本发明专利技术涉及一种用于求取同步电机的转子角的方法，具有以下步骤：确定用于所述同步电机的d轴的第一估算值；将至少一个相应地具有能够预先给定的脉冲持续时间和脉冲高度的精确电压脉冲对馈入到同步电机的定子中，其中精确电压脉冲对相应地沿着不同的方向与用于同步电机的d轴的第一估算值相隔相同的角度值；检测针对精确电压脉冲的取决于角度的精确电流响应；在相应的所检测的精确电流响应的基础上确定取决于角度的精确相位差；在取决于角度的精确电流响应的至少一部分的基础上确定第一估算曲线；在取决于角度的精确相位差的至少一部分的基础上确定第二估算曲线；并且在第一和/或第二估算曲线的基础上确定用于同步电机的d轴的精确的估算值。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于求取同步电机的转子角的方法，具有以下步骤：确定用于所述同步电机的d轴的第一估算值；将至少一个相应地具有能够预先给定的脉冲持续时间和脉冲高度的精确电压脉冲对馈入到同步电机的定子中，其中精确电压脉冲对相应地沿着不同的方向与用于同步电机的d轴的第一估算值相隔相同的角度值；检测针对精确电压脉冲的取决于角度的精确电流响应；在相应的所检测的精确电流响应的基础上确定取决于角度的精确相位差；在取决于角度的精确电流响应的至少一部分的基础上确定第一估算曲线；在取决于角度的精确相位差的至少一部分的基础上确定第二估算曲线；并且在第一和/或第二估算曲线的基础上确定用于同步电机的d轴的精确的估算值。【专利说明】
本专利技术涉及一种控制装置以及一种用于尤其在电运行的车辆的电驱动系统的同步电机的停止状态中求取所述同步电机的转子角的方法。
技术介绍
事实表明，在将来不仅对于固定的应用、例如风力设备或者太阳能设备来说而且在机动车、例如混合动力车或者电动车中都越来越多地使用电子系统，所述电子系统将新的蓄能技术与电驱动技术结合起来。在调节例如电运行的车辆的电驱动系统中的同步电机时，对同步电机的转子相对于定子的相对位置的了解起主要作用。为了通过同步电机提供所要求的转矩，在所述电机的定子中形成旋转的电场，所述电场与所述转子同步旋转。为了形成这种场，需要转子的实际角度以进行调节。一种用于确定转子角的可行方案在于，在所述同步电机中实现一种能够检测转子角的传感器。示例性的探测器类型是增量探测器、分解器、Vogt传感器以及数字的霍耳传感器。另一种用于确定转子角的可行方案在于无探测器的确定方法。由1996年工业应用会议第 31 届 IAS 年会(Industry Applications Conference, 1996, 31st IAS AnnualMeeting)Schroedl, M 的“Sensorless control of AC machines at low speed andstandstill based on the INFORM method”(基于INFORM方法对低速和停止状态下的交流电机的无传感器控制)、1995年工业应用会议第30届IAS年会Ostlund, M.和Brokemper, M.的“Initial rotor position detections for an integrated PM synchronous motordrive”(用于集成的永磁同步电机驱动的初始转子位置探测)、2003年电机和驱动器会议IEMDC’ 03 (Electric Machines and Drives Conference 2003 IEMDC’ 03 ) Linke, M.、Kennel, R.和 Holtz, J.的“Sensorless speed and position control of synchronousmachines using alternating carrier injection”(使用交替载波注入对同步电机进行无传感器的速度和位置控制)以及2010年IEEE国际工业技术会议(2010IEEEInternational Conference on Industrial Technology ICIT)Braun, M.>Lehmann, 0.和Roth-Stielow, J.的“Sensorless rotor position estimation at standstill of highspeed PMSM drive with LC inverter output filter”(在带有 LC 逆变器输出滤波器的高速永磁同步电机驱动的静止状态下无传感器的转子位置估算)这些公开文献中例如公开了不同的用于无探测器地对同步电机的转子角进行角度确定的方法。公开文献DE 10 2008 042 360 Al和W0/2009/047217 A2分别公开了借助于迭代的测试脉冲确定停止状态中的同步电机的转子角的方法。
技术实现思路
按照一个方面，本专利技术提供一种用于求取同步电机的转子角的方法，该方法具有以下步骤:确定用于所述同步电机的d轴的第一估算值；将至少一个相应地具有能够预先给定的脉冲持续时间和脉冲高度的精确电压脉冲对馈入到所述同步电机的定子中，其中所述精确电压脉冲对相应地沿着不同的方向与所述用于同步电机的d轴的第一估算值相隔相同的角度值；检测针对所述精确电压脉冲的取决于角度的精确电流响应；在相应的所检测的精确电流响应的基础上确定取决于角度的精确相位差；在所述取决于角度的精确电流响应的至少一部分的基础上确定第一估算曲线；在所述取决于角度的精确相位差的至少一部分的基础上确定第二估算曲线；并且在所述第一和/或第二估算曲线的基础上确定用于所述同步电机的d轴的精确的估算值。按照另一个方面，本专利技术提供一种用于求取同步电机的转子角的控制装置，该控制装置设计用于实施按本专利技术的第一方面的方法。按照另一个方面，本专利技术提供一种具有按本专利技术的控制装置和同步电机的电驱动系统，其中所述控制装置设计用于根据所求得的转子角来操控所述同步电机。本专利技术的构思是，对尤其在停止状态中的同步电机实现无探测器的转子角确定。所述确定方法在此基于以能够预先给定的次序来产生测试电压脉冲，将所述测试电压脉冲馈入到同步电机的定子感应中。而后在所测量的电流响应的基础上，能够进行转子角确定。在此不仅能够为凸极电机而且能够为隐极电机确定转子角。所述过程能够按所要求的或者所期望的转子角确定的精度划分为两个测试阶段，其中在第一阶段中产生一个或者两个电压脉冲，从而在比较电流响应以及相电流相对于电压相位的相位差时，能够求得用于d轴的粗略的估算值。所述粗略的估算值而后能够在第二阶段中用于，将关于所估算的d轴对称地编组的电压脉冲对馈入到所述同步电机中并且通过拟合计算算法(Ausgleichsrechnungsalgorithmus)、例如所述电流响应或者相位差的线性回归来使用于d轴的粗略的估算值精确化。这种处理方式的显著的优点在于，能够按所要求的或者所期望的精度将所要求的电压脉冲的数目降低到最低限度。替代地，相对于已知的方法，在脉冲数目保持相同的情况下能够提高角度确定的精度。此外，相对于已知的无探测器的方法，所述转子角确定方案的鲁棒性和可靠性得到显著改善。这实现了将所述转子角确定方案例如用在具有电驱动系统的批量车辆中。除此以外，降低了所述转子确定方案与所使用的电流传感器的精度或者质量的相关性。由此能够使用更为便宜的电流传感器，这降低了所述电驱动系统的制造成本。此外，所述转子角确定方案能够在自诊断运行模式中实施，而不必进行外部的校准。此外，存在着这样的优点，即在确定过程进行时没有形成值得一提的转矩，因而所述同步电机的转子的位置没有由于所加载的电压脉冲而变化或者显著变化。由此降低了通过所加载的电压脉冲引起的噪声生成或者废热生成。尤其对于凸极电机来说以有利的方式通过以下方式降低在所述同步电机的停止状态中不期望的转矩形成的危险，即只能朝着所估算的d轴的方向来加载饱和脉冲。按照所述按本专利技术的方法的一种实施方式，所述方法此外本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于求取同步电机（101）的转子角（β）的方法（30），具有以下步骤：‑确定（31）用于所述同步电机（101）的d轴的第一估算值（d1）；‑将至少一个相应地具有能够预先给定的脉冲持续时间和脉冲高度的精确电压脉冲对馈入（32）到所述同步电机（101）的定子中，其中所述精确电压脉冲对相应地沿着不同的方向与所述用于同步电机（101）的d轴的第一估算值（d1）相隔相同的角度值（‑x、+x）；‑检测（33）针对所述精确电压脉冲的取决于角度的精确电流响应（M1、M2、M3、M4）；‑在相应的所检测的精确电流响应（M1、M2、M3、M4）的基础上确定（34）取决于角度的精确相位差（N1、N2、N3、N4）；‑在所述取决于角度的精确电流响应（M1、M2、M3、M4）的至少一部分的基础上确定（35）第一估算曲线（K1、K2）；在所述取决于角度的精确相位差（N1、N2、N3、N4）的至少一部分的基础上确定（36）第二估算曲线（K3）；并且‑在所述第一和/或第二估算曲线（K1、K2；K3）的基础上确定（37）用于所述同步电机（101）的d轴的精确的估算值（d2）。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A西达林加帕，S保卢斯，
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
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