用于确定旋转电机的转子的角位置的装置和包括该装置的组件制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于确定旋转电机的转子的角位置的装置，包括：产生用于估计转子位置的控制回路的电路，在输出处传递表示转子位置的信号；以及通过源自位置传感器的每个信号的一次谐波的幅度进行动态归一化的电路。该动态归一化电路在输入处接收：源自位置传感器的每个信号；以及表示转子位置的信号的至少一个图像。该动态归一化电路配置成：通过表示转子位置的信号的图像解调源自位置传感器的每个信号；在该解调结束时，确定源自位置传感器的该信号的一次谐波的幅度，以及通过将源自位置传感器的每个信号除以所述先前确定的信号的一次谐波的幅度来归一化该信号。本实用新型专利技术还涉及一种包括该装置的组件。还涉及一种包括该装置的组件。还涉及一种包括该装置的组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定旋转电机的转子的角位置的装置和包括该装置的组件


[0001]本技术涉及用于确定旋转电机的转子的角位置的装置以及包括这种确定装置和这种旋转电机的组件。

技术介绍

[0002]电机例如是由12V或48V或甚至更高的标称电压供电的交流发电机或起动机
‑
交流发电机。
[0003]该电机可以集成到混合动力或纯电动车辆中，例如机动车辆中。
[0004]为了控制该电机，有必要知道电机转子的角位置。为了做到这一点，在三相同步电机的情况下，已知的实践是使用多个霍尔效应传感器，在诸如 Clarke或Concordia变换的数学变换之后，由产生用于估计转子位置的控制回路的电路来处理这些传感器的信号。该电路在输出处传送表示转子位置的信号。然后，该测量可以例如用于控制置于该电机的定子和车辆车载网络的电能存储单元之间的逆变器/整流器，该电能存储单元特别是电池。
[0005]在产生控制回路的电路的输出处获得的位置的精度很大程度上取决于由传感器传递的信号的精度。在各个传感器中，信号可以具有不同的一次谐波幅度，并且在各个传感器中，该幅度差距导致谐波出现在产生控制回路的上述电路中。
[0006]为了克服传感器之间的幅度差距问题，已知的做法是给用于应用上述数学变换的矩阵的系数分配校正上述参数的值。由于这种系数是基于电机的一个运行点的行为一劳永逸地固定的，所以校正并不稳健，并且不适用于电机的整个运行范围。例如，当电机温度变化时，这种校正不再是最佳的。
[0007]需要通过稳健地改善由产生用于估计转子位置的控制回路的电路接收的信号的质量来克服上述缺点。

技术实现思路

[0008]本技术旨在满足该需求，并且根据其一方面，本技术使用一种用于基于由多个位置传感器传递的信号来确定旋转电机的转子的角位置的装置来实现该需求，该装置包括：
[0009]‑
产生用于估计转子位置的控制回路的电路，在输出处传递表示转子位置的信号，以及
[0010]‑
通过源自位置传感器的每个信号的一次谐波的幅度进行动态归一化的电路,
[0011]该动态归一化电路在输入处接收：
[0012]‑
源自位置传感器的每个信号，以及
[0013]‑
表示转子位置的信号的至少一个图像，
[0014]该动态归一化电路配置成：
[0015]‑
通过表示转子位置的信号的图像解调源自位置传感器的每个信号，
[0016]‑
在该解调结束时，确定源自位置传感器的该信号的一次谐波的幅度，以及
[0017]‑
通过将源自位置传感器的每个信号除以所述先前确定的信号的一次谐波的幅度来归一化该信号。
[0018]根据本技术，源自位置传感器的每个信号因此被动态地归一化，使得产生用于估计转子位置的控制回路的电路处理源自位置传感器的信号，该信号的幅度相对于一次谐波随时间保持恒定。因此，在产生控制回路的电路中产生的谐波减少了，甚至消除了，从而提高表示转子位置的信号的精度。因此，使用表示转子位置的该信号的任何其他控制都得到了改善。
[0019]源自位置传感器的信号的解调可以同步执行。
[0020]表示转子位置的信号例如是相对于参考位置的角度值。表示转子位置的信号图像例如是相对于参考位置测量的该角度的余弦和正弦的线性组合。
[0021]在解调期间，表示转子位置的信号的相同图像可以应用于源自传感器的每个信号。在使用两个以上的传感器来确定转子位置的情况下，例如三个传感器，例如三个霍尔效应传感器，代表性信号的图像可以与前述角度的余弦成比例，或者与该角度的正弦成比例，或者是该角度的余弦和该角度的正弦的线性组合。
[0022]动态归一化电路可以包括低通滤波器，使得可以从所执行的解调的结果中分离出源自位置传感器的信号的一次谐波的幅度。因此，没有必要在解调的上游提供具有可变截止频率的带通滤波器。
[0023]低通滤波器可以是二阶的。
[0024]对于由具有八对极的转子承载的磁性目标，低通滤波器可以具有0.3Hz 和50Hz之间的截止频率。该截止频率可以是固定的，并且使得可以提取信号的一次谐波的幅度，对于电机的整个运行范围，对该信号应用解调。然后，通过将源自位置传感器的每个信号除以使用前述解调确定的一次谐波的幅度，可以在进行的基础上执行动态归一化电路对所述信号的归一化。
[0025]作为变型，通过将所述信号除以一次谐波的幅度来执行这种归一化，一次谐波的幅度是仅针对电机的特定运行范围(例如超过转子的最小转速)使用前述解调来确定的。在该最小转速(例如100、200、300、400、500、600 或700rpm)以下，可以通过将信号除以预定的一次谐波幅度值来执行归一化，该一次谐波幅度值例如是为该一次谐波确定的最后幅度值或另一个值，比如为旋转电机的给定运行点计算的值。这个预定的一次谐波幅度值不一定是恒定的。这种基于速度阈值的标准化使得可以避免不得不使用选择性太强的低通滤波器。
[0026]低通滤波器可以配置成具有取决于转子速度的可变截止频率。当希望提高要确定的一次谐波幅度的精度时，这种配置是合适的。低通滤波器可以具有：
[0027]‑
第一运行范围，其截止频率高于第一频率阈值，例如当转子的速度低于第一速度阈值(例如2000rpm的量级)时，对于由具有八对极的转子承载的磁性目标为2Hz的量级，以及
[0028]‑
第二运行范围，其截止频率低于第二频率阈值，该第二频率阈值低于第一频率阈值，当转子的速度高于第一速度阈值并且仍具有前述磁性目标时，该第二频率阈值例如为0.5Hz的量级。
[0029]在与刚刚描述的不同的变型中，低通滤波器可以保持在第二运行范围中，即使在第一运行范围之后存在低于第一速度阈值的下降。
[0030]低通滤波器的第一运行范围的存在使得可以快速提取源自传感器的信号的一次谐波的幅度值。在该第一运行范围的开始，可以在低通滤波器的输入处使用预定的一次谐波幅度值。
[0031]如已经看到的，贯穿前面的文本，确定装置可以包括用于根据预定条件例如根据电机转子的旋转速度而去激活动态归一化电路的装置。
[0032]对于源自传感器的每个信号，动态归一化电路可以应用特定于该信号的解调，并通过特定的低通滤波器处理该解调的输出。这些低通滤波器中的每个都可以是相同的。此外，在各个位置传感器中，预定的一次谐波幅度值可以不同。
[0033]贯穿前文，该装置可以配置为对动态归一化电路的输出处的每个归一化信号应用数学变换，用于将系统特别是三相系统建模为两相系统。这种变换使用例如Clarke或Concordia矩阵。
[0034]动态归一化电路布置在产生用于估计转子位置的控制回路的电路的上游。
[0035]用于对系统建模的数学变换可以由布置在动态归一化电路的输出处和产生用于估计转子位置的控制回路的电路的输入处的块来应用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于基于由多个位置传感器传递的信号来确定旋转电机的转子(4)的角位置的装置(100)，其特征在于，该装置包括：
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产生用于估计转子位置的控制回路的电路(130)，在输出处传递表示转子位置的信号，以及
‑
通过源自位置传感器的每个信号的一次谐波的幅度进行动态归一化的电路(102),该动态归一化电路(102)在输入处接收：
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源自位置传感器的每个信号，以及
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表示转子位置的信号的至少一个图像，该图像特别是相对于转子的参考位置测量的角度的余弦和正弦的线性组合，该动态归一化电路(102)配置成：
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通过表示转子位置的信号的图像解调源自位置传感器的每个信号，
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在该解调结束时，确定源自位置传感器的该信号的一次谐波的幅度，以及
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通过将源自位置传感器的每个信号除以所述先前确定的信号的一次谐波的幅度来归一化该信号。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，源自位置传感器的信号的解调是同步进行的。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述动态归一化电路(102)通过将源自位置传感器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：L拉比斯特，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：新型
国别省市：