用于控制或者调节永久激励的同步电机的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于控制或者调节永久激励的同步电机（50）的方法，包括下述步骤：接收额定力矩值（M_soll）并且检测所述同步电机的转子转速值（N_ist）；在预先给定的变换配属（10，11，12）的基础上将被接收到的额定力矩值和被检测到的转子转速值变换成额定‑极坐标值（U_soll，Phi_soll）；在所述额定‑极坐标值（U_soll，Phi_soll）的基础上从预先给定的控制数据表（30）中求取控制数据项（SD_U，SD_V，SD_W）；和在被求取出的控制数据项的基础上控制所述同步电机的通电，以便所述同步电机在其稳定状态中产生对应于所述额定力矩值的额定力矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制或者调节永久激励的同步电机的方法和装置
技术介绍
本专利技术涉及一种用于控制或者调节永久激励的同步电机的方法和装置。现有技术公开了一种永久激励的同步电机的矢量调节或者场定向的调节。在此，在具有d分量和与其正交的q分量的矢量示图中的、与转子相关的量作为调节差额被供给给调节器。通过应用调节算法，所述调节器在这个与转子相关的调节差额的基础上确定与转子相关的调节量。在d/q-系统中的、与转子相关的量的示图对应于在随着转子旋转的笛卡尔坐标系中的这些量的示图。但是为了直接地控制该同步电机的通电，与定子相关的量是必需的。此外，该同步电机的相电流能够利用相应的、为三相提供的相电流传感器只与定子相关地被检测，并且能够作为调节量被返回到所述调节器处。现有技术中的、相应的调节器组件在图3中被示出。通过相电流传感器71，72和73被检测的、与定子相关的、同步电机50的相电流值I_U，I_V或者I_W，作为待返回到调节装置3处的调节量，借助于克拉克（Clarke）-变换和随后的帕克（Park）-变换（参见图3中相应的装置1和2）被变换为在笛卡尔或者d/q-示图中的实际-电流值Id_ist和Iq_ist。除了这些实际电流值Id_ist和Iq_ist之外，将从额定力矩M_soll中求取或者计算出作为实际的指令变量的额定电流值连同在d/q示图中的分量Id_soll和Iq_soll供给给所述调节装置3，所述调节装置3应该通过将调节算法f’应用于被供给的-d/q量来将这些量之间的调节误差最小化。因此，在笛卡尔示图中的电压值Ud’和Uq’作为与转子相关的调节量在该调节装置3的出口处备用，所述电压值通过逆帕克-变换（参见图3中的装置4）被转化为在笛卡尔示图中的与定子相关的量UD’和UQ’。然后，在控制数据-求取装置5中从控制数据表中读取控制数据项SD，UD’和UQ’配属于所述控制数据表。然后，以三相-IGBT-半桥式设备为形式的控制装置6根据所述控制数据项SD（=SD_U，SD_V，SD_W）控制该同步电机50的三相的通电S_U，S_V和S_W。所述与定子相关的量到与转子相关的量的变换或者相反的变换是计算密集的，并且导致高的实施花费。此外，为了在根据图3所示的返回的相电流的基础上调节该同步电机，还必须提供三个相电流传感器71，72，73。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于：以被减少的实施花费提供一种用于控制或者调节永久激励的同步电机的方法和装置。本专利技术的任务通过根据权利要求1的控制方法、根据权利要求2的调节方法、根据权利要求7的用于控制的设备和根据权利要求8的调节器得到解决。有利的根据本专利技术的实施方式在从属权利要求中被限定。所有根据本专利技术的实施方式基于专利技术人的、令人惊讶的认识：与利用基于矢量的并且尤其也与转子相关的量（即在位于笛卡尔示图或者d/q示图中的量的基础上）的常规的控制/调节相比，当在位于极坐标示图中的量的基础上进行控制/调节时，永久激励的同步电机能够明显费用更少地被控制/被调节。极坐标值给作为径向分量（也被称作幅值分量或者径向坐标）的、在平面中的每一点分配这个点至固定地预先给定的点、尤其是原点的距离，并且给作为角度分量或者角度坐标的、在平面中的每一点分配相对于固定的方向、尤其是相对于水平方向或者0°方向的角度。具有径向坐标U或者说|U|和角度分量Phi的极坐标值U的数学公式是：U=U•ejPhi=|U|•ejPhi。与此相反地，在本专利技术的描述的框架内，对于具有所述径向坐标U和所述角度坐标Phi的极坐标值优选使用如下写法：{U，Phi}。附图说明下面根据附图详细说明本专利技术。为此示出图1用于控制永久激励的同步电机的设备，图2用于调节永久激励的同步电机的调节器和图3现有技术中的调节器组件。下面参照图1和图2阐述本专利技术的示例性实施方式，图1和图2示例性地示出根据本专利技术的控制设备或者根据本专利技术的调节器。根据设备被公开的特征也应该视作在方法上被公开，反之亦然。为了简化描述，相同的或者相似的装置、分量和量在图1和图2中配设有相同的附图标记。图1示出用于控制永久激励的同步电机50的设备18。所述控制设备包括变换装置10、控制数据-求取装置30和控制装置32。所述变换装置10被构造用于在预先给定的变换配属的基础上将例如由控制器所接收到的额定力矩值M_soll和被检测到的转子转速值N_ist变换成额定-极坐标值{U_soll，Phi_soll}，所述额定-极坐标值具有尤其是电压的幅值U_soll（径向坐标值）和尤其是电压的角度Phi_soll（角度坐标值）；所述额定力矩值应该由同步电机产生，所述转子转速值表明该同步电机的当前的转子转速并且例如通过转速传感器被检测到。这种预先给定的变换配属尤其通过被储存在第一装置11中的第一特性场KU和被储存在第二装置12中的第二特性场KPhi被构成。通过对于具有被接收到的额定力矩值M_soll和所述转子转速值N_ist的第一特性场KU进行寻址，该额定-极坐标的径向分量U_soll（径向坐标值）被求取出或者从所述特性场KU中被读取。相似地，通过对于具有被接收到的额定力矩值M_soll和所述转子转速值N_ist的第二特性场KPhi进行寻址，该额定-极坐标的角度分量Phi_soll（角度坐标值）被求取出或者从所述特性场KPhi中被读取。即所述特性场KU和KPhi储存了M_soll和N_ist的值对与具有径向分量U_soll和角度分量Phi_soll的极坐标值的配属。通过所述特性场KU和KPhi的（M_soll，N_ist）-寻址而被求取出的额定-极坐标值{U_soll，Phi_soll}在所述控制设备18中被输入到所述控制数据-求取装置30处，以便从被储存在这个控制数据-求取装置中的、预先给定的控制数据表中求取被配属于被输入的极坐标值{U_soll，Phi_soll}的控制数据项SD。被求取出的控制数据项SD包含通过所述极坐标值{U_soll，Phi_soll}确定的、关于该同步电机的通电的数据，并且由所述控制数据-求取装置30传输到所述控制装置32处。所述控制装置32示例性地被构造为三相-IGBT-半桥式设备，并且在由所述控制数据-求取装置30所传输的控制数据项SD（在图1中通过SD_U，SD_V，SD_W被示出）的基础上，例如通过接通和切断所述相U，V和W的、被供给到所述同步电机处的电流来控制该同步电机50的通电。在图2中示例性地示出用于调节永久激励的同步电机的有利的调节器，所述调节器示出了在图1中示出的设备18的功能性的扩展，从而使得相同的分量在图1和图2中配设有相同的附图标记。参照图2，调节器19包括变换装置10、控制数据-求取装置30和控制装置32，所述装置在图1的阐述的框架内已经被详细地描述过，因此这里不再赘述。此外，所述调节器19还包括调节装置20，所述调节装置用于在由所述变换装置10、以该极坐标值{U_soll，Phi_soll}的形式所提供的或者所求取出的额定量或者指令变量的基础上应用预先给定的调节算法f，用以确定以极坐标值{U_stell，Phi_stell}为形式的调节量。在应用该调节算法f时，所述调节装置20还优选使用被输入到这个调节装置处的额定电流值I_soll作为额定量或者指令变量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于控制永久激励的同步电机（50）的方法，包括下述步骤：接收额定力矩值（M_soll）并且检测所述同步电机的转子转速值（N_ist）；在预先给定的变换配属（10，11，12）的基础上将被接收到的额定力矩值（M_soll）和被检测到的转子转速值（N_ist）变换成额定‑极坐标值（U_soll，Phi_soll）；在所述额定‑极坐标值（U_soll，Phi_soll）的基础上从预先给定的控制数据表（30）中求取控制数据项（SD_U，SD_V，SD_W）；和在被求取出的控制数据项（SD_U，SD_V，SD_W）的基础上控制所述同步电机的通电（S_U，S_V，S_W），以便所述同步电机在其稳定状态中产生对应于所述额定力矩值（M_soll）的额定力矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.12 DE 102014225754.91.用于控制永久激励的同步电机（50）的方法，包括下述步骤：接收额定力矩值（M_soll）并且检测所述同步电机的转子转速值（N_ist）；在预先给定的变换配属（10，11，12）的基础上将被接收到的额定力矩值（M_soll）和被检测到的转子转速值（N_ist）变换成额定-极坐标值（U_soll，Phi_soll）；在所述额定-极坐标值（U_soll，Phi_soll）的基础上从预先给定的控制数据表（30）中求取控制数据项（SD_U，SD_V，SD_W）；和在被求取出的控制数据项（SD_U，SD_V，SD_W）的基础上控制所述同步电机的通电（S_U，S_V，S_W），以便所述同步电机在其稳定状态中产生对应于所述额定力矩值（M_soll）的额定力矩。2.用于调节永久激励的同步电机（50）的方法，包括配属于被重复实施的调节循环的步骤：接收额定力矩值（M_soll），以及尤其接收额定电流值（I_soll），并且检测所述同步电机的转子转速值（N_ist）；检测所述同步电机的驱动电流值（I_Antr）、尤其是唯一的驱动电流值（I_Antr）；在预先给定的变换配属（10，11，12）的基础上将被接收到的额定力矩值（M_soll）和被检测到的转子转速值（N_ist）变换成额定-极坐标值（U_soll，Phi_soll）；在所述额定-极坐标值（U_soll，Phi_soll）、以及优选所述额定电流值（I_soll）、和被检测到的驱动电流值（I_Antr）的基础上应用预先给定的调节算法（20，f）用以确定调节量-极坐标值（U_stell，Phi_stell）；在所述调节量-极坐标值（U_stell，Phi_stell）的基础上从预先给定的控制数据表（30）中求取控制数据项（SD_U，SD_V，SD_W）；和在被求取出的控制数据项（SD_U，SD_V，SD_W）的基础上控制所述同步电机的通电（S_U，S_V，S_W）。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述预先给定的变换配属（10，11，12）由用于将所述额定力矩值（M_soll）和所述转子转速值（N_ist）变换成所述额定-极坐标值的径向坐标值（U_soll）、尤其是变换成电压幅值的第一特形场（11，KU）构成，和/或由用于将所述额定力矩值（M_soll）和所述转子转速值（N_ist）变换成所述额定-极坐标值的角度坐标值（Phi_soll）、尤其是变换成电压角度值的第二特形场（12，KPhi）构成。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制数据表（30）包括大量的控制数据项（SD_U，SD_V，SD_W），所述控制数据项具有相应的、用于给控制所述同步电机的桥式设备（32）通电的切换时间，所述桥式设备尤其...

【专利技术属性】
技术研发人员：M格拉布斯，
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