用于设置电机的保持电流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操作包括具有多个相线(4)的定子绕组(3)和转子(5)的至少三相电子换向电机(2)的方法，其中，利用块换向通过将以脉宽调制的方式生成的控制电位(V1、V2)施加到用于给相线(4)通电的相端子(7)来操作电机(2)，该方法包括：检测在将测量脉冲施加到其中一个相端子(7)之后出现的至少一个测量电位(M1、M2)的步骤(S5)；当电机(2)停止时，借助于保持位置控制相对于负载转矩保持转子(5)(S6)，该保持位置控制的控制变量取决于或对应于至少一个测量电位(M1、M2)，并且该保持位置控制将块换向的控制电位(V1、V2)指定为被控变量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
用于设置电机的保持电流的方法和装置


[0001]本专利技术涉及无刷电机，特别涉及用于操作电机的方法。本专利技术还涉及用于在抵抗负载转矩时减小电子换向电机的保持电流的措施。

技术介绍

[0002]无刷电机具有定子线圈以产生励磁磁场。励磁磁场根据转子位置进行设置，以便对转子施加转矩，从而使转子运动。
[0003]这种电机可以具有以星形连接或多边形连接的定子结构。根据应用领域和操作要求，电机以产生定子磁场的换向方式操作。在此，块换向(Blockkommutierung)是一种简单的换向方式，以给这种电机的定子绕组的相线通电。在块换向的情况下，利用换向模式来控制定子装置的定子线圈，其中，其中一个相端子连接到高电源电位且另一相端子连接到低电源电位，而一个或多个其他相端子保持断电。
[0004]为了操作无刷电机，必须知道转子的位置，以便切换应用到相端子上的换向模式，从而可以操作电机并产生整流转矩。
[0005]当在没有传感器的情况下检测转子位置时，建议借助于块换向来操作电机。在此，关于转子位置的信息可以通过测量未通电的相端子处的电位来确定，其中，测量电位还由通电的定子绕组的取决于转子位置的电感来确定。因此，可以将有关转子位置的信息关联到测量电位。
[0006]这种电机可以在如下应用中使用：在电机停止之后必须施加保持转矩以抵抗正在作用的负载转矩。特别是在使用块换向的情况下，根据转子位置，特别是在转子极直接对准定子齿时的转子位置，可能需要较高的相电流才能将转子保持在保持位置，以便以抵抗负载转矩的方式保持转子。
[0007]此外，由于通常与驱动轴耦接的减速齿轮，保持位置可以允许更大的公差范围。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种用于设置用于将电机保持在保持状态的保持电流的改进方法，其中，特别是使保持电流最小化。此外，本专利技术的目的是当保持电机的转子时，在负载转矩变化的情况下基本上避免转子运动。
[0009]该目的通过根据权利要求1的用于设置用于将电机的转子保持在保持位置的保持电流的方法以及根据并列权利要求的相应装置和电动机系统来实现。
[0010]其他实施例在从属权利要求中给出。
[0011]根据第一方面，提供了一种用于操作至少三相电子换向的电机的方法，该电机包括转子和具有多个相线的定子绕组，其中，利用块换向通过将以脉宽调制的方式生成的控制电位施加到用于给相线通电的相端子来操作电机，该方法包括以下步骤：
[0012]‑
检测在将测量脉冲施加到其中一个相端子之后出现的至少一个测量电位；
[0013]‑
当电机停止时，借助于保持电流控制以抵抗负载转矩的方式保持转子，该保持电
和85
°
之间，优选地在70”和80
°
之间。原则上，超过90
°
的偏差角也是可能的，但是该偏差角只能通过控制而高成本地保持。
[0023]在将转子保持在保持位置上时，可以保留现有的换向模式。由于转子位置的依赖性，测量电位差可以直接用作控制变量，以用于控制电机的保持位置。位置控制可以借助于PI控制器、PD控制器或PID控制器实现。
[0024]此外，为了停止电机，可以特别在未调控的操作下给定子绕组通电，使得转子以特别是抵抗负载转矩的作用的方式停止在停止区域中，其中，停止区域处于电气位置角的范围内，在该范围内位置角与测量电位差的最大值之间具有预定的安全距离，特别是在0
°
和+/
‑
40
°
之间的位置角范围内，特别在0
°
和+/
‑
20
°
之间，其中，0
°
的电气位置角对应于转子极与通电的定子齿的对准。
[0025]根据一实施例，控制因此可以被设置为在转子停止时首先确保转子处于相对于相应定子磁场的偏差角的角范围内，该角范围安全地处于0和
‑
45
°
或0和+45
°
之间。这可以通过在要通电的两个相端子之间施加较高的控制电压来实现，该控制电压的施加基本上独立于当前的转子位置进行。
[0026]特别地，在停止在停止区域中之后，作为施加的控制电位之间的差值的控制电压可以在数值上连续地或逐步地减小，使得转子在作用的负载转矩的方向上移动，其中，根据至少一个测量电位相对于转子运动过程中的电气位置角的变化曲线，确定是否超过测量电位的最大值或最小值，其中，在确定已经超过测量电位的最大值或最小值之后，开始保持位置控制。
[0027]因此，通过测量电位的通过施加测量脉冲实现的上述测量，可以连续地检测并观察测量电位差。现在，特别通过减小用于产生驱动电位的占空比来逐步地减小驱动电压。通过观察测量电位差，可以识别出转子位置由于作用的负载转矩而从0
°
的电气转子位置移开。特别地，可以确定测量电位差何时超过最大或最小值。在超过相应的最大值/最小值之后，可以激活保持位置控制。在此，测量电位差用作被调节到一定值的控制变量，该值大致对应于定子磁场与转子磁场之间的电偏差角，该电偏差角在60
°
至85
°
之间，特别是在70
°
至80
°
之间。以此方式，确保了将转子尽可能有效地保持在保持位置上，其中，由此确保的安全区域应避免超过+/
‑
90
°
的电气转子位置。虽然在偏差角大于90
°
的情况下也可以进行保持位置控制，但是由于保持转矩然后随着偏差角的增大而减小，因此这通常难以实现。如果位置偏移量超过90
°
的偏差角，则必须至少在短时间内施加增大的保持电流。
[0028]根据一实施例，如果根据测量电位确定电气位置角在数值上超过预定的极限角，或者在电气位置角在数值上减小的情况下再次超过先前超过的测量电位的最大值/最小值，则结束保持位置控制。
[0029]在激活保持位置控制时，可以保留现有的换向模式。在替代的实施例中，用于激活保持电流控制的换向模式也可以不同于电机的正常运行的换向类型。
[0030]根据另一方面，提供了一种用于操作至少三相电子换向的电机的装置，该电机包括转子和具有多个相线的定子绕组，其中，通过将以脉宽调制的方式生成的控制电位施加到用于给相线通电的相端子而利用块换向来操作电机，其中，该装置被构造为：
[0031]‑
检测在将测量脉冲施加到其中一个相端子之后出现的至少一个测量电位；
[0032]‑
当电机停止时，借助于保持电流控制以抵抗负载转矩的方式保持转子，该保持电
流控制的控制变量取决于或对应于至少一个测量电位，并且将块换向的控制电位指定为被控变量。
[0033]根据另一方面，提供了一种具有至少三相电子换向的电机和上述装置的系统。
附图说明
[0034]下面将参考附图更详细地说明实施例。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于操作至少三相电子换向的电机(2)的方法，所述电机具有转子(5)和具有多个相线(4)的定子绕组(3)，其中，利用块换向通过将以脉宽调制的方式生成的控制电位(V1、V2)施加到用于给所述相线(4)通电的相端子(7)来操作所述电机(2)，所述方法包括：
‑
检测在将测量脉冲施加到其中一个所述相端子(7)之后出现的至少一个测量电位(M1、M2)的步骤(S5)；
‑
当所述电机(2)停止时，借助于保持位置控制以抵抗负载转矩的方式保持所述转子(5)的步骤(S6)，所述保持位置控制的控制变量取决于或对应于所述至少一个测量电位(M1、M2)，并且所述保持位置控制将所述块换向的所述控制电位(V1、V2)指定为被控变量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测量脉冲作为所述控制电位(V1、V2)的脉宽调制生成的一部分形成，或者叠加在所述控制电位(V1、V2)的所述脉宽调制生成上。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，尤其在时间上在脉宽调制周期内，根据两个反向的所述测量脉冲的施加来检测两个所述测量电位(M1、M2)，其中，从所述两个测量电位(M1、M2)确定测量电位差(R)，其中，所述保持位置控制接收所述测量电位差(R)作为所述控制变量。4.根据权利要求3所述的方法，其中，为了停止所述电机(2)，尤其在未调控的操作下，给所述定子绕组(3)通电，使得所述转子(5)尤其以抵抗负载转矩的作用的方式停止在停止区域(S)中，其中，所述停止区域(S)处于如下的电气位置角的范围内，在所述电气位置角的范围内，所述位置角具有到所述测量电位差(R)的最大值的预定安全距离，并且尤其在0
°
和+/
‑
40
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之间的位置角范围内，尤其在0
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和+/
‑
20
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之间的位置角范围内，其中，0
°
的电气位置角对应于转子极与通电的定子齿的对准。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬，
申请(专利权)人：艾尔默斯半导体欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：