控制多相旋转场电机的方法、计算机程序及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种控制多相旋转场电机的方法、计算机程序及装置。用于在旋转场电机的至少一相的电流中断时控制多相旋转场电机的方法(200)包括接收(220)控制旋转场电机的控制参数以及转子的转动方向。该方法(200)还包括在控制参数的基础上计算(230)与转子的多个可能的转子定位对应的位置参数。此外，该方法(200)还包括在位置参数和转动方向的基础上获知(240)实际的转子定位。

Method for controlling multiphase rotating field motor, computer program and device

The invention relates to a method for controlling multiphase rotating field motor, a computer program and a device thereof. A method for controlling a multi-phase rotating field motor when a current of at least one phase of a rotating field motor is interrupted (200) includes receiving (220) controlling parameters of the rotating field motor, and rotating direction of the rotor. The method (200) also includes calculating positional parameters corresponding to a plurality of possible rotor positions of the rotor on the basis of the control parameters (230). In addition, the method (200) further includes (240) actual rotor positioning on the basis of position parameters and rotation directions.

【技术实现步骤摘要】
控制多相旋转场电机的方法、计算机程序及装置
下面的实施例涉及用于在旋转场电机的至少一相的电流中断时控制多相旋转场电机的方法和装置的领域。
技术介绍
为了将电能转化成动能，使用所谓的旋转场电机或三相电机以及其它结构形式的电动机。旋转场电机可以包括定子，定子带有可以产生随时间变化的磁场的相的环形布置，并因此能够使磁转子，例如带有永磁体的动子，处于旋转中。旋转场电机，例如永磁同步电机(PSM或PMSM)或异步电机(ASM)，使用在不同的应用中，例如混合动力汽车、电动汽车、伺服驱动器、机床等中。在电机运行时可能出现的故障状况，例如相缺失时，可能需要控制运行。在此，在一些电机类型中，特别是带有三个相的电机类型中，在相缺失时可以出现交变场。此外，如果在转子位置测量时出现问题，那么可能没法识别出这些问题，并且必要时可能导致不期望的电机情况以及在最糟糕的情况下导致转子的转动方向反转。但传统的用于估计转子位置的方法仅可以在电机的无故障的运行期间才能被使用。
技术实现思路
因此，值得期望的是提供一种用于在电机的控制运行时对旋转场电机的转子进行位置监视的改进的方案。根据独立权利要求所述的用于在旋转场电机的至少一相的电流中断时控制多相旋转场电机的方法和装置满足了这个需求。按照第一个方面，实施例涉及一种用于在旋转场电机的至少一相的电流中断时控制多相旋转场电机的方法。该方法包括接收控制旋转场电机的控制参数以及转子的转动方向。该方法还包括在控制参数的基础上计算与转子的多个可能的转子定位对应的位置参数。此外，该方法包括基于位置参数和转动方向获知实际的转子定位。例如与脉宽调制相互关联地，控制参数可以是电机的相中的电参量，或电机本身的参数，例如定子电感或定子电阻。控制参数例如也可以包括磁极转子磁通或调节参量，例如电压规定或电流规定。转动方向可以例如通过角速度的符号来给定。位置参数可以例如是实际的转子定位的函数，或通过这个函数来表征。例如当位置参数是转子定位角的三角函数时，位置参数在此也可以允许模棱两可地或多义地推断出转子定位。因此，可以在电机处在控制运行时也执行通过计算来确定转子定位，或换句话说，在运行时取消闭合的调节环路。此外，可以以更高的可靠性进行确定。在一些实施例中，方法还包括接收旋转场电机的转子的至少一个定位测量值以及将实际的转子定位与该定位测量值进行比较。因此，能够使用测得的定位和计算得出的定位的比较来探测针对转子的定位传感器的可能的干扰。在一些实施例中，方法还包括在比较的结果大于边界值时产生参考信号。因此，可以向用户或控制旋转场电机的系统告知在转子的定位测量中有干扰，这可以使及时采取相应的对策大大简化。在一些实施例中，控制参数包括第一值组和不同于第一值组的第二值组。在此，位置参数的计算包括在第一值组的基础上对用于旋转场电机的能投入使用的相的输入电压进行第一特征化以及在第二值组的基础上对输入电压进行第二特征化。由此，可以找到数学上的准则，借助其能够分离出位置参数并且能够由已知的参量获知位置参数。这可以为单义性地确定转子定位提供基础。在一些实施例中，第一值组包括用于能投入使用的相的经脉宽调制的信号和脉冲逆变器的中间电路电压，用以产生用于旋转场电机的相电流。在一些实施例中，第二值组包括用于旋转场电机的能投入使用的相的相电流、转子的角速度、旋转场电机的定子的电阻和电感。在一些实施例中，当旋转场电机的三个相中的第一相缺失时，在下面等式的基础上计算位置参数：或者，当旋转场电机的三个相中的第二相缺失时，在下面等式的基础上计算位置参数：或者，当旋转场电机的三个相中的第三相缺失时，在下面等式的基础上计算位置参数：在此，ψPM是磁极转子磁通，PWMi是用于第i相的经脉宽调制的信号，Udc是逆变器的中间电路电压，Rs是定子电阻，Isi是第i相的相电流，Ls是旋转场电机的定子电感。在一些实施例中，位置参数的计算提供了转子定位的三角函数。这可以尤其包括转子定位的正弦或余弦或者是与之相关的参量。在一些实施例中，基于位置参数的正号，当三角函数是正弦时，转子的定位被限制在原点处于转子转动轴线上的笛卡尔坐标系的第一或第二象限上，当三角函数是余弦时，转子的定位被限制在第一或第四象限上。与此相应地，在负号时，在正弦情况下是第三或第四象限，或在余弦情况下是第二或第三象限。以这种方式可以实现将多个可能的转子定位的限制为最多两个。在一些实施例中，以如下方式获知实际的转子定位，即，基于转动方向的正号以及位置参数在某一时间间隔内的提高，当三角函数是正弦时，转子的定位在这个时间间隔内被限制在笛卡尔坐标系的第一或第四象限上，或当三角函数是余弦时，转子的定位被限制在第三或第四象限。同样的限制也可以适用于负号以及附加地位置参数减小的情况。与此相应地，在负号以及位置参数提高时，在正弦的情况下是第二或第三象限，或在余弦情况下是第一或第二象限。同样的限制也可以适用于转动方向为正号并且附加地位置参数减小的情况。由此，可以消除转子定位的可能时存在的模棱两可性。按照另一方面，实施例涉及一种具有程序代码的程序，当该程序代码在计算机、处理器或可编程的硬件部件上实施时用于执行上述方法。按照另一方面，实施例涉及用于在旋转场电机的至少一相的电流中断时控制多相旋转场电机的装置。装置包括用于接收控制旋转场电机的控制参数以及转子的转动方向的输入端。装置被构造成用于在控制参数的基础上计算与转子的多个可能的转子定位对应的位置参数，并且在位置参数和转动方向的基础上单义性地获知实际的转子定位。为此，装置可以例如包括角度诊断模块或角度诊断网络。因此，针对转子定位的角度监视也可以在控制旋转场电机时以更高的可靠性来执行。在一些实施例中，装置还包括用于接收旋转场电机的转子的至少一个定位测量值的另一输入端。在此，装置被构造成用于将实际的转子定位与定位测量值进行比较。装置此外还包括用于当比较的结果大于预定的边界值时提供参考信号的输出端。这可以提供如下可能性，即，提供附加的冗余，并且因此预防了在转子位置测量时的可能的干扰。在一些实施例中，装置还包括旋转场电机。旋转场电机在此是三相永磁同步电机。附图说明接下来借助附图所示的实施例详细说明其它有利的设计方案，但实施例并不限制于附图所示的实施例。在附图中：图1示出根据一个对比示例的在用于三相旋转场电机的一相中断时的脉冲逆变器；图2示出根据一个实施例的用于在旋转场电机的至少一相的电流中断时控制多相旋转场电机的方法的流程图；图3示出根据一个实施例的用于图示出位置参数、转子定位和转动方向之间的相互关系的坐标系；图4示出根据一个实施例的用于在旋转场电机的至少一相的电流中断时控制多相旋转场电机的装置；图5示出根据一个实施例的用于在不同的相缺失时监视转子定位的算法的流程图；图6示出根据一个实施例的相电流、电机的感应输入电压、电角度、电角度的正弦、转动角的实际的正弦和测得的正弦的差的变化曲线；图7示出根据另一实施例的相电流、电机的感应输入电压、电角度、电角度的正弦、转动角的实际的正弦和测得的正弦的差的变化曲线；以及图8示出根据另一实施例的相电流、电机的感应输入电压、电角度、电角度的正弦、转动角的实际的正弦和测得的正弦的差的变化曲线。具体实施方式现在参考示出一些实施例的附图来更详细地描述不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在旋转场电机的至少一相的电流中断时控制多相旋转场电机的方法(200)，所述方法包括：接收(220)控制所述旋转场电机的控制参数以及转子的转动方向；在所述控制参数的基础上计算(230)与所述转子的多个可能的转子定位对应的位置参数；以及在所述位置参数和所述转动方向的基础上获知(240)实际的转子定位。

【技术特征摘要】
2015.10.16 DE 102015220222.41.一种用于在旋转场电机的至少一相的电流中断时控制多相旋转场电机的方法(200)，所述方法包括：接收(220)控制所述旋转场电机的控制参数以及转子的转动方向；在所述控制参数的基础上计算(230)与所述转子的多个可能的转子定位对应的位置参数；以及在所述位置参数和所述转动方向的基础上获知(240)实际的转子定位。2.按权利要求1所述的方法(200)，所述方法还包括接收(210)所述旋转场电机的转子的至少一个定位测量值以及将实际的转子定位与所述定位测量值进行比较(250)。3.按权利要求2所述的方法(200)，所述方法还包括当比较的结果大于边界值时，产生(260)参考信号。4.按前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，所述控制参数包括第一值组和不同于所述第一值组的第二值组，并且其中，所述位置参数的计算(230)包括在所述第一值组的基础上对用于所述旋转场电机的能投入使用的相的输入电压进行第一特征化(232)以及在所述第二值组的基础上对所述输入电压进行第二特征化(234)。5.按权利要求4所述的方法(200)，其中，所述第一值组包括用于能投入使用的相的经脉宽调制的信号和脉冲逆变器的中间电路电压，用以产生所述旋转场电机的相电流。6.按权利要求4或5中任一项所述的方法(200)，其中，所述第二值组包括用于所述旋转场电机的能投入使用的相的相电流、所述转子的角速度、所述旋转场电机的定子的电阻和电感。7.按前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，当所述旋转场电机的三个相中的第一相缺失时，在下面等式的基础上计算(230)所述位置参数：或者，当所述旋转场电机的三个相中的第二相缺失时，在下面等式的基础上计算(230)所述位置参数：或者，当所述旋转场电机的三个相中的第三相缺失时，在下面等式的基础上计算(230)所述位置参数：其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈桑·拉姆萨埃尔，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE