本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的用于監(jiān)控PSM電機(jī)的方法，以及一種根據(jù)權(quán)利要求8前序部分的用于監(jiān)控PSM電機(jī)的設(shè)施。

背景技術(shù)：

永磁同步電機(jī)也稱為PSM電機(jī)，它在機(jī)動車內(nèi)用于不同的目的，例如用于轉(zhuǎn)向力支持、牽引驅(qū)動器或者其他的驅(qū)動器。PSM電機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)，它具有布置在轉(zhuǎn)動件上或中的永磁體。至少一個定子包括三相或多相繞組，并且由以120度角分布的相形成。各相的線圈在周邊上圍繞轉(zhuǎn)動軸線分布，轉(zhuǎn)子相對于定子相對于轉(zhuǎn)動軸線可轉(zhuǎn)動地支承。

PSM電機(jī)的狀態(tài)參量，例如電流、電壓、磁通量等可以在三維坐標(biāo)系(U、V、W)中示出，如圖1中所示那樣。為了調(diào)節(jié)PSM電機(jī)，電機(jī)的狀態(tài)參量變換到隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的坐標(biāo)系(d，q)中，其中，d軸在與轉(zhuǎn)子的永磁通量相同的方向上取向，這同樣在圖1中示出。所示的α，β坐標(biāo)系是定子的固定的二維坐標(biāo)系。利用將狀態(tài)參量變換到d，q坐標(biāo)系中，PSM電機(jī)的差分方程得以簡化，并且PSM電機(jī)可以像直流電機(jī)那樣調(diào)節(jié)。這被稱為磁場定向調(diào)節(jié)或者FOR。在磁場定向調(diào)節(jié)的情況下，相對于轉(zhuǎn)子(磁通量)固定的d，q坐標(biāo)系確定應(yīng)該流過旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)的總額定電流，從而更簡單地執(zhí)行一些控制或調(diào)節(jié)過程并且將一些計算簡化。

通常對通過各個(通常是星形地連接的)相的電流進(jìn)行掃描。在該電路中，通過各個相的電流之和總是零。這意味著的是，因此，通過其中一個相的相電流可以由其他兩個相的相電流之和確定。然而，如果用于確定其中一個相的相電流的電流傳感器失效，那么通常不再能利用僅一個電流傳感器執(zhí)行磁場定向調(diào)節(jié)。在已知方法的情況下，測量用于診斷的電流是必需的。然而運(yùn)行仍是可能的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種當(dāng)電流傳感器失效時的PSM電機(jī)的調(diào)節(jié)特性的監(jiān)控可能性。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過權(quán)利要求1和8的特征解決。有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)本發(fā)明，提出一種用于監(jiān)控具有至少或剛好三個相的PSM電機(jī)的方法，該電機(jī)通過磁場定向控制運(yùn)行，該方法包括下列步驟：識別一個或者多個布置在PSM電機(jī)的相上的電流傳感器是否失效；如果識別到一個或多個電流傳感器失效，從而僅還有一個電流傳感器(225)可工作，則以兩種彼此獨(dú)立的途徑由PSM電機(jī)的輸入電壓在d，q坐標(biāo)系中的電壓相位和電壓幅值計算出電壓矢量，其中，在第一種途徑中基于通過工作的電流傳感器測量的相電流和額定電流并且基于電機(jī)的電角度進(jìn)行輸入電壓的第一種計算，并且在第二種途徑中基于參考電壓相位和參考電壓幅值的額定值進(jìn)行輸入電壓的第二種計算。在計算后進(jìn)行PSM電機(jī)的輸入電壓的電壓相位和電壓幅值的獲知以及進(jìn)行分別在第一和第二種途徑中由輸入電壓獲知的電壓幅值和電壓相位的值彼此間的比較。

在一個設(shè)計方案中，在第一種途徑中基于電流矢量的相位Θ_l和電流矢量幅值由輸入電壓的電壓幅值和電壓相位進(jìn)行電壓矢量的計算，其中，電流矢量的相位Θ_l通過電機(jī)的電角度Θ_el和負(fù)載角度Θ_{Last Ref}從下述方程2和3中計算出，并且電流矢量幅值根據(jù)電流矢量在U、V、W坐標(biāo)系中的所測量的分量I_su、I_sv或I_sw根據(jù)下述方程4至6計算出。

通過PSM電機(jī)的調(diào)節(jié)特性的取決于電壓的監(jiān)控，即使在一個電流傳感器失效的情況下也可以進(jìn)行對電機(jī)的有效監(jiān)控，這與在已知的方法中不同，在已知的方法中，在一個電流傳感器失效的情況下，如上所描述的那樣不可能進(jìn)行對電機(jī)的進(jìn)一步監(jiān)控。此外還可以通過該方法實現(xiàn)明顯的成本節(jié)約，這是因為僅需要兩個電流傳感器來監(jiān)控調(diào)節(jié)特性，即使當(dāng)其中之一失效時。

在一個設(shè)計方案中，通過形成在第一種和第二種計算中獲知的電壓幅值和電壓相位值之差來進(jìn)行兩個所獲知的電壓矢量的比較。有利地，如果在這些值之間識別出偏差，則分析存在什么故障。有利地，基于所識別的故障進(jìn)行至少一個措施，措施選自發(fā)送故障信號、關(guān)閉電機(jī)、改變電機(jī)參數(shù)。

通過提供兩個以不同方式獲得的電壓矢量，可以以簡單的方式，例如通過形成差值來識別與電機(jī)的正常狀態(tài)的偏差，進(jìn)行分析并采取措施來消除故障。在這種情況下，分析存在什么故障的方式取決于應(yīng)用?？梢酝ㄟ^形成平均值、通過積分或者通過其他故障識別方法來識別存在什么故障。然后可以根據(jù)故障的類型采取措施，即，從發(fā)出警告信號到立即關(guān)閉存在故障的應(yīng)用。在這種情況下，采取什么措施取決于應(yīng)用、故障的類型和比重，并且由本領(lǐng)域技術(shù)人員確定。

在另一設(shè)計方案中，在第二種計算的過程中，由之前的掃描步和中間電路電壓計算參考電壓幅值和參考電壓相位的額定值。在另一設(shè)計方案中，通過將輸入電壓的d，q分量變換到極坐標(biāo)圖中來獲得用于第一種和第二種計算的電壓幅值和電壓相位。

通過使用的已知的電機(jī)參數(shù)和合適的數(shù)學(xué)計算和變換，可以以簡單且成本有利的方式和方法計算或確定電壓矢量。由于計算的簡單性而提高了系統(tǒng)的可靠性并且只需要復(fù)雜度更低的裝置或方法步驟來獲得用于監(jiān)視電機(jī)的可靠的值。

此外，在本發(fā)明的框架內(nèi)還設(shè)置有一種用于監(jiān)控具有至少或者正好三個相的PSM電機(jī)的設(shè)施，該電機(jī)通過磁場定向控制運(yùn)行，該設(shè)施至少包括至少一個布置在PSM電機(jī)的每個相上的、安裝用于測量相的相電流的電流傳感器，用于檢測電機(jī)角度的機(jī)構(gòu)以及用于掃描至少一個相的相電流的掃描裝置。此外，設(shè)置有一種用于執(zhí)行上述方法的裝置以及一種故障識別裝置，其安裝用于識別電流傳感器的失效或者用于識別僅還有一個電流傳感器可工作，并且針對電壓矢量的第一種計算設(shè)定為使用其中一個另外的電流傳感器的電流相位。

在一個設(shè)計方案中，用于執(zhí)行該方法的裝置包括用于執(zhí)行PSM電機(jī)的輸入電壓的電壓矢量的第一種計算的裝置、用于執(zhí)行PSM電機(jī)的輸入電壓的電壓矢量的第二種計算的裝置以及比較裝置，該比較裝置安裝用于將各個在第一種和第二種計算過程中由測量的相電流和額定值計算出的電壓矢量彼此進(jìn)行比較。優(yōu)選地，該裝置此外還包括用于確定識別到的故障的分析裝置。

提供該設(shè)施的優(yōu)點(diǎn)是既可以使用多個硬件部件也可以使用單個部件，例如微芯片，各個方法步驟例如作為軟件在其上執(zhí)行。此外，該設(shè)施及其設(shè)計方案具有與以上針對該方法所描述的相同的優(yōu)點(diǎn)。提供了對PSM電機(jī)的調(diào)節(jié)特性的基于電壓的監(jiān)控，由此可以識別很多干擾效果并可以采取相應(yīng)的措施。這導(dǎo)致更高的系統(tǒng)可靠性、更低的成本以及以簡單的方式監(jiān)控很多干擾效果的可能性。

由下面的參照示出本發(fā)明細(xì)節(jié)的附圖對本發(fā)明實施例的說明并且由權(quán)利要求得出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。各個特征可以單獨(dú)地或者任意組合地實現(xiàn)于本發(fā)明的變型中。

附圖說明

下面參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案。

圖1示出具有不同的坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的設(shè)施的結(jié)構(gòu)圖。

在下面的附圖描述中，相同的元件或者功能配以相同的附圖標(biāo)記。

具體實施方式

圖1示出一種已知的旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)100，尤其是PSM電機(jī)，它包括定子(未示出)和轉(zhuǎn)子101，它們相對于轉(zhuǎn)動軸線102可轉(zhuǎn)動地彼此支承。在定子上，在圍繞轉(zhuǎn)動軸線102以120度均勻分布在周邊上地安置有至少三個線圈。設(shè)置有三個相U、V和W。每個相U、V和W通常與相同數(shù)量的線圈連接，線圈以相同的間距分布在周邊上。極對數(shù)和與其連接的線圈的數(shù)目可以根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行選擇。在轉(zhuǎn)子101上優(yōu)選布置有至少一個永磁體103，其中，在利用相移的交變電流控制相U、V、W的情況下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩將轉(zhuǎn)子101圍繞轉(zhuǎn)動軸線102相對于定子轉(zhuǎn)動。

相U、V、W的相移控制可以在不同的坐標(biāo)系中示出。在相對定子固定的U、V、W坐標(biāo)系中，坐標(biāo)軸相對于彼此扭轉(zhuǎn)120°。因為相U、V、W的電流之和為零，所以電流矢量或者電流向量也可以在相對定子固定的二維α/β坐標(biāo)系中示出。此外，在圖1中設(shè)置了有相對轉(zhuǎn)子固定的d，q坐標(biāo)系，其d分量與永磁體103的磁通量ψ_PM同向延伸。q分量與其垂直地延伸。d軸和α或U軸之間的角度對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)100在轉(zhuǎn)子101和定子之間的電轉(zhuǎn)動角度Θ_d或Θ_el。電轉(zhuǎn)動角度Θ_d或Θ_el對應(yīng)于機(jī)械轉(zhuǎn)動角度乘以極對數(shù)。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的用于旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)100的磁場定向控制FOS的設(shè)施的結(jié)構(gòu)圖。通常，磁場定向規(guī)則FOR用于對PSM電機(jī)的控制。為了補(bǔ)償兩個軸d和q的相互作用，可以引入退耦。為了測量電流，在每個相中或者至少在兩個相中使用電流傳感器225。在汽車工業(yè)中經(jīng)常出于成本原因僅使用兩個電流傳感器。第三相由這兩個電流根據(jù)方程1計算出：

I_sw＝-I_su-I_sv (方程1)。

如果一個電流傳感器失效或者僅還有一個電流傳感器可工作，則切換到圖2所示的FOS。在圖2的不在用虛線示出的框內(nèi)的區(qū)域中示意性地示出FOS。控制部件205基于旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)100的總額定電流的預(yù)定的d和q分量I_sdRef，I_sqRef產(chǎn)生電壓的d和q分量U_sd(k)，U_sq(k)。d和q分量I_sdRef，I_sqRef撐開對應(yīng)于總額定電流的電流向量。在控制部件205中產(chǎn)生并且通過d和q分量U_sd(k)，U_sq(k)表達(dá)的電壓通過變換器210由d，q坐標(biāo)系變換到三維坐標(biāo)系，尤其是U、V、W坐標(biāo)系。在這種情況下得出三個電壓U_s1(k)，U_s2(k)，U_s3(k)，它們通過向量調(diào)制器215基于中間電路電壓U_dc變換成三個相對應(yīng)的脈寬調(diào)制信號PWM_1(k)，PWM_2(k)和PWM_3(k)。在用于汽車中的情況下，中間電路電壓U_dc對應(yīng)于車載電源電壓或者也對應(yīng)于電池電壓。脈沖逆變器220安裝用于將每個相U、V、W交替地與中間電路電壓U_dc的高電勢和低電勢連接，從而在相U、V、W上設(shè)定期望的電壓。所提供的電壓導(dǎo)致通過相U、V和W的實際相電流I_su，I_sv和I_sw。至少一個實際相電流I_su，I_sv，I_sw通過至少一個掃描裝置225進(jìn)行掃描，該掃描裝置也包括電流傳感器。

除了旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)100、脈沖逆變器220、掃描裝置或者一個或多個電流傳感器225以及位置傳感器230以外，所示的元件或者模塊通常實施為在處理裝置上運(yùn)行的方法的步驟，該處理裝置優(yōu)選地包括可編程的微型計算機(jī)。輸入信號通常通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行掃描并且待提供的信號要么以數(shù)字方式通過驅(qū)動器部件發(fā)出，要么以模擬方式通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器發(fā)出。在這方面，控制設(shè)備也可以理解為方法的呈現(xiàn)。

為了即使在其中一個電流傳感器225失效的情況下也保證對PSM電機(jī)的監(jiān)控，如圖2中所示提出旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)100的擴(kuò)展方案，它在圖2的上部區(qū)域中示出在虛線框中。所示的并且在下面更準(zhǔn)確地描述的用于監(jiān)控的功能部件可以任選地作為在處理裝置上執(zhí)行的方法步驟實現(xiàn)，或者作為尤其是基于電流或者電壓執(zhí)行信號處理的設(shè)備實現(xiàn)。

原則上，通過將仍然具有一個工作的電流傳感器225的相的所測量的相電流用于計算電機(jī)的輸入電壓并且然后將其與電機(jī)的額定電壓或者參考電壓進(jìn)行比較來進(jìn)行對PSM電機(jī)的調(diào)節(jié)特性的監(jiān)控。這意味著與迄今提出的方法不同的是，在一個電流傳感器失效的情況下通過電壓診斷來監(jiān)控PSM電機(jī)，從而因此也同時通過電壓探測到可識別的干擾效果，例如電機(jī)中的短路、位置傳感器中的角度誤差或者大的參數(shù)波動，并且可以引入相應(yīng)的矯正措施。

提出一種在電流傳感器失效的情況下對電機(jī)的監(jiān)控，該監(jiān)控基于通過兩種不同的途徑在d，q坐標(biāo)系中計算電機(jī)的輸入電壓。在這種情況下，將兩種計算的結(jié)果進(jìn)行比較和分析。下面詳細(xì)描述這兩種計算。

電機(jī)的輸入電壓的第一種計算通過電機(jī)的測量參量(在這里為電機(jī)電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速)并且通過已知的電機(jī)參數(shù)進(jìn)行，如下所描述的那樣。

在電流傳感器失效的情況下，兩個電流傳感器225中的至少一個電流傳感器仍然運(yùn)行，從而因此可以測量該相的相電流。這意味著U、V、W坐標(biāo)系中的相電流矢量的至少一個分量是可用的。從電流矢量的所測量的各個分量和額定電流I_sdRef和I_sqRef可以獲知U、V、W坐標(biāo)系中的電流矢量的另外兩個分量，從而可以執(zhí)行d，q坐標(biāo)系中的電機(jī)電壓的計算。為此，除了兩個d和q額定電流值I_sdRef和I_sqRef以外還使用由例如位置傳感器230獲知的電角度Θ_el。

因為FOS具有選定的動力，即在一定的時間后才設(shè)定所需要的d，q電流，所以通常將該延遲通過濾波器270，例如低通濾波器或者其他合適的濾波器復(fù)制。濾波器270的時間常數(shù)可以彼此不同，其中，時間常數(shù)優(yōu)選以如下方式選擇，即，使FOS的動力得到復(fù)制，即，大多在濾波器中過濾的額定電流具有與電機(jī)中的電流相同的走向。通過d，q電流的延遲的額定值I_sdRefF和I_sqRefF可以獲得復(fù)制的、變換到d，q坐標(biāo)系中的電機(jī)相電流，如下所描述的那樣。這些方程通過如圖2所示的相應(yīng)的設(shè)備實施，并且也可以如上所描述的那樣實施為純粹的方法步驟。

方程2示出如何由過濾的電流I_sdRefF和I_sqRefF計算出電機(jī)的負(fù)載角度Θ_{Last Ref}。

電流矢量的相位Θ_l可以通過電機(jī)的負(fù)載角度Θ_{Last Ref}和電角度Θ_el計算：

Θ_I＝Θ_el+Θ_{Last Ref} (方程3)。

為了計算電流矢量的幅值使用電流矢量在U、V、W坐標(biāo)系中的所測量的分量I_su，I_sv或者I_sw以及由方程3計算出的電流矢量的相位Θ_I。 在這種情況下，根據(jù)電流矢量在U、V、W坐標(biāo)系中的所測量的分量區(qū)分三個不同的方程。

針對測量相U中的電流的情況，由以下方程計算出電流矢量的幅值：

針對測量相V中的電流的情況，由以下方程計算出電流矢量的幅值：

針對測量相W中的電流的情況，由以下方程計算出電流矢量的幅值：

要考慮的是，由方程4至6進(jìn)行的計算不能在分母等于零的情況下實施，從而在分母為零附近的帶寬周圍不進(jìn)行計算。在這種情況下，在距離零多遠(yuǎn)的情況下不再進(jìn)行計算取決于可用的計算能力和應(yīng)用，并且由本領(lǐng)域技術(shù)人員相應(yīng)地確定。

α，β坐標(biāo)系中的電流分量I_sα和I_sβ通過電流矢量的由方程3計算出的相位以及由方程4、方程5或者方程6計算出的絕對值獲得：

由計算出的兩個電流分量I_sα和I_sβ可以按下式計算出電機(jī)的d，q電流分量I_sd和I_sq：

通過使用由方程8計算出的電流I_sd和I_sq可以通過電機(jī)的差分方程計算出d，q坐標(biāo)系中的電機(jī)電壓：

d，q坐標(biāo)系中的電機(jī)電壓幅值U_s和電壓相位Θ_Usdq通過將由方程9和方程10得到的兩個d，q分量變換到極坐標(biāo)圖中而獲得：

其中，方程12考慮了所有的象限。

電機(jī)的輸入電壓的第二種計算如下面更準(zhǔn)確地描述的那樣通過獲知額定值來進(jìn)行，額定值通過來自在先的掃描步的PWM值PWM_X(k-1)和中間電路電壓U_dc計算。因為來自在先的掃描步(k-1)的PWM值在新的掃描步k開始時才在逆變器220中設(shè)定，所以用于電壓U_sdRef和U_sqRef的第一種計算的所掃描的電流和轉(zhuǎn)速與用于電壓的第二種計算的PWM值同步。

電壓U_sdRef和U_sqRef按下式進(jìn)行計算：

其中，Θ_el/Neu＝Θ_el+ω_el·ΔT_UOffset (方程15)。

其中，ΔT_UOffset是處于零和T_A/2之間的時間偏置值，其中，T_A示出調(diào)節(jié)系統(tǒng)的掃描時間。

與以上所提到的類似地同樣適用于參考電壓。d，q坐標(biāo)系中的電機(jī)參考電壓幅值U_sRef和參考電壓相位Θ_UsdqRef由以下方程獲得：

通過兩個在第一種和第二種計算中獲知的電機(jī)相電壓矢量(即相位和幅值)的比較可以識別是否存在故障情況。

更準(zhǔn)確地說，將所測量的相電流的相電壓矢量(方程11)和參考值的相電壓矢量(方程16)以及所測量的轉(zhuǎn)速的相電壓矢量(方程12)和參考轉(zhuǎn)速的相電壓矢量(方程17)進(jìn)行比較。這例如通過電壓比較裝置260進(jìn)行。方程2至方程8可以例如在第一計算裝置240中計算出，并且方程9和方程10可以例如在第二計算裝置250中計算出。然而，該計算并不局限于所示的計算裝置，相反，這些計算也可以在唯一的計算裝置中根據(jù)選擇監(jiān)控裝置的哪種結(jié)構(gòu)來計算出。

通過所測量的值與參考值的比較，即使在一個電流傳感器失效的情況下也可以基于電壓比較獲知電機(jī)的情況。在這種情況下可以識別特定的故障，例如相缺失(Phasenabriss)、繞組短路、位置錯誤或者大的參數(shù)波動。如果兩個進(jìn)行比較的相電壓矢量相等，即不存在偏差，則將電機(jī)的情況總是相對于待觀察的故障可能性判為正常。如果識別到相電壓矢量之間的偏差，則可以將其通過分析裝置280進(jìn)行分析。分析可以以不同的方式進(jìn)行，例如通過形成平均值、偏差對時間的積分和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他的探測故障功能的方法。

出于完整性的考慮要提到的是，圖2所示的控制部件205基于期望的總額定電流通過旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)100確定電壓的d和q分量，優(yōu)選基于以下方程18和19：

方程18和19中使用的電流分量I_{sd_k}，I_{sq_k}對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)100的總額定電流的圖2所示的電流分量I_sdRef，I_sqRef，它們在那里被輸送至電流濾波器270和FOS的控制部件205。

方程中使用了如下符號：

ω_el：電角速度

Θ_m：機(jī)械角度

Θ_el：電角度

Zp：電機(jī)的極對數(shù)

U_sα，U_sβ：α，β坐標(biāo)系中的電壓

U_{sd_k}，U_{sq_k}：d，q坐標(biāo)系中的要求電壓(當(dāng)前)

U_{sd_k-1}，U_{sq_k-1}：d，q坐標(biāo)系中的要求電壓(在之前的一個掃描步)；其中，電壓U_{sq_k-1}是沒有(ω_el^＊ψ_PM)項的電壓U_{sq_k}

I_{sd_k-1}，I_{sq_k-1}：來自在老的掃描步的額定電流I_sdRef和I_sqRef

Rs：電機(jī)的定子電阻

ψ_PM：電機(jī)的飛輪磁通量

T_Ed：d軸中的電機(jī)電時間常數(shù)(＝Lsd/R)

T_Eq：q軸中的電機(jī)電時間常數(shù)(＝Lsd/R)

T₁：d軸中的期望的時間常數(shù)

T₂：q軸中的期望的時間常數(shù)

T＝T_A：所使用的調(diào)節(jié)器掃描時間

U_dc：中間電路電壓(在很多汽車工業(yè)應(yīng)用中對應(yīng)于電池電壓)

PWM_1，2，3：用于控制逆變器的PWM值

上述的用于在一個電流傳感器失效的情況下監(jiān)控PSM電機(jī)的調(diào)節(jié)特性的方法通過電機(jī)在d，q坐標(biāo)系中的所測量的電壓矢量與參考值的比較(即形成差值)而實現(xiàn)。這兩個電壓之間的差值和幅值可以通過其他的裝置進(jìn)行分析，即可以例如發(fā)出警告信號或者發(fā)出電機(jī)立即關(guān)閉或者重新啟動的命令，這取決于所識別的故障。在這種情況下，通過故障識別裝置290(在圖2中稱為“SensFailure”)，根據(jù)具有故障的或者有缺陷的電流傳感器的相，將具有工作中的電流傳感器的另外的電機(jī)相的電流用于計算電機(jī)的電流矢量。首先將電機(jī)額定電流I_sdRef和I_sqRef過濾，其中，在所示的圖中針對I_sdRef使用濾波器1 270，它復(fù)制FOS在d軸中的動力(方程18)，并且針對I_sdRef使用濾波器2 270，它復(fù)制FOS在q軸中的動力(方程19)。利用過濾的d，q額定電流值可以復(fù)制電機(jī)的負(fù)載角度(方程2)。然后通過方程3獲知電流矢量的相位，并且電流矢量的幅值根據(jù)仍然工作的相電流傳感器由方程4至方程6之一獲知。

利用電流矢量的計算，可以由方程7和方程8計算出電流I_sd和I_sq，并且可以由此通過電機(jī)的差分方程獲知兩個電壓U_sd和U_sq(方程9和方程10)。另一方面，可以通過來自在先的掃描步(k-1)的PWM值、逆變器的中間電路電壓和電機(jī)的電角度計算出d，q坐標(biāo)系中的電機(jī)參考電壓(方程13、方程14、方程15)。在方程15中，由于離散化誤差，電機(jī)的電角度為了電壓U_sα和U_sβ的變換而得到調(diào)整。在圖2中的方塊“電壓比較”260中，將電壓矢量的相位(方程12和方程17)以及幅值(方程11和方程16)進(jìn)行比較并得出差值，然后將其在方塊“分析”280中進(jìn)行分析。在這種情況下，分析如上所描述的那樣進(jìn)行。

通過本發(fā)明實現(xiàn)了不同的優(yōu)點(diǎn)。與在迄今為止的監(jiān)控方法中不同地，在迄今為止的監(jiān)控方法中取消使用用于監(jiān)控位置傳感器和電機(jī)功率的兩種診斷，這是因為不能測量所需的電機(jī)相電流，這對于根據(jù)本發(fā)明的在FOR，即磁場定向規(guī)則下的電壓監(jiān)控來說不是問題?；谕ㄟ^電壓的監(jiān)控，即使在一個電流傳感器失效的情況下也可以進(jìn)行對PSM電機(jī)的監(jiān)控，其中，由此可以比在迄今為止的方法中監(jiān)控更多的電機(jī)部件。例如可以監(jiān)控PSM電機(jī)以防相失效、繞組短路、參數(shù)波動、角度誤差等，也就是說當(dāng)一個電流傳感器失效或者當(dāng)僅還有一個電流傳感器可工作時監(jiān)控所有可通過電壓監(jiān)控的部件。因此可以及時識別臨界狀況并且采取用于消除故障的合適措施。

在對PSM電機(jī)的調(diào)節(jié)特性的根據(jù)本發(fā)明的電壓監(jiān)控中，兩個用于診斷的電壓傳感器是足夠的，這可以節(jié)約構(gòu)件，例如傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、電路板面積等，從而實現(xiàn)成本節(jié)約，這在百萬級件數(shù)的情況下是很大的優(yōu)點(diǎn)。此外還可以降低通過相電流的測量裝置經(jīng)由分流電阻導(dǎo)致的電壓或功率損耗。

總而言之，通過根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)控裝置，即使在一個電流傳感器失效的情況下也可以保證對電機(jī)的有效監(jiān)控，從而可以實現(xiàn)其中裝有該監(jiān)控裝置的應(yīng)用的更長時間的使用，這還可以例如在緊急運(yùn)行中導(dǎo)致更高的可靠性?？梢岳缭谟糜陔妱又D(zhuǎn)向中的情況下獲得更高的可靠性，這是因為在電流傳感器失效的情況下不必立即停止，而是還可以例如行駛至最近的車間或者回家。

附圖標(biāo)記列表

100 旋轉(zhuǎn)磁場電機(jī)

101 轉(zhuǎn)子

102 轉(zhuǎn)動軸線

103 永磁體

U、V、W相的電流矢量或者電流向量

ψ_PM 永磁體的磁通量

Θ_d 電轉(zhuǎn)動角度

205 控制部件

210 變換器

215 向量調(diào)制器

220 脈沖逆變器

225 掃描裝置/電流傳感器

230 位置傳感器

240 第一計算裝置

250 第二計算裝置

260 電壓比較裝置

270 濾波器

280 分析裝置

290 故障識別裝置