[發(fā)明專利]用于無傳感器式地獲知電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480037585.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN105359404B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.弗里克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號(hào): H02P6/182
• 分類號(hào): H02P6/182;H02P21/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周志明;宣力偉

本發(fā)明涉及一種用于獲知旋轉(zhuǎn)的、多相的、電子換向的電機(jī)（2）的轉(zhuǎn)子位置的方法，其中所述電機(jī)（2）具有多個(gè)相導(dǎo)線（3），所述相導(dǎo)線通過相接頭能通電，所述方法包括以下步驟：確定（S1、S2）所述電機(jī)（2）的相接頭上的相電壓和相電流；?從所確定的相電壓和相電流中獲知（S6）所述電機(jī)（2）的相接頭上的感應(yīng)電壓；并且?以固定于定子的笛卡爾坐標(biāo)系為參照提供所述感應(yīng)電壓的、通過所述感應(yīng)電壓而確定的電壓向量；其特征在于，使所述感應(yīng)電壓的以固定于定子的笛卡爾坐標(biāo)系為參照而提供的電壓向量的空間向量角計(jì)算式地以所述轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值為幅度旋轉(zhuǎn)（S7）；對(duì)旋轉(zhuǎn)的電壓向量進(jìn)行低通濾波（S8）；并且在所述感應(yīng)電壓的經(jīng)低通濾波的、旋轉(zhuǎn)過的電壓向量（Uind_TPdq*）的角位置的基礎(chǔ)上來為接下來的計(jì)算周期確定所述轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子換向的電機(jī)，對(duì)于所述電子換向的電機(jī)而言借助于對(duì)感應(yīng)電壓的確定來無傳感器式地檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子位置。特別地，本發(fā)明涉及一種用于無傳感器式地確定轉(zhuǎn)子位置的方法。

背景技術(shù)

為了使電機(jī)進(jìn)行電子換向，有必要確定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子位置（對(duì)于旋轉(zhuǎn)的機(jī)器而言是轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)件位置），以便從中獲知有待施加的轉(zhuǎn)動(dòng)場或者場向量的當(dāng)前的方向和強(qiáng)度。除了大量的、用于基于傳感器地檢測轉(zhuǎn)子位置的方法之外，還越來越多地使用一些方法，在這些方法中在已知的電參量、例如相電壓和相電流的基礎(chǔ)上確定轉(zhuǎn)子位置。

這些方法之一被稱為反電動(dòng)勢(shì)法（Back-EMF-Verfahren），用該反電動(dòng)勢(shì)法從在電機(jī)的相位之一內(nèi)的感應(yīng)電壓中獲知轉(zhuǎn)子位置。在此將所確定的轉(zhuǎn)子位置分配給所述感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)的位置。因?yàn)闉榱藴y量所述感應(yīng)電壓而有必要無電流地切換相應(yīng)的相接頭，其中應(yīng)該在所述相應(yīng)的相接頭上測量所述感應(yīng)電壓，所以在使用所述反電動(dòng)勢(shì)法時(shí)在對(duì)于合適的用于電子換向的通電模式的選擇方面存在著限制。此外，借助于所述反電動(dòng)勢(shì)法通常僅僅在這樣的電機(jī)中才能精確地進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置確定，對(duì)于這樣的電機(jī)而言所述感應(yīng)電壓描繪了近似正弦形的曲線變化并且相電壓根據(jù)逆變器的類型不是通過逆變器來提供，因?yàn)閷?duì)于逆變器而言不能無電流地切換相接頭。

為了測量所述感應(yīng)電壓，通常根據(jù)預(yù)先給定的脈寬調(diào)制來設(shè)置通電模式的中斷形式的消隱期。在消隱期期間無電流地切換相關(guān)的相位，在該相位中預(yù)料到所述感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)，并且實(shí)施對(duì)于所述感應(yīng)電壓的大小或者梯度的測量，以便在消隱期期間確定所述感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)的時(shí)刻。

但是，消隱期的設(shè)置與在電機(jī)的運(yùn)行中產(chǎn)生的增大的噪聲相關(guān)聯(lián)。用反電動(dòng)勢(shì)法通常不可以進(jìn)行例如對(duì)于噪聲特性而言有利的持久的電壓預(yù)先規(guī)定（無消隱期）。所述感應(yīng)電壓的曲線變化偏離純粹正弦的曲線變化的程度越大，所熟知的、用于無傳感器式地運(yùn)行正弦形的機(jī)器的方法的質(zhì)量、例如無傳感器的場導(dǎo)向的調(diào)節(jié)的質(zhì)量就越下降。

此外，可以設(shè)置一種用于獲知旋轉(zhuǎn)的、多相的、電子換向的電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置的方法，所述電機(jī)具有多個(gè)相繞組，所述相繞組通過相接頭能通電。在此確定所述電機(jī)的相接頭上的相電壓和相電流，并且從所確定的相電壓和電流中獲知所述電機(jī)的相接頭上的感應(yīng)電壓。以固定于定子的笛卡爾坐標(biāo)系為參照提供所述感應(yīng)電壓的、通過所述感應(yīng)電壓而確定的電壓向量，并且作為所述感應(yīng)電壓的以固定于定子的笛卡爾坐標(biāo)系為參照而提供的電壓向量的空間向量角來獲知所述轉(zhuǎn)子位置。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種方法和一種裝置，用所述方法和所述裝置即使在電壓為非正弦形的情況下也可以以簡單的方式來無傳感器式地獲知所述轉(zhuǎn)子位置。

該任務(wù)通過根據(jù)本發(fā)明的用于無傳感器式地獲知轉(zhuǎn)子位置的方法以及通過根據(jù)本發(fā)明的裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來解決。