專利名稱：確定多相電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子角位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定包含至少兩個(gè)定子繞組的多相電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子角位置的方法。在幾種應(yīng)用中，特別是在機(jī)器人領(lǐng)域以及對(duì)于如牙齒護(hù)理和顯微外科等具有旋轉(zhuǎn)工具的設(shè)備，要求甚至必須精確地確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置。
為了確定永磁轉(zhuǎn)子的角位置，公知的方法是安裝三個(gè)相互偏移量為120°的霍爾(Hall)傳感器，這種安裝方法上提供三條基本上相互偏移120°的正弦曲線。還可能在轉(zhuǎn)子軸上安裝位置編碼器以獲得確定轉(zhuǎn)子角位置的一定精度。這些安裝方法需要添加傳感器，使得設(shè)備變得很龐大，這對(duì)于集成微電機(jī)的小型設(shè)備來說是一個(gè)主要的缺陷。
公知的還有一種發(fā)電機(jī)，提供幅值正比于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的感應(yīng)電壓信號(hào)。這樣，對(duì)于三相永磁轉(zhuǎn)子，可能經(jīng)常切斷電機(jī)的電源一段短時(shí)間，以提取感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)，從而可以確定轉(zhuǎn)子位置和/或速度。如果數(shù)據(jù)只能在轉(zhuǎn)子以一定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)獲得，例如大約每分鐘1000轉(zhuǎn)，那么確定轉(zhuǎn)子角位置的該方法具有一個(gè)顯著的缺點(diǎn)。這樣，在低速或旋轉(zhuǎn)相對(duì)較小角度的情況下，將不能根據(jù)電機(jī)繞組中的感應(yīng)電壓推導(dǎo)出數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過不用體積較大的角位置檢測(cè)設(shè)備，以及通過提供一種不管轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度是多少和角度路徑轉(zhuǎn)到什么位置都可以檢測(cè)轉(zhuǎn)子角位置的方法，克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。
該目的通過依據(jù)附加在后面權(quán)利要求1的方法來實(shí)現(xiàn)，其中，在繞組的第一端上提供至少第一個(gè)交流信號(hào)，而在所述繞組的第二端復(fù)原至少第一測(cè)量信號(hào)。
在做出本發(fā)明的開發(fā)過程中，發(fā)明人觀察到測(cè)量信號(hào)包括與繞組有效電感周期性變化有關(guān)的數(shù)據(jù)，在繞組中提供作為永磁轉(zhuǎn)子角位置的函數(shù)的交流信號(hào)，特別是雙極永磁轉(zhuǎn)子角位置的函數(shù)。
本發(fā)明還涉及到實(shí)施本發(fā)明方法的電子系統(tǒng)。
通過對(duì)測(cè)量信號(hào)的適當(dāng)處理，依據(jù)本發(fā)明的方法，無(wú)論轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為多少，甚至當(dāng)它不旋轉(zhuǎn)時(shí)也可以用較高精度確定轉(zhuǎn)子角位置。這種方法的結(jié)果是，可能以高精度控制電機(jī)作相對(duì)較短的轉(zhuǎn)動(dòng)。
借助于下述對(duì)本發(fā)明方法的實(shí)施例的說明和對(duì)實(shí)施發(fā)明的裝置的說明，參考附圖的說明，將會(huì)很好地理解本發(fā)明，所給的附圖是非限制實(shí)例，其中

圖1和圖2通過與定子繞組相關(guān)的LC振蕩器頻率的變化，表示定子繞組中電感的變化；圖3和圖4分別表示在本發(fā)明范圍內(nèi)所使用轉(zhuǎn)子的兩種實(shí)施例；圖5部分表示依據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)轉(zhuǎn)子角位置系統(tǒng)的第一實(shí)施例；圖6至圖9表示依據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)的第二實(shí)施例，用于說明依據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法的優(yōu)選實(shí)施方案；圖10是示意地表示依據(jù)本發(fā)明的方法中使用的修正測(cè)量曲線的電路；圖11和圖12表示依據(jù)本發(fā)明，在獲得的三個(gè)測(cè)量信號(hào)中選擇測(cè)量值的方法；圖13表示用于確定作為所選擇測(cè)量值函數(shù)的轉(zhuǎn)子角位置的第一變量；以及圖14示意地表示用于實(shí)施第二個(gè)變量的裝置，用于確定作為所選擇測(cè)量值的函數(shù)的轉(zhuǎn)子角位置。
圖1所示電子電路構(gòu)成一個(gè)LC振蕩器，其中，電感由電機(jī)繞組2a、2b和2c確定，電機(jī)的轉(zhuǎn)子3包括雙極性永磁體4。圖1的電路能使振蕩保持變化，具體地是在2.8Mhz和3MHz之間，作為轉(zhuǎn)子位置的函數(shù)變化，如圖2所示。應(yīng)當(dāng)注意，這種變化實(shí)質(zhì)上獨(dú)立于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度或提供給電機(jī)的電流值。于是，在電機(jī)繞組的有效電感中將觀察到本質(zhì)上作為轉(zhuǎn)子位置的函數(shù)的周期性變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)用于測(cè)量圖1中所示類型振蕩器頻率的電路，以便從中推導(dǎo)出與轉(zhuǎn)子的角位置相關(guān)的數(shù)據(jù)。同一發(fā)明人的國(guó)際專利申請(qǐng)WO 00/04631中使用了與定子繞組相關(guān)的兩個(gè)振蕩器頻率變化的測(cè)量值。為了對(duì)圖1中電路作更加充分的說明，還應(yīng)參考已經(jīng)要求優(yōu)先權(quán)的歐洲專利申請(qǐng)EP 99125017.6。該申請(qǐng)中也公開了如這里的圖3和圖4所示的轉(zhuǎn)子實(shí)施例，用于增加作為轉(zhuǎn)子角位置函數(shù)的繞組有效電感的周期變化。
圖3和圖4表示依據(jù)本發(fā)明適合于與角位置檢測(cè)系統(tǒng)相關(guān)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的兩種可選擇的實(shí)施例3A和3B。申請(qǐng)人觀察到安裝金屬，特別是在轉(zhuǎn)子永磁體極表面部分地安裝非磁性金屬，可增加定子繞組有效電感的周期變化。轉(zhuǎn)子3A有兩個(gè)相互偏移180°的金屬條5，圖3中只能看見兩個(gè)金屬條的一個(gè)。轉(zhuǎn)子3B有一個(gè)金屬圓柱體6圍繞在永磁體4周圍，其上提供了兩排軸向排列且相互偏移180°的孔7。在以非限制性舉例方式表示的該變量中，N-S磁軸在洞7的徑向上。要更詳細(xì)的說明，還要參考前面提到的歐洲專利申請(qǐng)。
以下將參考圖5，對(duì)依據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施方案和實(shí)施所述方法的系統(tǒng)進(jìn)行說明。
頻率發(fā)生器10通過帶通濾波器12提供具有確定頻率的交流信號(hào)，該信號(hào)選擇性地提供給三個(gè)定子繞組2a、2b和2c之一的第一端。然后，通過這些繞組中的另一個(gè)將測(cè)量信號(hào)復(fù)原，該繞組與提供交流信號(hào)的繞組的第二端連接。該測(cè)量信號(hào)被提供給包括放大器18的電子處理裝置，在放大器18的輸入端有電阻R。如果放大器18的輸入阻抗很高，就在所述放大器18輸入端使用低阻值電阻R降低阻抗，以防測(cè)量信號(hào)中出現(xiàn)干擾。但是應(yīng)注意，電阻R的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于繞組的電阻，以使在晶體管18輸入端形成測(cè)量信號(hào)的電壓信號(hào)實(shí)質(zhì)上與三個(gè)定子繞組中點(diǎn)20處具有所述交流信號(hào)頻率的信號(hào)的電壓相一致。
為了獲得盡可能純的測(cè)量信號(hào)，后者通過帶通濾波器22，在該濾波器輸出端將可以觀察到交流信號(hào)，交流信號(hào)的包絡(luò)線具有作為轉(zhuǎn)子角位置的函數(shù)的調(diào)制。為了提取與角位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，按照傳統(tǒng)方式，測(cè)量信號(hào)通過整流器24，以便獲得與前述包絡(luò)線一致的電信號(hào)。假定交流信號(hào)按循環(huán)方式連續(xù)地發(fā)送到電機(jī)的三相A、B和C上，就會(huì)獲得三個(gè)測(cè)量信號(hào)，這些信號(hào)定義轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間的基本上為正弦波形且相互偏移或相移120°的三條曲線，如在窗口26中所示。但是，注意到到，如果三相定子繞組不總是相同的，所獲得的三條測(cè)量曲線就具有不同的偏移量和幅值。所以，提供了修正每條曲線偏移量和幅值的裝置。這些裝置包括求和運(yùn)算放大器28，測(cè)量信號(hào)提供到放大器28的一個(gè)輸入端，而三相A、B和C的每一相的具體偏移量信號(hào)經(jīng)過數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器30被供給它的第二輸入端。所測(cè)量的三相的具體偏移量位移被保存在寄存器32中。最后，測(cè)量信號(hào)被提供給乘法器數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器34，其乘法系數(shù)CM對(duì)寄存器36中三相的每一相是具體選擇的。模擬開關(guān)16的激活以及偏移量和乘法器CM系數(shù)的選擇是按照循環(huán)方式使用電子控制電路38同時(shí)完成的。
這樣，使用定義轉(zhuǎn)子每個(gè)角位置的三個(gè)測(cè)量值的三條測(cè)量曲線，就可能精確地確定角位置。如果這些曲線基本上是正弦，確定角位置可以用數(shù)字方法進(jìn)行而沒有任何困難。如果不是這種情況，以下將參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來說明有效確定轉(zhuǎn)子角位置的方法。
研究上述用于依據(jù)本發(fā)明實(shí)施角位置檢測(cè)方法的系統(tǒng)的靈敏度表明該系統(tǒng)具有一定的缺點(diǎn)。首先，用于獲得具有相同偏移量和相同幅值的三相測(cè)量曲線的電子電路較復(fù)雜。其次，系統(tǒng)環(huán)境，具體說是與電機(jī)有關(guān)的電纜，改變了不同情況下所測(cè)量的幅值調(diào)制和測(cè)量曲線的偏移量。因此，在下面將說明本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案及與其相關(guān)的電子系統(tǒng)的實(shí)施例，其中使用了相位調(diào)制。
根據(jù)下面參考圖6到10說明的依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，第一信號(hào)SFA供給電機(jī)的第一相，即定子繞組的第一輸入，相同頻率FO的第二交流SFB同時(shí)供給第二相，即第二繞組的第一端。通過移相電路42，信號(hào)SFA相對(duì)信號(hào)SFB產(chǎn)生偏移量。這兩個(gè)交流信號(hào)之間的相移是預(yù)定的。正如在上述第一實(shí)施例中說明的那樣，這些信號(hào)SFA和SFB通過兩個(gè)帶通電路12和13以及放大器14和15供給二繞組的第一端。
為了提取作為轉(zhuǎn)子角位置函數(shù)的周期性電感變化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過與電機(jī)第三相相關(guān)的第三繞組，獲得測(cè)量信號(hào)SMC，該信號(hào)被供給電子處理裝置，具體是一個(gè)變換器。測(cè)量信號(hào)SMC通過混合三個(gè)定子繞組之間電氣聯(lián)接點(diǎn)20上接收的信號(hào)而形成的。響應(yīng)第一和第二交流信號(hào)SFA和SFB，得到電壓測(cè)量信號(hào)，其頻率對(duì)應(yīng)于這些信號(hào)SFA和SFB的頻率FO。信號(hào)SMC在供給觸發(fā)器46之前，在頻率FO上被放大和濾波，觸發(fā)器46然后提供數(shù)字化的信號(hào)SDC，SDC是測(cè)量信號(hào)SMC的映象。
轉(zhuǎn)子3的雙極磁體4旋轉(zhuǎn)半轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，提供的信號(hào)SFA和放大的測(cè)量信號(hào)SMC的包絡(luò)線示于窗口48。可以發(fā)現(xiàn)，信號(hào)SMC相對(duì)于交流信號(hào)SFA的相位作為轉(zhuǎn)子角位置α的函數(shù)而變化，其中α在兩個(gè)定義Δθ的最大相移的極值之間。通過將基本上是正弦曲線的信號(hào)SMC數(shù)字化，觸發(fā)器46使得可以測(cè)量供給的信號(hào)SFA和測(cè)量信號(hào)SMC之間的相移變化，如圖7所示。交流信號(hào)SFA具有時(shí)間周期TP，其前沿定義了初始參考時(shí)間T0。數(shù)字化的測(cè)量信號(hào)SDC具有在從初始時(shí)間T0開始的可變時(shí)間間隔T0之后出現(xiàn)的前沿50。
間隔TV中包含有關(guān)有效電感變化的數(shù)據(jù)。為了有效利用這個(gè)數(shù)據(jù)，提供了兩種手段，如圖8A所示。首先，提供RC電路54，用于提供正比于TV/TP的電壓。為了增加電壓信號(hào)URCC的變化，引入三態(tài)門56以在時(shí)間窗口T中包括前沿50的位置變化，時(shí)間窗口T的值比最大TV變化值稍高。這樣，信號(hào)URCC的變化基本上在較低值與接近URCMAX值之間變化。在預(yù)定義的延時(shí)Tret之后出現(xiàn)時(shí)間窗口。三態(tài)門56由延時(shí)電路60通過“單脈沖”電路58提供的控制信號(hào)FT激活。電路58和60對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是熟知的。圖8B示出在測(cè)量信號(hào)的處理過程中發(fā)生的各種信號(hào)，以測(cè)量其相位變化。這樣，電子處理裝置定義了一個(gè)相位鑒別器，并提供了一個(gè)電壓信號(hào)，其變化對(duì)應(yīng)于測(cè)量信號(hào)SMC的相位變化。如圖9所示，信號(hào)URCC還被供給運(yùn)算放大器62以減小放大器輸出端測(cè)量信號(hào)的阻抗。這樣，得到作為轉(zhuǎn)子角位置函數(shù)的可變信號(hào)UMPC，其周期對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的半轉(zhuǎn)。這樣，測(cè)量和處理的信號(hào)得出具有周期性變化的曲線，形狀類似正弦曲線。
應(yīng)當(dāng)注意，由電路42引入的供測(cè)量的兩個(gè)信號(hào)之間的相移最好在140°到160°之間。這些值的范圍對(duì)應(yīng)于被測(cè)量信號(hào)及其電壓中最優(yōu)相位變化之間的折衷。
為了有效測(cè)量轉(zhuǎn)子的角位置，特別是其轉(zhuǎn)動(dòng)方向，必須具有至少兩個(gè)相互對(duì)應(yīng)的測(cè)量曲線的偏移量。為了做到這點(diǎn)，按照與圖5中所述的第一個(gè)實(shí)施例相似的方式繼續(xù)執(zhí)行，通過向三個(gè)定子繞組中的兩個(gè)繞組循環(huán)和連續(xù)地提供第一個(gè)和第二個(gè)交流信號(hào)以便得到三個(gè)測(cè)量信號(hào)，其變化作為轉(zhuǎn)子位置的函數(shù)，分別定義三條相互偏移120°的測(cè)量曲線。在本案例中，通過向其它兩相提供兩個(gè)偏移交流信號(hào)，在三相A，B，C的每一相上連續(xù)復(fù)原測(cè)量信號(hào)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道怎樣制作復(fù)原電路，在相對(duì)短的時(shí)間間隔中，循環(huán)、連續(xù)地在定義電機(jī)三相的三相定子繞組的第二端上復(fù)原測(cè)量信號(hào)。為了做到這點(diǎn)，具體地，有可能要使用帶有高阻抗三態(tài)輸出的運(yùn)算放大器，例如松下公司的CLC430型。這種類型的一組開關(guān)可以由Xilinx公司的XC4008型“FBPA”開關(guān)電路控制。
因此，對(duì)于轉(zhuǎn)子的每個(gè)角位置，可能獲得三個(gè)測(cè)量信號(hào)。通過連續(xù)地測(cè)量，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)定義了三條周期性的測(cè)量曲線，這些曲線由電機(jī)三個(gè)繞組中作為轉(zhuǎn)子永磁體角位置函數(shù)的測(cè)量信號(hào)的相位調(diào)制或相移變化生成。
假定三相之間有輕微的不對(duì)稱，建議使用動(dòng)態(tài)修正器來修正測(cè)量信號(hào)，使得產(chǎn)生的測(cè)量曲線有相同偏移量和幅值(圖10)。為了做到這點(diǎn)，由三相中的每一相提供的信號(hào)UMP被供給變換器66，變換器66通過開關(guān)上述的FPGA電路來控制。使用為三相中的每一相提供修正的測(cè)量值SPC的微處理器進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正。于是就獲得偏移120°的三條曲線。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，已經(jīng)構(gòu)思出用于確定轉(zhuǎn)子位置的精確和有效的方法。這個(gè)方法將在后面參考圖11到14加以解釋。注意到在測(cè)量曲線的峰值區(qū)域，如果斜率相對(duì)較小，測(cè)量精度將下降。依據(jù)本發(fā)明，為了消除這些區(qū)域，對(duì)于給定的轉(zhuǎn)子位置，從三個(gè)測(cè)量信號(hào)之間選擇測(cè)量信號(hào)，其值位于其它兩個(gè)測(cè)量信號(hào)值之間或等于這兩個(gè)其它測(cè)量信號(hào)中的一個(gè)值。這意味著，對(duì)于給定的角位置，在由圖11中粗線定義的鋸齒形曲線70的一個(gè)段上，選擇單個(gè)的測(cè)量值。
在轉(zhuǎn)子半轉(zhuǎn)之內(nèi)，使用圖12中的前三條線中給定的選擇曲線70的段的算法，明確地定義了角位置。實(shí)際上，對(duì)于由屬于確定相位的曲線段70之一給定的測(cè)量值，這個(gè)值可以僅對(duì)應(yīng)于半轉(zhuǎn)之內(nèi)的兩個(gè)角位置。對(duì)于這兩個(gè)角位置，由另兩個(gè)測(cè)量信號(hào)之一記錄的兩個(gè)值分別低于和高于曲線70的所述值。為在轉(zhuǎn)子的一轉(zhuǎn)內(nèi)確定鋸齒曲線70的段的排列，圖12中定義的算法給定的最后四個(gè)條件考慮了測(cè)量信號(hào)隨時(shí)間的變化。換句話，在時(shí)刻t-1放在寄存器72中的值REG被保存在存儲(chǔ)器中，并且注意到，在時(shí)刻t值REG的變化使得可以根據(jù)位z3的邏輯狀態(tài)區(qū)分兩個(gè)連續(xù)的半轉(zhuǎn)。這樣，通過在轉(zhuǎn)子一轉(zhuǎn)上給出曲線70的每段的不同排列，對(duì)于在已經(jīng)確定其排列的曲線70的一個(gè)段上所選擇的測(cè)量值，就可能明確確定一轉(zhuǎn)內(nèi)的轉(zhuǎn)子角位置，如圖11的曲線74所示。
為了確定角位置作為在鋸齒曲線70上所選擇的測(cè)量值的函數(shù)的值，提出兩個(gè)變量。第一個(gè)變量定義了一種分析方法，如圖13所示。對(duì)于給定的電機(jī)或具體類型的電機(jī)，參考鋸齒曲線相應(yīng)于曲線70定義。這個(gè)參考值利用分析公式給定。
在圖13中提出的變量中，參考鋸齒曲線74由定義相應(yīng)實(shí)曲線的近似值的連續(xù)線性段組成。這樣，在參考曲線上，曲線70的段與線性段相關(guān)，所述線性段的參數(shù)是這樣定義的，例如，在所涉及電機(jī)的電機(jī)類型得到的真實(shí)測(cè)量曲線上利用線性回歸。對(duì)于等級(jí)N的線性段SGMN，極點(diǎn)(PIPN，PIAN)、(PIPN+1，PIAN+1)以及斜率TGSN是預(yù)定義的，并且被引入到電子處理裝置中。對(duì)于其等級(jí)被確定的段，角位置αN(t)作為測(cè)量值A(chǔ)N(t)的一個(gè)函數(shù)，按照下面的分析公式給定。αN(t)=AN(t)-PIANTGSN+PIPN]]>確定角位置的第二個(gè)變量包含在一種比較方法中。在轉(zhuǎn)子的至少半轉(zhuǎn)上定義參考曲線的多個(gè)參考值被引入到對(duì)應(yīng)表格76中。同樣保存在表格76中的預(yù)定的轉(zhuǎn)子角位置值，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)參考值。一旦確定了曲線70的段，通過確定哪個(gè)參考值最接近所選測(cè)量值就可獲得角位置。
為了確定上述參考值，可以使用位置編碼器78，和通過利用變換器裝置80將每相數(shù)字化，從而得到每相的UMP，如圖14所示。
最后，盡管參考定子繞組星型排列的電機(jī)，對(duì)依據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)施進(jìn)行了說明，但是，該方法還可應(yīng)用于三角型連接的定子繞組中。
權(quán)利要求
1.一種用于確定至少包括兩個(gè)定子繞組的多相電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子角位置的方法，其特征在于具有第一確定頻率的第一交流信號(hào)被提供給至少第一所述繞組的第一端，通過連接到所述至少第一繞組的第二端的導(dǎo)體裝置，復(fù)原測(cè)量信號(hào)，測(cè)量信號(hào)被供給電子處理裝置，電子處理裝置用于從所述測(cè)量信號(hào)中提取與作為所述轉(zhuǎn)子角位置的函數(shù)的所述至少第一繞組的有效電感的周期性變化相關(guān)的數(shù)據(jù)。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述的轉(zhuǎn)子是多極型的，且所述有效電感的變化周期是所述轉(zhuǎn)子磁極數(shù)量的反函數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，特征在于所述轉(zhuǎn)子的永磁體部分地被金屬所覆蓋，該金屬的設(shè)計(jì)可以增加所述有效電感的變化。
4.依據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，特征在于所述電子處理裝置被安排用于測(cè)量所述測(cè)量信號(hào)的幅值調(diào)制，所述測(cè)量信號(hào)的幅值調(diào)制是所述有效電感的有效周期性變化的函數(shù)。
5.依據(jù)權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)的方法，特征在于具有所述第一頻率的第二偏移交流信號(hào)與所述第一交流信號(hào)一起供給所述第二繞組的第一端，所述繞組的第二端電氣連接到所述電子處理裝置，所述電子處理裝置被安排用于確定第一和第二交流信號(hào)之一與所述測(cè)量信號(hào)之間的相移，所述測(cè)量信號(hào)是通過混合在所述第一和第二繞組的第二端上接收的信號(hào)形成的，所述相移是所述有效電感的周期性變換的函數(shù)。
6.依據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述電機(jī)是三相電機(jī)并且包括三個(gè)分別與三相有關(guān)的繞組，特征在于，所述的第一和第二交流信號(hào)被循環(huán)地、連續(xù)地供給三個(gè)繞組中的兩相，以便獲得三個(gè)測(cè)量信號(hào)，分別定義與正弦曲線相似并且相互偏移120°的三個(gè)測(cè)量曲線，三個(gè)測(cè)量信號(hào)的變化是轉(zhuǎn)子位置的函數(shù)。
7.如權(quán)利要求6的方法，特征在于所述電子處理裝置被安排用于修正每條測(cè)量曲線的幅值和偏移量，以便獲得三條具有相同幅值且中心在相同平均值上的修正的測(cè)量曲線。
8依據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，特征在于所述的電子處理裝置對(duì)于給定的轉(zhuǎn)子位置，從所述三個(gè)測(cè)量信號(hào)中選擇測(cè)量信號(hào)，所述三個(gè)測(cè)量信號(hào)的值或修正值在兩個(gè)其它測(cè)量信號(hào)端的值或修正值之間，或者等于這兩個(gè)其它測(cè)量值之一的值或修正值，所述選擇的信號(hào)的值或修正值確定測(cè)量值；從形成鋸齒曲線的多個(gè)段中確定曲線段的等級(jí)，鋸齒曲線的段對(duì)應(yīng)于在轉(zhuǎn)子一轉(zhuǎn)周期之上能被選擇的所有測(cè)量值；對(duì)于所選擇的測(cè)量值和所確定等級(jí)的段，確定所述角位置的準(zhǔn)確的值。
9.依據(jù)權(quán)利要求8的方法，特征在于所述電子處理裝置包括，在存儲(chǔ)器中，定義參考鋸齒曲線的分析公式的預(yù)定義參數(shù)，通過將所述測(cè)量值引入所述分析公式，可以用計(jì)算算法影響所述角位置的確定。
10.依據(jù)權(quán)利要求9的方法，特征在于所述參考鋸齒曲線是由連續(xù)的線性段形成的。
11.依據(jù)權(quán)利要求8的方法，特征在于所述的電子處理裝置包括在其中引入多個(gè)預(yù)定義參考值的對(duì)應(yīng)表格，每個(gè)參考值的預(yù)定義角位置被引入所述對(duì)應(yīng)表格，通過確定哪個(gè)是最接近所述測(cè)量值的參考值而獲得所述角位置。
12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，特征在于所述電子處理裝置被安排用于跟隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的變化，以便在360°范圍內(nèi)提供準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子角位置。
13.檢測(cè)包括至少兩個(gè)定子繞組的多相電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子角位置的系統(tǒng)，其特征在于包括給至少第一個(gè)所述繞組的第一端提供具有第一個(gè)頻率的交流信號(hào)的裝置；用于處理由連接到至少第一所述繞組的第二端的導(dǎo)體裝置所提供的測(cè)量信號(hào)的電子裝置；所述電子處理裝置被安排用于從所述測(cè)量信號(hào)中提取與至少第一所述繞組的有效電感的周期性變化相關(guān)的數(shù)據(jù)，有效電感的周期變化是所述轉(zhuǎn)子角位置的函數(shù)。
14.適于多相電機(jī)的設(shè)備，特征在于該設(shè)備備有依據(jù)權(quán)利要求13的用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子角位置的系統(tǒng)。
全文摘要
本方法在于以確定的頻率向定子繞組的一端提供至少第一交流信號(hào)，和在所述繞組第二端上復(fù)原測(cè)量信號(hào)，所述測(cè)量信號(hào)被提供給電子處理裝置，所述電子處理裝置被安排提取有關(guān)定子繞組有效電感周期性變化的數(shù)據(jù)。該變化是轉(zhuǎn)子角位置的函數(shù)。通過在定子繞組上交替地進(jìn)行這樣的測(cè)量，可以提取定義鋸齒曲線(70)的三條周期性曲線(SPC
文檔編號(hào)H02K21/14GK1435005SQ00819013
公開日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2000年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月15日
發(fā)明者J·P·瓦耶 申請(qǐng)人:比恩－空氣有限公司