[发明专利]控制装置以及用于求取同步电机的转子角的方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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,1996,31^st IAS Annual Meeting）Schroedl,M的“Sensorless control of AC machines at low speed and standstill 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 motor drive”（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 synchronous machines 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（2010IEEE International Conference on Industrial Technology ICIT）Braun, M.、Lehmann,O.和Roth-Stielow,J.的“Sensorless rotor position estimation at standstill of high speed 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 A1和WO/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。

发明内容

按照一个方面，本发明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，本发明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发明的第一方面的方法。

按照另一个方面，本发明提供一种具有按本发明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。