[发明专利]用于同步马达的马达调节系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于同步马达的马达调节系统，该同步马达具有布置成彼此错位的数量为N的定子线圈，其围绕同步马达的转子来布置，其中，线圈电压可由马达调节系统施加给定子线圈且形成线圈电流，其在与同步马达的转速成比例旋转的坐标系中具有直流电流分量和横向电流分量，其中，横向电流分量引起在转动方向上驱动转子的切向力，并且其中，直流电流分量引起垂直于转子表面作用到转子上的力。

此外，本发明涉及一种用于调节同步马达的方法，在其中，将线圈电压施加到布置成彼此错位的数量为N的定子线圈中且形成线圈电流，该定子线圈围绕同步马达的转子来布置，其中，线圈电流在与同步马达的转速成比例旋转的坐标系中具有直流电流分量和横向电流分量，并且其中，横向电流分量引起在转动方向上驱动转子的切向力，并且其中，直流电流分量引起垂直于转子表面作用到转子上的力。

背景技术

文献DE 10 2008 023 574 A1公开了包括电马达的循环泵，该电马达由球形马达形成，其中，作为马达的球形马达可设有半球形的转子。球形马达的转子支承在球形支承处，其具有带有凸状球形表面的滑动体和带有凹状球形表面的支承座(Lagerpfanne)。转子包括多个永磁体，且定子包括彼此错位布置的多个定子线圈。在该文献中公开的球形马达由马达调节系统作为同步马达操控。

例如在带有STMicroelectronics公司的型号标记STM32的集成电路中已知用于同步马达的这种马达调节系统。已知的马达调节系统具有场定向的调节系统，在其中，定子线圈由马达调节系统施加线圈电流，其在随着同步马达的转速旋转的坐标系中具有直流电流分量和横向电流分量。横向电流分量在专业领域(Fachkreis)中已知为“交轴分量(quadrature axis component)”且根据洛伦兹力定律(Lorentzkraftregel)产生切向力，且相切于球形马达的周面起作用且由此在转动方向上旋转地驱动球形马达。已知的马达调节系统利用横向电流分量根据所期望的球形马达的转速来操控球形马达。

直流电流分量在专业领域中已知为“direct axis component(直轴分量)”且根据洛伦兹力定律产生垂直于转子的转子表面的力。已知的马达调节系统利用带有恒定幅度的直流电流分量操控球形马达，以便在球形马达的很高的转速的情况下实现磁场的削弱。这是必需的，因为受永磁体激励的同步马达在很高的转速的情况下即使在其卡住时感应处很高的电压(EMK)。如果感应出的电压等于供给电压，即使当负载力矩近似为零时，那时同步马达不再可变得更快。通过场的削弱可实现在马达卡住时降低感应出的电压，由此提高最大转速。然而，因为该措施降低效率，所以其仅用在特定情况中。

对于利用已知的马达调节系统驱动的球形马达，在实践中已经表明可出现由电马达和/或泵的机械、电或磁的不对称引起的机械振动。机械的不对称例如可由转子或泵叶轮、在转子与定子之间由于构件公差或由于支承的由运行引起的磨损现象的并非理想的同心位置的不平衡引起。定子场的电磁不对称例如可由于单独的线圈的公差(尤其在其布置在定子中时)且由于少许不同的线圈绕组长度而出现。在带有永磁体的转子中可出现磁的不对称，其由制成的永磁体的非对称的磁场引起。振动例如可在将球形马达用作加热循环泵时经由加热管路传递到整个加热系统上且在整个机构(Haus)中导致干扰的噪声。但同样在其他的利用已知马达控制系统驱动的同步马达中(例如在带有柱状转子的电马达中，在此力理论上已经抵消)，机械振动通过同步马达的由于力作用产生的弹性变形和少许不完美的旋转对称的构造产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于同步马达的马达调节系统，其有针对性地反作用于同步马达的机械振动，以便使得机械振动最小化且由此显著降低由同步马达发出的振动和噪声。

对于马达调节系统，根据本发明，提出的目的由此实现，即马达调节系统具有直流电流发生器(Direktstrom-Generator)以用于产生在旋转的坐标系中周期性变换的直流电流分量，以便通过垂直于转子表面产生的力平衡利用马达调节系统驱动的同步马达的振动，其中，直流电流发生器构造成用于评估至少一个角度信息和调节横向电流。

对于用于调节同步马达的方法，根据本发明，提出的目的由此实现，即，产生在旋转的坐标系中周期性变换的直流电流分量且通过施加线圈电压来预定，以便通过垂直于转子表面作用的力平衡利用马达调节系统驱动的同步马达的振动，其中，为了产生合适的周期性变换的直流电流分量，评估至少一个角度信息和调节横向电流。