用于电机的角度测量系统的校准和监控技术方案

本发明专利技术涉及一种电机（100），其具有：用于确定转子（105）的第一旋转角的角度位置探测器（103）；用于产生磁场的定子绕组（107）；用于检测在转子旋转时在定子绕组末端处的磁极转子电压的电压测量器（109）；和用于从磁极转子电压确定第二旋转角以及用于确定第一和第二旋转角之间的角度差的确定电路（111）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电机的角度测量系统的校准和监控
本专利技术涉及具有角度测量系统的电机。
技术介绍
印刷品DE102009029396A1涉及一种用于运行电机的方法，其中电机具有定片（stator）和转动体（Rotor）并且转动体相对于定片的角度位置通过解析器原理被确定。解析器原理所基于的是，借助于一个线圈、也即要么转动体绕组要么定片绕组在电机内建立磁场。该磁场在相应另一绕组中感应出电压，该电压的参数取决于转动体相对于定片的角度位置。如果对该感应的电压进行分析，则因此可以推断出角度位置，而电机不必具有附加的传感器。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是，提高角度测量的可靠性。该任务通过电机和用于运行电机的方法来解决，其中所述电机包括：用于确定转子的第一旋转角的角度位置探测器；所述转子的由励磁电流流经的励磁绕组；用于产生磁场的定子绕组；用于检测在转子旋转时在定子绕组末端处的磁极转子电压的电压测量器；和用于从磁极转子电压确定第二旋转角以及用于确定第一和第二旋转角之间的角度差的确定电路，其中所述励磁电流被选择为，使得磁极转子电压高于车载网络电压B+。本专利技术所基于的认识是，可以通过角度测量根据磁极转子电压来检验角度位置探测器（Winkellagegeber）的测量。本专利技术的优点根据一个方面，本专利技术的任务通过一种电机来解决，该电机具有用于确定转子的第一旋转角的角度位置探测器、用于产生磁场的定子绕组、用于检测在转子旋转时在定子绕组末端处的磁极转子电压的电压测量器、以及用于从磁极转子电压中确定第二旋转角以及用于确定第一和第二旋转角之间的角度差的确定电路。由此例如实现的技术上的优点是，即使在车辆中运行期间也可以规则地执行对角度信号的可信度测试，使得识别出例如由旋转、异体影响或者去磁引起的可能改变。尤其是实现如下优点，即通过简单的和成本低廉的方式确定角度信号的零位置并且使得既能够初次习得（Einlernen）角度信号也能够事后检验该角度信号。在一个有利的实施方式中，电机包括用于存储角度差的非易失性存储器。由此例如实现的技术上的优点是，所述角度差持久地可供旋转角校正使用。在另一有利的实施方式中，电机包括转子上的励磁绕组和用于限制该励磁绕组中的最大励磁电流的电流限制器。由此例如实现的技术上的优点是，可以通过电流限制器来调整所产生的磁极转子电压。在另一有利的实施方式中，电流限制器被构造为根据转速通过在参考电压之下调整最大励磁电流来调整磁极转子电压。由此例如实现的技术上的优点是，防止参考电压、例如车载网络电压被超过并且没有由于定子电感而改变电压信号的相位角值的电流流过。在另一有利的实施方式中，电机包括用于将磁极转子电压与参考电压进行比较以便产生比较信号的比较器。由此例如实现的技术上的优点是，可以根据所获得的比较信号执行角度校准。在另一有利的实施方式中，所述比较器被构造为一旦磁极转子电压低于参考电压就输出比较信号。由此例如实现的技术上的优点是，如果没有改变磁极转子电压的相位角值的电流流过，则输出信号。在另一有利的实施方式中，确定电路被构造为在存在比较信号时确定角度差。由此例如实现的技术上的优点是，特别精确地执行角度校准。在另一有利的实施方式中，确定电路被构造为将第一旋转角校正所述角度差，以便获得经校正的旋转角。由此例如实现的技术上的优点是，获得可靠地反映转子的位置的旋转角。在另一有利的实施方式中，确定电路被构造为将经校正的旋转角与第二旋转角进行比较。由此例如实现的技术上的优点是，提高角度测量的可靠性。在另一有利的实施方式中，确定电路被构造为如果经校正的旋转角和第二旋转角彼此有偏差则输出故障信号。由此例如实现的技术上的优点是，防止电机的错误运行。在另一有利的实施方式中，所述电机包括用于与经校正的第一旋转角同步地产生旋转场的操控装置。由此例如实现的技术上的优点是，实现对转子的特别精确的操控。在另一有利的实施方式中，电机的磁极对的数目大于1。由此例如实现的技术上的优点是，校准的精度提高。根据另一方面，本专利技术的任务通过一种用于运行电机的方法来解决，所述方法具有步骤：通过角度位置探测器检测电机的转子的第一旋转角；检测在转子旋转时在定子绕组末端处的磁极转子电压；从磁极转子电压中确定第二旋转角；以及确定第一和第二旋转角之间的角度差。由此可以实现与通过根据第一方面的电机相同的优点。在一个有利的实施方式中，所述方法包括步骤：将角度差存储在操控电子设备中。由此例如实现的技术上的优点是，确定的角度差可供任意其他的数据处理步骤使用。在一个有利的实施方式中，所述方法包括步骤：沿着转动体圆周在多个位置处求取角度差。由此实现的优点是，沿着转动体圆周在多于一个的位置处求取角度差，并且旋转角的校正沿着转动体圆周改变。通过求取多个校正值，进一步改善所述方法的安全性。在一个有利的实施方式中，所述方法包括步骤：将第一旋转角校正所述角度差，以便获得经校正的旋转角。由此例如同样实现的技术上的优点是，获得更准确的和更精确的旋转角。在一个有利的实施方式中，所述方法包括步骤：与经校正的第一旋转角同步地产生旋转场。由此例如同样实现的技术上的优点是，精确地操控所述电机的转子。附图说明本专利技术的实施例在附图中示出并且在下文中予以更详细的描述。图1示出电机的示意性视图；图2示出用于电机的电路；图3示出用于具有一个极对的电机的磁极转子电压和角度传感器信号的时间变化曲线的图表；图4示出在使用比较器系统时的输出电压；和图5示出用于具有两个极对的电机的相电压和角度探测器（Winkelgeber）的时间信号变化曲线的图表。具体实施方式本专利技术可以例如在机动车中在发电机情况下用于将机械能转换成电能。所述发电机大多由爪极发电机组成，其装备有电励磁装置。因为爪极发电机大多三相地产生三相电流，因此为常见的机动车直流电压车载网络产生所产生的电压的整流，例如通过基于半导体二极管的整流器。此外附加地存在可以附加地用于起动内燃机的发电机，其也称为起动发电机。一般地，这种起动发电机仅仅在非常小的转速情况下才以电动机的方式来运行，因为可产生的转矩在较高转速情况下快速下降。也用于机动车驱动的另外的发电机从混合动力车辆的领域中已知。这些发电机在低转速情况下支持内燃机，在所述低转速情况下该内燃机还不提供其满转矩（推动运行，涡轮迟滞补偿）。在电动机运行中，在这种驱动中使用角度位置探测器，以便在定子绕组中产生角度同步的旋转场。为了调准角度位置探测器，可以对发电机的相通电。由此转动体在特定位置对准，该位置被识别为零位置。但是，这种调准的可再现性由于摩擦效应或者外部力矩而是小的并且所述方法在运行中仅能差地被应用，也就是说仅在停止中并且在没有外部转矩情况下被应用。另外，所述方法引起损耗功率并且不对称地对相加负荷。图1示出本专利技术电机100的示意性视图。电机100包括转子105，其可旋转地围绕旋转轴115安置。该转子105包括励磁绕组113。也称为电枢或转动体的转子105是以电磁方式起作用的电机的一部分并且构成电机的运动部分。励磁绕组113是由导线绕组构成的线圈，当该线圈被电流流经时，该线圈产生用于能量转换的磁场，也称为主磁场或空隙磁场。所述电流被称为励磁电流。电机另外包括定片或定子117。定片117构成电机100的固定的部分。该定片117在许多情本文档来自技高网...

【技术保护点】
电机（100），具有：用于确定转子（105）的第一旋转角的角度位置探测器（103）；用于产生磁场的定子绕组（107）；用于检测在转子（105）旋转时在定子绕组（107）末端处的磁极转子电压的电压测量器（109）；和用于从磁极转子电压确定第二旋转角以及用于确定第一和第二旋转角之间的角度差的确定电路（111）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.23 DE 102012202772.61.电机（100），具有：用于确定转子（105）的第一旋转角的角度位置探测器（103）；所述转子（105）的由励磁电流流经的励磁绕组（113）；用于产生磁场的定子绕组（107）；用于检测在转子（105）旋转时在定子绕组（107）末端处的磁极转子电压的电压测量器（109）；和用于从磁极转子电压确定第二旋转角以及用于确定第一和第二旋转角之间的角度差的确定电路（111），其中所述励磁电流被选择为，使得磁极转子电压高于车载网络电压（B+）。2.根据权利要求1所述的电机（100），其中所述电机（100）包括用于存储角度差的存储器。3.根据权利要求1或2所述的电机（100），其中所述电机（100）包括转子（105）上的励磁绕组（113）和用于限制励磁绕组中的最大励磁电流的电流限制器。4.根据权利要求3所述的电机（100），其中所述电流限制器被构造为通过在参考电压之下调整最大励磁电流来调整磁极转子电压。5.根据权利要求1或2所述的电机（100），其中所述电机（100）包括用于将磁极转子电压与参考电压进行比较以便产生比较信号的比较器。6.根据权利要求5所述的电机（100），其中所述比较器被构造为一旦磁极转子电压低于参考电压就输出比较信号。7.根据权利要求6所述的电机（100），其中所述确定电路（111）被构造为在存在比较信号时...

【专利技术属性】
技术研发人员：P梅林格，M克普勒，J勒斯纳，
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