用于求取转子位置的设备和方法以及电驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于无发送器地确定转子位置的信号处理。为此，在电机的相接头中的电流被加载有测试信号，并且测量在所述电机的相接头中的总电流。通过所测量的相电流与用于相电流的目标值预设的差值构成来确定对所述测试信号的电流响应。基于该差值能够实施用于计算转子角度位置的任意的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于求取转子位置的设备和方法以及电驱动系统
本专利技术涉及用于求取电机的转子位置的设备和方法以及电驱动系统。
技术介绍
电机、尤其同步机器在对于电动和混合车辆的驱动概念的发展中非常重要。为了给同步机器提供所需要的转矩，在机器的定子中产生旋转的磁场，所述磁场与所述转子同步地旋转。为了调节同步机器并且产生磁场，需要所述转子的当前的角度。在此，能够借助于附加的角度发送器或者借助于用于角度确定的无发送器的方法来求取当前的转子角度。文献DE102013204194A1公开了一种用于运行同步机器的方法。在此，如此设定所述同步机器的工作点轨迹，以使得在转子固定的坐标系中所述同步机器的d电感与q电感之间的差值尽可能地高。根据关于在转子固定的坐标系中的有效电流值的所有可能的二元组的预先有待确定的特性曲线族，进行所述同步机器的工作点轨迹的确定，其中以等高线绘制系统响应的振幅。
技术实现思路
本专利技术实现了一种具有独立权利要求的特征的用于求取电机的转子位置的设备、电驱动系统和用于求取电机的转子位置的方法。其他的有利的实施方式是从属权利要求的主题。相应地规定了：一种用于求取电机的转子位置的设备，其带有电流传感器、输入接头和处理装置。所述电流传感器被设计用于：检测在所述电机的接头处的电气的相电流的测量值。所述输入接头被设计用于：接收用于所述电机的电气的相电流的目标参量。所述处理装置被设计用于：构成通过所述电流传感器所检测的测量值与所述用于电气的相电流的目标参量的差值。此外，所述处理装置被设计用于：在使用所构成的差值的情况下求取所述电机的转子位置。此外规定了：一种电驱动系统，其带有电机、变流器和用于求取电机的转子位置的按照本专利技术的设备。所述变流器被设计用于：在使用目标参量的情况下提供在所述电机的接头处的电流。此外规定了：一种用于求取电机的转子位置的方法，其具有检测在所述电机的接头处的电气的相电流的测量值的步骤；接收用于所述电机的电气的相电流的目标参量的步骤；构成通过电流传感器所检测的测量值与用于电气的相电流的目标参量的差值的步骤；和在使用所构成的差值的情况下求取所述电机的转子位置的步骤。本专利技术基于下述认识：为了电机的转子位置的无发送器的（geberlos）求取，通常在电机的相接头处输入测试信号，并且因此分析电机的反应、尤其由测试脉冲导致的电流，以便由此推断出所述电机的当前的转子位置。此外，本专利技术基于下述认识：对于电机的运行，除了所述测试脉冲之外，还在所述电机的相接头处输入电流，以便产生所期望的转矩。为了基于通过所述测试脉冲导致的电流来确定转子位置，必须因此从总电流中去除用于产生转矩的电流分量。传统的方法例如基于高通滤波。根据针对这样的高通滤波所选择的极限频率，能够在此导致与用于转子角度确定的测试信号的冲突。因此，本专利技术的构思是：考虑这样的认识，并且提供用于求取无发送器的转子角度确定的优化的信号处理。为此，本专利技术规定：从在所述电机的相接头处的所测量的总电流中在计算技术上消除用于设定所期望的扭矩的电流分量。为此特别地，能够利用对于用于所期望的扭矩的电流的目标值的认识。该目标值通常是已知的并且可供使用。该目标值例如供应给变流器，所述变流器供应电机。在此特别地，能够从在所述电机的相接头处的在测量技术上所检测到的总电流中减去按照目标值预设的电流的基波或者基本振荡。因此以这种方式，电流信号可供用于作为在所述电机的相接头处的在测量技术上所检测到的电流与用于驱动电机的按照目标值预设已知的电流之间的差值，所述电流信号非常良好地反映了所述电机对用于无发送器的转子角度确定的测试脉冲的反应。因此，该差值能够使用作为用于进一步计算所述电机的转子角度位置的初始基础。在此，在所述电机的相接头处输入的、用于转子角度确定的在此所使用的测试脉冲如用于确定所述转子角度位置的具体的计算方法一样也能够被几乎任意地选择。特别地，根据所述电机的运行状态也能够选择不同的方法。例如能够在停止的机器、缓慢地旋转的电机与快速地旋转的机器之间区分。此外不言而喻地，所述电机的运行状态的任意的另外的区分也是可行的。在此，能够利用任意的已知的、传统的方法，然而或者也利用基于由于测试脉冲的电流信号来计算转子角度位置的新颖的方法。按照本专利技术的方法能够应用在任意的电机上，其能够实现基于测试脉冲的无发送器的转子角度确定。作为示例，在此提及同步机器、尤其多相的、例如三相的同步机器。按照一种实施方式，用于求取转子位置的设备包括滤波装置。所述滤波装置能够被设计用于：实施用于电气的相电流的目标参量的低通滤波。特别地，所述滤波装置的极限频率能够对应于用于所述电机的电流调节器的基波的所设定的频率。因此，由所述基波的所期望的目标电流、系统特性的模型能够计算有待预期的电流曲线。如果不存在永久的调节偏差，则在与所测量的实际电流的差值构成之后，结果将仅仅还包含用于转子角度确定的无发送器的方法的激励的频率。按照一种实施方式，所述处理装置包括变换装置。所述变换装置被设计用于：变换在相接头处的电流的测量值。特别地，所述变换装置能够执行到转子固定的系统中的电流的变换。能够例如借助于处理器或者可编程的逻辑来进行所述变换。此外，执行必需的变换的任意的另外的设备也是可行的。按照一种实施方式，所述变换装置的变换包括在相接头处的电流的测量值的克拉克变换和帕克变换。在第一变换步骤中，所述变换装置能够例如将在电机的各个相位中的电流的测量值转化到更简单的两轴的坐标系中。两轴的坐标系的两个轴能够例如以a和ß来表示。相应地，所述克拉克变换也被称作为a-ß变换。在另一步骤中，能够将与定子相关的a-ß坐标系的值转化到转子固定的d/q坐标系中。这类d/q变换也已知作为帕克变换。按照一种实施方式，所述处理装置被设计用于：在转子的停止、缓慢的旋转和/或快速的旋转的情况下求取电机的转子位置。特别地，能够根据运行状态、也就是说转子的旋转速度应用用于确定转子位置的不同的方法。按照一种实施方式，用于求取转子位置的设备包括信号产生装置。所述信号产生装置能够被设计用于产生测试信号。此外，所述信号产生装置能够被设计用于：将在所述电机的相接头处的电流与所产生的测试信号叠加。以这种方式，在所述电机的相接头处输入来自测试信号和电流的组合，所述电流用于设定所期望的扭矩或者所期望的转速。通过按照本专利技术的分离随后可行的是：在所测量的电流值中提取所述电机对于测试信号的反应，并且随后由此计算转子位置。上述设计方案和改进方案只要有意义能够任意地彼此组合。本专利技术的其他的设计方案、改进方案和实现方式也包括本专利技术的前述或者后述的关于实施例所说明的特征的未明确地提及的组合。在此特别地，技术人员也添加各个方面作为对于本专利技术的相应的基本形式的改善或者补充。附图说明本专利技术在下文中根据在示图的示意性的附图中规定的实施例被更详细地解读。其中：图1示出了按照一种实施方式的电驱动系统的示意性的示图；图2示出了方框线路图的示意性的示图，以用于确定用于求取电机的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于求取电机（30）的转子位置的设备（10），其带有：/n电流传感器（11），所述电流传感器被设计用于：检测在所述电机（30）的接头处的电气的相电流的测量值；/n输入接头（12），所述输入接头被设计用于：接收用于所述电机（30）的电气的相电流的目标参量（S）；/n处理装置（13），所述处理装置被设计用于：构成通过所述电流传感器所检测的测量值与所述用于电气的相电流的目标参量（S）的差值，并且在使用所构成的差值的情况下求取所述电机（30）的转子位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181220 DE 102018222439.01.一种用于求取电机（30）的转子位置的设备（10），其带有：
电流传感器（11），所述电流传感器被设计用于：检测在所述电机（30）的接头处的电气的相电流的测量值；
输入接头（12），所述输入接头被设计用于：接收用于所述电机（30）的电气的相电流的目标参量（S）；
处理装置（13），所述处理装置被设计用于：构成通过所述电流传感器所检测的测量值与所述用于电气的相电流的目标参量（S）的差值，并且在使用所构成的差值的情况下求取所述电机（30）的转子位置。


2.根据权利要求1所述的设备（10），其带有滤波装置（15），所述滤波装置被设计用于：实施用于电气的相电流的目标参量（S）的低通滤波。


3.根据权利要求1或者2所述的设备（10），其中，所述处理装置（13）包括变换装置（14），所述变换装置被设计用于：将在接头处的电气的相电流的测量值变换到转子固定的系统中。


4.根据权利要求3所述的设备（10），其中，所述变换装置（14）被设计用于：执行在接头处的电气的相电流的测量值的克拉克变换和帕克变换。...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·保卢斯，陈磊，
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