用于调节同步电机的方法及用于同步电机的调节设备技术

本发明专利技术提出了一种对于同步电机的操控，以便实现几乎不取决于磁极转子角的、恒定的转矩。为此，首先获取了定子无电流地旋转的同步电机的感应出的电压。从感应出的电压关于磁极转子角的电压变化曲线出发，因此可以计算出电流变化曲线，所述电流变化曲线获得不取决于磁极转子角的恒定的转矩或者任意的另外的预先给定参数。特别地，在此也可以针对在同步电机上感应出的电压的非正弦形的变化曲线计算出非正弦形的电流变化曲线，以便能够实现不取决于同步电机的磁极转子角的、尽可能恒定的理论预先给定参数。

Method for regulating synchronous motor and equipment for regulating synchronous motor

The invention provides a control method for synchronous motor so as to realize a constant torque almost independent of the pole rotor angle. For this reason, the induced voltage of the synchronous motor whose stator rotates without current is obtained at first. Starting from the voltage variation curve of the induced voltage with respect to the pole rotor angle, the current variation curve can be calculated. The obtained current variation curve does not depend on the constant torque of the pole rotor angle or any other predetermined parameters. In particular, the non-sinusoidal curve of current variation can also be calculated for the non-sinusoidal curve of voltage induced on the synchronous motor, so as to achieve the theoretical preset parameters as constant as possible, which do not depend on the pole rotor angle of the synchronous motor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调节同步电机的方法及用于同步电机的调节设备
本专利技术涉及一种用于调节同步电机的方法以及一种用于同步电机的调节设备。此外本专利技术涉及一种电的驱动系统。
技术介绍
文献WO2010043454A1公开了一种用于场定向地调节同步电机的方法以及设备。对此，获取了横向电流-理论值、纵向电流-理论值、横向电流-实际值以及纵向电流-实际值。在此，横向电流用于机器的转矩形成，而纵向电流用于场形成或者场减弱。所述值被输送给调节器，所述调节器获取纵向电压分量和横向电压分量。这些分量被转换成多相的旋转电压系统（Drehspannungssystem）的电压并且然后被传递给脉冲逆变器。此外，机器的定子电流被检测，并且在知道了转子位置角度的情况下转变成纵向-和横向电流实际值。对于同步电机的调节通过脉冲逆变器的输出信号来进行。变流器馈电的同步电机通常不取决于其通过励磁场感应出的电压的形式地利用正弦形的电流来运行。用于引入该正弦形的电流的电压预控制在此也正弦形地进行。在通过所述励磁场感应出的电压中与正弦形的偏离可能导致在电流变化曲线中的干扰。这可以例如通过干扰参量观察器（Störgrößenbeobachter）来抵消。以这种方式在任何情况下，将几乎正弦形的电流变化曲线馈入（einprägen）到同步电机中。
技术实现思路
本专利技术提出了一种根据权利要求1的用来调节同步电机的方法、用于同步电机的具有权利要求8的特征的调节设备以及具有权利要求10的特征的电的驱动系统。因此设置了：用于调节同步电机的方法具有用于获取在无电流地在空转中旋转的同步电机的端子上的电压变化曲线的步骤以及计算电流变化曲线的步骤，所述电流变化曲线适合与所获取的电压变化曲线共同作用，以便实现在同步电机上的预先确定的状态。该方法此外包括用来计算在同步电机的端子上的电压变化曲线的步骤，所述电压变化曲线适合用于调整在同步电机上的计算出的电流变化曲线。最后，该方法包括用于利用计算出的电压变化曲线操控同步电机的步骤。此外设置了：用于具有电压测量装置、计算设备以及操控设备的同步电机的调节设备。电压测量装置被设计用于获取电压变化曲线，所述电压变化曲线对于无电流地在空转中旋转的同步电机在同步电机的定子绕组中被感应出来并且该电压变化曲线因此那么可以在机器的定子端子上被截取。所述计算设备被设计用于计算电流变化曲线，所述电流变化曲线适合用于与所获取的电压变化曲线共同作用，以便实现同步电机的预先确定的状态。所述计算设备此外被设计用于计算在同步电机的端子上的电压变化曲线，所述电压变化曲线适合用于调整在同步电机上的计算出的电流变化曲线。所述操控设备被设计用于利用计算出的电压变化曲线操控同步电机。此外设置了：具有同步电机、根据本专利技术的调节设备以及电压转换器的电的驱动系统，所述电压转换器被设计用于在同步电机上调整通过所述调节设备计算出的电压变化曲线。本专利技术的优点本专利技术基于以下认识：在同步电机中的非正弦形的感应出的电压与馈入的正弦形的电流共同作用时，出现了脉冲的转矩变化曲线。在这种情况下，因此不存在恒定的转矩。在小的马达转速时，该脉冲的转矩可能作为急冲（Ruckeln）是能够察觉的。在更高的转速时，可能由于脉冲的转矩而出现例如不希望的噪声生成。本专利技术因此基于以下构思，考虑到该认识，并且设置用于同步电机的调节，所述调节同样在同步电机中的非正弦形的感应出的电压时例如导致了几乎恒定的转矩。通过根据本专利技术的对于同步电机的操控可以在此特别地也在组合同步力矩和磁阻力矩的情况下这样地修改用于操控同步电机的电流形式，以使得产生恒定的总转矩。同样地对于另外的要求、诸如通过同步电机的恒定的功率吸收等等，用于操控同步电机的电流形式在此可以分别这样地修改，以使得待馈入到同步电机中的电流始终在使用感应出的电压的变化曲线的情况下被确定。用于操控同步电机的电流-和/或电压变化曲线可以在此自动地并且单独地匹配于相应待运行的机器，而不会由此产生升高了的费用。此外，用于操控同步电机的电流形式也可以考虑老化-或者温度效应以及必要时考虑另外的影响，所述影响可以改变在同步电机中感应出的电压的变化曲线。同样地，在此分别能够自动地匹配于给定的比例。在该说明书中以及在权利要求书中使用的概念“电流变化曲线”可以在此包括横向电流变化曲线和/或纵向电流变化曲线。特别地，纵向-和横向电流系统通常会具有关于磁极转子角（Polradwinkel）的彼此不同的变化曲线。以相同的方式，概念“电压变化曲线”也可以包括横向电压变化曲线和/或纵向电压变化曲线。根据一种实施方式，预先确定的状态包括为了达到所述状态而计算待馈入到同步电机中的电流变化曲线，同步电机的特别地在考虑或者不考虑同步电机的磁阻力矩的情况下的恒定的转矩或者同步电机的恒定的功率吸收。在使用同步电机的感应出的电压变化曲线的情况下，将待馈入的电流变化曲线能够匹配于其的另外的要求此外同样是可能的。根据另一种实施方式，获取感应出的电压变化曲线包括测量在同步电机的空转中的同步电机的端子上的电压。例如可以为此在同步电机无电流地旋转时检测在同步电机的端子上的或者在与同步电机的端子相耦联的设备（例如整流器等等）上的电压。特别地例如可以对于无电流地在空转中旋转的同步电机、借助于现有的电压测量设备在与同步电机电地耦联的电压调整器的输出端上确定感应出的电压。根据另一种实施方式，获取感应出的电压变化曲线包括测量被通以电流的同步电机的电压变化曲线。为了获取感应出的电压变化曲线，在此从被通以电流的同步电机的测量出的电压变化曲线减去在定子绕组的已知的阻抗上的、特别地在已知的电感以及欧姆的电阻上的电压下降。以这种方式，对于被通以电流的同步电机也可能的是，获取感应出的电压变化曲线。根据另一种实施方式，计算用于实现同步电机的预先确定的状态的电流变化曲线和/或计算用于调整所计算出的电流变化曲线的电压变化曲线包括在定子定向的坐标系和场定向的坐标系之间的变换。所述在定子定向的和场定向的坐标系之间的变换使得对于电机的不取决于电机的转速的有效的调节成为可能。这样的变换例如作为“派克-变换（Park-Transformation）”是已知的。根据一种实施方式，在定子定向的坐标系和场定向的坐标系之间的变换匹配于非正弦形的电流变化曲线和/或非正弦形的电压变化曲线。通过变换方程对于非正弦形的电流-或者电压变化曲线的匹配也可以对于这种类型的非正弦形的电流-/电压变化曲线进行有效的计算。根据一种实施方式，用于获取感应出的电压变化曲线的步骤包括低通滤波。特别地，用于获取感应出的电压变化曲线的步骤消除高频的频率部分、诸如在预先确定的多倍的基频（Grundfrequenz）之上的谐振动（Oberschwingung）。例如将感应出的电压变化曲线的频谱限制到基频的7倍、11倍或者13倍上是可能的。根据用于同步电机的调节设备的一种实施方式，所述调节设备包括存储器。该存储器可以被设计用于，存储由电压测量装置所获取的感应出的电压变化曲线。在此特别有利的是，将所获取到的感应出的电压变化曲线作为电的磁极转子角的函数保存在该存储器中。此外在此有利的是，在将电压变化曲线保存在存储器中时，对于额定电压、基础振动幅值或者感应出的电压的有效值进行标准化。所述调节装置可以特别地被设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于调节同步电机（2）的方法，该方法具有步骤：获取（S1）在定子无电流地旋转的同步电机（2）的端子上的电压变化曲线；计算（S2）电流变化曲线，所述电流变化曲线适合与所获取的电压变化曲线共同作用，以便实现在所述同步电机（2）上的预先确定的状态；计算（S3）在所述同步电机（2）的端子上的电压变化曲线，所述电压变化曲线适合用于调整在所述同步电机（2）上的计算出的电流变化曲线；以及利用计算出的电压变化曲线操控（S4）所述同步电机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.24 DE 102016211406.91.用于调节同步电机（2）的方法，该方法具有步骤：获取（S1）在定子无电流地旋转的同步电机（2）的端子上的电压变化曲线；计算（S2）电流变化曲线，所述电流变化曲线适合与所获取的电压变化曲线共同作用，以便实现在所述同步电机（2）上的预先确定的状态；计算（S3）在所述同步电机（2）的端子上的电压变化曲线，所述电压变化曲线适合用于调整在所述同步电机（2）上的计算出的电流变化曲线；以及利用计算出的电压变化曲线操控（S4）所述同步电机。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述同步电机（2）的预先确定的状态包括同步电机（2）的恒定的转矩、同步电机（2）的恒定的功率吸收和/或对于同步电机（2）的磁阻力矩的考虑。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中获取（S1）电压变化曲线包括在所述同步电机（2）的定子无电流的运行中测量所述同步电机（2）的端子上的电压。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中获取（S1）电压变化曲线包括测量被通以电流的同步电机（2）的电压变化曲线以及减去在同步电机（2）的定子绕组的已知的阻抗上的电压下降。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中计算（S2）电流变化曲线和/或计算（S3）电压变化曲线包括在定子定向的坐标系和场定向的坐标系之间的变换。6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述定子定向的坐标系和所述场...

【专利技术属性】
技术研发人员：M布劳恩，H拉普，S库尔茨，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE