用于確定電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定具有星形連接相支路(1、2、3)的電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的方法，其中，從中性點(6)上的電位中測定體現(xiàn)在半個磁周期內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的測量信號(M)。依據(jù)本發(fā)明，在測量時間點(t0)上通過將中性點強制轉(zhuǎn)到確定電位上向全部相支路(1、2、3)的末端施加確定電壓，在測量時間點(t0)之后的時間點(t1)上，向相支路(1、2、3)之一的末端施加與確定電壓不同的電壓并且然后從自測量時間點(t0)起在中性點(6)與確定電位的連接中形成的電流(I)導(dǎo)出測量信號(M)。
【專利說明】用于確定電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定具有星形連接相支路的電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的方法，其中，測定體現(xiàn)在半個磁周期內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的測量信號(M)。
【背景技術(shù)】
[0002]這種方法由EP1005716B1有所公開。按照所公開的這種方法確定轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置以此為基礎(chǔ)，即相支路的電感由于勵磁線圈芯變化的飽和度和變化的幾何形狀影響而取決于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。在半個磁周期的內(nèi)部，相支路電感與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置之間存在明確的相互聯(lián)系。確定體現(xiàn)一個或多個相支路并因此轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的測量信號(M)由于相支路之間的電感耦合而變得困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種開頭所述類型的新方法，其中減少在確定測量信號(M)時耦合電感的干擾影響。
[0004]依據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)該目的的方法的特征在于，在測量時間點Utl)上通過將中性點強制轉(zhuǎn)到確定電位上向全部相支路的末端施加確定電壓，在測量時間點(t J之后的時間點U1)上向相支路之一的末端施加與所述確定電壓不同的電壓，并由電流(I)導(dǎo)出測量信號(M)，該電流從測量時間點Utl)起超出所述之后的時間點U1)在將中性點內(nèi)強制轉(zhuǎn)到所述確定電位上的連接中形成。
[0005]緊接在測量時間點Utl)后，在將中性點強制轉(zhuǎn)到所述確定電位上的連接中沒有電流流動，因為向中性點流動的和從中性點流出的電流的總和在該階段內(nèi)仍等于零。根據(jù)中性點上的電位在測量時間點Utl)上與所述確定電位是否不同，在測量時間點Utl)后在連接中開始電流流動。通過在測量時間點Utl)之后的時間點U1)上僅改變一個相支路上的電壓，但其余相支路上的電壓保持不變，對電流(I)在所述連接中的進一步形成決定性的只是該一個相支路的電感和電阻。該相支路內(nèi)的電流變化也并不導(dǎo)致其余相支路內(nèi)的電流變化。相支路電感之間的電感耦合因此對在連接中的電流(I)的形成僅有微小影響。
[0006]在實施依據(jù)本發(fā)明的方法時，例如在測量時間點Utl)上全部相支路可與電位零點連接并在之后的時間點U1)上向一個相支路施加直流電壓(Ub)。
[0007]有利地這種直流電壓是在通過脈沖寬度調(diào)制的電機運行中使用的工作電壓。
[0008]優(yōu)選測定電流⑴隨時間⑴的上升，其中，尤其是從在測量時間點Utl)之后的時間點U1)起的上升和從測量時間點Utl)起的上升的差值用作測量信號(M)。
[0009]有利地測定在電流(I)的仍直線上升階段期間的上升。
[0010]優(yōu)選將中性點電位在測量時間點(td)上強制轉(zhuǎn)到電位零點上。為將中性點電位強制轉(zhuǎn)到確定電位上、特別是電位零點上，通過測量電阻建立與確定電位的連接。
[0011 ] 有利地，中性點直接在測定上升之后重新釋放，也就是斷開連接。
[0012]不言而喻，在所述之后的時間點(ti)與測量時間點(O之間的差值選擇成小于脈沖寬度調(diào)制時脈沖周期的持續(xù)時間，從而確定旋轉(zhuǎn)位置不干擾電機的運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面借助附圖對本發(fā)明做進一步說明。其中:
[0014]圖1示出星形連接電機的示意圖，包括用于將中性點強制轉(zhuǎn)到確定電位上的裝置；以及
[0015]圖2示出說明確定取決于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的測量信號(M)的曲線圖。
【具體實施方式】
[0016]電機包括三個星形連接的相支路1、2和3，其中每個相支路具有電感4和歐姆電阻5。
[0017](此外未示出的)電機的中性點6通過開關(guān)8和電阻9與電壓零點連接。裝置7用于檢測和分析處理在測量電阻9上下降的電壓UM。
[0018]相支路1、2、3的接線例如為了通過脈沖寬度調(diào)制使電機運行，可以交替與工作電壓Ub或與電壓零點連接。
[0019]相支路1、2、3的歐姆電阻5是與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置無關(guān)地恒定的，而每個半個磁周期內(nèi)部的電感4則由于通過勵磁場變化的磁飽和和變化的幾何形狀影響明顯取決于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。
[0020]為確定轉(zhuǎn)于的旋轉(zhuǎn) 位置、可選地在電機通過脈沖寬度調(diào)制運行期間確定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，在第一步驟中產(chǎn)生例如圖1所示的開關(guān)狀態(tài)，其中所有三個相支路1、2、3均與電壓零點連接。中性點6上存在一個來源于在相支路內(nèi)感應(yīng)電壓和自感應(yīng)電壓的電位。在下一個步驟中，在測量時間點h上通過操作開關(guān)8，中性點6經(jīng)由電阻9根據(jù)圖1b與電壓零點連接并通過該開關(guān)過程中性點上的電位轉(zhuǎn)移到電壓零點。所述的開關(guān)過程此外觸發(fā)通過裝置7檢測和分析處理現(xiàn)在通過上升的電流I在測量電阻9上產(chǎn)生的電壓降UM。
[0021]在與電壓零點和中性點6連接的相支路1、2、3內(nèi)由于感應(yīng)和自感而流動不同符號的電流，其總和等于零。這一點也適用于緊接在閉合開關(guān)8之后。對于閉合開關(guān)8后電流I的上升或通過電流I在測量電阻9上產(chǎn)生的測量電壓Um的上升來說泱定性的是，除了在閉合時間點上在相支路1、2、3內(nèi)流動的電流和感應(yīng)電壓外，還有相支路1、2、3的并聯(lián)的電感4和電阻5。這些變量確定電流I或測量電壓Um隨時間t上升直至飽和值的時間常數(shù)。裝置7依據(jù)圖2檢測電壓Um隨時間t的上升(Λ Umo/ Δ t0)，優(yōu)選在仍然直線的上升階段10期間該電壓隨時間的上升。
[0022]依據(jù)圖lc，在仍然直線的上升階段10期間，在時間點&上例如向相支路I施加工作電壓Ub。正如從圖2所看到的那樣，開關(guān)狀態(tài)的這種變化導(dǎo)致電壓Um隨時間t的改變的上升(Δ Um/ Δ ?)。
[0023]對于裝置7在一個仍然直線的上升階段11期間測定到的改變的上升值來說決定性的主要是取決于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的電感4、相支路I的從相支路到相支路恒定的電阻5以及之前的上升階段10中的上升值。
[0024]用于檢測和分析處理測量電壓Um的裝置7確定上升之間的差值(AUmi/At1)-(A Umo/ Δ t0)作為取決于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的測量信號M。[0025]緊接在確定了這兩個上升之后，中性點6通過斷開開關(guān)8重新釋放。測量時間段trh與脈沖寬度調(diào)制的周期持續(xù)時間相比較小，從而電機的運行不受所述旋轉(zhuǎn)位置確定的任何干擾。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定具有星形連接的相支路(1、2、3)的電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的方法，其中，測定體現(xiàn)在半個磁周期內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的測量信號(M)，其特征在于，在測量時間點(t0)上通過將中性點(6)強制轉(zhuǎn)到確定電位上而向全部相支路(1、2、3)的末端施加確定電壓，在測量時間點Utl)之后的時間點U1)上向相支路(1、2、3)之一的末端施加與所述確定電壓不同的電壓，并且由電流⑴導(dǎo)出測量信號(M)，該電流從測量時間點Utl)起越過所述之后的時間點U1)在將中性點(6)強制轉(zhuǎn)到所述確定電位上的連接中形成。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為導(dǎo)出測量信號(M)，確定電流隨時間(t)的上升(I (t))。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，為導(dǎo)出測量信號(M)，確定電流(I)從測量時間點(h)起的上升和從所述之后的時間點U1)起的上升。
4.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，確定這兩個上升的差值作為測量信號(M)。
5.按權(quán)利要求2-4之一所述的方法，其特征在于，測定在電流的仍直線上升階段期間的上升(I (t))。
6.按權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，在測量時間點Utl)上將中性點電位轉(zhuǎn)到電位零點上。
7.按權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，在測量時間點Utl)上將全部相支路(1、2、3)與電位零點連接并在之后的時間點U1)上向相支路之一施加直流電壓(Ub)。
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，直流電壓(Ub)是用于通過脈沖寬度調(diào)制使電機運行的工作電壓。
9.按權(quán)利要求2-8之一所述的方法，其特征在于，將中性點(6)強制轉(zhuǎn)到確定電位上的裝置直接在測定所述上升后中斷。
10.按權(quán)利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，中性點電位通過具有測量電阻(9)的連接轉(zhuǎn)到所述確定電位上。
11.按權(quán)利要求8-10之一所述的方法，其特征在于，在所述之后的時間點(ti)與測量時間點Utl)之間的時差選擇成小于脈沖周期持續(xù)時間。
【文檔編號】H02P6/18GK103891127SQ201280034841
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月13日
【發(fā)明者】羅爾夫·施特羅特曼 申請人:羅爾夫·施特羅特曼