的電流的實(shí)部和虛部的時(shí)間變化曲線；
[0027] 圖5是從定子出發(fā)的磁通量實(shí)部和磁通量虛部的時(shí)間變化曲線；
[0028] 圖6是從定子出發(fā)的電壓的實(shí)部和虛部的時(shí)間變化曲線；
[0029] 圖7是具有磁阻電機(jī)、變流器和控制裝置的驅(qū)動裝置；
[0030] 圖8是在另外的實(shí)施方式中的根據(jù)圖7的驅(qū)動裝置；
[0031] 圖9是在另外的實(shí)施方式中的根據(jù)圖7的驅(qū)動裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 當(dāng)前，變流器6應(yīng)該與旋轉(zhuǎn)的磁阻電機(jī)2轉(zhuǎn)速正確地且相位正確地連接。磁阻電 機(jī)2尤其構(gòu)造成沒有減震籠的同步磁阻電機(jī)2。磁阻電機(jī)2具有當(dāng)前未示出的、具有相應(yīng)的 定子繞組11的定子。此外，磁阻電機(jī)2具有在此未示出的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子疊片組，轉(zhuǎn) 子疊片組構(gòu)造為磁各向異性的。轉(zhuǎn)子疊片組可W由板疊形成并且具有相應(yīng)的磁通閉鎖件， 即空氣填充的區(qū)域或者缺口，由此獲得磁各向異性的設(shè)計(jì)。
[0033] 圖1示出了磁阻電機(jī)2的空間矢量圖。在該空間矢量圖中，磁阻電機(jī)2的物理參 量作為在復(fù)數(shù)平面中的矢量示出。在圖1中示出了定子坐標(biāo)系，其具有軸a和軸0。軸 a示出了實(shí)數(shù)的部分并且軸0示出了定子坐標(biāo)系的虛數(shù)部分。此外示出了具有軸d和q 的相對于定子坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系。在此，軸d示出了實(shí)數(shù)的部分并且軸q示出了轉(zhuǎn) 子坐標(biāo)系中的虛數(shù)部分。轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系相對于定子坐標(biāo)系W轉(zhuǎn)子角度巧推移。轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系W 角速度《旋轉(zhuǎn)。
[0034] 在空間矢量系統(tǒng)中，直流電流I被標(biāo)示為電流矢量。直流電流I被輸入到定子繞組 11中。直流電流I僅具有實(shí)數(shù)部分。磁阻電機(jī)2的轉(zhuǎn)子相關(guān)于定子地旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子或者其轉(zhuǎn) 子疊片組具有磁各向異性，轉(zhuǎn)子因此具有取決于方向的導(dǎo)磁值?；谠撎匦裕鄬τ谵D(zhuǎn)子在 圓形軌跡上前進(jìn)的被輸入的電流I或者電流矢量在理想的線性觀察上看成為描述了磁通 量O的磁通矢量的相應(yīng)的軌道。磁通量O的軌道由轉(zhuǎn)子疊片組的幾何設(shè)計(jì)方案或者由磁 各向異性給出。在當(dāng)前的實(shí)施例中，在觀察轉(zhuǎn)子系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生磁通量矢量的楠圓形軌道。在 實(shí)際觀察飽和度時(shí)，楠圓形軌道有質(zhì)量地保持并且僅僅經(jīng)受與電流值的高度相關(guān)的變形。
[0035] 圖2示出了轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系，其中標(biāo)示了電流I和磁通量O。當(dāng)前，值I =0. 1的現(xiàn)有 的電流矢量被轉(zhuǎn)子固定地輸入。轉(zhuǎn)子W頻率《在正旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系中，具 有頻率-O的直流電流I表現(xiàn)出了環(huán)繞在圓形的軌跡上?；诖鸥飨虍愋援a(chǎn)生了變形的楠 圓形的環(huán)繞的定子磁通量矢量，其描述了磁通量O。
[0036] 圖3現(xiàn)在示出了電流矢量的透視圖的根據(jù)圖2的、即在定子坐標(biāo)系中的變化曲線。 電流矢量或者直流電流I當(dāng)前顯示存在。描述磁通量O的磁通量矢量能夠分解成同分量 &"1和對分量& g。同分量處于相對于電流I的相位中。對分量& g在運(yùn)行的轉(zhuǎn)子的方 向上W兩倍的頻率2 CO轉(zhuǎn)動。磁通量O的時(shí)間上的變化等于對分量Og的時(shí)間上的變化， 由此導(dǎo)致雙倍頻率地感生的電壓U。
[0037] 總體上獲得W下狀況：如果電流I現(xiàn)在作為存在的電流矢量輸入給定子并且轉(zhuǎn)子 角度f被推進(jìn)，那么磁通量O的對系統(tǒng)Og將具有雙倍轉(zhuǎn)子頻率f和雙倍轉(zhuǎn)子相位位置的 可測量的感生的電壓U感生到定子繞組中。
[003引圖4至6示出了定子固定的參數(shù)的時(shí)間上的觀察。在此應(yīng)識別出轉(zhuǎn)子角度巧的銀 齒形的曲線。圖4示出了與時(shí)間t相關(guān)的電流I的實(shí)電流部I。和虛電流部Ip。電流I的 實(shí)電流部I。的振幅A例如具有值0. 1。因?yàn)槠涫侵绷麟娏?，因此電流I的虛電流部分I P具 有值0。
[0039] 圖5示出了與時(shí)間t相關(guān)的磁通量O的實(shí)通量部O。的變化曲線和磁通量O的 虛通量部的變化曲線。不管是實(shí)部O。還是虛部O P都具有相對于轉(zhuǎn)子頻率的兩倍頻 率的交替部分。此外，偏置（offset)覆蓋了實(shí)部〇。。此外，兩個(gè)分量的交替部分彼此相 位偏移。 W40] 圖6示出了電壓U的實(shí)電壓部U。和電壓U的虛電壓部U P的時(shí)間變化曲線。電壓 部分U。和U P具有與轉(zhuǎn)子角度f相比的雙倍的頻率。此外，它們將相應(yīng)的磁通量?的磁通 量部分?。和Op提前90°并且是無偏置的。根據(jù)感生的電壓U的電壓部分U。和U P的 時(shí)間變化曲線例如可W確定一半的周期持續(xù)時(shí)間T/2。對此能夠確定電壓部分U。和U P的 最大值。當(dāng)前例如利用箭頭強(qiáng)調(diào)虛電壓部Up的最大值。
[0041] 圖7示出了在第一實(shí)施方式中的驅(qū)動裝置1。驅(qū)動裝置1包括磁阻電機(jī)2。此外， 驅(qū)動裝置1包括控制裝置3。此外，驅(qū)動裝置1包括變流器6,其尤其設(shè)計(jì)成變頻器。變流 器6與定子繞組11電連接。在當(dāng)前的實(shí)施例中，定子繞組11具有=個(gè)相位。在定子繞組 11中現(xiàn)在輸入直流電流I。運(yùn)如之前描述的那樣引起在定子繞組11中的感生電壓U。該 感生電壓U現(xiàn)在應(yīng)該被確定。在當(dāng)前的實(shí)施例中，驅(qū)動裝置1僅僅具有一個(gè)電流傳感器7。 電流傳感器7構(gòu)造用于確定在定子繞組11的相位中的相應(yīng)的隨時(shí)間變化的電流?？刂蒲b 置3設(shè)計(jì)用于根據(jù)對于相位電流的測量值確定電流矢量。其被輸送給電流調(diào)節(jié)器5,其例如 具有PI調(diào)節(jié)器。根據(jù)在調(diào)節(jié)器輸出端處的調(diào)節(jié)信號或者調(diào)節(jié)參量可W確定感生電壓U(t) 的時(shí)間變化曲線。根據(jù)感生電壓U(t)的時(shí)間變化曲線可W借助相位調(diào)節(jié)回路4確定轉(zhuǎn)子 角度常和轉(zhuǎn)子頻率f。在相位調(diào)節(jié)回路4的輸出端處的信號與倍數(shù)1/2相乘，因?yàn)楦猩妷?具有相關(guān)于轉(zhuǎn)子角度巧的兩倍頻率。
[0042] 圖8示出了在另外的實(shí)施方式中的驅(qū)動裝置1。在此設(shè)置電壓傳感器8，其可W測 定在定子繞組11的各個(gè)相位之間的相應(yīng)的電壓。在運(yùn)種情況中，被測量的感生電壓直接輸 送給相位調(diào)節(jié)回路4。
[0043] 圖9示出了在另外的實(shí)施方式中的驅(qū)動裝置1。替代相位調(diào)節(jié)回路，設(shè)置相應(yīng)的計(jì) 數(shù)器9,其能夠確定在感生電壓U的過零之間的時(shí)間并且因此能夠確定轉(zhuǎn)子頻率f。此外， 尤其是設(shè)置成最大/最小探測器的探測器10、尤其是W最大/最小探測器來設(shè)置，根據(jù)感生 電壓的最大值能夠確定轉(zhuǎn)子角度f或者相位。
[0044] 利用根據(jù)圖7至9的驅(qū)動裝置1能夠可靠地確定轉(zhuǎn)子頻率f和轉(zhuǎn)子角度9。因此， 變流器6能夠轉(zhuǎn)速正確地和相位正確地接通到旋轉(zhuǎn)的磁阻電機(jī)2上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于將變流器（6)接通到旋轉(zhuǎn)的磁阻電機(jī)（2)上的方法，其中，所述磁阻電機(jī) (2)具有帶有定子繞組（11)的定子和帶有磁各向異性的轉(zhuǎn)子疊片組的轉(zhuǎn)子，該方法通過以 下來實(shí)現(xiàn)， 將直流電流（I)輸入到所述定子繞組（11)中， 確定在所述定子繞組（11)處施加的電壓（U)，所述電壓通過由于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)所引 起的磁通量（Φ)的變化而感生到所述定子繞組（11)中，并且 借助控制裝置（3)根據(jù)所確定的感生的所述電壓（U)來確定所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子頻率（f) 和/或轉(zhuǎn)子角度（Φ)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助電壓傳感器（8)測量在所述定子繞組 (11)處感生的所述電壓（U)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制裝置（3)具有電流調(diào)節(jié)器 (5)，借助所述電流調(diào)節(jié)器提供對于所述變流器的預(yù)定電流的調(diào)節(jié)參數(shù)。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子頻率（f)根據(jù)在所 確定的感生的所述電壓（U)的兩個(gè)相鄰最大值之間的時(shí)間間隔來確定。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子角度根據(jù)所述轉(zhuǎn)子 疊片組的幾何形狀和/或所感生的所述電壓（U)的時(shí)間變化曲線來確定。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述控制裝置（3)具有用于 調(diào)整所感生的所述電壓（U)的相位和頻率的相位調(diào)節(jié)回路（4)。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述控制裝置（3)具有至少 一個(gè)計(jì)數(shù)器（9)和/或探測器（10)，借助計(jì)數(shù)器和/或探測器確定所確定的感生的所述電 壓（U)的最大值的數(shù)量和/或確定在所確定的感生的所述電壓（U)的至少兩個(gè)相鄰的最大 值之間的時(shí)間間隔。8. -種用于磁阻電機(jī)（2)的變流器（6)的控制裝置（3)，所述控制裝置設(shè)計(jì)用于執(zhí)行 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法。9. 一種具有磁阻電機(jī)（2)、變流器（6)的驅(qū)動裝置（1)，所述變流器與所述磁阻電機(jī) ⑵電連接，并且所述驅(qū)動裝置具有根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置（3)以用于控制所述變 流器（6)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于將變流器(6)接通到旋轉(zhuǎn)的磁阻電機(jī)(2)上的方法，其中，磁阻電機(jī)(2)具有帶有定子繞組(11)的定子和帶有磁各向異性的轉(zhuǎn)子疊片組的轉(zhuǎn)子，該方法由此實(shí)現(xiàn)，將直流電流(I)輸入到定子繞組(11)中；確定在定子繞組(11)處施加的電壓(U)，該電壓通過由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)引起的磁通量(Φ)的變化而感生到定子繞組(11)中，并且借助于控制裝置(3)根據(jù)所確定的感生的電壓(U)確定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子頻率(f)和/或轉(zhuǎn)子角度()。
【IPC分類】H02P25/024, H02P21/24, H02P21/14, H02P21/18, H02P25/092
【公開號】CN105577063
【申請?zhí)枴緾N201510729367
【發(fā)明人】蒂洛·威格爾
【申請人】西門子公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年10月30日
【公告號】EP3016267A1