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多 转子极 开关磁阻电机的可靠控制

阅读：441发布：2020-05-08

专利汇可以提供多转子极开关磁阻电机的可靠控制专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种利用无传感器可靠控制系统的多转子极开关磁阻电机 (HRSRM)的可靠控制的系统和方法。所述方法包括：激励各自具有绕组的多个定子相中的至少一个定子相；测量第一电流值和所述第一电流值达到电流的第一峰值或预设阈值所用的时间；确定自感值；为每个定子相存储所述自感值和所述第一电流值；测量第二电流值和相邻未激励的定子相达到电流的第二峰值所用的时间；确定互感值；为每个定子相存储所述互感值和所述第二电流值；使用所述自感值和互感值的混合组合来估计转子位置；以及基于所估计的转子位置来控制所述HRSRM。，下面是多转子极开关磁阻电机的可靠控制专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于多转子极开关磁阻电机(HRSRM)的无传感器可靠控制系统，所述HRSRM利用自感值和互感值的混合组合，所述可靠控制系统包括：
定子相激励模块，用来励磁各自具有绕组的多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态；
第一电流和时间测量模块，用来测量通过所述至少一个激励的定子相的第一电流值、以及所述第一电流值达到电流的第一峰值所用的时间；
自感确定模块，用来为所述至少一个激励的定子相确定自感值；
第一存储模块，用来为所述多个定子相中的每个定子相存储所述自感值和所述第一电流值；
第二电流和时间测量模块，用来测量通过相邻未激励的定子相的第二电流值、以及所述相邻未激励的定子相达到电流的第二峰值所用的时间，其中所述相邻未激励定子相的绕组处于开路状态；
互感确定模块，用来确定所述至少一个激励的定子相与所述相邻未激励的定子相之间的互感值；
第二存储模块，用来为所述多个定子相中的每个定子相存储所述互感值和所述第二电流值；
转子位置估计模块，用来利用所存储的自感值和互感值的混合组合来估计转子位置；
以及
控制模块，用来基于所估计的转子位置来控制所述HRSRM；
其中所述系统从自感值和互感值的混合组合中确定转子的高度精度的角位置并控制所述HRSRM，从而消除轴位置传感器的需要。
2.根据权利要求1所述的无传感器可靠控制系统，其中，在所述第一存储模块处将所述自感值和所述第一电流值存储于查找表中。
3.根据权利要求1所述的无传感器可靠控制系统，其中，在所述第一存储模块处以解析表达式的形式存储所述自感值和所述第一电流值。
4.根据权利要求1所述的无传感器可靠控制系统，其中，在所述第二存储模块处将所述互感值和所述第二电流值存储于查找表中。
5.根据权利要求1所述的无传感器可靠控制系统，其中，在所述第二存储模块处以解析表达式的形式存储所述互感值和所述第二电流值。
6.一种利用无传感器可靠控制系统的、用于多转子极开关磁阻电机(HRSRM)的可靠控制的方法，所述HRSRM利用自感值和互感值的混合组合，所述方法包括以下步骤：
(a)在定子相激励模块处激励各自具有绕组的多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态；
(b)在第一电流和时间测量模块处测量通过所述至少一个激励的定子相的第一电流值、以及所述第一电流值达到电流的第一峰值或预设幅值所用的时间；
(c)在自感确定模块处为所述至少一个激励的定子相确定自感值；
(d)在第一存储模块处为所述多个定子相中的每个定子相存储所述自感值和所述第一电流值；
(e)在第二电流和时间测量模块处测量通过相邻未激励的定子相的第二电流值、以及所述相邻未激励的定子相达到电流的第二峰值所用的时间，其中所述相邻未激励的定子相的绕组处于开路状态；
(f)在互感确定模块处确定所述至少一个激励的定子相与所述相邻未激励的定子相之间的互感值；
(g)在第二存储模块中处为所述多个定子相中的每个定子相存储所述互感值和所述第二电流值；
(h)在转子位置估计模块处利用所存储的自感值和互感值的混合组合来估计转子位置；以及
(i)在控制模块处基于所估计的转子位置来控制所述HRSRM；
其中从自感值和互感值的混合组合中确定转子的高度精度的角位置并控制所述HRSRM，从而消除轴位置传感器的需要。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(d)，在所述第一存储模块处将所述自感值和所述第一电流值存储于查找表中。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(d)，在所述第一存储模块处以解析表达式的形式存储所述自感值和所述第一电流值。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(g)中，在所述第二存储模块处将所述互感值和所述第二电流值存储于查找表中。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(g)中，在所述第二存储模块处以解析表达式的形式存储所述互感值和所述第二电流值。
11.一种用于多转子极开关磁阻电机(HRSRM)的无传感器可靠控制系统，所述HRSRM利用自感值和互感值的混合组合，所述可靠控制系统包括：
定子相激励模块，用来励磁各自具有绕组的多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态；
电流和时间测量模块，用来测量通过所述至少一个激励的定子相的电流值、以及所述电流值达到电流的峰值或预设幅值所用的时间；
自感确定模块，用来为所述至少一个激励的定子相确定自感值；
第一存储模块，用来为所述多个定子相中的每个定子相存储所述自感值和所述电流值；
电压和时间测量模块，用来测量跨相邻未激励的定子相的电压值、以及所述相邻未激励的定子相达到所述电压值所用的时间，其中所述相邻未激励的定子相的绕组处于短路状态；
互感确定模块，用来确定所述至少一个激励的定子相与所述相邻未激励的定子相之间的互感值；
第二存储模块，用来为所述多个定子相中的每个定子相存储所述互感值和所述电压值；
转子位置估计模块，用来利用所存储的自感值和互感值的混合组合来估计转子位置；
以及
控制模块，用来基于所估计的转子位置来控制所述HRSRM；
其中所述系统从自感值和互感值的混合组合中确定转子的高度精度的角位置并控制所述HRSRM，从而消除轴位置传感器的需要。
12.根据权利要求11所述的无传感器可靠控制系统，其中，在所述第一存储模块处将所述自感值和所述电流值存储于查找表中。
13.根据权利要求11所述的无传感器可靠控制系统，其中，在所述第一存储模块处以解析表达式的形式存储所述自感值和所述电流值。
14.根据权利要求11所述的无传感器可靠控制系统，其中，在所述第二存储模块处将所述互感值和所述电压值存储于查找表中。
15.根据权利要求11所述的无传感器可靠控制系统，其中，在所述第二存储模块处以解析表达式的形式存储所述互感值和所述电压值。
16.一种利用无传感器可靠控制系统的、用于多转子极开关磁阻电机(HRSRM)的可靠控制的方法，所述HRSRM利用自感值和互感值的混合组合，所述方法包括以下步骤：
(a)在定子相激励模块处激励各自具有绕组的多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态；
(b)在电流和时间测量模块处测量通过所述至少一个激励的定子相的电流值、以及所述电流值达到电流的峰值或预设幅值所用时间；
(c)在自感确定模块处为所述至少一个激励的定子相确定自感值；
(d)在第一存储模块处为所述多个定子相中的每个定子相存储所述自感值和所述电流值；
(e)在电压和时间测量模块处测量跨相邻未激励的定子相的电压值、以及相邻未激励的定子相达到所述电压值所用的时间，其中所述相邻未激励的定子相的绕组处于短路状态；
(f)在互感确定模块处确定所述至少一个激励的定子相与所述相邻未激励的定子相之间的互感值；
(g)在第二存储模块处为所述多个定子相中的每个定子相存储所述互感值和所述电压值；
(h)在转子位置估计模块处利用所存储的自感值和互感值的混合组合来估计转子位置；以及
(i)在控制模块处基于所估计的转子位置来控制所述HRSRM；
其中从自感值和互感值的混合组合中确定转子的高度精度的角位置并控制所述HRSRM，从而消除轴位置传感器的需要。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在步骤(d)，在所述第一存储模块处将所述自感值和所述电流值存储于查找表中。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，在步骤(d)，在所述第一存储模块处以解析表达式的形式存储所述自感值和所述电流值。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，在步骤(g)中，在所述第二存储模块处将所述互感值和所述电压值存储于查找表中。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，在步骤(g)中，在所述第二存储模块处以解析表达式的形式存储所述互感值和所述电压值。

说明书全文

多转子极 开关磁阻电机的可靠控制

[0001] 本申请是2016年2月4日提交的申请号为201680013467.7的发明专利申请“多转子极开关磁阻电机的可靠控制”的分案申请。

[0002] 本申请要求于2015年2月4日提交的美国临时申请62/111,781的优先权。所述临时申请的全部公开内容通过引用并入于本文。

技术领域

[0003] 本公开一般涉及多转子极开关磁阻电机(HRSRM)的可靠控制，更具体地，涉及一种用于消除在HRSRM中使用位置传感器的系统和方法，其利用自感值和互感值的组合改善了转子位置估计的精度。

背景技术

[0004] 已经开发了各种各样的方法来为开关磁阻电机(SRM)提供最佳控制策略。相比于常规的感应和同步马达驱动系统，SRM 驱动器的构造相对简单，提供了宽的速度范围的能力，并且制造上是经济的。此外，由于转子上没有绕组和永磁体，因此其对于稳健并且严酷的环境应用是有吸引力的。除此之外，向SRM驱动器供电的转换器通常需要较少的功率设备，因此更加经济可靠。基于这些优势，SRM驱动系统为多种变速驱动和工业应用中的常规驱动系统提供了先进的替代方案。SRM驱动在定子和转子两者上常规地具有多个极。定子包含相绕组，而转子不包含绕组或磁体。

[0005] 在SRM系统中，当以预定的顺序接通流经每个相绕组的电流时，定子在转子上产生扭矩。通过适当地相对于转子角度来定位点火脉冲(firing pulses)，可以获得正向或反向的操作。通常，通过从轴(shaft)位置传感器(例如，编码器或旋转变压器)将转子位置信号反馈到控制器，来实现期望的相电流换向。出于小驱动器的经济原因以及出于较大驱动器的可靠性原因，并且为减小所有这种驱动器的尺寸、重量和惯性，期望的是消除这种轴位置传感器。为了克服这个缺点，已经介绍了一种用于多转子极开关磁阻电机(HRSRM)的新型无传感器的技术。

[0006] 与常规SRM相比，HRSRM展现了更高的静态扭矩能力，其有效地解决了扭矩波动和噪声问题。电力转换器的设计参数在HRSRM与HRM之间是不同的。这是因为HRSRM具有不同的电感曲线和更高的冲程数。用于常规HRSRM操作的大多数可靠性技术利用了相线圈的自感来估计位置。对于与常规SRM相同的周长，HRSRM具有更多数量的转子极。更多数量的转子极减少了每次激励的角行程。相比于对于同样的焦耳损失在稳态操作下的6/4SRM，HRSRM在静态扭矩能力方面已显示出近似增强了83％。然而，更多数量的转子极导致更小的间隙，并且两个转子极之间的电弧长度(或角长度)也更小。因此，电机的未对准电感较低，并且合成的HRSRM的自感曲线趋于变得更平坦，这导致了不可靠的位置估计。因此，单独使用相线圈的自感通常不足以估计精确的HRSRM中的转子位置。

[0007] 已经开发了若干解决上述缺点的方法。现有的可靠控制方法之一包含用于测量互感的技术。在该技术的第一示例性实施例中，当电机静止时，电压脉冲被施加到初级线圈。通过测量初级线圈中的电流以及测量相邻开路线圈中的感应电压，可以确定互感。在另一示例实施例中，当电机静止时，电压脉冲被施加到初级线圈。允许次级线圈通过该相来续流电流。通过测量初级相达到峰值或预设阈值所用的时间，可以对于转子的已知位置来确定互感。然而，该技术通常不能提供转子位置的精确估计，因为该方法对于转子位置估计仅仅利用了互感。

[0008] 一些其他的可靠控制方法包含实施了表示动态磁性电机特性的至少一个有源相的模型的控制器。所述控制器基于通过用测量到的电机操作参数数字地求解模型获得的旋转位置，来确定电机控制信号。所述模型可以实施为将有源相电压和电流与从相电感得出的常数进行关联的正交函数的和，以获得转子角度。另一种可靠控制方法包含用脉冲注入处理探测所选的诊断相；测量SRM的实际操作特性；基于实际操作特性计算电感，并将电感与位置相关联以用公式表示估计位置；对SRM建模以用公式表示基于观察者的估计位置；选择估计位置、基于观察者的估计位置及其组合中的一个，以用公式表示SRM的所选择的位置；以及基于所述选择的位置和命令，来控制所述SRM。然而，在大多数这些方法中，在估计电机性能时，相之间的互感是被忽略的，导致不可靠的位置估计。此外，这些方法在HRSRM配置中不能提供精确的转子位置。

[0009] 因此，需要一种使用自感和互感的组合以提高转子位置估计的精度的HRSRM的可靠控制的方法。所述方法将仅使用诸如电压、电流和时间之类的端子测量值，并且无需额外的硬件或存储器。此外，该方法将能够精确地估计HRSRM和SRM中的瞬时转子位置，而不论马达的速度或方向如何，并且不使用转子位置传感器。最后，该方法将是可靠的、稳健的并且优选地是有成本效益的。本实施例实现了这些目的。

发明内容

[0010] 为了最小化在现有技术中发现的限制，以及为了最小化在阅读本说明书时将显而易见的其它限制，申请人提供了一种用于多转子极开关磁阻电机(HRSRM)的无传感器可靠控制系统。该可靠控制系统利用诸如电流和电压的电气参数来以高精度地确定转子位置，从而消除了轴位置传感器的使用的需要。所述HRSRM利用自感值和互感值的混合组合。所述可靠控制系统包含定子相激励模块以激励各自具有绕组的多个定子相的至少一个定子相，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态。第一电流和时间测量模块测量通过至少一个激励的定子相的第一电流值和第一电流值达到电流的第一峰值的所用的时间。所述系统还包括自感确定模块，以利用所述第一电流值和时间为所述至少一个激励的定子相确定自感值。第一存储模块为多个定子相中的每个定子相将所确定的自感值和第一电流值存储在查找表中，或替代地将自感值和电流值以解析表达式的形式(诸如描述了每个相在每个电流值处的电感的多项式或傅里叶表达式)存储。第二电流和时间测量模块测量通过相邻未激励的定子相的第二电流值和相邻未激励的定子相达到电流的第二峰值所用的时间，其中所述相邻定子相的绕组处于开路状态。互感确定模块确定所述至少一个激励的定子相与所述相邻未激励的定子相之间的互感值。第二存储模块为所述多个定子相中的每个定子相将所述互感值和所述第二电流值存储于查找表中，或者以解析表达式的形式(诸如描述了每个相在每个电流值处的电感的多项式或傅里叶表达式)存储。转子位置估计模块利用在所述自感确定模块和所述互感确定模块处分别确定的自感值和互感值的混合组合来估计转子位置。控制模块利用所估计的转子位置来控制所述HRSRM。

[0011] 优选的方法提供了一种利用无传感器可靠控制系统的、用于多转子极开关磁阻电机(HRSRM)的可靠控制的方法，所述HRSRM利用自感值和黄安置的混合组合，所述方法包括：在定子相激励模块处激励各自具有绕组的多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态；在第一电流和时间测量模块处测量通过所述至少一个激励的定子相的第一电流值和所述第一电流值达到电流的第一峰值所用的时间；在自感确定模块处为所述至少一个激励的定子相确定自感值；在第一存储模块处为所述多个定子相中的每个定子相存储所述自感值和所述第一电流值；在第二电流和时间测量模块处测量通过相邻未激励的定子相的第二电流值和相邻未激励的定子相达到电流的第二峰值所用的时间，其中所述相邻未激励的定子相的绕组处于开路状态；在互感确定模块处确定所述至少一个激励的定子相与所述相邻未激励的定子相之间的互感值；在第二存储模块处为所述多个定子相中的每个定子相存储所述互感值和所述第二电流值；在转子位置估计模块处利用所存储的自感值和互感值的混合组合估计转子位置；以及在控制模块处基于所估计的转子位置控制所述HRSRM，其中从自感值和互感值的混合组合中确定转子的高度精度的角位置并控制所述HRSRM，从而消除轴位置传感器的需要。

[0012] 在优选实施例的另一配置中，利用电压值和时间值来确定所述互感。在该配置中，可靠控制系统包含定子相激励模块，以激励各自具有绕组的多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态。在电流和时间测量模块处测量通过至少一个激励的定子相的电流值和所述电流值达到电流的峰值所用的时间。在自感确定模块处为至少一个激励的定子相确定自感值。在第一存储模块处为多个定子相中的每个定子相存储自感值和电流值。在电压和时间测量模块处测量跨相邻未激励的定子相的电压值的幅值和相邻未激励的定子相达到所述电压值所用的时间，其中所述相邻未激励的定子相的绕组处于短路状态。在互感确定模块处确定至少一个激励的定子相与相邻未激励的定子相之间的互感值。在第二存储模块中，为多个定子相中的每个定子相存储互感值和电压值。在转子位置估计模块处利用估计的自感值和互感值的混合组合来估计转子位置。控制模块基于所估计的转子位置控制所述HRSRM，其中所述系统从自感值和互感值的混合组合中确定转子的高度精度的角位置并控制所述HRSRM，从而消除轴位置传感器的需要。

[0013] 在一实施例中，用于上述可靠控制系统的配置的方法包括：在定子相激励模块处激励各自具有绕组的多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态；在电流和时间测量模块处测量通过所述至少一个激励的定子相的电流值和所述电流值达到电流的峰值所用的时间；在自感确定模块处为所述至少一个激励的定子相确定自感值；在第一存储模块处为所述多个定子相中的每个定子相存储自感值和电流值；在电压和时间测量模块处测量跨相邻未激励的定子相的电压值和相邻未激励的定子相达到所述电压值所用的时间，其中所述相邻未激励的定子相的绕组处于短路状态；在互感确定模块处确定所述至少一个激励的定子相与相邻未激励的定子相之间的互感值；
在第二存储模块处为所述多个定子相中的每个定子相存储互感值和电压值；在转子位置估计模块处利用所存储的自感值和互感值的混合组合来估计转子位置；以及在控制模块处基于所估计的转子位置控制所述HRSRM，其中从自感值和互感值的混合组合中确定转子的高度精度的角位置并控制所述HRSRM，从而消除轴位置传感器的需要。

[0014] 本发明的第一个目的是提供一种用于HRSRM的可靠控制的系统和方法，所述系统和方法通过使用自感值和互感值的组合来提高转子位置估计的精度。

[0015] 本发明的第二个目的是提供一种用于HRSRM的可靠控制的系统和方法，所述系统和方法消除了转子位置传感器的使用和随之而来的附加的重量和空间要求。

[0016] 本发明的第三个目的是提供一种用于HRSRM的可靠控制的方法和系统，所述方法和系统仅利用诸如电压、电流和时间的端子测量值，而不需要任何额外的硬件。

[0017] 本发明的另一个目的是提供一种用于HRSRM的可靠控制的方法和系统，所述方法和系统是有成本效益的、可靠的并且稳健的。

[0018] 具体地描述本发明的这些和其它优点和特征，以使本发明对于本领域普通技术人员是可理解的。附图说明

[0019] 附图中的元件不一定按比例绘制，以便提高其清楚度并改进对本发明的各种元件和实施例的理解。此外，为了提供本发明的各种实施例的清楚的视图，未示出对工业中的技术人员公知的和很好理解的元件，因此为清楚和简明起见，在形式上概括附图。

[0020] 图1示出了根据本发明的一个实施例的用于多转子极开关磁阻电机(HRSRM)的无传感器可靠控制系统的框图。

[0021] 图2示出了利用用于图1所示的HRSRM的无传感器可靠控制系统的HRSRM的可靠控制的方法的流程图。

[0022] 图3示出了根据本发明的一个实施例的用于HRSRM的无传感器可靠控制系统的另一配置的框图。

[0023] 图4示出了图3所示的无传感器可靠控制系统的方法的流程图。

[0024] 图5示出了用来实施图1所示的无传感器可靠控制系统的转换器设置。

[0025] 图6示出了用来实施图3所示的无传感器可靠控制系统的转换器设置。

[0026] 图7示出了根据本发明的一个实施例的利用电流测量值来估计转子位置的HRSRM的无传感器控制的系统布局。

具体实施方式

[0027] 在论述本发明的多个实施例和应用的以下讨论中，对形成本文一部分的附图进行参考，并且其中通过图示的方式示出了可实践本发明的具体实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其它实施例并可进行改动。

[0028] 下文描述了各种创造性特征，每个所述特征能够彼此独立地使用或与其它特征组合使用。然而，任何单个创造性特征可能不解决以上讨论的任何问题，可以仅解决以上讨论的问题之一，或者可以解决多个以上讨论的问题。此外，以上讨论的问题中的一个或多个可以不由下文描述的任何特征完全地解决。

[0029] 如图1所示，本实施例提供一种用于利用自感值和互感值的混合组合的、用于多转子极开关磁阻电机(HRSRM)12的无传感器可靠控制系统10。所述HRSRM 12包含转子14和定子16，所述定子带有各自具有绕组的多个定子相。可靠控制系统10包括定子相激励模块18以激励所述多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相中的其余定子相的每个绕组处于开路状态。第一电流和时间测量模块20测量通过至少一个激励的定子相的第一电流值和第一电流值达到电流的第一峰值的所用的时间。所述系统10还包括自感确定模块22，以利用所述第一电流值和时间为所述至少一个激励的定子相确定自感值。第一存储模块24为所述多个定子相中的每个定子相将所确定的自感值和第一电流值存储在查找表中，或替代地以解析表达式的形式(诸如描述了每个相在每个电流值处的电感的多项式或傅里叶表达式)存储。第二电流和时间测量模块26测量通过相邻未激励的定子相的第二电流值和相邻未激励的定子相达到电流的第二峰值所用的时间，其中所述相邻定子相的绕组处于开路状态。所述系统还包括互感确定模块28，以确定所述至少一个激励的定子相与所述相邻未激励的定子相之间的互感值。第二存储模块30为所述多个定子相中的每个定子相将所述互感值和所述第二电流值存储于查找表中，或者以解析表达式的形式(描述了每个相在每个电流值处的电感的多项式或傅里叶表达式)存储。所述可靠控制系统10转子位置估计模块32被设计为利用在所述自感确定模块和所述互感确定模块处分别确定的自感值和互感值的组合来估计转子位置。所述可靠控制系统10还包括控制模块34，以利用所估计的转子位置来控制所述HRSRM。

[0030] 图2示出了利用无传感器可靠控制系统10的HRSRM 12的可靠控制的方法的流程图。所述方法被设计为以高精度控制HRSRM。如方框42所示，通过提供带有转子和定子的HRSRM来开始优选的方法。如方框44所示，在定子相激励模块处激励多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相中的其余定子相的每个绕组处于开路状态。接下来，如方框46所示，在第一电流和时间测量模块处确定通过所述至少一个激励的定子相的第一电流值和所述第一电流值达到电流的第一峰值所用的时间量。然后，如方框48所示，在自感确定模块处为所述至少一个激励的定子相确定自感值。之后，如方框50所示，第一存储模块为所述多个定子相中的每个定子相将自感值和第一电流值存储于查找表中，或者以解析表达式的形式存储。如方框52所示，在第二电流和时间测量模块处测量通过相邻未激励的定子相的电流值和所述相邻未激励的定子相所用的时间，其中所述相邻未激励的定子相的绕组处于开路状态。接下来，如方框54所示，在互感确定模块处确定所述至少一个激励的定子相与相邻未激励的定子相之间的互感值。如方框56所示，第二存储模块将所述互感值和所述第二电流值存储于查找表中或以解析表达式的形式存储。之后，如方框58所示，在转子位置估计模块处利用所述自感值和互感值的混合组合来估计转子位置。最后，如方框60所示，在控制模块处利用所估计的转子位置来控制所述HRSRM。

[0031] 由于该实施例中的一个或多个相绕组在任何给定时间被切断，故可以用低电平信号探测该绕组并确定其输入阻抗。该信息连同电感与转子位置之间的函数关系的知识使得可以从诸如电压和电流的电气测量值中确定转子14的高度精确的角位置，从而消除了对于轴位置传感器的需要。

[0032] 优选实施例的另一配置在图3中示出。在该配置中，利用电压和时间值来确定互感。可靠控制系统10包含定子相激励模块18以激励多个定子相中的至少一个定子相，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态。电流和时间测量模块36测量通过所述至少一个激励的定子相的电流值，以及所述电流值达到电流峰值所用的时间。自感确定模块22为所述至少一个激励的定子相确定自感值。第一存储模块24为所述多个定子相的每个定子相将自感值和电流值存储与查找表中或以解析表达式的形式存储。电压和时间测量模块38测量跨相邻未激励的定子相的电压值和所述相邻未激励的定子相达到所述电压值所用的时间，其中所述相邻未激励的定子相的绕组处于短路状态。互感确定模块28利用所确定的电压和时间值来估计所述至少一个激励的定子相和相邻未激励的定子相之间的互感值。第二存储模块30为所述多个定子相中的每个定子相存储互感值和电压值。转子位置估计模块32利用所存储的自感值和互感值的组合来估计转子位置。基于所估计的转子位置，控制模块34控制所述HRSRM。

[0033] 图4示出了利用图3所示的无传感器可靠控制系统的HRSRM的可靠控制的方法的流程图。如方框62所示，通过提供包含转子和具有多个定子相的定子的HRSRM开始所述方法。接下来，如方框64所示，定子相激励模块激励所述多个定子相中的至少一个，其中所述多个定子相的其余定子相的每个绕组处于开路状态。之后，如方框66所示，在电流和时间测量模块处测量电流和电流值达到电流峰值所用的时间。如方框68所示，自感确定模块为所述至少一个激励的定子相确定自感值。接下来，如方框70所示，第一存储模块为所述多个定子相中的每个定子相将自感值和电流值存储在查找表中或以解析表达式的形式存储。如方框72所示，在电压和时间测量模块处测量跨相邻未激励的定子相的电压值和相邻未激励的定子相达到所述电压值所用的时间，其中所述相邻未激励的定子相的绕组处于短路状态。如方框74所示，在互感确定模块处确定所述至少一个激励的定子相与相邻未激励的定子相之间的互感值。接下来，如方框76所示，在第二存储模块处为所述多个定子相中的每个定子相存储所述互感值和所述电压值。之后，如方框78所示，在转子位置估计模块处利用所存储的自感值和互感值的混合组合来估计转子位置。最后，如方框80所示，在控制模块处利用所估计的转子位置来控制所述HRSRM。

[0034] 在操作期间，可实施目前现有的任何技术来测量自感值和互感值。在替代实施例中，使用自感和来自HRSRM 12的反电动势(EMF)或反电动势以及来自HRSRM 12的互感的组合来确定转子位置。

[0035] 图5是用来实施图1所示的无传感器可靠控制系统10的图示性转换器设置82。该电路布置测量A相的自感和开路B相的互感。

[0036] 图6是用来实施图3所示的无传感器可靠控制系统10的图示性转换器设置84。该电路布置测量A相的自感和短路B相的互感。

[0037] 图7是使用电流测量值估计转子位置的无传感器可靠控制系统10的图示性系统布局86。该电气布置利用栅极驱动器电路88和计算机系统90来控制对多个定子相绕组的电气输入。

[0038] 出于说明和描述的目的，已经提出了本发明的优选实施例的前述描述。其并不意图是穷举的或将本发明限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，一些修改和变化是可以的。其意图是本发明的范围不受所述具体描述的限制，而是由所附权利要求及其等同物所限定。

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