CN101361261A - 确定具有至少一个励磁绕组的同步机的转子位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是一种用于确定具有至少一个励磁绕组的机器的转子静止位置的方法。本发明提供一种用于当施加到转子绕组的电压发生变化时根据在定子绕组接线端上产生的电压中包含的信息来检测转子静止位置的技术。因此本发明使得能够在没有普通位置传感器(诸如磁、光学、分解、机械、电容性或其他传感器)的情况下，检测绕线转子机器的静止位置。

Description

确定具有至少一个励磁绕组的同步机的转子位置的方法

技术领域

本发明涉及一种确定具有至少一个励磁绕组的同步机的转子静止或者低速的位置的方法。本发明在汽车部门、航空部门和工业部门领域中获得特别有益但是不是唯一的应用。

本发明还涉及实施所述确定具有至少一个励磁绕组的同步机的转子静止或者低速的位置的方法的设备。

背景技术

目前，自动控制的同步电动机包括两个同轴部分，一个作为转子的旋转部分，一个作为定子的固定部分。电动机例如是诸如交流发动机起动器之类的可逆机(reversible machine)。转子和定子由气隙(air gap)分离。定子包括被称作电动机的相的多个定子绕组。这些定子绕组围绕电动机的中心轴均匀分布，从而产生旋转磁场。

转子可被提供有永久磁铁。转子也可被提供有一个或多个励磁绕组，该一个或多个励磁绕组被放置成使得它们与定子绕组的互感系数是所述转子的位置的函数。

这种类型的电动机遇到的一个问题是必须确定转子静止时相对于定子绕组的角位(angular position)，以便能够使电动机以最大转矩启动。这是因为，为了控制一个控制提供定子绕组的电动机的设备，必须确定转子在电源电压被施加到定子绕组时的瞬间的角位。知道该位置，然后可以对该电动机供电，从而在定子生成的磁通量总是保持与转子磁通量相差四分之一周期，从而使得能够获得最大转矩。该位置的了解也使得能够固定电动机的启动位置。

确定转子角位问题的第一种传统解决方案包括为电动机配备位置传感器，例如三个霍耳效应磁传感器。这三个磁传感器空间上偏移120电角度。电角度与机械角度之间的比率取决于转子的极的数目。电子周期是指转子的一个北极与转子的下一个北极之间的完整一圈。该电子周期等于360电角度。

磁传感器被放置在相对于电动机转子固定的磁目标(magnetic target)的磁场中。该磁目标经历在工厂中进行的磁化作用。磁传感器被固定到定子上，与该磁目标相对，从而在磁场的翻转期间进行切换。霍耳效应传感器被布置来能够检测相邻磁场中的变化。

对于360电角度的周期，每个磁传感器在180电角度的角周期上传送等于0的二进制信号，在其余周期上传送等于1的二进制信号。三个二进制信号的逻辑组合使得能够从中产生具有60电角度分辨率的转子角位。

该分辨率可以通过磁传感器的数目的增加来提高。这种类型的传感器使得能够检测转子静止以及所述转子的旋转期间的位置。

这样的解决方案具有各种缺陷。具体地，霍耳效应磁传感器比较昂贵，并且将它们就近安装到电动机会增加电动机的空间要求。另外，除了用于对电动机供电的电缆以外，还必须使用用来对霍耳效应磁传感器供电的其他电缆和用于收集由所述传感器提供的信息的连接。这并不是说，在难以接近安装了传感器的地方的环境中布置所述电缆和连接会违反机动性、质量、坚固性、可靠性和成本的限制。另外，在磁目标上执行磁化作用会增加所述电动机的总成本。

确定转子角位问题的第二种传统解决方案包括为电动机配备光学传感器。该光学传感器检测固定到转子的反射带或者不透明带的通过。它们与先前描述的霍耳效应传感器具有相同类型的操作。类似地，分辨率是60电角度。这种类型的传感器具有与磁传感器相同的缺陷。

因为用来辨别转子位置的检测方法是机械检测具有机械角度分辨率的转子位置，因此现有技术的这些位置传感器具有严重的缺陷。使用该方法，转子的成对极的数目增加得越多，则电子分辨率降低得越多。

确定转子位置问题的第三种传统解决方案包括为电动机配备分解器，该分解器几乎提供转子相对于定子的绝对位置。这种解决方案的一个缺陷在于该分解器易碎并且在电动机中难以使用的事实。该解决方案比先前的解决方案更昂贵，即使它的性能比所述那些解决方案更好。

因此注意到，现有技术中提出的对检测转子静止的位置的问题作出的解决方案尤其在空间要求、可靠性、质量以及尤其成本的限制上并且当务之急尤其在特殊应用领域(例如汽车)上不令人满意。

发明内容

本发明的目的是正好解决先前描述的技术的缺陷。为此，为了消除使用位置传感器和磁目标的目的，本发明提出修改用于检测转子静止的位置的现有技术。本发明中所述元件的消除使得能够去除电缆和连接，从而尤其对成本、机动性、空间要求、质量和可靠性的限制起作用。

因此本发明允许在缺乏普通位置传感器，例如磁、光学、分解器、机械、电容性等传感器的情况下，检测绕线转子(wound-rotor)电动机静止的位置。

传感器及其配线的消除在电动机中会节省空间，因此随后可能对于相同体积增加电动机的功率。

本发明提出了一种当施加到转子绕组的电压发生变化时根据定子绕组接线端上产生的电压中包含的信息检测转子静止或者极慢旋转时的位置的技术。

通过本发明，实施该检测技术所需的唯一测量是电压测量。因此不需要任何特殊的换能器，从而降低成本。

本发明的技术使用电检测方法，以相同的方式增加了转子位置的精度。通过该方法，可以毫不损失所述精度地增加转子的极的对数。该方法使得能够确定转子的电位置，该电位置是定子绕组的磁轴与转子的磁轴之间的角度。

本发明的检测转子静止的位置的技术提供电动机在正确的方向上稳定快速地启动。它也为检测转子旋转时的位置的方法的应用提供旋转的启动。

通过本发明，自动控制不再简单基于转子的位置而是基于电磁现象。由此，控制该控制装置的性能得到可观的改善。

更好地，本发明的目的是一种确定机器的转子的位置的方法，该转子具有至少一个励磁绕组，该励磁绕组连接到斩波器(chopper)，所述机器包括n个定子绕组，n为整数，该转子与该机器的n个定子绕组的每一个磁耦合，所述机器连接到控制装置，该控制装置能够以全波模式或者脉宽调制模式控制所述机器。

根据本发明，所述方法包括下列步骤：

-抑制控制装置，

-通过斩波器向转子施加可随时间变化的励磁电压，

-测量每个定子绕组中的感应电动势(e₁、e₂或....e_n)，

-根据感应电动势彼此之间的至少一个比较操作和感应电动势与公共基准的至少一个比较操作，确定静止或低速的转子的位置，

-根据所确定的转子的位置来执行控制装置的命令。

根据非限制性实施例，根据本发明的方法包括下列附加特征：

-同步解调所测量的电动势，

-将一个感应电动势与由下列元素组成的集合的至少一个元素进行比较：

-另一个感应电动势，

-公共基准，

-另一个感应电动势的相反值，

-当第一定子绕组的第一电动势e₁大于第二定子绕组的第二电动势e₂时，产生等于1的第一信号C_1.2，否则第一信号C_1.2等于0，

-当第二定子绕组的第二电动势e₂大于第三定子绕组的第三电动e₃时，产生等于1的第二信号C_2.3，否则第二信号C_2.3等于0，

-当第(n-1)定子绕组的第(n-1)电动势e_n-1大于第(n)定子绕组的最后一个电动势e_n时，产生等于1的第(n-1)信号C_(n-1).(n)，否则第(n-1)信号C_(n-1).(n)等于0，

-当第(n)定子绕组的最后一个电动势e_n大于第一定子绕组的第一电动势e₁时，产生等于1的第n信号C_n.1，否则第n信号C_n.1等于0，

-按照预定规则，根据表示转子位置的n个信号C_1.2、C_2.3、...、C_(n-1).(n)和C_n.1的值确定转子的位置；

-在其中n是奇数和/或n个定子绕组被均匀分布的情况下，

-以360/2n电角度的精度确定转子的位置；

-在其中n是偶数和/或n个定子绕组被均匀分布的情况下，

-以360/n电角度的精度确定转子的位置；

-在其中n是奇数和/或n/2个绕组形成均匀分布的绕组的第一系统以及n/2个其他绕组形成均匀分布的绕组的第二系统的情况下，所述两个系统被相位偏移360/(2n)电角度，

-以360/2n电角度的精度确定转子的位置；

-将每个电动势与基准信号进行比较，

-当第一定子绕组的第一电动势e₁大于基准信号时，产生等于1的第(n+1)信号C₁₀，否则第(n+1)信号C₁₀等于0，

-当第二定子绕组的第二电动势e₂大于基准信号时，产生等于1的第(n+2)信号C₂₀，否则第(n+2)信号C₂₀等于0，

-当最后一个定子绕组的第(n)电动势e_n大于基准信号时，产生等于1的第(2n)信号C_n0，否则第(2n)信号C_n0等于0，

-按照预定规则，根据表示转子位置的2n个信号C_1.2、C_2.3、...、C_(n-1).(n)、C_n.1、C₁₀、C₂₀、...和C_n0的值确定转子的位置；

-在其中n是奇数和/或n个定子绕组被均匀分布的情况下，

-以360/4n电角度的精度确定转子的位置；

-在其中n是偶数和/或n个定子绕组被均匀分布的情况下，

-以360/2n电角度的精度确定转子的位置；

-在其中n是偶数和/或n/2个绕组形成均匀分布的绕组的第一系统以及n/2个其他绕组形成均匀分布的绕组的第二系统的情况下，该两个系统被相位偏移360/(2*n)电角度，

-以360/4n电角度的电子精度确定转子的位置；

-2n个信号C_1.2、C_2.3、...、C_(n-1).(n)、C_n.1、C₁₀、C₂₀、...和C_n0是矩形的并且频率相同，

-上述2n个信号是通过同步解调获得的；

-该同步解调是由相对于斩波器命令的上升沿的延迟定义的同步；

-数字地转换所测量的电动势，

-确定斩波器的控制电压(U_H)和斩波器的占空比(α)，

-根据斩波器的控制电压和占空比，确定第一值(-1/(a.U_H))和第二值(-1/((1-a).U_H))，

-当斩波器的控制电压为正时，每个数值电动势乘以第一值，否则它们乘以第二值，

-按照预定规则，根据相乘的结果来确定转子的位置；

-当所述机器停止时，确定转子的位置。

本发明还涉及一种用于执行所述方法的设备，其特征在于，所述设备包括连接到控制装置的电动机，所述控制装置连接到控制逻辑，该控制逻辑执行所述方法并且提供转子的位置。

根据非限制性实施例，根据本发明的设备包括下列附加特征：

-所述电动机包括具有至少一个励磁绕组的转子，该励磁绕组通过斩波器被提供有可随时间变化的电压；

-所述斩波器的占空比属于范围[0.01，0.99]。

附图说明

通过阅读下列描述以及对附图的观察，将会更好地理解本发明。这些都通过暗示的方式呈现并且决不限制本发明。附图示出了：

图1：实施根据本发明的方法的部件的图解说明，

图2：三相电动机的转子和定子的示意表示，

图3：根据本发明的方法的第一实施例中的步骤的图解说明，

图4：根据本发明的方法的第二实施例中的步骤的图解说明，

图5：在三相电动机的情况下实施本发明第一实施例的部件的图解说明，

图6：在三相电动机的情况下本发明的第一实施例的图形表示，

图7：在三相电动机的情况下根据本发明第一实施例的静止或低速的转子的垂直位置的表示，

图8：在三相电动机的情况下实施本发明的第二实施例的部件的图解说明，

图9：在三相电动机的情况下本发明的第二实施例的图形表示，

图10：在三相电动机的情况下根据本发明第二实施例的静止或低速的转子的垂直位置的表示，

图11：在包括六相的电动机的情况下本发明的第一实施例和第二实施例的图形表示，

图12：实施本发明的第三实施例的部件的图解说明，

图13：根据本发明第三实施例的静止或低速的转子的准绝对值的表示。

具体实施方式

图1示出了与控制装置2连接的电动机1，该控制装置2受控制逻辑3控制。在电动机的领域中，已知三种类型的电动机，实质上是：

-带有或不带有磁铁的爪形电动机(claw machine)，

-具有凸极(projecting pole)的同步电动机，

-具有平滑绕线转子的同步电动机，

-混合励磁电动机，其负载外(off-load)磁通量是通过电流流经的励磁绕组和永久磁铁的联合获得的。

对于其他的描述，电动机1是具有至少一个励磁绕组的同步机。它可以是单相的或者多相的。

同步机1包括两个同轴部分，转子4和定子5。转子4或者场绕组是旋转部分，定子5或者电枢是同步机的固定部分。转子4被提供有至少一个励磁绕组。转子4的励磁绕组具有流经其的励磁电流，在优选实施例中，该励磁电流由斩波器6传递。转子绕组的励磁电流产生磁场。

斩波器6使得能够将由DC电源6a传递的DC电压斩波成一系列的周期矩形。该DC电压源6a可以是电池。DC电压的该周期斩波是通过静态开关(未示出)来获得的。当该静态开关闭合时，DC电压被施加到转子4的绕组的接线端。对于剩余时间，静态开关打开，并且转子4的绕组的接线端处的电压为零。在优选示例中，DC电压是12伏。因此，施加到励磁绕组的电压可随时间变化。

在优选实施例中，当转子4的绕组具有通过斩波器6传递的流经其的励磁电流时，电动机1静止或者低速。在这种情况下，该电动机运转为旋转变压器，具有转子4的励磁绕组作为其初级绕组以及定子5的绕组作为次级绕组。因此在定子绕组中感应出电动势。这些电动势首先正比于斩波器6传递的AC电压，其次正比于定子5的绕组与转子4的绕组的轴形成的角度的余弦。

定子5可被提供有多个绕组。这些定子绕组连接到控制装置2。该控制装置2具体为逆变器。在图1的示例中，控制装置2是电压逆变器。

逆变器2用于将DC电压转换为多个正弦电压，每个定子绕组一个正弦电压。该逆变器2被DC电压源7供电。在优选示例中，该DC电压源7是电池或者整流网络。

逆变器2包括多个桥式臂(未示出)。每个桥式臂由多个电可控开关组成。逆变器2的相同桥式臂上的每对开关的中点连接到定子5的绕组。

逆变器2被控制逻辑3以全波模式或者脉宽调制模式(英文一般称作PWM)控制。为了控制多相逆变器，控制逻辑3定义逆变器2的所有开关的打开或者闭合状态。

在图1的示例中，逆变器2是双电平三相逆变器，尽管它可由其他现有类型的逆变器来代替。因此逆变器2包括三个桥式臂。

控制逻辑3通常以集成电路的形式生成。在一个示例中，该控制逻辑3包括微处理器8、程序存储器9、计算存储器M和输入/输出接口10。微处理器8、存储器9、存储器M和输入/输出接口10通过通信总线11互连。计算存储器M包括用于确定转子的位置的计算规则或计算图表(nomogram)。

实际上，当一个动作被分配给一个装置时，通过由该装置的程序存储器中记录的指令代码控制的装置的微处理器来执行该动作。控制逻辑3是这样的装置。

程序存储器9被划分为多个区域，每个区域对应于用于执行装置的功能的指令代码。存储器9包括区域12，其包括用于确定定子绕组的数目n的指令代码。该数目n是整数。存储器9包括区域13，其包括用于控制抑制对逆变器的控制的指令代码。存储器9包括区域14，其包含用于测量定子绕组上感应的电动势并且将这些测量值发送到控制逻辑3的指令代码。

存储器9包括区域15，其包含用于执行所感应的电动势的同步或异步解调的指令代码。存储器9包括区域16，其包含用于执行电动势彼此的比较或者电动势与基准值的比较以便确定转子位置的所属范围、或者用于电动势与基准值(例如零信号)进行比较的指令代码。作为一种变式，在解调区域15之前可以实现比较区域16。

存储器9包括区域17，其包含用于执行所感应的电动势的测量值的数字处理的指令代码。存储器9包括区域18，其包含用于根据与计算规则相关或者与先前定义并记录在存储器M中的计算图表相关的区域16或17提供的结果确定转子的位置的指令代码。存储器9包括区域19，其包含用于计算转子的位置的精度的指令代码。该精度取决于定子绕组的数目n的奇偶和所述绕组的分布。存储器9包括区域20，其包含用于根据依靠区域18的指令代码确定的转子位置来确定逆变器的命令的指令代码。

图2示出了三相电动机的情况下转子和定子的示意表示。该电动机包括位于转子和定子之间的气隙20。可以具有或者不具有中点地以三角形或者星形安装定子。定子可以包括多个固定的绕组。类似地，转子可以包括多个极。

在图2中的示例中，定子包括第一定子绕组21、第二定子绕组22和第三定子绕组23。该三个电子绕组21到23空间上均匀地分布。均匀分布是指电动机的各个定子绕组之间角度相同。对定子供电的绕组21到23的电流具有相同的有效值。这些定子电流生成在定子中翻转的磁场24。该翻转的定子场24与定子电流的频率同步。定子场以转子的电角度频率翻转。当转子停止时，定子场稳定。

在图2中的示例中，转子是双极的(bipolar)。它包括两极，北极和南极。转子也可以是多极的。定子具有与转子相同对数目的极。转子包括以定子的固定绕组21到23为中心的绕组25。转子的绕组25由励磁电流来供电，使其类似于磁铁，导致生成转子磁场26。由此生成的该转子磁场26不断地尝试将自身与定子对准。该转子磁场26以与定子场24相同的速度翻转。

电枢或定子的定子绕组经受气隙的旋转磁场，导致产生电动势。感应电动势是由于通过定子的磁通量的变化而生成的电压。定子绕组被放置在定子中，因此电动势是正弦曲线形式。

在星形或者三角形的三相电动机的情况下，每个绕组具有相同有效值并且相移120度的感应电动势。

包括多极转子的电动机在角度变换的代价方面相当于包括双极转子的电动机。

图3示出了图1中所示的部件的第一功能模式的根据本发明的方法。图3示出了初始步骤30，其中完全地抑制针对逆变器的命令，从而不使定子的绕组短路并且不会错误地测量感应电动势。

在抑制针对逆变器的命令之后，控制逻辑以比转子时间常数小得多的斩波周期命令转子的励磁绕组的励磁。该励磁感应了定子接线端处的相同频率的电动势。这些电动势的相对幅度取决于转子的位置。

在步骤31，控制逻辑进行电动势的测量。在这些测量期间，转子优选地停止或者非常慢地旋转。

对于每个定子绕组，控制逻辑例如通过电压传感器来测量感应电动势。对于第一定子绕组，控制逻辑测量第一电动势e₁。对于第二定子绕组，控制逻辑测量第二电动势e₂，依此类推，直到最后定子绕组，控制逻辑测量第n电动势e_n。对于其余的描述将保持这些符号。

当根据中点或者任何基准进行感应电动势e₁到e_n的测量时，提及单个的感应电动势。当不求助于中点或者任何基准点完全有区别地测量感应电动势e₁到e_n时，提及组合的感应电动势。不管电动势是单个的还是组合的，得到的结果是相同的。这些感应电动势的表达式如下：

e₁＝k.v_f(t).cos(θ-θ₁)

e₂＝k.v_f(t).cos(θ-θ₂)

............

e_n＝k.v_f(t).cos(θ-θ_n)

其中v_f(t)是励磁电压的交变部分，θ是转子相对于给定基准的位置，θ1、θ2...θn是n个定子绕组相对于相同基准的位置，k是与电动机参数相关的常数。这些感应电动势的幅度是通过转子位置的余弦来调制的。

在步骤32，控制逻辑执行对由控制逻辑测量和获取的感应电动势e₁到e_n的解调。

该解调最好是同步发生的。这使得能够提取噪声中包含的有用信号。该原则通常应用于非常低幅度的信号。同步解调是使噪声对信号的影响降到最小的方式。

在图3中的示例中，电动势通过电压v_f(t)来解调。该同步解调是在相对于电压v_f的交变瞬时具有固定延迟的瞬间对电动势e₁、e₂到e_n的取样。该同步解调使得能够获得根据转子位置变化的正弦信号。

在一种变式中，控制逻辑基于使用峰值检测器从感应电动势的包络线(envelope)的提取来实现异步解调。

步骤33到48示出了比较感应电动势以便确定转子的位置角度的所属范围的各个步骤。这些比较步骤可以包括由下列比较形成的集合的至少一个元素：

-一个电动势与另一个电动势的比较，

-一个电动势与公共基准的比较，

-一个电动势与另一个感应电动势的相反值的比较。

在图3的示例中，步骤33到48进行每个电动势与另一个电动势的比较。这些比较的结果与励磁信号同步，因为电动势的测量与斩波器的控制信号的上升沿同步。作为一种变式，控制逻辑可以将感应电动势与基准值进行比较。

在一种变式中，控制逻辑在执行解调步骤32之前可以首先执行比较步骤33到48。

图3中图解说明了这些比较步骤33到48的工作，其中n等于3。

在步骤33，控制逻辑比较第一电动势e₁和第二电动势e₂。当第一电动势e₁大于第二电动势e₂时，控制逻辑应用步骤34，否则，应用步骤35。

在步骤34，控制逻辑生成第一信号C₁₂，最好是二进制的，该第一信号C₁₂的幅度等于1。在步骤35，信号C₁₂具有零幅度。

根据在步骤34或35获得的第一信号C₁₂，控制逻辑在步骤36确定表示转子位置的第一信号R₁。

在步骤37，控制逻辑比较第二电动势e₂和第三电动势e₃。当第二电动势e₂大于第三电动势e₃时，控制逻辑应用步骤38，否则，应用步骤39。

在步骤38，控制逻辑生成第二信号C₂₃，最好是二进制的，该第二信号C₂₃的幅度等于1。在步骤39，信号C₂₃具有零幅度。

根据在步骤38或39获得的第二信号C₂₃，控制逻辑在步骤40确定表示转子位置的第二信号R₂。依此类推直到第n电动势e_n。

在步骤41，控制逻辑比较第(n-1)电动势e_n-1和最后一个电动势e_n。当第(n-1)电动势e_n-1大于第n电动势e_n时，控制逻辑应用步骤42，否则，应用步骤43。

在步骤42，控制逻辑生成第(n-1)信号C_(n-1)(n)，最好是二进制的，该第(n-1)信号C_(n-1)(n)的幅度等于1。在步骤43，信号C_(n-1)(n)具有零幅度。

根据在步骤42或43获得的第(n-1)信号C_(n-1)(n)，控制逻辑在步骤44确定表示转子位置的第(n-1)信号R_(n-1)。

在步骤45，控制逻辑比较第n电动势e_n和第一电动势e₁。当第n电动势e_n大于第一电动势e₁时，控制逻辑应用步骤46，否则，应用步骤47。

在步骤46，控制逻辑生成第n信号C_n1，最好是二进制的，该第n信号C_n1的幅度等于1。在步骤47，信号C_n1具有零幅度。

根据在步骤46或47获得的第n信号C_n1，控制逻辑在步骤48确定表示转子位置的第n信号R_n。

一旦在步骤36、40、44和48分别获得表示转子位置的n个信号R₁、R₂、...、R_n-1、R_n，控制逻辑应用步骤49。

在该步骤49，按照计算存储器中包含的计算规则或者计算图表，控制逻辑根据表示转子位置的n个二进制信号R₁、R₂、...、R_n-1、R_n确定转子位置。控制逻辑在电周期上以十进制对n个二进制信号R₁、R₂、...、R_n-1、R_n进行编码，以便R₁是最低有效位，R_n是最高有效位。结果，控制逻辑根据n的奇偶性通过范围可能是从1到n或者从1到2n的电平来描述转子位置的特性。

当n是奇数时，控制逻辑应用步骤50、51，以便计算所确定的转子位置的精度。当n是偶数时，控制逻辑应用步骤53、56，以便计算所确定的转子位置的精度。

在步骤51，以等于360/2n电角度的精度确定转子位置。

当n是偶数并且定子绕组在空间中均匀分布时，控制逻辑在步骤54计算转子位置的精度。该精度等于360/n电角度。

当n是偶数并且定子绕组在空间中不均匀分布时，控制逻辑在步骤56计算转子位置的精度。该精度等于360/2n电角度。

图5、6和7在三相电动机的情形下图解说明了上述的本发明的第一实施例。该第一实施例使其能够获得与现有技术的相同三相电动机的霍耳效应或者光位置传感器相同的结果。

图4示出了图1所示的部件的第二操作模式的根据本发明的方法。图4包括图3的相同步骤30到48。

步骤60到75示出了每个感应电动势与基准信号的比较的各个步骤。在优选示例中，该基准信号是零信号。图8中图解说明了这些比较步骤60到75的操作。

在步骤60，控制逻辑比较第一电动势e₁和零信号。当第一电动势e₁大于零信号时，控制逻辑应用步骤61，否则应用步骤62。

在步骤61，控制逻辑生成第(n+1)信号C₁₀，最好是二进制的，其幅度等于1。在步骤62，信号C₁₀具有零幅度。

根据在步骤61或62获得的第(n+1)信号C₁₀，控制逻辑在步骤63确定表示转子位置的第(n+1)信号R_n+1。

在步骤64，控制逻辑进行第一信号R₁与表示转子位置的第(n+1)信号R_n+1的第一比较C₁。该组合可以通过加法或者减法来实现。在优选示例中，该组合是加法。

在步骤65，控制逻辑比较第二电动势e₂和零信号。当第二电动势e₂大于零信号时，控制逻辑应用步骤66，否则应用步骤67。

在步骤66，控制逻辑生成第(n+2)信号C₂₀，最好是二进制的，其幅度等于1。在步骤67，信号C₂₀具有零幅度。

根据在步骤66或67获得的第(n+2)信号C₂₀，控制逻辑在步骤68确定表示转子位置的第(n+2)信号R_n+2。

在步骤69，控制逻辑进行第二信号R₂与表示转子位置的第(n+2)信号R_n+2的第二比较C₂。

依此类推直到第n电动势e_n。

在步骤70，控制逻辑比较第(n-1)电动势e_n-1和零信号。当第(n-1)电动势e_n-1大于零信号时，控制逻辑应用步骤71，否则应用步骤72。

在步骤71，控制逻辑生成第(2n-1)信号C_(n-1)0，最好是二进制的，其幅度等于1。在步骤72，信号C_(n-1)0具有零幅度。

根据在步骤71或72获得的第(2n-1)信号C_(n-1)0，控制逻辑在步骤73确定表示转子位置的第(2n-1)信号R_2n-1。

在步骤74，控制逻辑进行第(n-1)信号R_n-1与表示转子位置的第(2n-1)信号R_2n-1的第(n-1)比较C_n-1。

在步骤75，控制逻辑比较第n电动势e_n和零信号。当第n电动势e_n大于零信号时，控制逻辑应用步骤76，否则应用步骤77。

在步骤76，控制逻辑生成第(2n)信号C_n0，最好是二进制的，其幅度等于1。在步骤77，信号C_n0具有零幅度。

根据在步骤76或77获得的第(2n)信号C_n0，控制逻辑在步骤78确定表示转子位置的第(2n)信号R_2n。

在步骤79，控制逻辑进行第n信号R_n与表示转子位置的第(2n)信号R_2n的第n比较C_n。

一旦获得表示转子位置的信号的n个组合C₁、C₂、...、C_n-1和C_n，控制逻辑就应用步骤80。在步骤80，控制逻辑通过存储器M中先前定义的计算规则或者计算图表来确定与组合C₁、C₂、...、C_n-1和C_n相关的转子位置。

结果，控制逻辑根据n的奇偶性通过范围是从1到2n或者从1到4n的电平来描述转子位置的特性。

在步骤81，如果n是奇数，则控制逻辑应用步骤82，否则它应用步骤83。在步骤81，所确定的转子位置的精度等于360/4n电角度。在步骤83，如果n是偶数，则控制逻辑确定定子的n个绕组是否在空间中均匀分布。如果是均匀分布，则在步骤84计算所确定的等于360/2n电角度的转子位置的精度。否则，在步骤85，确定转子的精度是360/4n电角度。

图8、9和10图解说明了上述的本发明的第二实施例。该第二实施例使其能够提高转子位置的分辨率，而不会增加成本。

图11和12描述了本发明的第三实施例。

图5示出了实现图3中的本发明第一实施例的方法的装置。在图5中的示例中，n等于3。电动机是三相电动机。在任何扩大之后，彼此比较感应电动势以便得到三个具有相同频率的矩形信号。

为了进行该比较，将电动势成对地发送到磁滞比较器200a。控制逻辑包括与所进行的比较一样多的磁滞比较器200a。该磁滞比较器最好是以开关模式工作的运算放大器。比较器的输出状态定义一个电动势是大于还是小于另一个电动势。

第一磁滞比较器200a比较第一电动势e₁和第二电动势e₂。第二磁滞比较器200b比较第二电动势e₂和第三电动势e₃。第三磁滞比较器200c比较第三电动势e₃和第一电动势e₁。

每个比较器200a、200b和200c的输出信号被分别发送到整形电路201a、201b和201c。这些整形电路201a、201b和201c使其能够使用比较器的输出信号，从而其能够通过触发器的输入来正确地解译。

在图5的示例中，整形电路201a、201b和201c中的每一个根据磁滞比较器的输出信号而生成具有高状态和低状态的二进制信号。因此整形电路201a、201b和201c在输出端提供相同频率的三个矩形信号。

每个整形电路201a、201b和201c传送的二进制信号被分别发送到触发器202a、202b和202c。触发器202a、202b和202c是用于存储位的连续门。因此这些触发器的输出的状态取决于其输入，也取决于其包含的值。在一个实施例中，这些触发器是D触发器。它们也可以是能够执行存储功能的任何其他电路。

D触发器包括两个输入，输入D对应于由整形电路生成的信号，输入H对应于单元203提供的时钟信号。该时钟信号是从斩波命令的上升沿的延迟产生的。D触发器包括提供表示转子位置的信号的输出。在每个时钟上升沿，输出拷贝输入值D，在每个时钟下降沿，存储所拷贝的输入值，在这种情况下，触发器被锁存。因此D触发器使其能够通过与斩波控制信号的上升沿的延迟同步而获得表示转子位置的信号。

在一种变式中，可以适当地放置复位信号，以便在上电时初始化触发器的初始值。

单元203将时钟信号提供给触发器202a、202b和202c。为此，单元203具有单稳态触发器204。单稳态触发器204是具有稳定状态和不稳定状态的触发器。它能够在来自斩波器205的命令的动作下从这些状态之一变成另一个状态。单稳态触发器204被用来进行延时。

使用时钟信号，比较产生的信号与励磁信号同步，并且以斩波频率周期循环。以提取有关转子位置的有用信息为目的，在相对于励磁信号的上升沿稍微延迟的瞬时，控制逻辑对整形电路产生的信号的幅度进行取样。该取样的结果致使生成间隔为360/(2×3)电角度(等于60电角度)的表示转子位置的三个信号R₁、R₂和R₃。

图6以图表示出了三个解调电动势的趋势以及电动势彼此之间的比较结果的趋势。y轴以伏表示信号的幅度。x轴表示转子的角位。曲线e1示出了第一解调电动势e₁的趋势。曲线e2示出了相对于第一解调电动势e₁的曲线相移了2π/3的第二解调电动势e₂的趋势。曲线e3示出了相对于第二解调电动势e₂的曲线相移了2π/3的第三解调电动势e₃的趋势。

图6也示出了一对电动势之间的比较结果的二进制表示。曲线f1表示曲线e1和e3的比较的二进制结果。曲线f2表示曲线e2和e1的比较的二进制结果。曲线f3表示曲线e3和e2的比较的二进制结果。二进制结果包括等于1的高状态和等于0的低状态。

在间隔-θ1到θ0，曲线e1高于曲线e3意思是指曲线f1处于高状态。曲线e2低于曲线e1意思是指曲线f2处于低状态。曲线e3高于曲线e2意思是指曲线f3处于高状态。在这种情况下，第一信号R₁处于高状态，第二信号R₂与第三信号R₃一样处于低状态。

在间隔θ0到θ1，曲线e3变得低于曲线e2，使曲线f3的状态发生变化。曲线f3转到低状态。在这种情况下，第一信号R₁与第二信号R₂一样处于高状态，第三信号R₃处于低状态。

在间隔θ1到θ2，曲线e2变得高于曲线e1，使曲线f2的状态发生变化。曲线f2转到高状态。在这种情况下，第一信号R₁与第三信号R₃一样处于低状态，第二信号R₂处于高状态。

在间隔θ2到θ3，曲线e1变得低于曲线e3，使曲线f1的状态发生变化。曲线f1转到低状态。在这种情况下，第一信号R₁处于低状态，第二信号R₂与第三信号R₃一样处于高状态。

在间隔θ3到θ4，曲线e3变得高于曲线e2，使曲线f3的状态发生变化。曲线f3转到高状态。在这种情况下，第一信号R₁与第二信号R₂一样处于低状态，第三信号R₃处于高状态。

在间隔θ4到θ5，曲线e2变得低于曲线e1，使曲线f2的状态发生变化。曲线f2转到低状态。在这种情况下，第一信号R₁与第三信号R₃一样处于高状态，第二信号R₂处于低状态。

在间隔θ5到θ6，曲线e1变得高于曲线e3，使曲线f1的状态发生变化。曲线f1转到高状态。在这种情况下，第一信号R₁处于高状态，第二信号R₂与第三信号R₃一样处于低状态。

在间隔θ6到θ7，曲线e3变得低于曲线e2，使曲线f3的状态发生变化。曲线f3转到低状态。在这种情况下，第一信号R₁与第二信号R₂一样处于高状态，第三信号R₃处于低状态。

这些比较的结果在相位上偏移360/(2×3)电角度。然后以60电角度的精度获得这些结果。按自然法则地，不能够同时获得表示转子位置的处于高状态或者低状态的三个信号R₁、R₂和R₃。

图7示出了从表示转子位置的三个信号R₁、R₂、R₃产生的转子位置矢量的位置。该位置矢量根据下列公式获得：

$\stackrel{\→}{P\left(\mathrm{\θ}\right)}=\frac{2}{3}\{R_1+{\mathrm{aR}}_2+a^2{R}_3\}$

其中 $a=e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{3}}$

该位置矢量在y轴上通过分量p_y以及在x轴上通过分量p_x表示。其以60电角度的规则角度间隔连续占据六边形的六个顶点。在包括双极转子的电动机上，各个位置矢量

到

示出了表示由转子绕组的励磁感应的电动势之间的各个可能比较的六个角度扇区S1到S6。

每个角度扇区在六边形的中心处具有其顶点并且形成60电角度的角。每个位置矢量与连续的位置矢量形成角度扇区。第一角度扇区S1由位置矢量

和

形成，依此类推直到第六角度扇区S6由位置矢量

和

形成。

图8示出了对于如图5、6和7中的示例一样的三相电动机，实施图4的本发明第二实施例的方法的装置。图8示出了电动势彼此之间的比较以及这些电动势与零的比较的方框图。

如在第一实施例中一样，控制逻辑进行对应于每个电动势与另一个电动势的比较的第一比较。该第一比较是通过比较器301a、301b和301c来进行的。

控制逻辑进行对应于每个电动势与零信号的比较的第二比较。该第二比较是通过比较器300a、300b和300c来进行的。

比较器300a比较第一电动势e₁和零信号。比较器300b比较第二电动势e₂和零信号。比较器300c比较第三电动势e₃和零信号。比较器301a比较第一电动势e₁和第二电动势e₂。比较器301b比较第二电动势e₂和第三电动势e₃。比较器301c比较第三电动势e₃和第一电动势e₁。

每个比较器的输出被发送到触发器，最好是D触发器，该触发器的时钟信号由单元303提供。触发器302a接收比较器300a的比较结果，并且提供表示转子位置的第四信号R₄。触发器302b接收比较器301a的比较结果，并且提供表示转子位置的第一信号R₁。

触发器302c接收比较器300b的比较结果，并且提供表示转子位置的第五信号R₅。触发器302d接收比较器301b的比较结果，并且提供表示转子位置的第二信号R₂。

触发器302e接收比较器300c的比较结果，并且提供表示转子位置的第六信号R₆。触发器302f接收比较器301c的比较结果，并且提供表示转子位置的第三信号R₃。

换句话说，具有电动势彼此之间的比较结果作为输入的触发器提供表示转子位置的三个信号R₁、R₂和R₃。具有每个电动势与零信号之间的比较结果作为输入的触发器提供表示转子位置的另三个信号R₄、R₅和R₆。

为了利用信号R₁、R₂、R₃与R₄、R₅、R₆之间的相位差，控制逻辑组合这些信号。该组合最好通过加法器来进行。加法器304a接收表示转子位置的第一信号R₁和第四信号R₄，并且提供第一组合C₁作为输出。加法器304b接收表示转子位置的第二信号R₂和第五信号R₅，并且提供第二组合C₂作为输出。加法器304c接收表示转子位置的第三信号R₃和第六信号R₆，并且提供第三组合C₃作为输出。这三个组合信号C₁、C₂、C₃被发送到计算机305。该计算机305根据计算存储器M中包含的计算图表或者计算规则来确定转子的位置矢量。该计算机提供转子的位置矢量的分量p_x和p_y作为输出。

图9以图表示出了三个解调电动势的曲线趋势以及成对曲线的比较结果和每条曲线与零信号的比较结果。

三个电动势e₁、e₂和e₃的三条曲线e1、e2和e3与图6中所示的相同。类似地，三条曲线f1、f2和f3表示与图6中所示的相同的比较结果。曲线f4表示曲线e1与零信号的比较的二进制结果。曲线f5表示曲线e2与零信号的比较的二进制结果。曲线f6表示曲线e3与零信号的比较的二进制结果。

在间隔-θ3到-θ2，曲线e1低于曲线e3意思是指曲线f1处于低状态。曲线e2低于曲线e3意思是指曲线f2处于低状态。曲线e3高于曲线e2意思是指曲线f3处于高状态。曲线e1为正意思是指曲线f4处于高状态。曲线e2为负意思是指曲线f5处于低状态。曲线e3为正意思是指曲线f6处于高状态。

在间隔-θ2到-θ1，曲线e1变得高于曲线e3，使曲线f1的状态发生变化。曲线f1转到高状态。

在间隔-θ1到-θ0，曲线e3变成负，使曲线f6的状态发生变化。曲线f6转到低状态。

在间隔θ0到θ1，曲线e3变得低于曲线e2，使曲线f3的状态发生变化。曲线f3转到低状态。

在间隔θ1到θ2，曲线e2变成正，使曲线f5的状态发生变化。曲线f5转到高状态。

在间隔θ2到θ3，曲线e2变得高于曲线e1，使曲线f2的状态发生变化。曲线f2转到高状态。

在间隔θ3到θ4，曲线e1变成负，使曲线f4的状态发生变化。曲线f4转到低状态。

在间隔θ4到θ5，曲线e1变得低于曲线e3，使曲线f1的状态发生变化。曲线f1转到低状态。

在间隔θ5到θ6，曲线e3变成正，使曲线f6的状态发生变化。曲线f6转到高状态。

在间隔θ6到θ7，曲线e3变得高于曲线e2，使曲线f3的状态发生变化。曲线f3转到高状态。

在间隔θ7到θ8，曲线e2变成负，使曲线f5的状态发生变化。曲线f5转到低状态。

在间隔θ8到θ9，曲线e2变得低于曲线e1，使曲线f2的状态发生变化。曲线f2转到低状态。

在间隔θ9到θ10，曲线e1变成正，使曲线f4的状态发生变化。曲线f4转到高状态。

在间隔θ10到θ11，曲线e1变得高于曲线e3，使曲线f1的状态发生变化。曲线f1转到高状态。

在间隔θ11到θ12，曲线e3变成负，使曲线f6的状态发生变化。曲线f6转到低状态。

在间隔θ12到θ13，曲线e3变得低于曲线e2，使曲线f3的状态发生变化。曲线f3转到低状态。

这些比较的结果在相位上偏移30电角度，等于360/(4×3)电角度。

图9示出了从分别表示转子位置的六个信号R₁+R_n+1、R₂+R_n+2、R₃+R_n+3的三个组合C₁、C₂和C₃中产生的转子位置矢量的位置。该位置矢量根据下列公式获得：

$\stackrel{\→}{P\left(\mathrm{\θ}\right)}=\frac{2}{3}\{C_1+a{C}_2+a^2{C}_3\}$

其中 $a=e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{3}}$

该位置矢量的分量p_x和p_y通过下列公式给出：

$\left\{\begin{array}{c}{p}_x=\frac{2}{3}(c_1-\frac{c_2+c_3}{2})\\ p_y=\frac{1}{\sqrt{3}}(c_2-c_3)\end{array}\right.$

图10示出了位置矢量连续占据并且角度间隔30电角度的十二个位置。转子的各个位置矢量

到示出了表示由转子线圈的励磁感应的电动势之间的各个可能比较以及每个电动势与零信号比较的十二个角度扇区S1到S12。

第一角度扇区S1由位置矢量和

形成，依此类推，直到第十二角度扇区S12由位置矢量

和

形成。在一个示例中，在下列时刻，转子的位置位于在第一扇区S1中：

-第一电动势e1大于第三电动势e3，

-第二电动势e2大于第一电动势e1，和

-第一电动势e1为正，第二电动势e2为负，第三电动势为正。转子位置的检测因此是当使用有关感应电动势的符号的变化的信息时的精度的两倍。转子位于距其实际位置的±15电角度。这使得能够在两极电动机上定义位置矢量的十二个角度扇区。

使用本发明方法的上述装置的示例可应用于包括偶数相位的电动机。在包括偶数数目的定子绕组的电动机的情况下，控制逻辑根据空间中相位的分布来计算转子的精度。

图11a示出了六个不规则隔开的定子绕组的电动势的曲线趋势。该六个定子绕组可被分为两个子组。在这种情况下，它们以两个三相对(three-phasepair)分布。

在这种情况下，前一三个绕组彼此以360/n电角度均匀地分布，这里等于60电角度。然后，后一三个定子绕组相对于前一三个绕组以360/2n电角度分布，这里等于30电角度。换句话说，第二组的第一绕组相对于第一组的第一绕组具有30电角度的相移。等等。

图11b示出了在包括六个不均匀分布的相位的电动机的情况下本发明的第一实施例的比较步骤。在图11b的示例中，该比较步骤使用一个电动势与另一个电动势的比较以及一个电动势与另一个电动势的相反值的比较。根据本发明的第一实施例，转子的位置的精度等于30电角度。

图11c示出了本发明的第二实施例的电动势与零信号相比的步骤。

本发明的第二实施例结合了附图11b中得到的结果和附图11c中得到的结果。这种结合所获得的精度是15电角度。使用这种类型的分布，当n是奇数时，得到相同的精度。

根据本发明的第一方法，当在空间中均匀地分布两个定子绕组时，转子位置的精度等于60电角度。对于本发明的第二方法，该精度为30电角度。使用这种类型的定子绕组的分布，转子位置的精度是在n为奇数并且不均匀分布时的一半。

图12示出了实现本发明的第三实施例的装置。在该第三实施例中，控制逻辑瞬时地使用电动势的测量值，以便以非常精细的分辨率确定转子的瞬时位置。

为此，控制逻辑包括数字信号处理器400(英文称作Digital SignalProcessor或者DSP)。该处理器400是被优化来以时钟脉冲进行复杂计算的计算机，并且也能够相当容易地访问大量的数字或者模拟输入。使其能够容易地操纵和处理由转换模拟信号产生的数字信号。

为了估计静止的转子的位置，转子的速度几乎为零。控制逻辑以抑制逆变器命令开始，然后通过斩波器以非常高的频率励磁转子的感应线圈，以便减少励磁电流的起波(ripple)。

处理器400在模数转换器401的输入处接收n个电动势e₁、e₂、e₃...e_n。这些n个模拟信号电动势e₁、e₂、e₃...e_n被转换为数字信号。该n个数字信号中的每一个被发送到乘法器。乘法器501包括接收第一转换的电动势e₁的第一输入501a。乘法器502包括接收第二转换的电动势e₂的第一输入502a。乘法器503包括接收第三转换的电动势e₃的第一输入503a。依此类推，直到乘法器50n包括接收第n转换的电动势e_n的第一输入50na。

乘法器501、502、503...50n包括接收等于-1/(a.U_H)的第一值或者等于1/((1-a).U_H)的第二值的第二输入504。已知U_H是斩波命令和斩波器的占空比。这两个值可以根据本发明的需要而改变。

为了使用这些值中的一个或者其他，处理器包括比较器402。当斩波命令正时，比较器传送第一值，该第一值将被发送到每个乘法器的输入504。否则，每个乘法器的输入504接收第二值。

乘法器提供的数据被发送到过滤装置。滤波装置601、602、603...60n分别对从乘法器501、502、503...50n接收的数据进行滤波。所述信号被以最小可能相位修改滤波。滤波后的数据被发送到计算机403。通过预定的计算规则或者通过计算图表，计算机计算转子的瞬时位置。计算机确定转子的位置矢量的分量p_x和p_y。这两个分量被发送到数模转换器404。

分量p_x和p_y总是遵循转子的角坐标的余弦和正弦，但是具有与转子速度存在相关的某一相位提前。当旋转非常慢时，该提前减小。

本发明的三个实施例的部件可以被相应的部件替代。在所述三个实施例描述的部件之间可以插入类似的其他部件。

图13示出了根据第三实施例的转子相对于定子所占据的各个位置。如图13所示，转子的所有位置矢量的图形是一个表示转子的瞬时位置的圆圈。

转子的瞬时位置矢量通过下列公式给出：

到图13中实轴和虚轴的投影分别与cos(θ)和sin(θ)成比例。在这种情况下，转子的位置被定义为：

$\mathrm{\θ}=\mathrm{arctg}\left(\frac{p_y}{p_x}\right)$

Claims (18)

1.确定机器(1)的转子(4)的位置的方法，该转子具有至少一个励磁绕组(25)，该励磁绕组连接到斩波器(6)，所述机器包括n个定子绕组，n为整数，该转子与该机器的n个定子绕组的每一个磁耦合，所述机器连接到控制装置(2)，该控制装置能够以全波模式或者脉宽调制模式控制所述机器，

其特征在于所述方法包括下列步骤：

-抑制控制装置，

-通过斩波器向转子施加可随时间变化的励磁电压，

-测量每个定子绕组中的感应电动势(e₁、e₂或....e_n)，

-根据感应电动势彼此之间的至少一个比较操作和感应电动势与公共基准的至少一个比较操作，确定静止或低速的转子的位置，

-根据所确定的转子的位置来执行控制装置的命令。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定转子的位置包括下列步骤：

-同步解调所测量的电动势。

3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于所述方法还包括步骤：将一个感应电动势与另一个感应电动势的相反值进行比较。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于

-当第一定子绕组的第一电动势(e₁)大于第二定子绕组的第二电动势(e₂)时，产生等于1的第一信号(C_1.2)，否则第一信号(C_1.2)等于0，

-当第二定子绕组的第二电动势(e₂)大于第三定子绕组的第三电动势(e₃)时，产生等于1的第二信号(C_2.3)，否则第二信号(C_2.3)等于0，

-当第(n-1)定子绕组的第(n-1)电动势(e_(n-1))大于第(n)定子绕组的最后一个电动势e_n时，产生等于1的第(n-1)信号(C_(n-1).(n))，否则第(n-1)信号(C_(n-1).(n))等于0，

-当第(n)定子绕组的最后一个电动势(e_n)大于第一定子绕组的第一电动势(e₁)时，产生等于1的第n信号(C_n.1)，否则第n信号(C_n.1)等于0，

-按照预定规则，根据表示转子位置的n个信号(C_1.2、C_2.3、...、C_(n-1).(n)和C_n.1)的值确定转子的位置。

5.如权利要求3和4中任一项所述的方法，其特征在于，在其中n是奇数和/或n个定子绕组被均匀分布的情况下，所述方法包括下列步骤：

-以360/2n电角度的精度确定转子的位置。

6.如权利要求3和4中任一项所述的方法，其特征在于，在其中n是偶数和/或n个定子绕组被均匀分布的情况下，所述方法包括下列步骤：

-以360/n电角度的精度确定转子的位置。

7.如权利要求3和4中任一项所述的方法，其特征在于，在其中n是偶数和/或n/2个绕组形成均匀分布的绕组的第一系统以及n/2个其他绕组形成均匀分布的绕组的第二系统的情况下，该两个系统被相位偏移360/(2n)电角度，所述方法包括下列步骤：

-以360/2n电角度的精度确定转子的位置。

8.如权利要求3和4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

-将每个电动势与基准信号进行比较，

-当第一定子绕组的第一电动势(e₁)大于基准信号时，产生等于1的第(n+1)信号(C₁₀)，否则第(n+1)信号(C₁₀)等于0，

-当第二定子绕组的第二电动势(e₂)大于基准信号时，产生等于1的第(n+2)信号(C₂₀)，否则第(n+2)信号(C₂₀)等于0，

-当最后一个定子绕组的第(n)电动势(e_n)大于基准信号时，产生等于1的第(2n)信号(C_n0)，否则第(2n)信号(C_n0)等于0，

-按照预定规则，根据表示转子位置的2n个信号(C_1.2、C_2.3、...、C_(n-1).(n)、C_n.1、C₁₀、C₂₀、...和C_n0)的值确定转子的位置。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在其中n是奇数和/或n个定子绕组被均匀分布的情况下，所述方法包括下列步骤：

-以360/4n电角度的精度确定转子的位置。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在其中n是偶数和/或n个定子绕组被均匀分布的情况下，所述方法包括下列步骤：

-以360/2n电角度的精度确定转子的位置。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在其中n是奇数和/或n/2个绕组形成均匀分布的绕组的第一系统以及n/2个其他绕组形成均匀分布的绕组的第二系统的情况下，该两个系统被相位偏移360/(2n)电角度，所述方法包括下列步骤：

-以360/4n电角度的精度确定转子的位置。

12.如权利要求1到11中任一项所述的方法，其特征在于

-2n个信号(C_1.2、C_2.3、...、C_(n-1).(n)、C_n.1、C₁₀、C₂₀、...和C_n0)是矩形的并且频率相同，

-上述2n个信号是通过同步解调获得的。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述方法包括下列步骤：

-该同步解调是由相对于斩波器命令的上升沿的延迟定义的同步。

14.如权利要求1到13中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括下列步骤：

-将所测量的电动势转换为数值，

-确定斩波器的控制电压(U_H)和斩波器的占空比(α)，

-根据斩波器的控制电压和斩波器的占空比，确定第一值(-1/a.U_H)和第二值(1/((1-a).U_H))，

-当斩波器控制电压为正时，每个数值电动势乘以第一值，否则它们乘以第二值，

-按照预定规则，根据相乘的结果来确定转子的位置。

15.如权利要求1到14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

-当所述机器静止时，确定转子的位置。

16.用于执行如权利要求1到15中任一项所述的方法的设备，其特征在于，所述设备包括连接到控制装置(2)的电动机(1)，所述控制装置连接到控制逻辑(3)，该控制逻辑执行所述方法并且提供转子的位置。

17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述机器包括具有至少一个励磁绕组(25)的转子(4)，该励磁绕组通过斩波器(6)被提供有可随时间变化的电压。

18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述斩波器的占空比属于范围[0.01，0.99]。

Images