[發(fā)明專利]用于驅(qū)控感應(yīng)式電機的控制裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410089701.7
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104052347B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.布勞恩;T.加貝蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02P6/185
• 分類號: H02P6/185
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 宣力偉;楊國治

本發(fā)明涉及一種用于感應(yīng)式電機的控制裝置，具有角度確定裝置，其設(shè)計用于產(chǎn)生測量電壓脈沖；還具有調(diào)制裝置，其設(shè)計用于以用于驅(qū)控逆變器的控制電壓脈沖形成電壓通斷模式，所述逆變器根據(jù)該控制電壓脈沖將直流電壓轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)控感應(yīng)式電機的交流電壓；并且具有能夠與感應(yīng)式電機的輸入接頭耦合的測量裝置，其設(shè)計用于在感應(yīng)式電機的輸入接頭處測量通過測量電壓脈沖產(chǎn)生的電機電流并且將該測得的電機電流傳輸給角度確定裝置用于獲取感應(yīng)式電機的轉(zhuǎn)子角度。在此，所述角度確定裝置還設(shè)計用于將角度確定裝置產(chǎn)生的測量電壓脈沖傳輸給調(diào)制裝置。該調(diào)制裝置還設(shè)計用于向逆變器發(fā)出測量電壓脈沖并且使測量電壓脈沖的發(fā)送與控制電壓脈沖的發(fā)送同步。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)控感應(yīng)式電機、特別是電驅(qū)動的車輛的電驅(qū)動系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)的或線性的感應(yīng)式電機的控制裝置和方法。

背景技術(shù)

在調(diào)節(jié)感應(yīng)式電機（Drehfeldmaschine）、例如電驅(qū)動的車輛的電驅(qū)動系統(tǒng)中的感應(yīng)式電機時，知道感應(yīng)式電機的轉(zhuǎn)子相對于定子的相對位置至關(guān)重要。為了利用感應(yīng)式電機提供需要的扭矩，在電機的定子中形成旋轉(zhuǎn)的電場，所述電場與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。為了形成該場，需要轉(zhuǎn)子的實時角度用于調(diào)節(jié)。

一種用于確定轉(zhuǎn)子位置的可行性方案在于使用機械的、光學(xué)的或者磁性的探測器。然而所述探測器價格昂貴并且需要電驅(qū)動系統(tǒng)中相應(yīng)的結(jié)構(gòu)空間。因此，一種用于確定轉(zhuǎn)子角度的替代的可行性方案在于，在感應(yīng)式電機中不同的相電流形態(tài)中測量感應(yīng)式電機的相線中的電壓，從而由此基于感應(yīng)式電機的系統(tǒng)響應(yīng)反推出實時的轉(zhuǎn)子角度。為此不再必須使用外部的探測器。

例如文獻DE 10 2009 029 896 A1公開了一種用于確定感應(yīng)式電機的動子位置的方法，該方法分析感應(yīng)式電機對兩個時間上錯開并且相互垂直的電壓脈沖的電響應(yīng)。

文獻WO 92/01331 A1公開了一種用于沒有傳感器的情況下獲取電機轉(zhuǎn)角的電路結(jié)構(gòu)，其中將由饋給電機的變流器產(chǎn)生的電壓脈沖作為電測量信號用于轉(zhuǎn)角獲取。

文獻DE 102 26 974 A1公開了一種在沒有傳感器的情況下用于確定電機轉(zhuǎn)子的位置角的方法，該方法為了脈沖寬度調(diào)制將同步的場定向的測試空間矢量用于產(chǎn)生由測試信號決定的電流變換分量，該電流變換分量又能夠被分析用于確定位置角。

在傳統(tǒng)的方法中，必須時常暫時中斷產(chǎn)生用于感應(yīng)式電機本身的運行的調(diào)制驅(qū)控信號的調(diào)制單元的運行，以便能夠?qū)⒂糜跍y量感應(yīng)式電機的系統(tǒng)響應(yīng)的電壓脈沖饋入到相線中。由此感應(yīng)式電機的輸入接頭處可能會出現(xiàn)不期望的電壓波動或者說電壓脈動和/或電流波動或者說電流脈動。

因此，存在對用于在沒有探測器的情況下確定轉(zhuǎn)子角度的解決方案的需求，其中要能夠最小化電壓波動和/或電壓波動并且簡化電流傳感機構(gòu)和電壓傳感機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，本發(fā)明實現(xiàn)一種用于感應(yīng)式電機的控制裝置，具有角度確定裝置，其設(shè)計用于產(chǎn)生測量電壓脈沖；還具有調(diào)制裝置，其設(shè)計用于以用于驅(qū)控逆變器的控制電壓脈沖形成電壓通斷模式，所述逆變器根據(jù)該控制電壓脈沖將直流電壓轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)控逆變器的交流電壓；并且具有能夠與感應(yīng)式電機的輸入接頭耦合的測量裝置，其設(shè)計用于在感應(yīng)式電機的輸入接頭處測量通過測量電壓脈沖產(chǎn)生的電機電流并且將所測得的電機電流傳輸給角度確定裝置用于獲取感應(yīng)式電機的轉(zhuǎn)子角度。在此，該角度確定裝置還設(shè)計用于將角度確定裝置所產(chǎn)生的測量電壓脈沖傳輸給調(diào)制裝置。此外，該調(diào)制裝置還設(shè)計用于向逆變器發(fā)出測量電壓脈沖并且使該測量電壓脈沖的發(fā)送與控制電壓脈沖的發(fā)送同步。

另一方面，本發(fā)明實現(xiàn)了一種電驅(qū)動系統(tǒng)，其具有感應(yīng)式電機、為了驅(qū)控感應(yīng)式電機將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓的逆變器和按照本發(fā)明的第一方面所述的控制裝置。