[發明專利]用于明確測定電機轉子位置的方法和裝置

無效

• 申請號: 200880116999.9
• 申請日: 2008-10-03
• 公開（公告）號: CN102132485A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: R·納斯
• 申請（專利權）人: NASE電子工業公司
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18;G01D5/14;G01D5/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙冰

技術領域

本發明涉及電氣技術領域，準確地說涉及電機，即電動機和發電機。本發明涉及如獨立權利要求的前述部分所述的裝置和方法。

背景技術

受控換向電機存在以下問題：它們通常首先處于一個不知道的初始位置(轉子的角度位置)。為了最佳地開動電機，希望獲得關于初始位置的確切信息。這個問題可以借助相應的位置傳感器來解決，但是它是復雜和昂貴的。因此一個無傳感器的實現方案至少在下述意義上是所希望的：不需要對于電機原來正常工作所不需要的元件。

按照現有技術，如果不知道初始位置，在定向階段和接著的盲換向期間電機一直是欠佳地操縱，直到它達到某個轉速，此轉速使得可以用簡單的方法確定位置。

為了強制轉子進入確定的初始位置還推薦應用高的電壓。

DE102006043683A1公開了一種用于在其高速運轉階段操縱電機的方法，其中電流脈沖被測量和分析。

DE102006046637A1公開了一種用于獲取有關電機運轉狀態信息的裝置。其中星點上的電位被測定。此外電極繞組相線由于相線流過電流而發生的電感變化被利用。

發明內容

本發明的目的在于給出一種裝置和方法，它們能夠明確測定電機轉子位置。

本發明的另一目的在于以簡單的方式實現上述裝置和方法。

本發明的另一目的在于在利用對于電機的運轉原來就存在的元件這一前提下實現上述裝置和方法。

本發明的另一目的在于使得可在短時間內進行的電機轉子位置明確測定成為可能。

完成上述任務中至少一個任務的裝置和方法具有如獨立權利要求所述的特征。

用于運行具有三相且每相被分配一個端子的電機的方法具有以下特征：為了確定靜止狀態下包括轉子極性在內的電機位置，對于至少兩相執行下列步驟：

a)在分配給另外兩相的兩個端子之間加上脈沖電壓；

b)測量由該脈沖電壓在分配給該相的端子上感應出的電壓；

c)分析上述感應電壓隨時間變化的過程；

并且執行以下步驟：

d)基于上述分析確定轉子極性。

現已表明：借助于上述分析可以克服現有技術中存在的轉子位置測定中的雙義性，使得明確測定轉子位置成為可能。并且沒有顯著的力作用在電機上。

在電氣技術意義下“電機”意味著電-機械轉換器(電動機)和機械-電轉換器(發電機)。

電機具有一個定子和一個轉子，它們相互之間可相對旋轉。定子產生變化的磁場而無需為此而運動，為產生此磁場，定子具有體現各相的線圈。轉子產生一個磁場，其指向與轉子的機械/物理指向剛性聯系。

上面所述的端子是定子線圈的端子。線圈的連接可以是星形的，也可以是三角形的。由教科書可知，星形連接拓撲可通過描述它們的數學公式變換轉換為三角形連接拓撲。與連接方式無關，分配給三個端子中的每一個端子一相或相應的線圈。

已證實，在星形連接的前提下，無需在星點進行測量，就可明確測定轉子位置；同樣為了進行測定無需在星點上施加電壓。這樣，該方法復雜性較低。

靜止狀態被認為是轉子相對于定子的靜止狀態，它至少以實際觀點看可視為靜止狀態。

在一個實施方式中電機是受控換向電機，也被稱為被控制的換向電機。

在一個實施方式中電機是閉鎖換向電機。

在一個實施方式中電機是正弦換向電機。其中正弦換向可通過脈寬調制(PWM)或以其它方式產生。

在一個實施方式中電機是同步電機。

在一個實施方式中電機是永恒激勵電機。

在一個實施方式中電機是動態激勵電機。

在一個實施方式中在步驟c)中確定對感應電壓隨時間變化過程相對于脈沖電壓隨時間變化過程偏離的度量，特別是感應電壓的上升相對于脈沖電壓偏離的度量。

在一個實施方式中上述偏離的度量是一個與偏離成比例的量。

在一個實施方式中通過進行至少一次求平均來確定此度量。

在一個實施方式中通過進行至少一次求近似來確定此度量。

在一個實施方式中逐點確定度量。

在一個實施方式中此度量是對于感應電壓與脈沖電壓之商的度量。

在一個實施方式中脈沖電壓具有至少一段基本恒定的電壓，并且在步驟c)中確定在至少一段基本恒定的電壓期間感應電壓上升的度量。

在一個實施方式中脈沖電壓的電壓時間積分基本為零。

在一個實施方式中脈沖電壓經歷至少一次極性變化(電壓符號反向)。

在一個實施方式中脈沖電壓是周期性的，并且在每個周期上電壓時間積分基本為零。這樣可使得由于所施加的脈沖電壓而流過的電流保持很小。