指令的电流控制器12输出同步旋 转坐标系上的d/q轴电压。第一坐标变换器13使用由转子位置检测器21获 得的转子位置信息来将电流控制器12的输出电压变换成静止坐标系上的电 压。过调制器14将第一坐标变换器13的输出电压变换成由逆变器单元15 合成的电压。

逆变器单元15优选为包括诸如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或者 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的功率半导体的电压型逆变器， 并且将参照转矩跟踪电压V_as、V_bs、V_cs施加到PMSM 20上。

电流传感器16a至16c在PMSM 20与逆变器单元15之间测量PMSM 20 的相电流，并且由电流传感器16a至16c测量出的电流被反馈到电流控制器 12。

第二坐标变换器17将由电流传感器16a至16c测量出的静止坐标系上的 电流变换成同步旋转坐标系上的电流，并且将电流传送至电流控制器12。

参数估计单元18接收过调制器14的输出电压、第二坐标变换器17的相 电流以及由转子位置检测器21检测到的转子位置，以估计由电流控制器12 使用的磁通，并且参数估计单元18估计由同步旋转坐标系估计的d/q轴电感， 通过使用估计出的磁通来估计永磁体的磁通链或者q轴电感，并且将估计值 传送至电流指令产生器11。

图3是图示出根据本公开的一个示例性实施例的图2的参数估计装置的 详细结构图。

参照图3，根据本公开的参数估计单元18包括：磁通估计单元31、d轴 电感估计单元32以及q轴电感估计单元33。

磁通估计单元31接收过调制器14的输出电压、第二坐标变换器17的相 电流以及由转子位置检测器21检测到的转子位置，以估计由电流控制器12 使用的磁通，下面将给出其说明。在正常状态下PMSM 20的电压等式可以 被定义为如下：

【等式18】

$V_{\mathrm{ds}}^r=R_s{i}_{\mathrm{ds}}^r-{\omega }_r{\lambda }_{\mathrm{qs}}^r$

【等式19】

$V_{\mathrm{qs}}^r=R_s{i}_{\mathrm{qs}}^r+{\omega }_r{\lambda }_{\mathrm{ds}}^r$

此外，电流控制器12优选为比例积分控制器以对输出电压进行合成如 下：

【等式20】

$V_{\mathrm{ds}}^{r*}=(K_{\mathrm{pd}}+\frac{K_{\mathrm{id}}}{s})(i_{\mathrm{ds}\_\mathrm{ref}}^r-i_{\mathrm{ds}}^r)-{\omega }_r{\hat{\lambda }}_{\mathrm{qs}}^r$

【等式21】

$V_{\mathrm{qs}}^{r*}=(K_{\mathrm{pq}}+\frac{K_{\mathrm{iq}}}{s})(i_{\mathrm{qs}\_\mathrm{ref}}^r-i_{\mathrm{qs}}^r)+{\omega }_r{\hat{\lambda }}_{\mathrm{ds}}^r$

经由图2的第一坐标变换器13和过调制器14将等式20和等式21作为 最终输出电压输出。

如果将由逆变器单元15合成的电压变换成同步旋转坐标系的电压，则因 为电流控制器12的输出电压仅在未产生过调制的情况下产生协调电压 （coordinate voltage），所以电流控制器12的输出电压与由等式21和等式22 中的每个表示的电压相同。

也就是说，在由电流控制器执行的正常状态下，电流控制器12的输出电 压变得与PMSM 20的电压等式一样，其使得可以获得如下的关系：

【等式22】

$(K_{\mathrm{pd}}+\frac{K_{\mathrm{id}}}{s})(i_{\mathrm{ds}\_\mathrm{ref}}^r-i_{\mathrm{ds}}^r)-{\omega }_r{\hat{\lambda }}_{\mathrm{qs}}^r=R_s{i}_{\mathrm{ds}}^r-{\omega }_r{\lambda }_{\mathrm{qs}}^r$

【等式23】

$(K_{\mathrm{pd}}+\frac{K_{\mathrm{iq}}}{s})(i_{\mathrm{qs}\_\mathrm{ref}}^r-i_{\mathrm{qs}}^r)+{\omega }_r{\hat{\lambda }}_{\mathrm{ds}}^r=R_s{i}_{\mathrm{qs}}^r+{\omega }_r{\lambda }_{\mathrm{ds}}^r$

能够利用等式22和等式23获得由电流控制器12使用的磁通的误差。

【等式24】

${\mathrm{\Delta \lambda }}_{\mathrm{ds}}^r={\lambda }_{\mathrm{ds}}^r-{\hat{\lambda }}_{\mathrm{ds}}^r=\frac{1}{{\omega }_r}[(K_{\mathrm{pq}}+\frac{K_{\mathrm{iq}}}{s})(i_{\mathrm{qs}\_\mathrm{ref}}^r-i_{\mathrm{qs}}^r)-R_s{i}_{\mathrm{qs}}^r]$

【等式25】

${\mathrm{\Delta \lambda }}_{\mathrm{qs}}^r={\lambda }_{\mathrm{qs}}^r-{\hat{\lambda }}_{\mathrm{qs}}^r=\frac{1}{{\omega }_r}[(K_{\mathrm{pd}}+\frac{K_{\mathrm{id}}}{s})(i_{\mathrm{ds}\_\mathrm{ref}}^r-i_{\mathrm{ds}}^r)-R_s{i}_{\mathrm{ds}}^r]$

于是，参数估计单元18能够利用下列等式26和等式27估计d/q轴磁通。

【等式26】

${\lambda }_{\mathrm{ds}\_\mathrm{est}}^r=\frac{s^2}{s^2+K_{1}s+K_2}{\lambda }_{\mathrm{ds}\_\mathrm{est}\_\mathrm{volt}}^r+\frac{K_{1}s+K_2}{s^2+K_{1}s+K_2}({\lambda }_{\mathrm{ds}\_\mathrm{est}\_\mathrm{cur}}^r+{\mathrm{\Delta \lambda }}_{\mathrm{ds}}^r)$

【等式27】

${\lambda }_{\mathrm{qs}\_\mathrm{est}}^r=\frac{s^2}{s^2+K_{1}s+K_2}{\lambda }_{\mathrm{qs}\_\mathrm{est}\_\mathrm{volt}}^r+\frac{K_{1}s+K_2}{s^2+K_{1}s+K_2}({\lambda }_{\mathrm{qs}\_\mathrm{est}\_\mathrm{cur}}^r+{\mathrm{\Delta \lambda }}_{\mathrm{qs}}^r)$

其中，和分别被定义如下：

【等式28】

${\lambda }_{\mathrm{ds}\_\mathrm{est}\_\mathrm{volt}}^r=\frac{1}{s}(V_{\mathrm{ds}}^s-R_s{i}_{\mathrm{ds}}^s)$

【等式29】

${\lambda }_{\mathrm{qs}\_\mathrm{est}\_\mathrm{volt}}^r=\frac{1}{s}(V_{\mathrm{qs}}^s-R_s{i}_{\mathrm{qs}}^s)$

【等式30】

${\lambda }_{\mathrm{ds}\_\mathrm{est}\_\mathrm{cur}}^r={\hat{L}}_{\mathrm{ds}}{i}_{\mathrm{ds}}^r+{\hat{\lambda }}_f$

【等式31】

${\lambda }_{\mathrm{qs}\_\mathrm{est}\_\mathrm{cur}}^r={\hat{L}}_{\mathrm{ds}}{i}_{\mathrm{qs}}^r$

d轴电感估计单元32以及q轴电感估计单元33分别使用通过利用等式 26和等式27估计出的磁通来估计d/q轴电感。此时，在本公开的参数估计 单元18的示例性实施例中，假设永磁体的磁通链为恒定值。

图4是图示出根据本公开的示例性实施例的图3的d轴电感估计单元32 的详细结构图，以及图5是图示出根据本公开的示例性实施例的图3的q轴 电感估计单元33的详细结构图。

d轴电感估计单元32和q轴电感估计单元33分别使用由磁通估计单元 31估计出的磁通来估计d/q轴电感。

参照图4和图5，根据本公开的d轴电感估计单元32包括：Ld计算单 元41、补偿单元42、积分单元43、加法单元44和限制单元45，并且q轴电 感估计单元33包括：Lq计算单元51、补偿单元52、积分单元53、加法单 元54和限制单元55。

首先，将描述d轴电感估计单元32。

Ld计算单元41根据由磁通估计单元31估计出的d轴磁通（等式26） 获得d轴电感。此时，能够使用等式2获得d轴电感。

补偿单元42使用比例增益或者比例积分增益来补偿Ld计算单元41与 加法单元44之间的差。

积分单元43对补偿单元42的输出进行积分，并且加法单元44将初始设 定的电感与积分单元43的输出进行合成。限制单元45将估计出的d轴电感 限制在最大值与最小值之内。

现在将描述q轴电感估计单元33。

Lq计算单元51根据由磁通估计单元31估计出的q轴磁通（等式27） 获得q轴电感。此时，能够使用等式1获得q轴电感。

补偿单元52使用比例增益或者比例积分增益来补偿Lq计算单元51与 加法单元54之间的差。

积分单元53对补偿单元52的输出进行积分，并且加法单元54将初始设 定的电感与积分单元53的输出进行合成。限制单元55将估计出的q轴电感 限制在最大值与最小值之内。

如上所述，根据本公开的用于PMSM驱动系统的参数估计单元18使用 过调制器14的输出电压、第二坐标变换器17的相电流以及转子位置检测器 21的转子位置来估计电流控制器12的磁通，通过这样能够获得电感，由此 能够获得对参数变化的性能稳定性，通过这样能够在PMSM的转矩控制过程 中保证转矩线性度。

同时，在PMSM 20的d轴电感的变化较小并且永磁体的磁通链的变化 较大的情况下，根据本公开的参数估计单元18也可以利用作为恒定值的d 轴电感来估计永磁体的磁通链。

图6是图示出根据本公开的另一示例性实施例的图2的参数估计装置的 详细结构图。

参照图6，根据本公开的参数估计单元18包括：磁通估计单元31、永磁 体的磁通链估计单元34（在附图中图示为“磁通链估计单元”34）以及q轴 电感估计单元33。上文已经说明了磁通估计单元31和q轴电感估计单元33 的操作，这样，因为功能相同所以将不再对其进行阐述。

图7是图示出根据本公开的示例性实施例的图6的永磁体的磁通链估计 单元34的详细结构图。

参照图7，永磁体的磁通链估计单元34包括：λ_f计算单元71、补偿单元 72、积分单元73、加法单元74和限制单元75。

λf计算单元71根据由磁通估计单元31估计出的d轴磁通（等式26）获 得永磁体的磁通链λ_f。此时，能够使用等式2获得d轴电感。

补偿单元72使用比例增益或者比例积分增益来补偿λ_f计算单元71与加 法单元74之间的差。

积分单元73对补偿单元72的输出进行积分，并且加法单元74将初始设 定的电感与积分单元73的输出进行合成。限制单元75将永磁体的磁通链限 制在最大值与最小值之内。

从上文能够注意到，参数估计单元18能够估计电流控制器12的磁通以 显示对参数变化的稳定性，由此根据本公开的PMSM驱动系统能够保证转矩 线性度。

尽管参照数个示例性的实施例对本公开进行了描述，但应理解的是，本 领域技术人员能够构思出将落入本公开原理的精神和范围内的很多其他改进 和实施例。

尤其是，在本公开、附图以及所附权利要求的范围内的主题结合布置的 零部件和/或布置可以有各种变型和改进。除了零部件和/或布置的变型和改 进外，对本领域技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。