CN103684135A - 用于获知同步机的转子角度的控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于获知同步机的转子角度的方法，具有将可预设的脉冲持续时间和脉冲高度的至少一个初始电压脉冲馈给到所述同步机的定子中的步骤，探测对于所述至少一个初始电压脉冲的各电流响应的步骤，基于各探测到的电流响应来确定各相位差的步骤，通过将所述电流响应与所述同步机的电流响应特征曲线进行比较来获知至少一个第一估算值的步骤，通过将所述相位差与所述同步机的相位差特征曲线进行比较来获知至少一个第二估算值的步骤，形成大量的在所述第一估算值之一和所述第二估算值之一之间的差值的步骤，以及基于所确定的差值中的具有最小值的差值来确定针对所述同步机的转子角度的初始估算值的步骤。

Description

用于获知同步机的转子角度的控制装置和方法

技术领域

本发明涉及用于获知同步机的转子角度的控制装置和方法，特别是在电运行的车辆的电驱动系统的同步机的静止状态下来获知。

背景技术

出现如下情况，将来不仅在静态的应用中，例如风力发电装置或太阳能装置，而且也在车辆中，如混合动力车辆或电动车中，越来越多地使用电子系统，其将新的能量储存技术与电驱动技术组合起来。

在同步机、例如电运行的车辆的电驱动系统中的同步机的调节中，关于同步机的转子与定子的相对位置的知晓起着核心的作用。为了利用同步机提供所需的转矩，在机器的定子中产生一旋转的电场，其与转子同步地转动。为了产生该场，需要所述转子的针对所述调节的实际角度。

用于确定转子角度的一种可能性在于，在所述同步机中植入一发送器，其能够探测所述转子角度。示例性的发送器类型是增量发送器、分解器、沃格特传感器和数字的霍尔传感器。

用于确定转子角度的另一种可能性在于无发送器的确定方法。从出版物Schroedl，M.:“Sensorless control of AC machines at low speed and standstill based on the INFORM method”，行业应用会议，1996，第31届IAS年度会议；Ostlund，M.，Brokemper，M.:“Initial rotor position detections for an integrated PM synchronous motor drive”，行业应用会议，1995，第30届IAS年度会议；Linke，M.，Kennel，R.， Holtz， J.:“Sensorless speed and position control of synchronous machines using alternating carrier injection，电机与驱动装置会议，2003，IEMDC'03； Braun， M.，Lehmann，O.，Roth-Stielow，J. :“Sensorless rotor position estimation at standstill of high speed PMSM drive with LC inverter Output filter”，2010 IEEE工业技术国际会议（ICIT）中例如公开了用于无发送器地对同步机的转子角度进行角度确定的方法。

出版物DE 10 2008 042 360 A1和WO/2009/047217 A2分别公开了一种用于在静止状态下借助于迭代的测试脉冲来确定同步机的转子角度的方法。

发明内容

根据一个方面，本发明提出了一种用于获知或者说求出（Ermitteln）同步机的转子角度的方法，具有将可预设的脉冲持续时间和脉冲高度的至少一个初始电压脉冲馈给到所述同步机的定子中的步骤，探测对于所述至少一个初始电压脉冲的各电流响应的步骤，基于各探测到的电流响应来确定各相位差的步骤，通过将所述电流响应与所述同步机的电流响应特征曲线进行比较来获知至少一个第一估算值的步骤，通过将所述相位差与所述同步机的相位差特征曲线进行比较来获知至少一个第二估算值的步骤，形成大量的在所述第一估算值之一和所述第二估算值之一之间的差值的步骤，以及基于所确定的差值中的具有最小值的差值来确定针对所述同步机的转子角度的初始估算值的步骤。

根据另一个方面，本发明提出了一种用于获知同步机的转子角度的方法，其中，所述控制装置设计用于实施按照本发明的一个方面的方法。

根据另一个方面，本发明提出了一种电驱动系统，其具有根据本发明的控制装置和同步机，其中，所述控制装置设计用于根据所获知的转子角度来操控所述同步机。

发明优点

本发明的一个思想在于，特别是在静止状态下实施针对同步机的无发送器的转子角度确定。所述确定方法在此基于以可预设的次序生成测试电压脉冲，所述测试电压脉冲被馈给到同步机的定子感应率中。之后，基于所测量到的电流响应，可以进行转子角度确定。在此所述确定不仅可以针对凸极电机实施，也可以针对隐极电机实施。该程序可以根据所需的或者说所希望的所述转子角度确定的准确性划分成两个测试分段，其中，在第一分段中产生一个或两个电压脉冲，从而在将所述电流响应和所述相电流的相位差与电压的相位进行比较的情况下，能够获知针对d轴的粗略的估算。然后，该粗略的估算可以在第二分段中用于将围绕所估算的d轴对称地分组的电压脉冲对馈给到所述同步机中，并且经由一补偿计算算法，例如所述电流响应或者说所述相位差的线性的回归（Regression），对所述针对d轴的粗略的估算值进行精确化（präzisieren）。

该方法步骤的一个显著的优点在于，所需的电压脉冲的数量能够按照所需的或者说所希望的准确性的不同被最小化。替选地，可以在相对于已知的方法保持不变的脉冲数量的情况下提高所述角度确定的准确性。此外，所述转子角度确定的耐用性（Robustheit）和可靠性相对于已知的无发送器的方法也得到了显著地改进。这能够实现所述转子角度确定例如在具有电驱动系统的系列车辆中使用。

此外，减小了所述转子角度确定与所使用的电流传感器的准确性或者说品质的相关性。由此可以使用更便宜的电流传感器，这降低了电驱动系统的制造费用。所述转子角度确定还可以以自诊断运行模式来实施，无需外部的校准。

还具有如下优点，在所述确定程序的过程中，不构建值得一提的转矩，从而所述同步机的转子的位置不通过所施加的电压脉冲被改变或者说不会显著地改变。由此减小了通过所施加的电压脉冲引起的噪音和废热的产生。

在同步机的静止状态下的不希望的转矩形成的危险特别是在凸极电机的情况下以有利的方式通过如下方式被减小，即饱和脉冲仅能够沿着所估算的d轴来施加。

根据本发明的方法的一种实施方式，该方法还可以包括将大量的分别可预设的脉冲持续时间和脉冲高度的校准电压脉冲馈给到所述同步机的定子中的步骤，探测对于所述校准电压脉冲的与角度相关的校准电流响应的步骤，基于各探测到的校准电流响应来确定与角度相关的校准相位差的步骤，以及基于所述与角度相关的校准电流响应或者说校准相位差来确定所述同步机的电流响应特征曲线和相位差特征曲线的步骤。由此可以在所述电驱动系统运行期间反复地对所述特征曲线进行微调。

根据本发明的方法的另一种实施方式，所述校准电压脉冲可以分别以180°相对于定子角度的错位的对来馈给到所述同步机的定子中。由此减小了如下危险，将不希望的转矩加入到所述同步机中。

根据本发明的方法的另一种实施方式，针对所述同步机的转子角度的初始估算值的确定可以包括参与最小差值的第一和第二估算值的平均值的形成。

根据本发明的方法的另一种实施方式，所述同步机可以包括一隐极电机，其中，将所述隐极电机带入到饱和中的至少两个初始电压脉冲被馈给到所述隐极电机的定子中。

附图说明

本发明的实施方式的其它特征和优点从下面参照附图的描述中给出。

其中:

图1 示出了具有根据本发明的一种实施方式的同步机的电驱动系统的示意图；

图2 示出了具有根据本发明的另一种实施方式的同步机中的电压脉冲和其电流响应的示意图；

图3 示出了针对根据本发明的另一种实施方式的同步机的电流响应的示意性的电流-时间-图表；

图4 示出了针对根据本发明的另一种实施方式的同步机的电流和电压之间的相位差的示意性的相位差-图表；

图5 示出了针对根据本发明的另一种实施方式的隐极电机的电流响应的示意性的电流-时间-图表；

图6 示出了针对在根据本发明的另一种实施方式的隐极电机的电流和电压之间的相位差的示意性的相位差-图表；

图7 示出了针对根据本发明的另一种实施方式的凸极电机的电流响应的示意性的电流-时间-图表；

图8 示出了针对根据本发明的另一种实施方式的凸极电机的电流和电压之间的相位差的示意性的相位差-图表；

图9 示出了用于估算根据本发明的另一种实施方式的同步机的转子的d轴的示意性的电流-时间-图表；

图10 示出了用于估算根据本发明的另一种实施方式的同步机的转子的d轴的示意性的相位差-图表；

图11 示出了用于精确地确定根据本发明的另一种实施方式的同步机的转子的d轴的示意性的电流-时间-图表；

图12 示出了用于精确地确定根据本发明的另一种实施方式的同步机的转子的d轴的示意性的相位差-图表；

图13示出了用于估算根据本发明的另一种实施方式的同步机的转子角度的方法的示意图；以及

图14示出了用于确定根据本发明的另一种实施方式的同步机的转子角度的另一种方法的示意图。

一般来说相同的附图标记表示相同类型的或相同作用的部件。在附图中示出的示意性的信号走向和参数走向仅是示例性的本质，它们为了概览起见被理想化地绘制出。不言而喻，实际上由于不同的边界条件会得出不同的信号走向和参数走向，并且所示的信号走向和参数走向仅用于阐述本发明的原理和功能性方面。

在本发明的意义上的同步机是电机，其中，一恒定地磁化的旋转体（Läufer）或转子（Rotor）同步地被周围的固定体（Ständer）或定子中的一与时间相关的旋转磁场通过磁性的相互作用来驱动，从而所述转子实施一与所述定子中的电压比同步的运动，也就是说，转数经由极对数与所述定子电压的频率相关。在本发明的意义上的同步机可以例如是三相电流同步机，其例如构造成外极电机或内极电机，它们具有一转子和一定子。此外，在本发明的意义上的同步机可以包括凸极电机（Schenkelpolmaschinen）或隐极电机（Vollpolmaschinen）。隐极电机具有与轴无关的转子感应率，而凸极电机具有出色的极轴，也叫做d轴，由于更小的气隙，沿着所述极轴的主感应率大于沿着极隙（Pollücke）的主感应率，其中，所述极隙也叫做q轴。下面列举的方法和控制装置原则上可以同样地用于隐极电机和凸极电机，因此，下面详细参照同步机类型的不同处理。

具体实施方式

图1示出了具有一同步机101的电驱动系统100的示意图，可以将三相交流电馈入到所述同步机中。在此情况下，经由一脉冲逆变器102形式的变流器将由直流电压中间电路103提供的直流电压换向成三相的交流电压。所述直流电压中间电路103由串联连接的电池模块105组成的支路104来馈给。为了能够满足针对各应用所提出的对于功率和能量的要求，常常将电动车电池104中的多个电池模块105串联起来。

所述电机101可以例如是一同步机101，其具有定子感应率（Statorinduktivitäten）L。所述同步机101示例性地是三相的同步机。但原则上也可行的是，针对所述同步机设置另一种数量的相。在此情况下，所述同步机101在所述电驱动系统中的调节起着核心的作用。为了利用同步机提供所需的转矩，在机器的定子中产生一旋转的电场，其与转子同步地转动。为了产生该场，需要所述转子的针对所述调节的实际角度。

因此所述电驱动系统100包括一控制装置10，其与所述同步机101耦接，并且所述控制装置设计用于操控所述同步机101或者说调节所述同步机的运行。所述控制装置10针对所述操控或者说调节可追溯到所述同步机101的转子相对于所述同步机101的定子的与时间相关的转子角度。在此情况下，所述控制装置10可以经由一接口106探测到所述同步机101的入口端子处的电运行参数。例如所述控制装置10可以设计用于经由所述接口106获知所述同步机101的入口处的瞬时的相电流和/或瞬时的相电压。为了探测相电流和相电压，可以例如使用电流传感器或者说电压传感器，所述电流传感器例如是分流电阻、磁阻电阻或森西功率半导体（Sensier-Leistungshalbleiter）。

参照图1至12将阐述，以何种方法并且在考虑何种关联的情况下，所述控制装置10特别是在所述同步机101的静止状态下实施一同步机101的转子角度的获知。在此情况下，所述控制装置10可以执行特别是参照图13和14阐述的方法20或30中的一种方法或两种方法。

图2示出了一凸极电机中的不饱和的电压脉冲U以及其电流响应I随着时间的推移的示意图。一永久激励的同步机的纵向电流I_d和横向电流I_q根据沿着极轴方向的转子感应率U和沿着极隙方向的转子感应率L_q以及所施加的电压U_d或者说U_q而得出，其中：

dI_d/dt = L_d ^-1 • U_d

dI_q/dt = L_q ^-1 • U_q

这适用于所述同步机的转子的静止状态并且在时间上恒定的转子磁通（Rotorfluss）的情况，前提是还可假设，所述转子阻抗仅无关紧要地与欧姆电阻相关。此外由此出发，一个或多个极靴不在饱和状态中运行，也就是说，电流和磁通之间的关系是线性的并且各感应率与电流强度无关。

因此，在预设的持续时间和预设的恒定强度的电压脉冲的情况下，电流线性地随着所述电压脉冲的持续时间升高到最大值I_max。所述最大值I_max在此情况下与各感应率L_d或者说L_q相关。

图3示出了沿着所述转子角度ß的电流最大值I_max，即电流响应I与一电压脉冲的相关性。所述转子角度ß是这样一种角度，其由所述q轴与主定子轴包围出。在图3至10中分别示出了与所述转子角度ß相关的各参数走向，所述转子角度ß在此情况下分别在一完整的转子回转上，也就是说360°上进行绘制。从0°到负的q轴方向上的基准角度的确定在此仅是示例性的。因此可以考虑，所述转子角度ß也可以确定到其它的基准角度上。为了更好地取向，在图3至10中分别规定了作为d轴方向或者说极轴方向的90°角度以及作为q轴方向或者说极隙方向的180°角度。

图4示出了针对一凸极电机的沿着所述转子角度ß的在所述电压脉冲U和所述电流响应I之间的相位差Δ的相关性。在此情况下所述电流角度ß_I定义为

ß_I=tan^-1 (I_q/I_d）。

相应地所述电压角度ß_u定义为

ß_u = tan^-1 (U_q/U_d）。

在隐极电机的情况下，不仅对于所述电流响应I也对于所述相位差Δ获得了一种行为，其仅在饱和状态下显示出与转子角度相关的行为。这种行为例如在图5和6中针对一隐极电机的电流响应I和相位差Δ示出。在高电流的情况下，所述隐极电机的极靴被饱和，并且电流和磁通量之间的关联具有非线性特性，也就是说，所述感应率与电流强度和转子角度相关。初步近似地（在转子角度和电流强度的纯相关性的情况下），得出了在图5中展示的针对隐极电机的与所述转子角度ß相关的电流响应走向I。图6示出了相位差Δ与转子角度ß的相应的相关性。

相反，在凸极电机的情况下，通过不同的极轴感应率和极隙感应率L_d或者说L_q引起的不具有饱和的角度相关性，通过具有饱和的角度相关性进行重叠。由此得出了针对凸极电机的与所述转子角度ß相关的、在图7中展示的针对所述电流响应走向I的走向，以及在图8中展示的针对相位差Δ的走向。

为了能够确定或估算所述转子的转子角度ß，在不同的方法分段中分别将确定一个或多个测试压力脉冲的长度和方向，也就是说，关于定子坐标系的角度相关性馈给到所述同步机中并且获知各电流响应。所述电流响应可以例如通过测量最大电流l_max 或通过所述电流强度在所述测试电压脉冲的持续时间上的积分来实现。在确定了所述电流响应之后，所述同步机可以经由一针对可预设的时间段来相应地操控所述脉冲逆变器而在空转运行（Freilaufbetrieb）中在电压脉冲之间切换，以便能够更快地消除压入到所述同步机中的电流。

从所探测到的电流响应和电压脉冲中可以顺序地获知针对各测试电压脉冲的相位差。之后，利用针对所述电流响应I和所述相位差Δ的两个测量值，根据同步机的类型，借助于图5至8中展示的特征曲线，进行所述转子角度ß的估算。此外，在图9至12中分别示例性地参照一凸极电机，其中，在匹配相应的特征曲线的情况下，用于确定一针对凸极电机的转子角度ß的方法原则上类似地工作。

首先，在开始转子角度确定时进行所述特征曲线的校准。例如可以通过一具有特殊的模式的模拟，在制造出第一台机器样品之前就已经测试，是否相应的同步机适合于这里示出的转子角度确定方法。当是这种情况，则可以一次性地或重复地、例如在所述电驱动系统每次起动时实施校准程序，用以获知各同步机的针对电流响应I和相位差Δ的特征曲线。

为此可以将固定振幅的由各两个测试电压脉冲组成的多个测试电压脉冲对施加到所述同步机上并且获知各电流响应。所述测试电压脉冲对应该分别以180°相互错位地施加，用以避免不希望的转矩加入到所述机器中。此外，可以通过以180°的错位来加速所述同步机中的电流衰减（Abklingen）。所述测试电压脉冲对的数量应该如此选择，即其在一电的回转上平均分布。在获知所述电流响应的情况下，将配属的额定电压和配属的中间电路电压予以存储。这样，所探测到的电流取决于所存储的电压、同步机的感应率L_d和L_q、以及实际的需确定的转子角度。

当所述感应率或者说所述电压足够好地被知晓或者可识别，则可以额外地进行各对应的电压或者说感应率的关于已知的特性的参数识别。

之后，经由一次性的校准所获知的特性曲线以图9和10中所示的初始的角度确定步骤为根据。

参照图9和10，可以在第一步骤中将一初始电压脉冲施加到所述同步机上，用以从针对所述电流响应I和所述相位差Δ的特征曲线中获得针对所述转子角度ß的第一估算。为此可以在凸极电机的情况下选择一不饱和的初始电压脉冲，以便在所述同步机中不产生转矩。在隐极电机的情况下相反，必需使用饱和脉冲，以便将所述机器在饱和状态下进行驱动，因为否则的话无法诱发出所述同步机的与转子角度相关的行为。

如从图9得出，所述初始电压脉冲导致一测量到的电流响应Im。通过与针对所述电流响应I的特征曲线的比较，得出了基本上在0°和180°之间的两个针对所述转子角度ß的第一估算值，即ß1和ß2。在图9中展示的例子中为大约30°和大约150°。如从图10得出，所获知的相位差Δm与针对所述相位差Δ的特征曲线的比较同样导致了两个针对所述转子角度ß的第二估算值，即ß3和ß4。在所示的例子中为大约20°和大约60°。

之后，可以形成在针对所述转子角度ß的所述第一估算值之一和所述第二估算值之一之间的差值，在所示的例子中对应四个差值（ßl-ß3，ß4-ßl，ß3-ß2和ß2-ß4）。这样，在各最小的差值的情况下可以假设，配属的第一和第二估算值是最准确的估算值。相应地，可以形成初始估算值作为两个最准确的估算值的平均值。

针对所述凸极电机实施仅在0°和180°之间的转子角度的消除（Auflösung），因为从定子的角度而言以双倍的电频率得出了在不饱和的电压脉冲的情况下的感应率变化。在隐极电机的情况下相反，需要各两个初始电压脉冲，用以确定针对所述转子角度的初始估算值，因为在饱和脉冲的情况下得出了针对所述电流响应和所述相位差的在360°上的周期性的行为。

在施加了一个初始电压脉冲或者说多个初始电压脉冲之后，可以进行所述初始估算值的精确化。这可以例如在如下情况下是值得向往的，当需要一比初始的估算更耐用的准确的转子角度确定时。针对所述初始估算值的精确化的起始点是基于所述初始估算值来确定针对d轴的第一估算值d1。

之后可以如在图11和12中示例性示出，将一对或多对精确化电压脉冲（Präzisierungsspannungspulsen）施加到所述同步机上，它们分别是对称的并且分配针对d轴的第一估算值d1。例如针对d轴的第一估算值d1的角度间距x针对一精确化电压脉冲对分别是相同的。在图11和12中示例性地分别示出了两个精确化电压脉冲对，其中，但通常2n（n > 1）个脉冲对同样是可行的。

在此情况下，针对所述电流响应得出了精确化电流值对M1和M2或者说M3和M4。同样地，针对所述相位差得出了精确化相位差对N1和N2或者说N3和N4。在参照针对所述电流响应I的特征曲线来精确化的情况下，位于所估算的d轴的两侧的线性回归通过分别位于一侧的精确化电流值M1和M3或者说M2和M4形成。由此得出了两个回归度K1和K2，它们的交点的横坐标值得出了针对d轴的精确的估算值d2。同样地，可以通过所有的精确化相位差N1至N4设置一回归曲线，它们在纵坐标值为零时的横坐标值得出了针对d轴的另一精确的估算值d3。又可以例如基于通过所述电流响应评价和所述相位差评价而精确化的估算值d2和d3，例如通过形成平均值，得出针对d轴的精确估算值。因此可以推断出针对所述转子角度ß的相应的精确估算值。

替选于或附加于在图11至12中描述的程序，可以针对所述精确化电流值对或者说所述精确化相位差对也进行与针对所述电流响应I和所述相位差Δ的特征曲线的重新比较。在改变的中间电路电压的情况下，或许也可以进行所述电压脉冲对的新的校准或再调整。此外可行的是，代替从所获知的精确化电流值M1至M4或者说所获知的精确化相位差N1至N4中形成线性的回归曲线，也可以通过补偿计算、例如通过经由最小的平方值的方法进行估算，来获知针对所述电流响应和所述相位差的各估算曲线。

此外，也可以进行所述电流响应曲线和所述相位差曲线与所有探测到的测量值的曲线匹配，并且以90°或者说180°进行两个所匹配的曲线的观点的等同，用以获知针对d轴的精确化估算值。

在凸极电机的情况下可以在精确化所述转子角度估算值之后，额外地将两个饱和的电压脉冲在各相反的方向上沿着所获知的d轴方向进行馈给，以便能够消除180°的不准确性。针对隐极电机这不再需要，因为已经在初始步骤中就将两个饱和脉冲进行馈给，用于所述转子的准确的位置确定。

在所有的确定步骤结束之后，可以经由所述电流响应与所述特性曲线的额定值实际值比较，对所述测试电压脉冲的电压高度为了接下来的方法重复而进行再调整。在此情况下，可以获知一针对中间电路电压的系数F，利用所述系数能够校准所述特性曲线，用以排除与波动的中间电路电压的相关性。

图13示出了用于获知同步机、特别是如图1中示例性示出的同步机101的转子角度的方法20的示意图。在此情况下，所述方法20可以追溯到结合图2至12阐述的关联上。在第一步骤21中将可预设的脉冲持续时间和脉冲高度的至少一个初始电压脉冲馈给到所述同步机的定子中。在第二步骤22中探测对于所述至少一个初始电压脉冲的各电流响应Im。之后在步骤23中基于各探测到的电流响应Im来确定各相位差Δm。

在步骤24和25中一方面可以通过所述电流响应Im与所述同步机的电流响应特征曲线I的比较，获知至少一个第一估算值ß1或者说ß2，并且另一方面通过所述相位差Δm与所述同步机的相位差特征曲线Δ的比较，获知至少一个第二估算值ß3或者说ß4。基于所述估算值，可以在步骤26中形成大量的在第一估算值ß1、ß2之一和第二估算值ß3、ß4之一之间的差值，从而在步骤27中能够基于所确定的差值中的具有最小的值的差值，确定针对所述同步机的转子角度ß的初始估算值。

如果应该需要精确地估算所述转子角度ß，则可以基于针对所述转子角度ß的初始估算值，确定针对所述同步机的d轴的第一估算值d1。在此情况下，将各可预设的脉冲持续时间和脉冲高度的至少一个精确化电压脉冲对馈给到所述同步机的定子中，其中，所述精确化电压脉冲对与针对所述同步机的d轴的第一估算值d1分别沿着不同的方向以相同的角度值–x或者说+x间隔开。由此可以探测到对于所述精确化电压脉冲的与（转子）角度相关的精确化电流响应，之后，基于此能够确定与角度相关的精确化相位差。

针对与角度相关的精确化电流响应，可以基于所述与角度相关的精确化电流响应的至少一部分来确定第一线性的回归曲线K1或者说K2。同样地，可以基于所述与角度相关的精确度相位差的至少一部分来确定第二线性的回归曲线K3。所述第一和/或所述第二线性的回归曲线可以用于，确定针对所述同步机的d轴的精确化的估算值d2。

图14示出了用于获知同步机、特别是如图1中示例性示出的同步机101的转子角度的另一种方法30的示意图。在此情况下，所述方法30可以追溯到结合图2至12阐述的关联上。在第一步骤31中确定针对所述同步机的d轴的第一估算值d1。在第二步骤32中，将各可预设的脉冲持续时间和脉冲高度的至少一个精确化电压脉冲对馈给到所述同步机的定子中，其中，所述精确化电压脉冲对与针对所述同步机的d轴的第一估算值d1分别沿着不同的方向以相同的角度值–x或者说+x间隔开。在第三步骤33中探测对于所述精确化电压脉冲的与角度相关的精确化电流响应。

之后在步骤34中基于各探测到的精确化电流响应来获知与（转子）角度相关的精确化相位差。之后所述精确化相位差用作针对步骤35和36的基础，在这些步骤中，基于所述与角度相关的精确化电流响应的至少一部分，确定第一估算的或者说线性的回归曲线，并且基于所述与角度相关的精确化相位差的至少一部分，确定第二估算的或者说线性的回归曲线。最后可以在步骤37中基于所述第一和/或所述第二估算的或者说线性的回归曲线，确定针对所述同步机的d轴的精确化的估算值d2。

在此情况下，可以通过一补偿计算来获知所述估算曲线，例如经由按照最小平方的方法进行估算。在此情况下示例性地可以采用第一阶近似，也就是说补偿曲线，如结合图11和12所述。

图13和14的方法20和30可以以适当的方式进行组合，从而在所述转子角度的初始的粗略估算之后，借助于精确化电压脉冲来实现精确化。

Claims (9)

1. 用于获知同步机（101）的转子角度（ß）的方法（20），具有下列步骤：

将能够预设的脉冲持续时间和脉冲高度的至少一个初始电压脉冲馈给（21）到所述同步机（101）的定子中；

探测（22）对于所述至少一个初始电压脉冲的各电流响应（Im）；

基于各探测到的电流响应（Im），确定（23）各相位差（Δm）；

通过所述电流响应（Im）与所述同步机（101）的电流响应特征曲线（I）的比较，获知（24）至少一个第一估算值（ß1；ß2）；

通过所述相位差（Δm）与所述同步机（101）的相位差特征曲线（Δ）的比较，获知（25）至少一个第二估算值（ß3；ß4）；

形成（26）大量的在所述第一估算值（ß1；ß2）之一和所述第二估算值（ß3；ß4）之一之间的差值；并且

基于所确定的差值中的具有最小值的差值，确定（27）针对所述同步机（101）的转子角度（ß）的初始估算值。

2. 按照权利要求1所述的方法（20），还具有下列步骤：

基于针对所述转子角度（ß）的初始估算值，确定针对所述同步机（101）的d轴的第一估算值（d1）；

将各能够预设的脉冲持续时间和脉冲高度的至少一个精确化电压脉冲对馈给到所述同步机（101）的定子中，其中，所述精确化电压脉冲对与针对所述同步机（101）的d轴的第一估算值（d1）分别沿着不同的方向以相同的角度值（–x；+x）间隔开；

探测对于所述精确化电压脉冲的与角度相关的精确化电流响应（M1；M2；M3；M4）；

基于各探测到的精确化电流响应（M1；M2；M3；M4），确定与角度相关的精确化相位差（N1；N2；N3；N4）；

基于所述与角度相关的精确化电流响应（M1；M2；M3；M4）的至少一部分，确定第一估算曲线（K1；K2）；

基于所述与角度相关的精确化相位差（N1；N2；N3；N4）的至少一部分，确定第二估算曲线（K3）；并且

基于所述第一和/或所述第二估算曲线（K1；K2；K3），确定针对所述同步机（101）的d轴的精确化的估算值（d2）。

3. 按照权利要求1和2之一所述的方法（20），还具有下列步骤：将分别能够预设的脉冲持续时间和脉冲高度的大量的校准电压脉冲馈给到所述同步机（101）的定子中；

探测对于所述校准电压脉冲的与角度相关的校准电流响应；

基于各探测到的校准电流响应，确定与角度相关的校准相位差；并且

基于所述与角度相关的校准电流响应或者说校准相位差，确定所述同步机（101）的电流响应特征曲线（I）和相位差特征曲线（Δ）。

4. 按照权利要求3所述的方法（20），其中，所述校准电压脉冲分别以相对于定子角度的180°错位的对来馈给到所述同步机（101）的定子中。

5. 按照权利要求1至4之一所述的方法（20），其中，针对所述同步机（101）的转子角度（ß）的初始估算值的确定（27）包括参与最小差值的第一和第二估算值（ß1；ß2；ß3；ß4）的平均值的形成。

6. 按照权利要求5所述的方法（20），其中，所述同步机（101）包括一隐极电机，并且其中，将所述隐极电机带入到饱和中的至少两个初始电压脉冲被馈给到所述隐极电机的定子中。

7. 按照权利要求2所述的方法（30），其中，所述第一和第二估算曲线分别包括线性的回归曲线（K1；K2；K3）。

8. 用于获知同步机（10）的转子角度（ß）的控制装置（10），其中，所述控制装置（10）设计用于实施按照权利要求1至7之一所述的方法（20）。

9. 电驱动系统，具有：

按照权利要求8所述的控制装置（10）；

以及同步机（101），其与所述控制装置（10）耦接，

其中，所述控制装置（10）设计用于根据所获知的转子角度来操控所述同步机（101）。

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