用于安装解算器的方法技术

一种用于为同步电机(2)提供解算器的方法，该解算器处于能够传送关于所述电机转子(12)相对于该电机定子(9)的瞬时位置信息的状态，以用于控制所述定子的绕组(11)与AC电源或接收器之间的电能交换，该方法包括：将该定子绕组相对于该电机定子固定在预定位置；将解算器定子(28)相对于电机定子固定在预定位置；以及将解算器的转子(30)相对于所述电机转子固定在预定位置。使该电机转子旋转，并且测量受到该旋转影响的电参数。软件用于利用这些电参数的值来计算该电机转子相对于该电机定子的瞬时位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于给同步电机提供解算器(resolver)的方法，该解算器处于能够传送关于所述电机的转子相对于该电机的定子的瞬时位置信息的状态，以用于控制所述定子的绕组与AC电源或接收器之间的电能交换。
技术介绍
该同步电机可以例如是磁阻电机或永磁电机，下面将会主要讨论后一种类型的电机以阐述本专利技术，但是，这绝对不是对本专利技术的限制。尽管这种类型的电机可用作电动机和/或发电机，本专利技术将主要着眼于其作为电动机的操作。 在永磁电机中，转子具有多个永磁体，这些永磁体可埋入在转子本体中或者布置在转子本体的外周表面上。通过使用多个永磁体来产生转子中的磁通，与感应电动机相比，可实现具有更低转子损耗的电动机，因此可实现更高的效率。与感应电动机相比，其还可以被构造为具有更多的极数，而不必降低其性能，从而使得其可具有更高的转矩能力，这些特性使得这样的电机特别地适用于有轨车辆的电机，因为对于这类车辆的电机而言，相对于电动机的给定尺寸，高转矩能力是重要的特征。这也是为什么下面将会描述这种电机的这种特殊应用，而并不用于对本专利技术进行限制，但是本专利技术还可应用于例如在工业中使用的其它电机，特别是重型电机和/或在高功率(如超过IOkW)下操作的电机。为这种电机提供解算器的原因是，对于这种电机的效率而言，以高精度获知该电机转子相对于该电机定子的瞬时位置是至关重要的。如果定子绕组与所述AC电源或接收器之间的电能交换在所述位置的甚至很小的误差假设的情况下被控制，这也会导致相当大的电能损耗。解算器具有相对于电机的定子固定的解算器定子以及相对于该电机的转子固定的解算器转子。该解算器定子通常被构造为磁通承载结构，而该解算器转子可具有绕组或不具有绕组。存在多种不同的已知方式来为这种电机提供解算器，该解算器处于能够传送关于该电机转子相对于该电机定子的瞬时位置信息的所述状态下。这些方法相当复杂，并且在一些情况下的确需要适于每个单独的电机的软件。当该电机被安装成用于其第一种应用时(如涉及将该电机安装在轨车辆中时)，可以为电机提供处于这种状态的解算器。然而，当该解算器的任何部分或整个解算器被更换并且新的解算器被安装到电机中、或者在该电机上进行会影响这种解算器状态的其它类型的维修时，也可执行该方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在相对于已知的这些方法至少在一些方面有所改进的介绍中限定类型的方法。根据本专利技术该目的通过提供这样一种方法来实现，该方法包括下列步骤a)将所述定子绕组相对于所述电机定子固定在预定位置，b)将解算器定子相对于所述电机定子固定在预定位置，c)将解算器转子相对于所述电机转子固定在预定位置，d)使该电机转子旋转，并且测量受到该旋转影响的电参数，以及e)使用软件来计算该解算器转子和该解算器定子的相对位置，作为对于电机转子和该电机定子的相对位置的测量，使得此后通过获知该解算器转子相对于该解算器定子的相对位置而得到该电机转子相对于该电机定子的瞬时相对位置，以便供控制所述电能变换时使用，其中，步骤a)、b)和c)可以以任意的顺序执行。通过将定子绕组、解算器定子和解算器转子固定在这些预定位置中，可通过简单的方式来确保在短的时间间隔内根据解算器定子和解算器转子的某种相对位置推算出电机转子和电机定子的相对位置，使得可以通过使该电机转子旋转并且测量受到该旋转影响的电参数而以高精度将该相对位置确定为对于电机转子和电机定子的相对位置的测量。通过软件的使用，可很容易地实现这一目的。 根据本专利技术的一个实施例，步骤a)包括当所述绕组相对于该定子本体固定时，将所述定子绕组的预定点(如起始点)相对于该定子本体上的标记(如光学或物理标记)对准。该定子绕组例如可以在定子本体上收缩到位，那么它容易确保使得该定子绕组的特定的点与该定子本体上的标记对准，从而使得该定子绕组在该定子本体中的位置是已知的。根据本专利技术的另一实施例，步骤b)包括当该解算器定子相对于该电机定子固定时，将该解算器定子例如通过将凸形元件引入到凹形元件中的方式(如螺栓位于孔中)而相对于该电机定子对准。这使得可以以高精度将该解算器定子相对于所述定子绕组布置在某个相对位置中。根据本专利技术的另一实施例，通过允许该固定仅在一个可能位置处进行的方式来固定该解算器定子，使得将该解算器定子相对于所述电机定子对准，这确保实现了该解算器定子相对于该电机定子绕组的位置与其最优位置的偏差最小。根据本专利技术的另一实施例，该方法包括将所述电机定子的定子本体以预定位置固定到框架(如定子壳体)的步骤，并且在步骤b)中，解算器定子被紧固到所述框架的预定位置，并由此相对于该电机定子被紧固到预定位置。相应地，该解算器定子相对于该电机定子的固定也可通过将该解算器定子固定到其它本体(如框架)而实现，该电机定子固定到该其它本体或者相对于该其它本体固定。根据本专利技术的另一实施例，步骤c)包括将该解算器转子以预定位置固定到该电机转子的轴。该电机转子的轴在大多数情况下相对容易接近，从而使得在大多数情况下这是一种将该解算器转子相对于该电机转子固定的有利方式。根据本专利技术的另一实施例，当执行该固定时，该解算器转子在步骤c)中仅被带到用于将其相对于该电机转子固定的一个可能的位置中，并且步骤c)则还可以包括当将该解算器转子固定到该轴时，使解算器转子的接合装置与所述转子的轴的接合装置相接合。根据本专利技术的另一实施例，步骤a)-c)相对于获得所述预定位置而言以一精度来执行，从而使得其中该解算器转子和该解算器定子处于预定关系时该电机转子的位置与其中该电机转子与该电机定子处于相同的预定关系时该电机转子的位置的最大可能偏差低于预定值，其中，该预定值为360° /2(转子的极数)的机械角度。通过采用这样的精度，当执行步骤a)_c)时，可确保能够知道解算器的哪个极处于临近该电机转子的极的位置。根据本专利技术的另一实施例，该方法在电机转子上具有8极和解算器转子上具有4极的电机上执行，并且步骤a)-c)被执行为使得所述最大偏差的预定值低于22. 5°，优选地低于10°。电角度的偏差可理论地低于90°，以能够对解算器进行校准。这将意味着在90/4 = 22. 5°的情况下机械角度具有最大偏差。然而，该电机的参数以及可能的话也包括其它参数(如对于用在铁路车辆中的电机而言，运动该车辆所需的转矩)会使得其优选限制该电角度的最大偏差为40° ,在这个实施例中，这意味着具有机械角度的相应的最大偏差为10。。根据本专利技术的另一实施例，步骤d)通过以下方式执行将连接到电源的转换器控制为利用脉宽调制(PWM)而将交变电压传送到所述定子绕组，以旋转该电机转子。根据本专利技术的另一实施例，所述转换器在步骤e)中被控制为使得该电机转子以高于对应于施加在该定子绕组上的这种高电压的阈值的转数而旋转，从而使得由该定子绕组施加到该转子上的实际转矩可以被确定，然后将该转换器控制为将零转矩通过该定子绕·组而传送给该转子，并且在步骤e)中在该零转矩条件下确定该解算器定子和解算器转子的相对位置。据此，对于该解算器转子和该解算器定子的某个相对位置将知道该电机转子和该电机定子处于哪个相对位置中。根据本专利技术的另一实施例，该方法适用于在有轨车辆的电机上执行，这种应用构成了本专利技术的特别有利的应用。根据本专利技术的另一实施例，该方法在安装于有轨车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为同步电机(2)提供解算器的方法，所述解算器处于能够传送关于所述电机转子(12)相对于所述电机定子(9)的瞬时位置信息的状态，以用于控制所述定子绕组(11)与AC电源或接收器(3)之间的电能交换，所述方法包括下列步骤：a)将所述定子绕组(11)相对于所述电机定子(9)固定在预定位置，b)将解算器定子(28)相对于所述电机定子(9)固定在预定位置，c)将解算器转子(30)相对于所述电机转子(12)固定在预定位置，d)使所述电机转子旋转，并测量受到该旋转影响的电参数，以及e)使用软件来计算该解算器转子(30)和该解算器定子(28)的相对位置，作为对该电机转子(12)和该电机定子(9)的相对位置的测量，使得此后通过获悉该解算器转子相对于该解算器定子的相对位置而得到该电机转子相对于该电机定子的瞬时相对位置，以供当控制所述电能交换时使用，其中，步骤a)、b)和c)可以以任意顺序进行。

【技术特征摘要】
2011.03.25 EP 11159834.81.ー种用于为同步电机(2)提供解算器的方法，所述解算器处于能够传送关于所述电机转子(12)相对于所述电机定子(9)的瞬时位置信息的状态，以用于控制所述定子绕组(11)与AC电源或接收器(3)之间的电能交換，所述方法包括下列步骤 a)将所述定子绕组(11)相对于所述电机定子(9)固定在预定位置， b)将解算器定子(28)相对于所述电机定子(9)固定在预定位置， c)将解算器转子(30)相对于所述电机转子(12)固定在预定位置， d)使所述电机转子旋转，并测量受到该旋转影响的电參数，以及 e)使用软件来计算该解算器转子(30)和该解算器定子(28)的相对位置，作为对该电机转子(12)和该电机定子(9)的相对位置的測量，使得此后通过获悉该解算器转子相对于该解算器定子的相对位置而得到该电机转子相对于该电机定子的瞬时相对位置，以供当控制所述电能交换时使用， 其中，步骤a)、b)和c)可以以任意顺序进行。2.根据权利要求I的方法，其特征在于，步骤a)包括当所述定子绕组相对于定子本体(10)固定时，将所述定子绕组(11)的预定点相对于该定子本体上的标记(21)对准，所述预定点例如为起始点(20),所述标记例如为光学或物理标记。3.根据权利要求I或2的方法，其特征在于，步骤b)包括当该解算器定子相对于该电机定子固定时，将该解算器定子(28)例如通过将凸形元件(29)引入到凹形元件中的方式相对于该电机定子(9)对准，所述将凸形元件引入到凹形元件中的方式例如为将螺栓引入孔中的方式。4.根据权利要求3的方法，其特征在于，通过以允许所述固定仅在ー个可能位置处的方式来固定该解算器定子，使得该解算器定子(28)相对于所述电机定子(9)对准。5.根据前述权利要求中任ー项的方法，其特征在于，所述方法包括将所述电机定子的定子本体(10)以预定位置固定到框架的步骤，并且在步骤b)中，将该解算器定子(28)紧固到所述框架的预定位置，并由此相对于该电机定子(9)固定到预定位置，所述框架例如为定子壳体。6.根据前述权利要求中任ー项的方法，其特征在于，步骤c)包括将该解算器转子(30)以预定位置固定到该电机转子(12)的轴(15)。7.根据前述权利要求中任ー项的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·库姆，S·安德松，O·博尔姆，J·加利克，
申请(专利权)人：勃姆巴迪尔运输有限公司，
类型：发明
国别省市：