[發(fā)明專利]用于測定電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角位的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180056535.5
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN103270687A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅爾夫·施特羅特曼
• 申請（專利權(quán)）人: 羅爾夫·施特羅特曼
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18;H02P21/14;H02P23/14
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 俞海舟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于確定電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對于定子的位置的設(shè)備，該電機(jī)包含多個相位支路，這些相位支路各自具有至少一個配有可磁化的芯體的勵磁繞組，該設(shè)備包含多個用于測定測量信號的裝置，這些測量信號是以勵磁繞組芯體的瞬時的、通過轉(zhuǎn)子的磁場的旋轉(zhuǎn)角位置影響的磁化度為特點(diǎn)的。

背景技術(shù)

這種設(shè)備已在DE102006046637A1中公開。電機(jī)的轉(zhuǎn)子的磁場根據(jù)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角位置在不同程度上磁化勵磁繞組的芯體，從而得相位支路的不同的、與旋轉(zhuǎn)角位相關(guān)的磁化度，從而獲得相位支路的不同的感應(yīng)率。在每半個磁周期上在感應(yīng)率和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角位置之間存在明確的關(guān)聯(lián)。通過確定代表著感應(yīng)率的信號，即可求得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種新型的開頭所述的那種設(shè)備，該設(shè)備能以較高精確度測定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角位置。

根據(jù)本發(fā)明的解決上述任務(wù)的設(shè)備的特征在于：所述裝置還用于測定在各相位支路中的電流并且用于在考慮到相位支路電流對于勵磁繞組芯體的磁化度的貢獻(xiàn)的情況下從測量信號確定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角位置。

據(jù)此，本發(fā)明考慮到有關(guān)相位支路電流對勵磁繞組芯體的磁化度的影響，所以即使當(dāng)除了轉(zhuǎn)子的磁場之外，通過相位支路電流產(chǎn)生的磁場也對于勵磁繞組芯體的磁化起著重要的作用時，依然可以實(shí)現(xiàn)精確確定旋轉(zhuǎn)角位置。

有利的是，測定代表相位支路的瞬時感應(yīng)率的測量信號。

在所求得的測量信號和穿過該電機(jī)的總磁通量的矢量之間在半個磁周期上存在明確的、可預(yù)定的關(guān)聯(lián)，從而可以從測量信號推斷出磁通矢量。根據(jù)本發(fā)明的電流測量允許確定通過相位支路電流所產(chǎn)生的占總通量的份額。從總通量和由相位支路電流所產(chǎn)生的份額之間的矢量差得出轉(zhuǎn)子的磁通矢量。在已知轉(zhuǎn)子的磁通矢量的情況下，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角位置即是已知的。

此外，根據(jù)本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的具體實(shí)施方式，設(shè)置一個裝置以用于各相位支路的通電流，以之作為對產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的工作電流的補(bǔ)充，從而通過提高勵磁繞組芯體的磁化度來突出測量信號。本發(fā)明不僅有利地考慮到通電流對測量信號的影響，而且也通過有目的地補(bǔ)充地通電流而進(jìn)一步提高位置確定的精確度。電流提高了勵磁繞組芯體的磁化度，這導(dǎo)致獲得更大的測量信號，這些測量信號相對于干擾信號顯著突出。

用于補(bǔ)充地通電流的通電流裝置優(yōu)選設(shè)置用于改變通過相位支路電流產(chǎn)生的磁通量的一個平行于轉(zhuǎn)子磁通量的矢量份額的矢量份額。有利地是不會因此造成電機(jī)轉(zhuǎn)矩的任何變化。補(bǔ)充通電流僅僅導(dǎo)致突出測量信號。

優(yōu)選相位支路是至少部分地按星狀布線的，并且用于測定測量信號的裝置用于分析評價星狀接點(diǎn)上的電位。

優(yōu)選用于測定測量信號的裝置設(shè)置用于探測電位變化、特別是星狀接點(diǎn)上的電位變化，這些電位變化是由于施加到相位支路上的電壓脈沖而產(chǎn)生的。

信號測定裝置有利地測定與依次相繼地施加到相位支路上的電壓脈沖相關(guān)聯(lián)的測量信號，電壓脈沖是以一個短的時間間隔Δt在時間上錯開的，在該時間間隔中轉(zhuǎn)子的位置幾乎沒有變化。

也可以使用這樣的脈沖作為測量脈沖，該脈沖用于按照脈沖寬度調(diào)制方法（PWM方法）給電機(jī)通電流，其中，電池的直流電壓脈沖式周期性地施加到電機(jī)上。

附圖說明

下面將參照一些實(shí)施例和所附的與其中一個實(shí)施例相關(guān)的附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。附圖表示：

圖1配有本發(fā)明提出的設(shè)備的電機(jī)的示意圖；

圖2圖1所示電機(jī)的一個示意截面圖；

圖3關(guān)于將測量脈沖施加到圖1和2所示電機(jī)上的解釋圖；

圖4關(guān)于探測在圖1和2所示電機(jī)的星狀接點(diǎn)上的信號的解釋圖；和

圖5用于解釋圖1和2所示電機(jī)的補(bǔ)充的、突出測量信號的通電流的視圖。

具體實(shí)施方式

在圖1和2中示意地示出的電機(jī)具有三個按星狀布線的相位支路1、2、3，其各自具有一個在定子9上的勵磁繞組4。該電機(jī)包含一個具有永久磁鐵6、7的外轉(zhuǎn)子5，這些永久磁鐵形成一個北極和一個南極。勵磁繞組4的軸線8相互成120°角。這些勵磁繞組各自由一個鐵芯10填充。

與所示的實(shí)施例不同，這種電機(jī)也可以設(shè)計成多極的，而且為每個相位支路可以具有多于一個的勵磁繞組，以及代替唯一的磁周期可以有多個磁周期，其各自具有一個北極和一個南極。相位支路的數(shù)目也可大于或小于三。代替所示相位支路1、2、3按星狀的布線，也可以按三角布線。