[发明专利]用于监控PSM电机的方法和设施

说明书

提供用于监控PSM电机的方法和设施，该电机通过磁场定向控制运行，该方法包括下列步骤：识别相上的电流传感器是否失效；如果识别到失效，从而仅还有一个电流传感器(225)可工作，则以两种途径由PSM电机的输入电压在d，q坐标系中的电压幅值和相位计算出电压矢量，基于通过工作的电流传感器测量的相电流和额定电流并且基于电机的电角度进行输入电压的第一计算，并且基于参考电压相位和参考电压幅值的额定值进行输入电压的第二计算，并且获知PSM电机的输入电压的电压幅值和电压相位，将分别在两种途径中由输入电压获知的电压幅值和相位进行比较。

技术领域

本发明涉及一种用于监控PSM电机的方法，以及一种用于监控PSM电机的设施。

背景技术

永磁同步电机也称为PSM电机，它在机动车内用于不同的目的，例如用于转向力支持、牵引驱动器或者其他的驱动器。PSM电机是一种旋转磁场电机，它具有布置在转动件上或中的永磁体。至少一个定子包括三相或多相绕组，并且由以120度角分布的相形成。各相的线圈在周边上围绕转动轴线分布，转子相对于定子相对于转动轴线可转动地支承。

PSM电机的状态参量，例如电流、电压、磁通量等可以在三维坐标系(U、V、W)中示出，如图1中所示那样。为了调节PSM电机，电机的状态参量变换到随着转子转动的坐标系(d，q)中，其中，d轴在与转子的永磁通量相同的方向上取向，这同样在图1中示出。所示的α，β坐标系是定子的固定的二维坐标系。利用将状态参量变换到d，q坐标系中，PSM电机的差分方程得以简化，并且PSM电机可以像直流电机那样调节。这被称为磁场定向调节或者FOR。在磁场定向调节的情况下，相对于转子(磁通量)固定的d，q坐标系确定应该流过旋转磁场电机的总额定电流，从而更简单地执行一些控制或调节过程并且将一些计算简化。

通常对通过各个(通常是星形地连接的)相的电流进行扫描。在该电路中，通过各个相的电流之和总是零。这意味着的是，因此，通过其中一个相的相电流可以由其他两个相的相电流之和确定。然而，如果用于确定其中一个相的相电流的电流传感器失效，那么通常不再能利用仅一个电流传感器执行磁场定向调节。在已知方法的情况下，测量用于诊断的电流是必需的。然而运行仍是可能的。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种当电流传感器失效时的PSM电机的调节特性的监控可能性。

根据本发明，该任务通过根据本发明的用于监控PSM电机的方法和用于监控PSM电机的设施解决。

根据本发明，提出一种用于监控具有至少或刚好三个相的PSM电机的方法，该电机通过磁场定向控制运行，该方法包括下列步骤：识别一个或者多个布置在PSM电机的相上的电流传感器是否失效；如果识别到一个或多个电流传感器失效，从而仅还有一个电流传感器(225)可工作，则以两种彼此独立的途径由PSM电机的输入电压在d，q坐标系中的电压相位和电压幅值计算出电压矢量，其中，在第一种途径中基于通过工作的电流传感器测量的相电流和额定电流并且基于电机的电角度进行输入电压的第一种计算，并且在第二种途径中基于参考电压相位和参考电压幅值的额定值进行输入电压的第二种计算。在计算后进行PSM电机的输入电压的电压相位和电压幅值的获知以及进行分别在第一和第二种途径中由输入电压获知的电压幅值和电压相位的值彼此间的比较。

在一个设计方案中，在第一种途径中基于电流矢量的相位和电流矢量幅值由输入电压的电压幅值和电压相位进行电压矢量的计算，其中，电流矢量的相位通过电机的电角度和负载角度从下述方程2和3中计算出，并且电流矢量幅值根据电流矢量在U、V、W坐标系中的所测量的分量I_su、I_sv或I_sw根据下述方程4至6计算出。

通过PSM电机的调节特性的取决于电压的监控，即使在一个电流传感器失效的情况下也可以进行对电机的有效监控，这与在已知的方法中不同，在已知的方法中，在一个电流传感器失效的情况下，如上所描述的那样不可能进行对电机的进一步监控。此外还可以通过该方法实现明显的成本节约，这是因为仅需要两个电流传感器来监控调节特性，即使当其中之一失效时。