用于电气机器的校准和诊断设备及方法技术

描述了用于电气机器的校准和诊断设备(10)，其包括：位置传感器(11)，该位置传感器对接到电气机器的转子以测量转子的角位置；储存单元(14)，在电气机器的制造期间所计算出的数据被储存在该储存单元中并且可以用于校正所检测到的转子位置与实际的角转子位置之间的误差；微处理器(15)，该微处理器适于将由位置传感器(11)检测到的信息储存在储存单元(14)中，以对被储存在储存单元(14)中的信息和/或由位置传感器(11)检测到的信息进行管理和处理，以及将经处理的数据通信到与电气机器连接的逆变器(20)，从而使用角转子位置的实际值来驱动电气机器；还描述了用于这样的设备(10)的操作方法。操作方法。操作方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电气机器的校准和诊断设备及方法
[0001]本专利技术涉及用于校准和诊断电气机器的设备和方法，特别是用于校准和诊断同步磁阻电气机器(electrical machine：电机、电气机械)的设备和方法。
[0002]更特别地，本专利技术涉及用于校准和诊断电动马达的设备，优选地涉及用于校准和诊断由永磁体辅助的同步磁阻马达的设备，上述设备适于安装在马达上以允许通过与其连接的逆变器(inverter：变频器，反相器，变换器)执行其最佳驱动，并且在马达运行期间取得该马达的诊断情况。
[0003]电气机器特别是电动马达是已知的，并且使用连接至马达的逆变器来控制马达的运行是已知的。
[0004]供逆变器使用的由永磁体辅助的同步磁阻马达的控制参数是转子磁极的瞬时角位置。
[0005]在已知的马达中，在先安装马达以及将马达与逆变器耦接后，执行校准操作以校正例如通过位置传感器所检测到的转子位置与瞬时转子角位置，特别是与转子磁极的瞬时角位置之间的误差。
[0006]在将逆变器与马达耦接后，在安装马达之前执行校准操作，并且校准数据被储存在逆变器的存储器中，以通过偏移软件来校正机械误差；然后，储存的校准数据被用于最佳地驱动与其耦接的马达。
[0007]这些已知的电动马达具有的问题是，每当需要维修和/或替换马达时，必须重复进行与马达相关联的逆变器的校准操作，这不能简单地在马达被安装的地方执行，而是必须在适合于装配的车间中执行。
[0008]下述电动马达不是已知的，所述电动马达允许在马达的运行期间、在马达寿命的每一瞬间取得该马达的诊断情况以及关于该马达的每一主要部件的信息。
[0009]本专利技术的目的是通过提供用于校准和诊断电气机器的、适于安装在电气机器上的设备来解决上述现有技术的问题，该设备允许在其首次安装期间以及在其可能的维修和/或替换期间都执行其最佳的驱动；本专利技术的另一目的是在机器运行期间取得该机器的诊断情况；另外的目的是得知在机器寿命的每一瞬间其每个主要部件的来源(origin，源、起源)。
[0010]从下面的描述中可以看出，本专利技术的上述和其他目的及优点是使用如相应的独立权利要求中所要求保护的用于电气机器的校准和诊断设备及方法来获得的。本专利技术的优选实施方式和非微不足道的变化是从属权利要求的主题。
[0011]意在所有所附权利要求是本说明书的组成部分。
[0012]将紧接地明显的是，可以对所描述的内容进行许多变化和修改(例如，与形状、大小、布置和具有等效功能的零部件有关)，而不会脱离如所附权利要求所述的本专利技术的范围。
[0013]通过作为非限制性示例提供的、参照附图的本专利技术的一些优选实施方式，将较好地描述本专利技术，在所述附图中：
[0014]图1示出了根据本专利技术的用于校准和诊断同步磁阻电气机器的设备的部件的立体
图；以及
[0015]图2示出了根据本专利技术的用于校准和诊断同步磁阻电气机器的设备的框图。
[0016]参照附图，本专利技术的用于电气机器的校准和诊断设备10包括：位置传感器11，该位置传感器被配置为与电气机器的转子连接并且适于测量转子的角位置；储存单元14，在电气机器的制造期间所计算出的数据被储存在该储存单元中并且可以用于校正由位置传感器11所检测到的转子位置与实际的角转子位置(angular rotor position，转子角位置、成角度的转子位置、以角度计的转子位置)之间的误差，这将在下面更详细地描述；以及微处理器15，该微处理器连接到位置传感器11和储存单元14，并且该微处理器适于将由位置传感器11所检测到的信息储存在储存单元14中，来对储存在储存单元14中的信息和/或由位置传感器11所检测到的信息进行管理和处理以及通过模拟通信线路21和/或数字通信线路22例如通信CAN总线来将经处理的数据通信到与电气机器连接的逆变器20。
[0017]优选地，本专利技术的用于电气机器的校准和诊断设备10还包括至少一个振动传感器12，例如包括MEMS类型的加速度计，该振动传感器适于在电气机器运行期间检测该电气机器的振动值，所述微处理器15还被连接到振动传感器12并适于管理和处理由振动传感器12所检测到的信息，以将该信息储存在储存单元14中，并通过模拟通信线路21和/或数字通信线路22将经处理的数据通信到逆变器20，以在电气机器运行期间提供该电气机器的诊断情况。
[0018]在储存单元14中，除了与传感器11、12有关的信息之外，还储存了在电气机器寿命的任何时候关于其每个主要部件(例如，铜线、磁体、定子和转子组、轴、结构等)的与来源有关的数据(例如，制造日期/批次、标识号和供应商)。
[0019]在优选的方式中，电气机器是由永磁体辅助的同步磁阻电动马达。
[0020]优选地，位置传感器11是磁传感器，包括：旋转元件16，该旋转元件连接到电气机器的转子并且包括磁体；固定元件18，该固定元件优选地包括多个已知类型的霍尔效应磁传感器。
[0021]本专利技术的用于电气机器的校准和诊断设备10适于安装在电气机器上，优选地安装在由永磁体辅助的同步磁阻电动马达上，并且优选地包括壳体，在该壳体内部包含传感器11、12，储存单元14和微处理器15。
[0022]当制造电气机器优选地由永磁体辅助的同步磁阻电动马达时，在其运行中，测量角转子位置；将这样的数据与由本专利技术的设备10的位置传感器11所测量的值进行比较以检测其误差；然后，该误差值由微处理器15储存到储存单元14中。
[0023]优选地，在制造电气机器时所执行的角转子位置的测量包括以下步骤：在传感器磁体和转子磁体之间进行机械地预对准的步骤；接下来的步骤是致动电气机器，从而使转子旋转；接下来是关闭电气机器的步骤；以及接下来的步骤是使机器空转。
[0024]在该使机器空转的步骤中，通过测量机器的与磁通(magnetic flow：磁流量)同相的相电压来获得转子的磁场的角值。
[0025]当制造电气机器——该电气机器使用连接至其的逆变器——时，执行这些测量；一旦误差值已经由微处理器15储存到储存单元14中，电气机器就可以与任何逆变器耦接，而不必重复校准操作。
[0026]在电气机器运行期间，振动传感器12以一定的时间间隔检测机器振动，并且这样
的数据由微处理器15储存到储存单元14中。
[0027]储存在储存单元14中的数据由微处理器15保存和处理，并且例如通过模拟通信线路21和/或数字通信线路22通信到逆变器20，以使用转子的角位置的实际值来驱动电气机器特别是来驱动马达，以及及时执行对马达劣化的诊断。
[0028]在优选的方式中，逆变器20通过对下述数据进行处理，以及时执行对电气机器劣化的诊断：所述数据为由振动传感器12检测到的、由微处理器15提供给逆变器20的数据以及逆变器20可用的其他数据(旋转速度、转矩)。特别地，为了能够使用关于马达振动的信息来追踪电气机器的寿命曲线，有必要使由振动传感器12检测到的测量能够与其中逆变器可用的电气机器的某个稳定运行点(转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于电气机器的校准和诊断设备(10)，包括：-位置传感器(11)，所述位置传感器被配置为与电气机器的转子连接并且适于测量所述转子的角位置；-储存单元(14)，在所述电气机器的制造期间所计算出的数据被储存在所述储存单元中，并且被用于校正由所述位置传感器(11)检测到的转子位置与实际的角转子位置之间的误差；-微处理器(15)，所述微处理器连接到所述位置传感器(11)和所述储存单元(14)，并且所述微处理器适于将由所述位置传感器(11)检测到的信息储存在所述储存单元(14)中，以对储存在所述储存单元(14)中的信息和/或由所述位置传感器(11)检测到的信息进行管理和处理，以及通过模拟通信线路(21)和/或数字通信线路(22)来将经处理的数据通信到与所述电气机器连接的逆变器(20)，从而使用所述角转子位置的实际值来驱动所述电气机器。2.根据权利要求1所述的用于电气机器的校准和诊断设备(10)，其特征在于，所述校准和诊断设备还包括至少一个振动传感器(12)，所述振动传感器适于在所述电气机器运行期间检测所述电气机器的振动值，并且其中，所述微处理器(15)还连接至所述振动传感器(12)并适于管理和处理由所述振动传感器(12)检测到的信息，以将信息储存到所述储存单元(14)中，并通过所述模拟通信线路(21)和/或数字通信线路(22)将经处理的数据通信到所述逆变器(20)，从而及时执行对所述马达劣化的诊断。3.根据权利要求2所述的用于电气机器的校准和诊断设备(10)，其特征在于，所述振动传感器(12)包括加速度计。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于电气机器的校准和诊断设备(10)，其特征在于，所述电气机器是电动马达。5.根据前述权利要求中任一项所述的用于电气机器的校准和诊断设备(10)，其特征在于，所述位置传感器(11)是磁传感器，包括：旋转元件(16)，所述旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼，
申请(专利权)人：马威动力控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：