[发明专利]电机的监视装置和监视方法及转子位置检测的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于监视无传感器的转子位置检测的监视装置。监视装置包括用于评估检测到的测试交流电流的第一分量的测试电流评估器，该第一分量表示第一换向方向，其与施加的测试交流电压的换向方向同向。本发明还涉及一种用于无传感器地检测转子的位置的转子位置检测装置。转子位置检测装置包括测试电流评估器，其如下地进行实施：根据测试交流电流的分量的相位进行测定，该分量在测试交流电压变换换向方向之前和之后与施加在电机处的测试交流电压的至少一次地变换的换向方向反向；并且测定在第一相位和第二相位之间的中间值。此外，本发明涉及用于无传感器的转子位置检测的监视方法和用于无传感器地检测转子的位置的转子位置检测方法。

技术领域

在第一方面，本发明涉及一种用于对电机的无传感器的转子位置检测进行监视的监视装置。此外，本发明涉及一种用于对电机的无传感器的转子位置检测进行监视的相应的方法。

在第二方面，本发明涉及一种用于无传感器地检测电机的转子的位置的转子位置检测装置。此外，本发明涉及一种用于无传感器地检测电机的转子的位置的相应的方法。

背景技术

在此，转子位置检测被称为无传感器的，对于其来说不要求电压传感器，而是在其中借助于相电流的评估而进行转子的位置的测定。电机能够是永磁体激励的电机、场电流激励的电机、混合激励的电机或磁阻电机。与此无关地，电机能够具有内部转子或外部转子或是直线电机。场激励的部件(永磁体和/或场绕组)能够布置在转子侧或定子侧上。转子也能够被称为电机转子。

对于永磁体激励的交流同步电机的气隙转动力矩的条件而言，需要关于转子的磁性轴线(即关于d轴位置)的信息。在低转速范围、包括停机中，对此适用基于各向异性(anisotropiebasierte)的转子位置估计的方法。在该方法的子方法中，将高频的、对称的测试交流电压(例如具有500Hz和2000Hz之间的频率)施加到交流电机的绕组上，由此不驱动同步电机的转子，而是生成足够强的测试交流电流，以便测定关于转子的当前位置的信息。该方法被称为注入式方法以及注入方法(Injektionsverfahren)。

DE 101 14 293 B3描述了这样的注入方法。为了生成叠加的交流场，将高频的、对称的交流电压(例如具有500Hz和2000Hz之间的频率)施加到交流场电机的驱动交流绕组上。从支路电流的测量中过滤出电流空间矢量，其能够导回到高频的、对称的交流电压上。借助于过滤出的电流空间矢量来测定相信号，其表示转子相对于电机的定子的位置。

已知的注入方法不包含安全机构，利用其来可靠地确认通过注入方法测定的转子位置是否是有错的。此外，关于利用已知的注入方法测定的转子的相位的信息包含了不能分离地识别的偏差错误。关于转子的相位信息的偏差错误能够例如由于电流调节或由于转动力矩调节而引起(参见Wiedmann，K.：永磁激励的同步电机的无位置发生器的运行，2012年博士论文，5.2.1章，104页)。

发明内容

在第一方面，本发明的目的在于，提供一种用于监视无传感器的转子位置检测的功能性的可靠的和经济的监视方法，该转子位置检测以注入方法为基础。相应地适用于监视无传感器的转子位置检测的监视装置。

在第二方面，本发明的目的在于，提供一种用于无传感器地检测电机的转子的位置的转子位置检测方法，利用该转子位置检测方法能以比已知的转子位置检测方法更高的精度测定电机的转子的位置。

根据本发明，在第一方面的目的通过用于监视电机的无传感器的转子测定的监视装置实现。监视装置包括测试电流测定器和测试电流评估器。测试电流测定器设置用于检测测试交流电流，其由测试交流电压产生，该测试交流电压施加在电机的定子或转子绕组的交流电压接口处。测试电流评估器设置用于评估检测到的测试交流电流的第一分量，其表示第一换向方向，该第一换向方向与施加的测试交流电压的换向方向同向。在一个特别优选的实施方式中，测试交流电压是对称的。