專利名稱：電機(jī)中的轉(zhuǎn)子位置檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置檢測器中的誤差補(bǔ)償，尤其涉及但不限于開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置檢測器中的誤差補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
開關(guān)磁阻系統(tǒng)的特征和運(yùn)行在本領(lǐng)域是公知的，并且在例如Stephenson和Blake的“The Characteristics，design and application ofswitched reluctance motors and drives”(1993年6月21-24日，Nürnberg，PCIM’93)中得到描述，其在此引入作為參考。對驅(qū)動裝置的一般處理可以在許多教科書中找到，例如，TJE Miller的“Electronic Control ofSwitched Reluctance Machines”(2001年，Newnes)。
圖1示意性地示出了一種典型的開關(guān)磁阻驅(qū)動裝置，其中開關(guān)磁阻電動機(jī)12驅(qū)動負(fù)載19。輸入直流電源11可以是電池，或者是整流和濾波過的交流電源。電源11提供的直流電壓通過電子控制單元14控制下的電力變換器13開關(guān)跨接電動機(jī)12的相繞組16。為了驅(qū)動器的正確運(yùn)行，開關(guān)切換必須和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度精確同步。轉(zhuǎn)子位置傳感器(′rpt′)15通常用于提供對應(yīng)于轉(zhuǎn)子角度位置的信號。rpt15是輸出二進(jìn)制信號的裝置，該信號在每個電機(jī)相周期中進(jìn)行兩次變換，并且rpt15具有電機(jī)的電周期的周期性。所述變換表示電機(jī)的電周期中的事件，比如出現(xiàn)最大和最小電感、或者是位置非常接近進(jìn)行控制動作的情況。
通常，將一組控制規(guī)則編程到控制單元14中，這些規(guī)則用來響應(yīng)例如速度或轉(zhuǎn)矩的用戶請求而操作驅(qū)動器。這些規(guī)則通常以控制角度項表示，例如，將激勵施加到相繞組的角度、將激勵從相上去除的第二角度、以及描述采用的任何空轉(zhuǎn)(freewheeling)周期的持續(xù)時間的第三角度。雖然已經(jīng)存在這樣的技術(shù)，即在試運(yùn)行期間實驗地確定每個驅(qū)動器的這些規(guī)則，但是，更普遍的是對驅(qū)動器樣機(jī)進(jìn)行詳細(xì)測試，則在驅(qū)動器充分類似以致于性能上的微小差異并不重要的假設(shè)下，確定控制規(guī)則，并將這些規(guī)則編程到驅(qū)動器的相承模型中。然而，這個過程基于假定每個驅(qū)動器的rpt被精確構(gòu)建和對準(zhǔn)。
已知許多不同的電力變換器的拓?fù)?，其中一些在上述Stephenson的論文中得到討論。圖2示出了多相系統(tǒng)中的一相的最普遍的結(jié)構(gòu)，其中，電機(jī)的相繞組16串聯(lián)兩個開關(guān)裝置21和22，跨接在母線26和27之間。母線26和27統(tǒng)稱為變換器的“直流鏈路”。能量恢復(fù)二極管23和24連接到繞組，以便使繞組電流在開關(guān)21和22打開時能夠流回DC鏈路。電阻器28串聯(lián)到下端開關(guān)22，以提供電流反饋信號。被稱為“直流鏈路電容器”的電容器25跨接DC鏈路以作為不能來源于或返回電源的DC鏈路電流的任何交流分量(即，所謂的“波紋電流”)的源或宿。實際上，電容器25可包括幾個串聯(lián)和/或并聯(lián)的電容器，并且，在使用并聯(lián)時，某些元件可分布于整個變換器中。多相系統(tǒng)通常使用若干在圖2中并聯(lián)的“相腳”以激勵電機(jī)各相。替代電流檢測電阻，可以采用隔離的和/或非接觸式的電流檢測器。
開關(guān)磁阻電機(jī)的相電感周期是該相或每一相的電感變化周期，例如，所述周期在轉(zhuǎn)子極與相對的各個定子極完全對準(zhǔn)的最大值之間。相電感曲線的理想形式在圖3(a)中示出。實際上，Lmin和Lmax的銳角轉(zhuǎn)角是圓角，這是磁路的磁通量的邊緣效應(yīng)和飽和造成的。電感的最大值可以是依賴于電流的。不過，該曲線可以用來解釋電機(jī)的一般工作。如在上述Stephenson的論文中更詳細(xì)的說明的，最大電感區(qū)域Lmax以一對轉(zhuǎn)子極完全與一對定子極對準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子位置附近為中心。在圖3(b)中，示出3相、6極定子、4極轉(zhuǎn)子的電機(jī)。類似，最小電感區(qū)域Lmin對應(yīng)于轉(zhuǎn)子的極間軸與定子極軸對準(zhǔn)的位置，如圖3(c)所示。
開關(guān)磁阻電機(jī)的性能部分依賴于關(guān)于轉(zhuǎn)子位置對相激勵的精確定時。轉(zhuǎn)子位置檢測通常通過使用轉(zhuǎn)子位置傳感器15來實現(xiàn)，如圖1所示，該位置傳感器例如是安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)齒盤，其可以和安裝在定子上的光學(xué)或磁性傳感器協(xié)作使用。產(chǎn)生表示關(guān)于定子的轉(zhuǎn)子位置的脈沖序列并將其提供給控制電路，以允許精確的相激勵。通常，1相和2相系統(tǒng)采用單個傳感器；3相系統(tǒng)采用三個傳感器；以及4相系統(tǒng)采用4個或2個傳感器。在三相或更多相的系統(tǒng)中有時使用僅采用一個傳感器的更簡單的配置。這種位置傳感器的分辨率比例如分解器或編碼器低得多，但是便宜得多。盡管可以采用高精確度的傳感器，但是投入的成本將會對驅(qū)動器的總成本產(chǎn)生影響，尤其是在小型低成本驅(qū)動器中。
圖4示意性地示出用于3相系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子位置傳感器(rpt)的必要部件。葉輪40是成比例的，從而使三個傳感器的輸出具有相等的傳號空號(markspace)比。這些傳感器以對應(yīng)于相的電感分布的位移角度的角度分布在葉輪周邊，并通常相對于定子極設(shè)置，以分別在Lmin和Lmax提供上升和下降邊沿。如圖5所示，這使得來自傳感器的信號和相的電感分布之間關(guān)聯(lián)。如上所述，rpt 15是輸出二進(jìn)制信號的裝置，該信號在每個電機(jī)相周期上進(jìn)行兩次變換，并且rpt 15具有電機(jī)的電周期的周期性。這些變換表示電機(jī)的電周期中的事件，比如出現(xiàn)最大和最小電感，或者位置非常接近進(jìn)行控制動作的情況。這些信號通常由控制系統(tǒng)采用，從而根據(jù)預(yù)定的控制規(guī)則，產(chǎn)生激勵電機(jī)繞組的正確時刻。由于電機(jī)性能極其依賴于這種激勵的精確性，所以，精確制造并對準(zhǔn)rpt的部件是非常重要的。
在rpt中通常包括一些誤差的來源。葉輪的傳號空號比顯著影響輸出信號的傳號空號比，但是該關(guān)聯(lián)不是完全直接的，因為它還受到rpt中使用的傳感器類型特性的影響。例如，如果傳感器是光學(xué)型的，它將具有有限的束寬。根據(jù)所述變換是從通過光變換到阻擋光還是從阻擋光變換到通過光，這將對信號產(chǎn)生不同的影響。如果傳感器是霍爾效應(yīng)型的，鐵磁葉輪的進(jìn)入邊緣的接近將產(chǎn)生磁通的邊緣現(xiàn)象，并產(chǎn)生比預(yù)期早的開關(guān)切換。此外，這兩種類型的傳感器都可能出現(xiàn)磁滯效應(yīng)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向?qū)⑹沟眯盘栞敵霭l(fā)生變化。為了抵消這些效應(yīng)，已知的是可以調(diào)整葉輪的物理傳號空號比，從而使得傳感器輸出更接近一致的傳號空號比。還已知的是，可以偏置轉(zhuǎn)子葉輪的對準(zhǔn)，從而至少部分補(bǔ)償磁滯、磁化強(qiáng)度的精確度、束寬和/或邊緣效應(yīng)。然而，通常不能同時補(bǔ)償所有的誤差，因此，至少一些誤差通常保留在輸出信號中。
然而，這些誤差只是一部分問題。從圖4中可以明顯看到，傳感器相對于定子的絕對位置以及相對于其它傳感器的相對位置，將影響對應(yīng)于各相的電感分布的各相的RPTA、RPTB、RPTC信號。因此，已經(jīng)開發(fā)出一些方法來減小在布置傳感器部件中的制造誤差，這些傳感器部件一般被設(shè)置在印刷電路板上。例如，在美國5877568和美國6661140中均公開了改進(jìn)傳感器與定子之間的對準(zhǔn)的方法，但是帶來了因額外部件和制造過程造成的費(fèi)用上的增加。
類似，葉輪相對于轉(zhuǎn)子極的對準(zhǔn)影響rpt信號與各個電感分布之間的相位關(guān)聯(lián)。在美國5786646中公開了已知的用于減小這種誤差的方法中的一種，該方法采用特別設(shè)計的鎖緊環(huán)和恰當(dāng)?shù)墓ぞ撸沟靡怨姆绞綄⑷~輪與轉(zhuǎn)子極固定。
這些方法，雖然至少某種程度地改善了rpt輸出的質(zhì)量，但是由于增加了部件、制造過程和/或裝配成本，從而比較昂貴。雖然這對于少量生產(chǎn)的高價驅(qū)動器來說是可以接受的，但是，對于那些低成本大批量生產(chǎn)的驅(qū)動器來說是不理想的，例如用于家用電器或汽車系統(tǒng)的驅(qū)動器。然而，這些低成本的系統(tǒng)也需要有精確的rpt信號來產(chǎn)生它們所需的高輸出。因此，需要一種方法能夠以可重復(fù)和有成本效益的方式來補(bǔ)償rpt信號中的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的方法和裝置由所附獨(dú)立權(quán)利要求所限定。在從屬權(quán)利要求中描述了一些優(yōu)選特征。
本發(fā)明尤其適用于確定轉(zhuǎn)子位置傳感器的輸出中的誤差，該傳感器提供二進(jìn)制信號，并相對于電機(jī)的轉(zhuǎn)子被設(shè)置，以在相電感周期中產(chǎn)生二進(jìn)制信號的不多于兩次的變換。
這里所討論的技術(shù)相當(dāng)不同于在分解器或編碼器系統(tǒng)中使用的補(bǔ)償。這些系統(tǒng)在機(jī)械旋轉(zhuǎn)下具有高分辨率。它們對繞軸的外周的未對準(zhǔn)的補(bǔ)償能夠通過在兩個位置讀取編碼器輸出并記錄輸出中的偏移量來完成，這些偏移量可以是對位置的一些計算，但是從不會小于編碼器的分辨率。然而，本發(fā)明允許對比rpt分辨率小得多(但是對于驅(qū)動系統(tǒng)的性能仍然較大)的誤差進(jìn)行校正。
本發(fā)明的實施例可以包括存儲裝置，其存儲在預(yù)定條件下運(yùn)行電機(jī)的校準(zhǔn)結(jié)果?？梢詫⒃撔?zhǔn)結(jié)果與測試結(jié)果進(jìn)行比較，以產(chǎn)生比較值，其被用于獲取轉(zhuǎn)子位置傳感器的輸出中的誤差。優(yōu)選獲得多個校準(zhǔn)結(jié)果，并將其與測試結(jié)果比較。所述比較過程可以包括對校準(zhǔn)結(jié)果的插值?？蛇x的是，所述比較可以包括，根據(jù)測試結(jié)果，將一個校準(zhǔn)結(jié)果確定為誤差值。
優(yōu)選，本發(fā)明的實施例通過比較一組測試結(jié)果來確定rpt中的誤差。優(yōu)選，所選的參數(shù)是足夠靈敏的指示量以提供讀取值，從該讀取值可以獲得對rpt誤差的適當(dāng)準(zhǔn)確的確定。對誤差的確定因此相關(guān)于參數(shù)對于rpt輸出中的誤差的靈敏度。rpt輸出中的任何誤差都不是通過對rpt輸出自身的直接測量來確定的，無論測試下的系統(tǒng)中的誤差來源如何。在實際應(yīng)用中，以這種方式確定的誤差可以至少比rpt的分辨率小一個量級。
校準(zhǔn)結(jié)果可以通過運(yùn)行類似的電機(jī)來獲得，該電機(jī)具有校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子位置傳感器，或者，校準(zhǔn)結(jié)果可以通過數(shù)學(xué)建模獲得。
校準(zhǔn)中采用的參數(shù)可以是相電流，或者任何其它對電機(jī)的確定參數(shù)，比如電機(jī)輸出(例如，轉(zhuǎn)矩或者轉(zhuǎn)矩波紋)、電機(jī)的輸出變化率(比如，加速度)、噪聲、振動、電機(jī)部件的溫度等。
采用相電流作為參數(shù)實例，可以將其與單個校準(zhǔn)結(jié)果比較，并從所述比較中估算誤差?？蛇x的是，校準(zhǔn)的結(jié)果可以是一組參數(shù)值，每個參數(shù)值與預(yù)定的誤差值關(guān)聯(lián)，對校準(zhǔn)結(jié)果與測試結(jié)果的比較可以是測試結(jié)果與參數(shù)值組中的一個值的最佳組合，或者是測試結(jié)果與參數(shù)的插值的最佳組合。本發(fā)明的其它實施例采用波形作為校準(zhǔn)結(jié)果，例如，電流波形、轉(zhuǎn)矩波紋的波形或者噪聲的波形。
本發(fā)明的實施例將從驅(qū)動器測試運(yùn)行中獲得的結(jié)果與在相當(dāng)?shù)男?zhǔn)的驅(qū)動器上進(jìn)行預(yù)先測試中獲得的特征信息比較，所述校準(zhǔn)的驅(qū)動器已知具有精確的rpt。所述比較可以在制造過程末期進(jìn)行，用于獲得測試下的電機(jī)的rpt中存在的誤差。然后可以將該誤差放入驅(qū)動器的控制系統(tǒng)中，從而，當(dāng)該驅(qū)動器在希望的應(yīng)用中正常運(yùn)行時，所述驅(qū)動器由來自于rpt的被補(bǔ)償所述誤差的信號所控制。


本發(fā)明可以以多種方式用于實際應(yīng)用中，下面將通過示例的方式并參照附圖描述其中的一些，其中圖1示出了典型的現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)磁阻驅(qū)動器；圖2示出了公知的圖1的變換器的一相的拓?fù)?；圖3(a)示出了開關(guān)磁阻電機(jī)關(guān)于轉(zhuǎn)子角度的理想電感曲線；圖3(b)示出了開關(guān)磁阻電機(jī)的示意圖，其中A相的轉(zhuǎn)子位于完全對準(zhǔn)(Lmax)的位置；圖3(c)示出了開關(guān)磁阻電機(jī)的示意圖，其中A相的轉(zhuǎn)子位于完全未對準(zhǔn)(Lmin)的位置；圖4示出了3相系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子位置傳感器的部件；圖5示出了電感曲線與圖4的傳感器的傳感信號之間的關(guān)系；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的裝置。
具體實施例方式
將要描述的說明性實施例采用電動機(jī)模式的3相開關(guān)磁阻驅(qū)動器，但是任何相數(shù)都是可以采用的，其中驅(qū)動器既可以為電動機(jī)模式也可以為發(fā)電機(jī)模式，即分別產(chǎn)生作為轉(zhuǎn)矩或力、或者作為電源的輸出。
參照圖6，圖1所示的開關(guān)磁阻(′SR′)驅(qū)動器被設(shè)置成結(jié)合誤差檢測單元64運(yùn)行。rpt 15如在圖4中所示，其通常與圖5所示的電機(jī)的每一相的電感周期有輸出關(guān)聯(lián)。如圖5所示，rpt在相電感周期中的二進(jìn)制輸出狀態(tài)之間具有兩次變換，并將來自rpt的信號輸入到誤差檢測單元以及驅(qū)動器的控制系統(tǒng)14中。在本發(fā)明的一些實施例中，誤差檢測單元通過電流傳感器18能夠確定電機(jī)的至少一相中的電流?？梢詫碜躁P(guān)聯(lián)其它相的其它電流傳感器的信號可選地提供給誤差檢測單元64。
圖6示出了連接負(fù)載19的電動機(jī)。實際上，該負(fù)載可以省略以便于測試，或者它可以是附連在軸上的簡單飛輪，以增加慣性并減小速度波紋，或者它可以是需要來自于電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的常規(guī)負(fù)載。在后者的情況下，增加的相電流可以使得對驅(qū)動器性能的確定更加準(zhǔn)確，從而使得對rpt中的誤差的確定更加準(zhǔn)確。如果在發(fā)電機(jī)模式下進(jìn)行測試，則負(fù)載19必須能夠給SR電機(jī)12提供轉(zhuǎn)矩。
在本發(fā)明的一個實施例中，電機(jī)12通過其自身的在控制單元14的控制下的電力變換器13響應(yīng)來自rpt 15的信號而運(yùn)行。從而，不需要對控制單元14提供電流反饋。該驅(qū)動系統(tǒng)相對于已知的負(fù)載運(yùn)行，由誤差檢測單元記錄表示性能的參數(shù)的集合。包含在該集合中的參數(shù)被預(yù)先確定，并可以包括一些或全部以下參數(shù)電源電壓、直流鏈路電流、相電流、效率、電源表現(xiàn)的功率因數(shù)、回流到電源的諧波電壓或電流、電機(jī)的輸出變化率(例如，加速度)、電機(jī)輸出(例如，轉(zhuǎn)矩)、轉(zhuǎn)矩波紋、電機(jī)振動、噪聲、電機(jī)繞組或其它部件的溫度等。
當(dāng)完成測試并且已經(jīng)記錄所需的參數(shù)時，將結(jié)果和預(yù)先特征化的結(jié)果(“校準(zhǔn)的結(jié)果”)進(jìn)行比較，所述預(yù)先特征化的結(jié)果已經(jīng)預(yù)先從類似的驅(qū)動器中獲取，該驅(qū)動器由公知為精確的rpt操作。為獲得校準(zhǔn)結(jié)果，將單個類似的驅(qū)動器運(yùn)行一次或者多次以獲得結(jié)果分布，從所述分布中可以獲得統(tǒng)計范數(shù)(norm)。可選的是，可以將多個類似的驅(qū)動器運(yùn)行一次或多次，每次獲得相同的數(shù)據(jù)。另一種達(dá)到校準(zhǔn)結(jié)果的方法是，對測試中的電機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。該技術(shù)在本領(lǐng)域中是熟知的。
通過比較校準(zhǔn)參數(shù)值與測試參數(shù)值，能夠?qū)y試中的驅(qū)動器的rpt誤差進(jìn)行估算。將該誤差存儲并如下文所述使用。參數(shù)值可以用許多不同的方式進(jìn)行比較。例如，可以將相電流與單個校準(zhǔn)的電流值比較，通過確定相電流之間的差值來估算誤差?？蛇x的是，可以將測量電流與一組經(jīng)過對公知rpt誤差校準(zhǔn)的電流比較，并選出最佳匹配或在最接近的匹配之間確定插值。如上所述，校準(zhǔn)結(jié)果可以是波形、波形上的特征或一組波形。因此，測試值可以為一個或多個波形的形式，并且，可以通過視覺、或者通過使用統(tǒng)計算法來確定適當(dāng)?shù)恼`差值。
作為另一個例子，如果驅(qū)動器較慢地運(yùn)行，則可以估算轉(zhuǎn)矩波紋。由于從一相到另一相的變換點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩傾斜與rpt信號對應(yīng)于相電感周期的定位緊密關(guān)聯(lián)，所以，該測試給出了對rpt中特定誤差的良好估算。
作為另一個例子，可以將如下的加速時間定時，并與校準(zhǔn)結(jié)果比較，在所述加速時間上響應(yīng)速度請求的預(yù)定躍變輸入從一個速度到達(dá)另一個速度。該測試將響應(yīng)rpt信號中的誤差的結(jié)合。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，許多其它這樣的比較將是顯而易見的。
產(chǎn)生誤差值的比較可以人工完成，例如，通過參考校準(zhǔn)結(jié)果的表格，但是最好由誤差檢測單元64自動完成。然后通過數(shù)據(jù)總線66將誤差值傳輸給控制單元14，并存儲在控制系統(tǒng)中。由誤差檢測單元64實施的處理基于校準(zhǔn)結(jié)果和測試結(jié)果之間的差值。選擇對于實際rpt誤差適當(dāng)靈敏的參數(shù)。在所選參數(shù)中的較容易測量的變化表示rpt中非常小的誤差。因此，可以將參數(shù)的每個可測量的變化理解為rpt分辨率的非常小的部分。因此，參數(shù)的可測量量可用于補(bǔ)償rpt輸出中的非常小的誤差。以這種方式，能夠?qū)⒋_定的誤差設(shè)置成比rpt本身的輸出的分辨率小至少一個數(shù)量級。當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)在希望的應(yīng)用中順序運(yùn)行時，控制系統(tǒng)使用存儲的誤差來補(bǔ)償rpt的輸出，以提供改進(jìn)的驅(qū)動器性能。
因此，可以在圖6所示的裝置的制造末期將其用于對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行一次性分析，以確定rpt系統(tǒng)中的誤差，并提供持久補(bǔ)償所述誤差的方法。這不需要額外或特別的部件就能夠?qū)崿F(xiàn)。該驅(qū)動器可以不需要持久安裝的電流傳感器。替代現(xiàn)有技術(shù)中用于減小rpt信號中誤差的方法，本發(fā)明接受這些誤差的發(fā)生，并補(bǔ)償這些誤差，從而最優(yōu)化驅(qū)動器的性能。
可以將單個誤差值存儲起來，并用于所有相以節(jié)約分析時間，或者可以對電機(jī)12的第二相或更多相重復(fù)該過程，從而產(chǎn)生并存儲若干可以取平均的讀取值或者針對每相的單獨(dú)的誤差值。類似，該過程可以僅在rpt信號的一個變換上實施，或者在若干或所有變換上實施，使得可以計算平均誤差，或存儲對應(yīng)于每個信號邊沿的實際誤差。
然后由控制單元將從進(jìn)行的rpt校準(zhǔn)中獲得的存儲誤差值施加到實際rpt信號變換中，以補(bǔ)償信號的固有誤差。對于數(shù)字信號處理領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然的是，當(dāng)進(jìn)行了基本的rpt校準(zhǔn)后，可以以多種方式實現(xiàn)對rpt信號誤差的補(bǔ)償。誤差補(bǔ)償可以在轉(zhuǎn)子角度范圍中完成，或者在時間范圍中完成，對兩者的選擇將受到主體系統(tǒng)使用的特定控制實施的影響。然而，目的仍然是，確?？刂葡嗬@組的開關(guān)在精確的時刻被運(yùn)行，以及該運(yùn)行不受任何rpt信號中的誤差的不利影響。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以將誤差檢測單元64或多或少地集成到驅(qū)動器14的控制系統(tǒng)中(見圖6)。從而，可以采用控制系統(tǒng)的處理能力來執(zhí)行所需的計算，以及存儲rpt誤差的結(jié)果值。這樣的實施例可以允許驅(qū)動器在應(yīng)用中再校準(zhǔn)，如果對rpt的設(shè)定在維護(hù)或修理期間被擾亂。再校準(zhǔn)的實施可提供一組新的誤差，其被存儲并隨后用于對rpt輸出信號的補(bǔ)償。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不偏離本發(fā)明的情況下，可以對所公開的配置進(jìn)行變化，尤其是在誤差檢測單元中的算法實施的細(xì)節(jié)中。顯然的是，盡管結(jié)合開關(guān)磁阻電機(jī)描述了本技術(shù)，但是所述技術(shù)也可以用于在其控制中使用轉(zhuǎn)子位置信息的任何電機(jī)中。
另外，盡管在旋轉(zhuǎn)電機(jī)方面描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明也同樣可以用于線性電機(jī)中，所述線性電機(jī)具有軌道形式的定子和沿軌道移動的移動部分。在本領(lǐng)域中使用術(shù)語“轉(zhuǎn)子”表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)和線性電機(jī)的可移動部分，并可以以本文描述的方式構(gòu)造。因此，上述若干實施例只是用于示例，而不是為了限制本發(fā)明。本發(fā)明旨在只由下面的權(quán)利要求書的范圍所限制。
權(quán)利要求
1.一種確定測試下的電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置傳感器的輸出中的誤差的方法，所述方法包括獲取在預(yù)定條件下運(yùn)行所述電機(jī)的校準(zhǔn)結(jié)果，所述校準(zhǔn)結(jié)果是所述測試下的電機(jī)的至少一個參數(shù)的值；在所述預(yù)定條件下運(yùn)行所述電機(jī)，并記錄所述至少一個參數(shù)作為測試結(jié)果；以及比較所述校準(zhǔn)結(jié)果與所述測試結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參數(shù)是選自于如下的一個或多個參數(shù)電源電壓、直流鏈路電流、轉(zhuǎn)矩、電機(jī)輸出波紋、電機(jī)的輸出變化率、效率、電源功率因數(shù)、電機(jī)振動、電壓和電流諧波、相電流、噪聲、振動、以及溫度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)子位置傳感器中的誤差通過比較所述校準(zhǔn)結(jié)果與所述測試結(jié)果而獲得。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述誤差通過將所述校準(zhǔn)結(jié)果與多個所述測試結(jié)果比較而獲得。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述測試結(jié)果是一組值，所述誤差通過對所述組的值進(jìn)行插值而獲得。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中所述校準(zhǔn)結(jié)果通過運(yùn)行一個或多個校準(zhǔn)的電機(jī)而獲得。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述校準(zhǔn)的電機(jī)包括校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子位置傳感器。
8.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中所述校準(zhǔn)結(jié)果通過數(shù)學(xué)建模而獲得。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其中所述電機(jī)由控制器控制，所獲得的所述rpt輸出中的誤差被存儲在所述控制器中、并被用于在所述電機(jī)的運(yùn)行中補(bǔ)償所述轉(zhuǎn)子位置傳感器中的誤差。
10.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的方法來確定電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置傳感器的輸出中的誤差的裝置，所述裝置包括存儲裝置，其用于存儲在預(yù)定條件下運(yùn)行所述電機(jī)的校準(zhǔn)結(jié)果；比較裝置，其用于比較所述校準(zhǔn)結(jié)果與測試結(jié)果以產(chǎn)生比較結(jié)果；以及誤差獲取裝置，其用于從所述比較結(jié)果中獲取所述轉(zhuǎn)子位置傳感器中的誤差。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述測試下的電機(jī)可被連接到控制器，所述存儲裝置與所述控制器集成。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述確定的誤差比所述rpt的輸出的分辨率小一個量級。
全文摘要
一種具有轉(zhuǎn)子位置傳感器的電機(jī)，所述傳感器對控制系統(tǒng)提供輸出信號。該輸出信號包括由于部件缺陷和制造缺陷而導(dǎo)致的誤差。公開了一種方法，該方法能夠通過與校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)的比較而確定信號中的誤差，從而對電機(jī)的控制系統(tǒng)提供校正。該校正可以被存儲在控制系統(tǒng)中，并被用于改進(jìn)傳感器輸出信號的精確度，從而改善了電機(jī)的輸出。
文檔編號H02P25/08GK1728535SQ20051008409
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月27日
發(fā)明者M·P·坦卡德 申請人:開關(guān)磁阻驅(qū)動有限公司