專利名稱：用于確定電機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法和裝置的制作方法
用于確定電機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法和裝置
本發(fā)明涉及一種根據(jù)專利權(quán)利要求1前序部分所述的用于確定電
機(jī)(elektrischen Maschine)轉(zhuǎn)矩，尤其是7、久激j力電枳4爭(zhēng)矩的方法，以 及根據(jù)專利權(quán)利要求5前序部分的相應(yīng)裝置。
在現(xiàn)代混合車輛中通常將 ;jc久激勵(lì)同步電機(jī)用作電力驅(qū)動(dòng)。永久
激勵(lì)同步電機(jī)包括其中設(shè)置了產(chǎn)生磁流的磁體的轉(zhuǎn)子，以及具有定于 繞組的定子。電機(jī)產(chǎn)生尤其是取決于機(jī)器中相電流和磁流的轉(zhuǎn)矩。產(chǎn) 生的轉(zhuǎn)矩確定車輛的加速性能和行駛性能并由此描述了正需要確定 的重要參數(shù)。
在傳統(tǒng)車輛中，電機(jī)轉(zhuǎn)矩通常借助數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算。在沒有磁阻 矩出現(xiàn)的前提條件下，對(duì)轉(zhuǎn)矩M適用
其中
K:機(jī)器參數(shù)(Maschinenkonstante)
lq:機(jī)器的貫穿電流(場(chǎng)定向調(diào)節(jié)(feldorientierteRegelung)) Y:沖幾器的磁流
計(jì)算轉(zhuǎn)矩M卻比較不精確，因?yàn)榇帕鱘(/不是常數(shù)且尤其隨著溫 度變化。由此多次得出比較大的錯(cuò)誤。
因此，本發(fā)明任務(wù)在于，實(shí)現(xiàn)用于確定電機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法以及相應(yīng) 的裝置，借助該方法和裝置能夠在很大程度更精確地確定轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)本發(fā)明通過在專利權(quán)利要求1以及專利權(quán)利要求5中說明的 特征解決該任務(wù)。本發(fā)明其他實(shí)施例是附屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
本發(fā)明重要方面在于，測(cè)量電機(jī)的相電壓和轉(zhuǎn)數(shù)并由此計(jì)算轉(zhuǎn) 矩。標(biāo)記"轉(zhuǎn)數(shù)"也應(yīng)該被理解為比例值，如圓周頻率。這有重要的 優(yōu)點(diǎn)，即能夠更精確地計(jì)算電才/L轉(zhuǎn)矩M,且尤其是能夠考慮到溫度影
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)矩根據(jù)數(shù)學(xué)模型
M = K, lq , V
計(jì)算，其中磁流V卻由電機(jī)的測(cè)量的相電壓Uind和轉(zhuǎn)數(shù)或圓周頻
率計(jì)算。對(duì)于磁流v)/適用
V)/ = Ulnd/W,
其中
Uind:感應(yīng)電壓 co:圓周頻率
優(yōu)選地，相電壓Ujnd在電機(jī)l空轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)量。在這種狀態(tài)中打開與 顯示基本上是正弦形狀過程。因此，相電壓能夠精確測(cè)量。優(yōu)選地，
為了計(jì)算矩M，獲得相電壓Uind的峰值。
根據(jù)本發(fā)明用于確定電機(jī)(尤其是永久激勵(lì)電機(jī))轉(zhuǎn)矩的裝置包
括有用于確定轉(zhuǎn)矩M的算法的控制器件，其中相電壓信號(hào)Ud和轉(zhuǎn)數(shù) 信號(hào)提供給控制器件，且該算法基于這些參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩M。
優(yōu)選地，控制器件產(chǎn)生用于控制脈沖反用換流器(PWR)的輸出信 號(hào)，使用脈沖反用換流器(PWR)尤其能夠改變電機(jī)功率。
本發(fā)明下面結(jié)合附圖
進(jìn)一步舉例說明。
圖l顯示了示意圖三相電機(jī)l,帶有在其上連接的脈沖反用換流 器2。脈沖反用換流器(PWR)2包括功率開關(guān)6a-6f，功率開關(guān)6a-6f 與電機(jī)1的單相位U、 V、 W連接，并且相位U、 V、 W相對(duì)于高供 電電勢(shì)(中間電路電壓Uz)或低參考電勢(shì)(接地)開關(guān)。與高供電電勢(shì)Uz 連接的開關(guān)6a-6c還祐:稱為"高端開關(guān)"而與接地連接的開關(guān)6d-6f 還被稱為"低端開關(guān)"。脈沖反用換流器2還包括多個(gè)分別設(shè)置為與 開關(guān)6a-6f并聯(lián)的自振蕩二極管7a-7f。
PWR2確定了電機(jī)1的功率和運(yùn)行方式，且由控制器件12相應(yīng) 地控制。由此，電機(jī)l能夠可選地在電動(dòng)機(jī)工作或發(fā)電機(jī)工作中運(yùn)行。
此外，脈沖反用換流器2包括主要用于穩(wěn)定電池電壓的所謂中間 電路電容器8。有電池9的車輛4反用電源并聯(lián)于中間電路電容器8。
電機(jī)1在此是三相地實(shí)施且包括具有三個(gè)線圈3a-3c的定子和有 多個(gè)永久磁體11的轉(zhuǎn)子。線圏3a-3c的歐姆電阻通過元件10a-10c表 示。
電機(jī)1產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩M,轉(zhuǎn)矩M尤其取決于相電流Iu、 Iv、 Iw和貫 穿電流lq(場(chǎng)定向調(diào)節(jié))，還取決于電機(jī)1中占支配地偉的磁流xj/。實(shí) 際電機(jī)轉(zhuǎn)矩M借助儲(chǔ)存在控制器件12的數(shù)學(xué)模型計(jì)算。該模型和算 法結(jié)合以下關(guān)系式計(jì)算轉(zhuǎn)矩M:
<formula>formula see original document page 6</formula>
在此，磁流\|/通過感應(yīng)定律確定，其中
<formula>formula see original document page 6</formula> 或 <formula>formula see original document page 6</formula>
其中
Uind:機(jī)器空轉(zhuǎn)時(shí)的感應(yīng)電壓 co:電圓周頻率
電機(jī)1的圓周頻率co在此^f眚助轉(zhuǎn)數(shù)傳感器5測(cè)量。定子繞組3a-3c 中感應(yīng)電壓Uind通過電壓源4a-4c表示并能夠借助簡(jiǎn)單的電壓傳感器
測(cè)量。例如，作為感應(yīng)電壓Uind可以是這些相位中的兩個(gè)之間電壓,
比如U和V，或相位U、 V、 W中的一個(gè)與參考電勢(shì)之間電壓能夠被 測(cè)量。電壓Uind在電機(jī)l空轉(zhuǎn)時(shí)是正弦形式的，且因此優(yōu)選地在該狀 態(tài)測(cè)量。(空轉(zhuǎn)時(shí)脈沖反用換流器2的所有六個(gè)功率開關(guān)6a-6f打開。)
電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)1在測(cè)量時(shí)應(yīng)該足夠大，另一方面也不允許超過最大轉(zhuǎn) 數(shù)，自最大轉(zhuǎn)數(shù)開始自振蕩二極管7a-7f作為整流電橋起作用。相電 壓U、 V、 W否則會(huì)失真而不再是正弦形式。
電壓信號(hào)和轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)Umd、n在控制器件12輸入處向控制器件12 提供。從電壓信號(hào)中計(jì)算出峰值。該峰值相應(yīng)于上面提到的感應(yīng)電壓 Uind。在控制器件12中儲(chǔ)存的算法處理這些值并由此確定實(shí)際電機(jī)1
的轉(zhuǎn)矩M1。
用于計(jì)算轉(zhuǎn)矩M的數(shù)學(xué)才莫型能夠可分析地或比如也作為特性曲 線族儲(chǔ)存在控制器件12中。能夠用這種方法特別精確且簡(jiǎn)單地確定 轉(zhuǎn)矩M。
權(quán)利要求
1. 一種用于確定電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)矩(M)，尤其是永久激勵(lì)電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)矩(M)的方法，其特征在于，測(cè)量所述電機(jī)(1)的相電壓(Uind)和轉(zhuǎn)數(shù)(n，ω)，并由此計(jì)算所述轉(zhuǎn)矩(M)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于，所述相電壓(Uind)在所述電機(jī)(l)空轉(zhuǎn)時(shí)被測(cè)量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其特征在于，確定所述相電壓(Uind)的峰值。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的^f壬一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩(M)根據(jù)函數(shù)<formula>formula see original document page 2</formula> (o或n)來(lái)計(jì)算。
5. —種用于確定電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)矩(M)，尤其是永久激勵(lì)電機(jī)(l)的轉(zhuǎn) 矩(M)的裝置，其特征在于，具有用于確定所述轉(zhuǎn)矩(M)的算法的控制 器件(12),所述控制器件(12)通過提供到所述控制器件(12)的相電壓信 號(hào)(Um)和轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)(n, co)來(lái)確定所述電機(jī)(l)的轉(zhuǎn)矩(M)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置， 其特征在于，<formula>formula see original document page 2</formula>
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置， 其特征在于，所述算法根據(jù)函數(shù)M = f(K, lq， Uind, co)來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)矩(M)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定電機(jī)(1)(尤其是永久激勵(lì)電機(jī))轉(zhuǎn)矩(M)的方法。通過測(cè)量電機(jī)(1)的相電壓(U_ind)和轉(zhuǎn)數(shù)(n或ω)且由此計(jì)算轉(zhuǎn)矩(M)，能夠特別簡(jiǎn)單和精確地確定轉(zhuǎn)矩(M)。
文檔編號(hào)H02P6/08GK101379690SQ200780004849
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者G·戈廷, M·埃森哈特, S·布林德 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司