本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行電機(jī)的方法。電機(jī)尤其是理解為同步電機(jī)。電機(jī)優(yōu)選不帶編碼器。此外，本發(fā)明還涉及一種具有電機(jī)和變流器的驅(qū)動器。

背景技術(shù)：

在對電機(jī)進(jìn)行調(diào)整時，其轉(zhuǎn)速通常借助編碼器來檢測，并且如果電機(jī)是指電動馬達(dá)，例如同步馬達(dá)的話，那么就借助所實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整通電。這種編碼器一方面制造成本比較昂貴。另一方面還增加了電機(jī)的結(jié)構(gòu)空間，并在裝配時必須實(shí)施附加的布線步驟。此外，對電機(jī)的控制需要匹配于編碼器。此外，在編碼器出現(xiàn)故障時，就不再能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行調(diào)整，從而必須讓該電機(jī)停止，直到更換或修理好編碼器。

為此替選的是，借助對變流器的適當(dāng)?shù)尿?qū)控來進(jìn)行所謂的不帶編碼器或不帶傳感器的場定向調(diào)整，其中，電流矢量或電壓矢量通常以電動馬達(dá)的期望的轉(zhuǎn)速相對于固定不變的坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)。在此，電壓矢量包括形成磁通的分量和形成轉(zhuǎn)矩的分量。借助測得的電流矢量和電壓矢量，經(jīng)由同步電機(jī)的模型來計(jì)算轉(zhuǎn)速。在此，尤其是充分利用了電機(jī)的反電動勢。在轉(zhuǎn)速比較小的情況下，反電動勢和進(jìn)而還有所測得的電流矢量和電壓矢量的各自的分量相對較小，從而無法以足夠的精度來對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。因此，如果對在調(diào)整中使用的偏差的獲知是有誤差的，那么電機(jī)將被錯誤地驅(qū)控，從而馬達(dá)無法以所期望的轉(zhuǎn)速運(yùn)作。為了避免該缺點(diǎn)而公知的是，在轉(zhuǎn)速低的情況下，將具有特定頻率的測試信號賦予到電流或電壓中。頻率低于所使用的變流器的開關(guān)頻率，并且在大多數(shù)情況下比所使用的電流調(diào)整器的帶寬要大。然 而在此不利的是，該頻率是人耳可察覺到的，從而形成不希望的聲響。

由DE 10 2008 045 622 B4公知了一種用于運(yùn)行供應(yīng)給整流器的、不帶編碼器的、非線性的、永久激勵的同步電機(jī)的方法，其中，在第一工作步驟中估計(jì)磁極轉(zhuǎn)子角度，并且以此出發(fā)地來檢測定子電流矢量的形成轉(zhuǎn)矩的分量和形成磁通的分量。此外，檢測電壓矢量并借助計(jì)算裝置從中計(jì)算出動子角頻率，為此動用了針對橫向磁通的存儲在計(jì)算裝置中的曲線簇。在另一工作步驟中，基于所獲知的橫向磁通以及所檢測到的電流值來估計(jì)磁極轉(zhuǎn)子角度，并且將該磁極轉(zhuǎn)子角度考慮用于另外的調(diào)整。因此，在所提出的方法中需要將特征曲線族匹配于當(dāng)前運(yùn)行的同步電機(jī)。因此，對于每個同步電機(jī)來說，基于制造公差，在裝配時必須總是獲知各自的特性曲線族。因此，即使在修理并且隨后盡管最小地改變?yōu)榱藰?gòu)建定子磁通或轉(zhuǎn)子磁通而形成的分量的情況下，也必須總是對計(jì)算單元進(jìn)行調(diào)整。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于說明一種特別適當(dāng)?shù)挠糜谶\(yùn)行電機(jī)的方法和一種特別適當(dāng)?shù)木哂须姍C(jī)的驅(qū)動器，其中，尤其是降低了制造成本并且在運(yùn)行時避免或至少減少了外圍設(shè)備的負(fù)荷。

根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于方法，該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的特征來解決，而關(guān)于驅(qū)動器則通過權(quán)利要求9的特征來解決。有利的改進(jìn)方案和設(shè)計(jì)方案是各個從屬權(quán)利要求的主題。

該方法用于運(yùn)行電機(jī)，尤其是用于運(yùn)行不帶編碼器的電機(jī)。換句話說，電機(jī)不包括能夠檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對于電機(jī)的定子的轉(zhuǎn)速或位置的編碼器。在此借助編碼器直接測量位置或轉(zhuǎn)速，而不借助可能的其他的測量參量來獲知。電機(jī)尤其是不包括霍爾傳感器或借助其輸出正弦軌跡和余弦軌跡的傳感器。適當(dāng)?shù)?，電機(jī)不包括增量編碼器。電機(jī)例如是電動馬達(dá)，尤其是同步電機(jī)。優(yōu)選的是，電機(jī)包括一定數(shù)量 的永磁體。電機(jī)例如是線性的或非線性的電機(jī)，尤其是同步電機(jī)。

電機(jī)首先受控地運(yùn)行，也就是預(yù)設(shè)有引用參量。實(shí)際狀態(tài)與引用參量的偏差在控制運(yùn)行中不被監(jiān)測。在此適宜的是，引用參量是當(dāng)前的角度。該角度尤其是在電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子之間形成。因此，引用參量尤其是由電機(jī)以機(jī)械的方式實(shí)現(xiàn)的角度，該角度優(yōu)選對應(yīng)于電角度。電角度尤其是相應(yīng)于機(jī)械角度。適宜的是，角度隨時間變化，從而引用參量相應(yīng)于特定的預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速加上相位值或偏置量。換句話說，將電機(jī)控制到特定的轉(zhuǎn)速上，其中，基于偏置量或相位而在特定的時間預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)子相對于定子的特定的位置，也就是存在當(dāng)前的角度。在稍后的時間中，預(yù)設(shè)的當(dāng)前的角度發(fā)生變化，其中，借助預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速得到該變化。

在某一時刻從控制運(yùn)行切換到調(diào)整運(yùn)行。在調(diào)整運(yùn)行中同樣使用引用參量，其尤其是同樣相應(yīng)于適宜地借助預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速和預(yù)設(shè)的偏置量或相位來確定的當(dāng)前的角度。換句話說，無論是在控制運(yùn)行中還是在調(diào)整運(yùn)行中，適宜地將各自的當(dāng)前的角度考慮作為引用參量。又換句話說，引用參量分別是額定參量。引用參量尤其是輸送給相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。在切換的時刻，將控制運(yùn)行的引用參量加上修正值考慮作為調(diào)整運(yùn)行的引用參量。換句話說，在該時刻不調(diào)整到在控制運(yùn)行中被控制到的當(dāng)前的角度。總之，將控制運(yùn)行在該時刻的引用參量加上修正值考慮作為調(diào)整運(yùn)行在該時刻的引用參量。在此，借助修正值來考慮在控制運(yùn)行中的角度位置與引用參量的偏差，從而如果當(dāng)前的角度用作引用參量，那么在切換時預(yù)料在轉(zhuǎn)速之內(nèi)不發(fā)生突變。尤其是，當(dāng)從控制運(yùn)行切換到調(diào)整運(yùn)行時，在方法期間只進(jìn)行一次對修正值的獲知。

總之，尤其是在第一時間段使電機(jī)控制到第一角度地運(yùn)行，并且在第二時間段使電機(jī)調(diào)整到第二角度地運(yùn)行，其中，第一角度加上修正值考慮作為第二角度。在此，角度僅針對切換的時刻有效。換句話 說，在切換時刻之前的第一角度與在切換時刻的第一角度不同。同樣，在切換時刻的第二角度與在進(jìn)一步的時間流逝中的第二角度同樣不同。

控制運(yùn)行在此尤其是理解為不獲知控制運(yùn)行的引用參量與所實(shí)現(xiàn)的參量之間的偏差，或者不考慮在另外的控制中的至少一個這種所獲知的偏差。例如，實(shí)際實(shí)現(xiàn)的參量是未知的。然而，優(yōu)選對由引用參量得到的在控制運(yùn)行時所使用的調(diào)節(jié)參量進(jìn)行調(diào)整。換句話說，調(diào)整相對于控制而言處于下級中。然而，在處于下級的調(diào)整中考慮尤其是與引用參量不同的其他的參量。例如涉及其他的物理參量。

尤其是調(diào)整到控制運(yùn)行的調(diào)節(jié)參量。換句話說，在調(diào)整運(yùn)行中預(yù)設(shè)引用參量并且從中導(dǎo)出調(diào)節(jié)參量。在控制運(yùn)行中剛好調(diào)整到該調(diào)節(jié)參量。換句話說，將控制運(yùn)行的調(diào)節(jié)參量考慮作為處于下級的調(diào)整的第二引用參量。尤其是，在控制運(yùn)行中調(diào)整到調(diào)節(jié)參量的情況下的停滯時間小于調(diào)整到引用參量的控制運(yùn)行的停滯時間。尤其是，調(diào)整到調(diào)節(jié)參量的停滯時間小于或等于在調(diào)整運(yùn)行中調(diào)整到引用參量的停滯時間的50％、10％、5％、2％、1％、0.5％。換句話說，可以相對較快地執(zhí)行對調(diào)節(jié)參量的調(diào)整。優(yōu)選地，在控制運(yùn)行中考慮到預(yù)控制部。在將調(diào)節(jié)參量尤其是輸送至調(diào)整并且/或者借助調(diào)節(jié)進(jìn)行調(diào)整之前，借助預(yù)控制部適當(dāng)?shù)貓?zhí)行對調(diào)節(jié)參量的調(diào)整。

尤其是，電流考慮作為控制運(yùn)行的調(diào)節(jié)參量。換句話說，借助控制運(yùn)行中的引用參量來獲知電流，并且如果角度用作引用參量，則不依賴于與引用參量的實(shí)際偏差地，也就是不依賴于轉(zhuǎn)子相對于定子的實(shí)際位置地調(diào)整到該電流?？傊?，在控制時預(yù)設(shè)電流，并且因此應(yīng)用該電流。電流能相對容易地檢測到，并且因此相對廉價地實(shí)現(xiàn)調(diào)整。基于所獲知的偏差也能夠相對快速地實(shí)現(xiàn)對電流的調(diào)整。尤其是選擇電流的矢量，也就是選擇電流的矢量作為調(diào)節(jié)參量。該電流矢量例如借助電流的絕對值以及與之相對應(yīng)的角度來描述，其中，角度尤其是 等于引用參量。電流矢量適宜地分成第一和第二分量，其中，這兩個分量例如彼此垂直。尤其是，第二分量被選擇為恒定。換句話說，不依賴于電機(jī)的實(shí)際負(fù)荷地確定固定地預(yù)設(shè)的第二分量。在此適宜的是，選擇零(0)作為第二分量。以該方式能夠相對容易地執(zhí)行計(jì)算，這是因?yàn)閮H必須獲知作為調(diào)節(jié)參量的第一分量。適宜的是，第一分量被選擇為恒定。第一分量尤其總是正的。因此，在適當(dāng)選擇引用參量時比較簡單地獲知調(diào)節(jié)參量。

尤其是，第一分量是電流的形成磁通的分量，而第二分量是電流的形成轉(zhuǎn)矩的分量。在此，這兩個分量被固定地預(yù)設(shè)，并且與電機(jī)的實(shí)際負(fù)荷，也就是與實(shí)際實(shí)現(xiàn)的磁通或由電機(jī)實(shí)際施加的轉(zhuǎn)矩?zé)o關(guān)。尤其是，具有形成磁通的和形成轉(zhuǎn)矩的分量的電流考慮作為控制運(yùn)行的調(diào)節(jié)參量，其中，形成轉(zhuǎn)矩的分量尤其是選擇等于零。在此，如果將角度考慮作為控制運(yùn)行的引用參量，則形成磁通的和形成轉(zhuǎn)矩的分量尤其是描述了在以引用參量運(yùn)動的坐標(biāo)系中的電流矢量。然而，實(shí)際實(shí)現(xiàn)的磁通或轉(zhuǎn)矩與兩個分量無關(guān)，這是因?yàn)樵诳刂七\(yùn)行中，實(shí)際實(shí)現(xiàn)的角度可能與預(yù)設(shè)的角度、引用參量有偏差，并且該偏差尤其是未知的，但至少在控制時不考慮。

適宜的是，在調(diào)整到控制運(yùn)行的調(diào)節(jié)參量時檢測偏差。換句話說，檢測調(diào)節(jié)參量與實(shí)際實(shí)現(xiàn)的實(shí)際值也就是與調(diào)整量不同到什么程度。將這考慮作為調(diào)整偏差。然而，為了確定調(diào)整偏差而不研究引用參量本身，而是僅研究處于控制到引用參量的下級的調(diào)整的值。借助調(diào)整偏差獲知修正值。換句話說，調(diào)整偏差考慮用于確定修正值。在此以如下作為出發(fā)點(diǎn)，即，電機(jī)的實(shí)際位置相應(yīng)于控制運(yùn)行中的引用參量，并且其中的偏差僅基于調(diào)整到調(diào)節(jié)參量地出現(xiàn)，或在調(diào)整到調(diào)節(jié)參量時得到偏差。因此，基于處于下級的調(diào)整而能夠?qū)崿F(xiàn)獲知修正值。

例如考慮對P部分的調(diào)整。然而優(yōu)選的是，將調(diào)整的I部分考慮作為調(diào)整偏差。然而調(diào)整偏差至少具有I部分，并且例如具有P部分和/或D 部分。換句話說，在特定的時間獲知調(diào)整到調(diào)節(jié)參量的當(dāng)前的偏差，該偏差相應(yīng)于P部分或與該P(yáng)部分成比例。在特定的時間段上對所獲知的偏差進(jìn)行積分并且例如與系數(shù)相乘。如果僅存在離散的值，那么就適宜地將這些值加入。因此，偏差的時間上的曲線由調(diào)節(jié)參量獲知，并且考慮用于確定修正系數(shù)。以該方式，所提出的方法基本上與電機(jī)的實(shí)際設(shè)計(jì)方案無關(guān)，從而不必精確了解電機(jī)及其結(jié)構(gòu)。換句話說，不需要了解電機(jī)的結(jié)構(gòu)；僅必須對將I部分調(diào)整到調(diào)節(jié)參量進(jìn)行檢測，以便獲知修正值。

適宜的是，修正值包括商的反正切函數(shù)作為組成部分，其中，優(yōu)選將調(diào)整到第一分量的I部分作為分子。尤其是將第二分量的I部分和電機(jī)的反電動勢的和考慮作為分母。第二分量的I部分是如下調(diào)整偏差，其考慮用于在電流的第二分量方面調(diào)整到預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)參量。如果第二分量選擇等于零，那么因此如下部分考慮作為調(diào)整偏差，該部分使當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的第二分量又為零。電機(jī)的反電動勢尤其是相對于如下電壓成比例，該電壓在電機(jī)運(yùn)行時與運(yùn)行電壓相反地構(gòu)建。尤其是，反電動勢等于電機(jī)的磁通及其轉(zhuǎn)速的乘積，也就是Ψω。磁通例如是動子磁通或轉(zhuǎn)子磁通。

總之，修正值包括(atan(IA_d/IA_q+EMK))，并且適宜地包括(atan(IA_d/IA_q+Ψω))。尤其是，修正值由(atan(IA_d/IA_q+EMK))或(atan(IA_d/IA_q+Ψω))構(gòu)成?！癮tan”在此指的是反正切函數(shù)。

特別優(yōu)選的是，考慮用atan2代替反正切函數(shù)。換句話說，修正值包括atan2((IA_d/IA_q+EMK)或(atan(IA_d/IA_q+Ψω))，或者說修正值由其構(gòu)成。

atan2(y,x)是

·atan y/x；當(dāng)x>0時

·atan y/x+π；當(dāng)y≥0且x≤0時

·atan y/x-π；當(dāng)y<0且x<0時

·π/2；當(dāng)y>0且x＝0時

·-π/2；當(dāng)y<0且x＝0時

·0；其他情況下。

以該方式，修正值的正確的配屬能夠依賴于相應(yīng)的I部分的正負(fù)號來實(shí)現(xiàn)。

適宜的是，在調(diào)整運(yùn)行中考慮電壓作為調(diào)節(jié)參量。適宜的是，在此，在調(diào)整運(yùn)行中考慮場定向的調(diào)節(jié)。換句話說，在調(diào)整運(yùn)行中的場定向的調(diào)節(jié)的情況下獲知作為空間矢量的電壓，并且根據(jù)電壓的空間矢量圖來驅(qū)控電機(jī)并調(diào)整到該電壓。電壓能夠在相對短的時間段內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而基于很少的停滯時間，在調(diào)整運(yùn)行中的調(diào)整品質(zhì)相對較高。換句話說，借助在調(diào)整運(yùn)行中的引用參量來獲知作為調(diào)節(jié)參量的電壓。如果例如考慮用變流器來對電機(jī)通電，則電壓能夠比較容易進(jìn)行調(diào)節(jié)。變流器尤其是具有橋電路，例如B4電路或B6電路。

適宜的是，在低于轉(zhuǎn)速界限時考慮控制運(yùn)行，而尤其是在高于轉(zhuǎn)速界限時考慮調(diào)整運(yùn)行。適宜的是，在電機(jī)的停機(jī)與轉(zhuǎn)速界限之間考慮控制運(yùn)行，而在轉(zhuǎn)速界限以上時考慮調(diào)整運(yùn)行。在此適宜的是，轉(zhuǎn)速界限是無正負(fù)號的。換句話說，與轉(zhuǎn)動方向無關(guān)地直至達(dá)到電機(jī)的速度的特定的絕對值，亦即達(dá)到轉(zhuǎn)速界限時都考慮控制運(yùn)行。適宜的是，轉(zhuǎn)速界限相應(yīng)于在電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速或最大轉(zhuǎn)速的5％與20％之間的值。該值尤其是位于7％與15％之間并且適宜地基本上等于10％。例如，轉(zhuǎn)速界限在300U/min與900U/min之間、400U/min與800U/min之間、500U/min與700U/min之間并且適宜地等于600U/min。

總之，在控制運(yùn)行中尤其是不對引用參量進(jìn)行適應(yīng)，也就是不對磁極轉(zhuǎn)子角度進(jìn)行適應(yīng)。適宜的是，磁極轉(zhuǎn)子角度僅基于額定頻率來預(yù)設(shè)，額定頻率尤其是與所期望的轉(zhuǎn)速相對應(yīng)。將電流矢量尤其是定 子電流的電流矢量考慮作為調(diào)節(jié)參量，而轉(zhuǎn)子的實(shí)際實(shí)現(xiàn)的角度未知，其中，基于以與轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)動的電流矢量引起角度。轉(zhuǎn)動的電流矢量本身優(yōu)選具有恒定的幅度并且被應(yīng)用?？傊?，轉(zhuǎn)子以相同的頻率跟隨電流矢量。

尤其是借助電壓模型計(jì)算修正值，對此，例如考慮測得的電流、測得的電壓和/或馬達(dá)模型。尤其是借助測得的電流、借助測得的電壓并借助馬達(dá)模型計(jì)算修正值，該修正值優(yōu)選是控制運(yùn)行的引用參量與實(shí)際由轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)的角度之間的偏差。在調(diào)整運(yùn)行中，優(yōu)選借助測得的電流、借助測得的電壓和/或借助馬達(dá)模型計(jì)算角度(磁極轉(zhuǎn)子角度)。該角度尤其是對于執(zhí)行場對定向的調(diào)整來說是需要的，在對場定向的調(diào)整中從額定轉(zhuǎn)速計(jì)算出額定電流。

總之，在控制運(yùn)行中，磁極轉(zhuǎn)子角度未知。預(yù)設(shè)的、尤其是相應(yīng)于電角度的機(jī)械角度不與實(shí)際的磁極轉(zhuǎn)子角度相一致。在控制運(yùn)行期間，實(shí)際的磁極轉(zhuǎn)子角度未知，轉(zhuǎn)子跟隨電場。在控制運(yùn)行中優(yōu)選僅進(jìn)行電流調(diào)整，而不進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整。借助轉(zhuǎn)速來預(yù)設(shè)電流矢量的電頻率。

控制運(yùn)行與調(diào)整運(yùn)行之間的不同之處在于，不進(jìn)行實(shí)際實(shí)現(xiàn)的值(實(shí)際值)的反饋。如果將角度考慮作為引用參量，那么在控制運(yùn)行中不獲知實(shí)際實(shí)現(xiàn)的角度。為了在控制運(yùn)行與調(diào)整運(yùn)行之間的過渡的情況下立即獲得針對調(diào)整運(yùn)行的正確的定向，獲知預(yù)設(shè)的機(jī)械角度相對實(shí)際的磁極轉(zhuǎn)子角度的差。

總之，在調(diào)整運(yùn)行中發(fā)生預(yù)控制，其中假定的是，所應(yīng)用的電流矢量位于d軸線中，其平行于(形成磁通的)第一分量。因此假定的是，所應(yīng)用的電流矢量僅具有形成磁通的部分。但是由于電流矢量具有形成轉(zhuǎn)矩的部分，所以在預(yù)控制和電流調(diào)整之間出現(xiàn)偏差，其反映到電流矢量的I部分中。該偏差被考慮用來獲知修正值。適宜的是，借助預(yù) 控制部來獲知電壓。

驅(qū)動器包括電機(jī)和變流器，其中，變流器設(shè)置且安裝用于給電機(jī)通電。電機(jī)和變流器尤其是彼此電接觸。適宜的是，電機(jī)不帶編碼器，這減少了驅(qū)動器的制造成本。電機(jī)尤其是同步電機(jī)。在驅(qū)動器運(yùn)行的情況下，在某一時刻從控制運(yùn)行切換到調(diào)整運(yùn)行。在切換時刻，將控制運(yùn)行的引用參量加上修正值考慮作為調(diào)整運(yùn)行的引用參量。適當(dāng)?shù)氖牵姍C(jī)的角度尤其是磁極轉(zhuǎn)子角度被考慮作為引用參量。適宜的是，在控制運(yùn)行中調(diào)整到使電機(jī)運(yùn)行的電流。適當(dāng)?shù)氖?，無論是在控制運(yùn)行中還是在調(diào)整運(yùn)行中，變流器均受調(diào)整地運(yùn)行，也就是說變流器的輸出電壓或輸出電流基本上被連續(xù)監(jiān)測且與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較。尤其是，僅在控制運(yùn)行中受控制地運(yùn)行電機(jī)，而在調(diào)整運(yùn)行中受調(diào)整地運(yùn)行電機(jī)。例如，工業(yè)設(shè)施的驅(qū)動器尤其是擠壓機(jī)的組成部分，擠壓機(jī)適宜地安裝在處理塑料的工業(yè)設(shè)施之內(nèi)。

驅(qū)動器例如包括預(yù)控制部，借助預(yù)控制部在控制運(yùn)行中運(yùn)行電機(jī)。借助預(yù)控制部例如算出與特定的角度相對應(yīng)的電流矢量并以如下方式驅(qū)控變流器，即，生成這種電流矢量。換句話說，借助預(yù)控制部從引用參量計(jì)算出調(diào)節(jié)參量并根據(jù)調(diào)節(jié)參量驅(qū)控變流器。變流器尤其是在此調(diào)整到調(diào)節(jié)參量。適宜的是，驅(qū)動器包括I調(diào)整器，并且適當(dāng)?shù)匕≒I調(diào)整器。借助調(diào)整器例如調(diào)整到控制運(yùn)行的調(diào)節(jié)參量。尤其是借助I調(diào)整器或PI調(diào)整器調(diào)整到預(yù)設(shè)的電流。

附圖說明

下面借助附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中：

圖1示出用于運(yùn)行電機(jī)的方法；

圖2示出方法的片段；

圖3示出調(diào)節(jié)參量；

圖4示出具有在控制運(yùn)行中的電機(jī)的驅(qū)動器；

圖5示出在從控制運(yùn)行切換到調(diào)整運(yùn)行的時刻時的引用參量；

圖6示出具有在調(diào)整運(yùn)行中的電機(jī)的驅(qū)動器。

彼此相應(yīng)的部分在所有附圖中設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

在圖1中示意性地簡化地示出了用于運(yùn)行在圖4中所示的電機(jī)4的方法2。電機(jī)4是不帶編碼器的同步電機(jī)。方法設(shè)置的是，首先考慮控制運(yùn)行6。換句話說，首先電機(jī)受控地運(yùn)行。在控制運(yùn)行6中考慮引用參量8。換句話說，在控制運(yùn)行6中預(yù)設(shè)引用參量8，并且將電機(jī)4控制到該引用參量。在此，引用參量8是當(dāng)前的角度當(dāng)前的角度在此隨時間變化，從而借助電機(jī)4實(shí)現(xiàn)了特定的轉(zhuǎn)速ω。在此，基于預(yù)設(shè)的當(dāng)前的角度使得總是準(zhǔn)確地預(yù)設(shè)電機(jī)4的位置，從而能夠?qū)⒔柚姍C(jī)4驅(qū)動的構(gòu)件定位在特定的部位上。

在電機(jī)4停機(jī)之后考慮控制運(yùn)行6，直至達(dá)到轉(zhuǎn)速界限10。換句話說，電機(jī)4受控地運(yùn)行，直到轉(zhuǎn)速ω相應(yīng)于轉(zhuǎn)速界限10。一旦達(dá)到轉(zhuǎn)速界限10，那么就考慮調(diào)整運(yùn)行12。換句話說，將電機(jī)4調(diào)整到引用參量14。調(diào)整運(yùn)行12的引用參量14同樣是當(dāng)前的角度其也隨時間變化?？傊瑹o論是在控制運(yùn)行中還是在調(diào)整運(yùn)行中，都將隨時間變化的當(dāng)前的角度預(yù)設(shè)為相應(yīng)的引用參量8、14。在此，僅在調(diào)整運(yùn)行12中獲知引用參量14與電機(jī)4的實(shí)際位置之間的偏差。借助轉(zhuǎn)速界限10預(yù)設(shè)時刻16，在該時刻從控制運(yùn)行6切換到調(diào)整運(yùn)行12。

在圖2中精簡地示出了針對時刻16時的方法2。在控制運(yùn)行6中首先保持控制運(yùn)行6的引用參量8并獲知修正值18。一旦切換到調(diào)整運(yùn)行12，那么就獲知調(diào)整運(yùn)行12的引用參量14，該引用參量是控制運(yùn)行6的引用參量8加上修正值18。換句話說，一旦從控制運(yùn)行6切換到調(diào)整運(yùn)行12，則調(diào)整到控制運(yùn)行6的引用參量8加上修正值18。換句話說，沒有調(diào)整到在時刻16之前的預(yù)設(shè)的當(dāng)前的角度而是調(diào)整到以修正值18校正的當(dāng)前的角度以該方式改進(jìn)控制運(yùn)行6與調(diào)整運(yùn)行12之間的過渡。

在控制運(yùn)行6中，借助引用參量8獲知被調(diào)整到的調(diào)節(jié)參量20。調(diào)節(jié)參量20是電流，電流具有第二分量I_q和第一分量I_d。換句話說，調(diào)節(jié)參量20是電流矢量，其中，電流矢量關(guān)于固定不變的坐標(biāo)系的取向相應(yīng)于當(dāng)前的角度在此，第二分量I_q選擇等于0；因此在調(diào)節(jié)參量20的情況下I_q＝0。所以由此得到的是，在啟動電機(jī)4時僅施加很小的轉(zhuǎn)矩。

此外，在圖3中示出了所實(shí)現(xiàn)的電流矢量22，其相對于調(diào)節(jié)參量20移動了偏差角度α。換句話說，所實(shí)現(xiàn)的電流矢量22具有第二分量I_q，并且第一分量I_d減少。借助圖4所示的第一調(diào)整器24，在控制運(yùn)行6中，將第一分量I_d調(diào)整到預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)參量20，并且借助第二調(diào)整器26將第二分量I_q調(diào)整到零。換句話說，在控制運(yùn)行6中，將所實(shí)現(xiàn)的電流矢量22調(diào)整到調(diào)節(jié)參量20。

在圖4中以框圖示出了具有電機(jī)4和變流器30的驅(qū)動器28，其中，借助驅(qū)動器28來驅(qū)動在處理塑料的工業(yè)設(shè)施之內(nèi)的擠壓機(jī)。在控制運(yùn)行6中預(yù)設(shè)有引用參量8，其相應(yīng)于當(dāng)前的角度由此來計(jì)算調(diào)節(jié)參量20，其中，第二分量I_q為零，而第一分量I_d選擇為恒定值。將該值提供給預(yù)控制部32，并且由此計(jì)算出第一電壓分量u_d。從第二分量I_q計(jì)算出第二電壓分量u_q，并將該第二電壓分量提供給第一矢量獲知模塊34。在此，兩個電壓分量u_d、u_q與電流I_d、I_q的各分量相對應(yīng)。

借助第一矢量獲知模塊34將兩個電壓分量u_d、u_q轉(zhuǎn)換成第三和第四電壓分量u_α、u_β。第一和第二電壓分量u_d、u_q表示電壓在伴隨電機(jī)4的動子旋轉(zhuǎn)的參考系統(tǒng)中的分量，而在固定不變的坐標(biāo)系中，第三和第四電壓分量u_α、u_β表示同一電壓矢量。換句話說，第一和第二電壓分量u_d、u_q首先是恒定的，而第三和第四電壓分量u_α、u_β隨時間變化，亦即與相應(yīng)的當(dāng)前的角度有關(guān)。因此，在獲知第三和第四電壓分量u_α、u_β時考慮當(dāng)前的角度將所控制到的當(dāng)前的角度作為引用參量8。

將第三和第四電壓分量u_α、u_β提供給第一模塊36，借助第一模塊獲知第一相電壓u₁、第二相電壓u₂和第三相電壓u₃。相電壓u₁、u₂、u₃相應(yīng)于如下電壓值，借助這些電壓值應(yīng)對電機(jī)4的相應(yīng)相位進(jìn)行加載。將第一、第二、第三相電壓u₁、u₂、u₃提供給變流器30，更確切地說提供給驅(qū)動模塊38，借助驅(qū)動模塊生成針對橋電路42的半導(dǎo)體開關(guān)40的驅(qū)動信號。半導(dǎo)體開關(guān)40是功率半導(dǎo)體開關(guān)，例如是IGBT，剛好借助驅(qū)動電路來加載半導(dǎo)體開關(guān)的相應(yīng)的控制輸入端。換句話說，相應(yīng)的柵極與驅(qū)動電路38電接觸。橋電路42本身是在輸出側(cè)具有第一相位44、第二相位46和第三相位48的B6電路。第一相位44向著電機(jī)4的未詳細(xì)示出的第一相位以電方式引導(dǎo)、第二相位46向著電機(jī)4的未詳細(xì)示出的第二相位以電方式引導(dǎo)、第三相位48向著電機(jī)4的未詳細(xì)示出的第三相位以電方式引導(dǎo)。因此，借助相位44、46、48產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電磁場，從而使電機(jī)4的動子以場的轉(zhuǎn)動速度旋轉(zhuǎn)。

給第一相位44配屬第一電流傳感器50，而給第二相位46配屬第二電流傳感器52，借助它們檢測到在第一相位44中流動的電流i₁，或者檢測到在第二電相位46中流動的電流i₂。將兩個測量值提供給第二模塊54，借助第二模塊獲知具有測得的第三電流分量和測得的第四電流分量的測得的電流矢量，其中，以該方式測得的電流矢量在固定不變的坐標(biāo)系中描述。將該測得的電流矢量提供給第二矢量獲知模塊56，借助該第二矢量獲知模塊將測得的電流矢量轉(zhuǎn)換到相對于電機(jī)4的動子靜止的坐標(biāo)系中。為此，將測得的電流矢量分為測得的第二電流分量和測得的第一電流分量因此獲知圖3所示的偏差角度α。

將兩個測得的電流分量提供給第一調(diào)整器24或第二調(diào)整器26。將兩個值與預(yù)設(shè)的，即所使用的第二分量I_q或第一分量I_d進(jìn)行比較，并從中分別獲知調(diào)整偏差I(lǐng)A_d或IA_q。借助調(diào)整偏差I(lǐng)A_d或IA_q以及預(yù)設(shè)的第二分量I_q和第一分量I_d重新獲知第一和第二電壓分量u_d、u_q并因此改變對電機(jī)4的通電。調(diào)整偏差I(lǐng)A_d、IA_q總是包括測得的第一電流分量與第一分量I_d或測得的第二電流分量與第二分量I_q之間的當(dāng) 前的偏差作為已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的偏差。換句話說，第一和第二調(diào)整器24、26是PI調(diào)整器，并因此獲知P部分和I部分，其中，I部分相應(yīng)于經(jīng)積分的誤差，也就是各當(dāng)前的調(diào)節(jié)參量20與所實(shí)現(xiàn)的電流矢量之間的經(jīng)積分的偏差。

只要控制運(yùn)行6持續(xù)，那么就基于引用參量8來獲知調(diào)節(jié)參量20，并借助兩個調(diào)整器24、26以及預(yù)控制部32來驅(qū)控變流器30，用以輸出第一、第二、第三電流i₁、i₂、i₃。

當(dāng)切換到調(diào)整運(yùn)行12時，確定電機(jī)4的磁通ψ，例如，該值從表中調(diào)取。磁通ψ例如是電機(jī)4的定子磁通或轉(zhuǎn)子磁通。該磁通與預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速ω相乘用以得到反電動勢EMK。將反電動勢EMK與和第二分量I_q相對應(yīng)的調(diào)整偏差I(lǐng)A_q相加，為此，當(dāng)前的值由第二調(diào)整器26查詢。與第一分量I_d相對應(yīng)的調(diào)整偏差I(lǐng)A_d的當(dāng)前的值由第一調(diào)整器24查詢。兩個以該方式獲知的值用作atan2函數(shù)的輸入量。以該方式獲知的角度是修正值18?？傊?，修正值18等于atan2(IA_d/(IA_q+EMK))。使修正值18加上由預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速ω獲知的當(dāng)前的角度并且將其在時刻16時考慮作為調(diào)整運(yùn)行12的引用參量14。

在圖5中再次示出了在時刻16時獲知調(diào)整運(yùn)行12的引用參量14。在控制運(yùn)行6中，基于控制運(yùn)行6的引用參量8獲知調(diào)節(jié)參量20。與轉(zhuǎn)子相對于定子的實(shí)際位置對應(yīng)的所實(shí)現(xiàn)的電流矢量22相對于調(diào)節(jié)參量20移動了偏差角度α。在切換的時刻16時，借助所實(shí)現(xiàn)的電流矢量22來實(shí)現(xiàn)的角度考慮作為調(diào)整運(yùn)行12的引用參量14，也就是控制運(yùn)行6的引用參量8加上表示修正值18的偏差角度α。

在圖6所示的調(diào)整運(yùn)行12本身中，第一電壓分量u_d借助電機(jī)4的電阻乘以第一分量I_d后再減去由轉(zhuǎn)速ω、第二電感L_q和第二分量I_q的乘積來獲知，換句話說，u_d＝r·I_d-ωL_qI_q。第二電壓分量u_q通過如下方式獲知，即，將電機(jī)4的電阻R與第二分量I_q相乘并且還加上由轉(zhuǎn)速ω、第二電感 L_d和第一分量I_d的乘積。借助轉(zhuǎn)速調(diào)整器58和馬達(dá)模型60進(jìn)行獲知。在此，給馬達(dá)模型60輸送第一電壓分量u_d、第二電壓分量u_q、測得的第二電流分量和測得的第一電流分量并且由此獲知當(dāng)前的角度該當(dāng)前的角度用于借助第一和第二矢量獲知模塊34、56來獲知第三電壓分量u_α、第四電壓分量u_β、測得的第二電流分量和測得的第一電流分量也獲知實(shí)際轉(zhuǎn)速n并且將其輸送給轉(zhuǎn)速調(diào)整器58。借助轉(zhuǎn)速調(diào)整器58將實(shí)際轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)速ω進(jìn)行比較，并且基于它們的差來調(diào)整對電機(jī)4的通電。

總之，在轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速界限10時通過如下方式預(yù)設(shè)電流，即，將該電流的絕對值選擇為恒定，并且選擇與電機(jī)4的所期望的轉(zhuǎn)速ω相對應(yīng)的頻率。因此應(yīng)用該電流，其中，將第二分量選擇為I_q＝0。所實(shí)現(xiàn)的與所應(yīng)用的電流分量I_d、I_q、之間的偏差考慮用于獲知偏差角度α，并且在從控制運(yùn)行6過渡至調(diào)整運(yùn)行12時加上在控制運(yùn)行6時使用的當(dāng)前的角度從而因此在時刻16時使調(diào)整運(yùn)行12的引用參量14相應(yīng)于電機(jī)4的當(dāng)前的位置。尤其是，在從控制運(yùn)行6切換到調(diào)整運(yùn)行12中時，在方法2期間僅一次地獲知修正值18。

本發(fā)明不局限于上述的實(shí)施例。相反，在不脫離本發(fā)明的主題的情況下，本發(fā)明的其他變型方案也可以由本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員從中推導(dǎo)出。此外尤其是，在不脫離本發(fā)明的主題的情況下，所有結(jié)合實(shí)施例描述的單個特征也能夠以其他方式彼此組合。

附圖標(biāo)記列表

2 方法

4 電機(jī)

6 控制運(yùn)行

8 控制運(yùn)行的引用參量

10 轉(zhuǎn)速界限

12 調(diào)整運(yùn)行

14 調(diào)整運(yùn)行的引用參量

16 時刻

18 修正值

20 調(diào)節(jié)參量

22 實(shí)現(xiàn)的電流矢量

24 第一調(diào)整器

26 第二調(diào)整器

28 驅(qū)動器

30 變流器

32 預(yù)控制部

34 第一矢量獲知模塊

36 第一模塊

38 驅(qū)動模塊

40 半導(dǎo)體開關(guān)

42 橋電路

44 第一相位

46 第二相位

48 第三相位

50 第一電流傳感器

52 第二電流傳感器

54 第二模塊

56 第二矢量獲知模塊

58 轉(zhuǎn)速調(diào)整器

60 馬達(dá)模型

α 偏差角度

當(dāng)前的角度

ψ 磁通

ω 轉(zhuǎn)速

I_q 第二分量

I_d 第一分量

測得的第二電流分量

測得的第一電流分量

測得的第三電流分量

測得的第四電流分量

u_d 第一電壓分量

u_q 第二電壓分量

u_α 第三電壓分量

u_β 第四電壓分量

u₁ 第一相電壓

u₂ 第二相電壓

u₃ 第三相電壓

i₁ 第一電流

i₂ 第二電流

EMK 反電動勢

IA_d 第一分量的調(diào)整偏差

IA_q 第二分量的調(diào)整偏差

R 電阻

L_d 電感

L_q 電感

n 實(shí)際轉(zhuǎn)速。