[發明專利]電機的監視裝置和監視方法及轉子位置檢測的裝置和方法

有效

• 申請號: 201610860125.0
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN106849776B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 卡斯滕·維德曼
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18;H02P21/18
• 代理公司: 11240 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余剛;李慧<國際申請>=<國際公布>=<

本發明涉及一種用于監視無傳感器的轉子位置檢測的監視裝置。監視裝置包括用于評估檢測到的測試交流電流的第一分量的測試電流評估器，該第一分量表示第一換向方向，其與施加的測試交流電壓的換向方向同向。本發明還涉及一種用于無傳感器地檢測轉子的位置的轉子位置檢測裝置。轉子位置檢測裝置包括測試電流評估器，其如下地進行實施：根據測試交流電流的分量的相位進行測定，該分量在測試交流電壓變換換向方向之前和之后與施加在電機處的測試交流電壓的至少一次地變換的換向方向反向；并且測定在第一相位和第二相位之間的中間值。此外，本發明涉及用于無傳感器的轉子位置檢測的監視方法和用于無傳感器地檢測轉子的位置的轉子位置檢測方法。

技術領域

在第一方面，本發明涉及一種用于對電機的無傳感器的轉子位置檢測進行監視的監視裝置。此外，本發明涉及一種用于對電機的無傳感器的轉子位置檢測進行監視的相應的方法。

在第二方面，本發明涉及一種用于無傳感器地檢測電機的轉子的位置的轉子位置檢測裝置。此外，本發明涉及一種用于無傳感器地檢測電機的轉子的位置的相應的方法。

背景技術

在此，轉子位置檢測被稱為無傳感器的，對于其來說不要求電壓傳感器，而是在其中借助于相電流的評估而進行轉子的位置的測定。電機能夠是永磁體激勵的電機、場電流激勵的電機、混合激勵的電機或磁阻電機。與此無關地，電機能夠具有內部轉子或外部轉子或是直線電機。場激勵的部件(永磁體和/或場繞組)能夠布置在轉子側或定子側上。轉子也能夠被稱為電機轉子。

對于永磁體激勵的交流同步電機的氣隙轉動力矩的條件而言，需要關于轉子的磁性軸線(即關于d軸位置)的信息。在低轉速范圍、包括停機中，對此適用基于各向異性(anisotropiebasierte)的轉子位置估計的方法。在該方法的子方法中，將高頻的、對稱的測試交流電壓(例如具有500Hz和2000Hz之間的頻率)施加到交流電機的繞組上，由此不驅動同步電機的轉子，而是生成足夠強的測試交流電流，以便測定關于轉子的當前位置的信息。該方法被稱為注入式方法以及注入方法(Injektionsverfahren)。

DE 101 14 293 B3描述了這樣的注入方法。為了生成疊加的交流場，將高頻的、對稱的交流電壓(例如具有500Hz和2000Hz之間的頻率)施加到交流場電機的驅動交流繞組上。從支路電流的測量中過濾出電流空間矢量，其能夠導回到高頻的、對稱的交流電壓上。借助于過濾出的電流空間矢量來測定相信號，其表示轉子相對于電機的定子的位置。

已知的注入方法不包含安全機構，利用其來可靠地確認通過注入方法測定的轉子位置是否是有錯的。此外，關于利用已知的注入方法測定的轉子的相位的信息包含了不能分離地識別的偏差錯誤。關于轉子的相位信息的偏差錯誤能夠例如由于電流調節或由于轉動力矩調節而引起(參見Wiedmann，K.：永磁激勵的同步電機的無位置發生器的運行，2012年博士論文，5.2.1章，104頁)。

發明內容

在第一方面，本發明的目的在于，提供一種用于監視無傳感器的轉子位置檢測的功能性的可靠的和經濟的監視方法，該轉子位置檢測以注入方法為基礎。相應地適用于監視無傳感器的轉子位置檢測的監視裝置。

在第二方面，本發明的目的在于，提供一種用于無傳感器地檢測電機的轉子的位置的轉子位置檢測方法，利用該轉子位置檢測方法能以比已知的轉子位置檢測方法更高的精度測定電機的轉子的位置。

根據本發明，在第一方面的目的通過用于監視電機的無傳感器的轉子測定的監視裝置實現。監視裝置包括測試電流測定器和測試電流評估器。測試電流測定器設置用于檢測測試交流電流，其由測試交流電壓產生，該測試交流電壓施加在電機的定子或轉子繞組的交流電壓接口處。測試電流評估器設置用于評估檢測到的測試交流電流的第一分量，其表示第一換向方向，該第一換向方向與施加的測試交流電壓的換向方向同向。在一個特別優選的實施方式中，測試交流電壓是對稱的。