CN103891127A - 用于确定电机转子旋转位置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定具有星形连接相支路(1、2、3)的电机转子旋转位置的方法，其中，从中性点(6)上的电位中测定体现在半个磁周期内转子旋转位置的测量信号(M)。依据本发明，在测量时间点(t0)上通过将中性点强制转到确定电位上向全部相支路(1、2、3)的末端施加确定电压，在测量时间点(t0)之后的时间点(t1)上，向相支路(1、2、3)之一的末端施加与确定电压不同的电压并且然后从自测量时间点(t0)起在中性点(6)与确定电位的连接中形成的电流(I)导出测量信号(M)。

Description

用于确定电机转子旋转位置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定具有星形连接相支路的电机转子旋转位置的方法，其中，测定体现在半个磁周期内转子旋转位置的测量信号(M)。
背景技术
这种方法由EP1005716B1有所公开。按照所公开的这种方法确定转子旋转位置以此为基础，即相支路的电感由于励磁线圈芯变化的饱和度和变化的几何形状影响而取决于转子的旋转位置。在半个磁周期的内部，相支路电感与转子旋转位置之间存在明确的相互联系。确定体现一个或多个相支路并因此转子旋转位置的测量信号(M)由于相支路之间的电感耦合而变得困难。
发明内容
本发明的目的在于，提供—种开头所述类型的新方法，其中减少在确定测量信号(M)时耦合电感的干扰影响。
依据本发明实现该目的的方法的特征在于，在测量时间点(t0)上通过将中性点强制转到确定电位上向全部相支路的末端施加确定电压，在测量时间点(t0)之后的时间点(t1)上向相支路之一的末端施加与所述确定电压不同的电压，并由电流(I)导出测量信号(M)，该电流从测量时间点(t0)起超出所述之后的时间点(t1)在将中性点内强制转到所述确定电位上的连接中形成。
紧接在测量时间点(t0)后，在将中性点强制转到所述确定电位上的连接中没有电流流动，因为向中性点流动的和从中性点流出的电流的总和在该阶段内仍等于零。根据中性点上的电位在测量时间点(t0)上与所述确定电位是否不同，在测量时间点(t0)后在连接中开始电流流动。通过在测量时间点(t0)之后的时间点(t1)上仅改变一个相支路上的电压，但其余相支路上的电压保持不变，对电流(I)在所述连接中的进一步形成决定性的只是该一个相支路的电感和电阻。该相支路内的电流变化也并不导致其余相支路内的电流变化。相支路电感之间的电感耦合因此对在连接中的电流(I)的形成仅有微小影响。
在实施依据本发明的方法时，例如在测量时间点(t0)上全部相支路可与电位零点连接并在之后的时间点(t1)上向一个相支路施加直流电压(UB)。
有利地这种直流电压是在通过脉冲宽度调制的电机运行中使用的工作电压。
优选测定电流(I)随时间(t)的上升，其中，尤其是从在测量时间点(t0)之后的时间点(t1)起的上升和从测量时间点(t0)起的上升的差值用作测量信号(M)。
有利地测定在电流(I)的仍直线上升阶段期间的上升。
优选将中性点电位在测量时间点(t0)上强制转到电位零点上。为将中性点电位强制转到确定电位上、特别是电位零点上，通过测量电阻建立与确定电位的连接。
有利地，中性点直接在测定上升之后重新释放，也就是断开连接。
不言而喻，在所述之后的时间点(t1)与测量时间点(t0)之间的差值选择成小于脉冲宽度调制时脉冲周期的持续时间，从而确定旋转位置不干扰电机的运行。
附图说明
下面借助附图对本发明做进一步说明。其中：
图1示出星形连接电机的示意图，包括用于将中性点强制转到确定电位上的装置；以及
图2示出说明确定取决于转子旋转位置的测量信号(M)的曲线图。
具体实施方式
电机包括三个星形连接的相支路1、2和3，其中每个相支路具有电感4和欧姆电阻5。
(此外未示出的)电机的中性点6通过开关8和电阻9与电压零点连接。装置7用于检测和分析处理在测量电阻9上下降的电压UM。
相支路1、2、3的接线例如为了通过脉冲宽度调制使电机运行，可以交替与工作电压UB或与电压零点连接。
相支路1、2、3的欧姆电阻5是与转子的旋转位置无关地恒定的，而每个半个磁周期内部的电感4则由于通过励磁场变化的磁饱和和变化的几何形状影响明显取决于转子的旋转位置。
为确定转于的旋转位置、可选地在电机通过脉冲宽度调制运行期间确定转子的旋转位置，在第一步骤中产生例如图1所示的开关状态，其中所有三个相支路1、2、3均与电压零点连接。中性点6上存在一个来源于在相支路内感应电压和自感应电压的电位。在下一个步骤中，在测量时间点t0上通过操作开关8，中性点6经由电阻9根据图1b与电压零点连接并通过该开关过程中性点上的电位转移到电压零点。所述的开关过程此外触发通过装置7检测和分析处理现在通过上升的电流I在测量电阻9上产生的电压降UM。
在与电压零点和中性点6连接的相支路1、2、3内由于感应和自感而流动不同符号的电流，其总和等于零。这一点也适用于紧接在闭合开关8之后。对于闭合开关8后电流I的上升或通过电流I在测量电阻9上产生的测量电压UM的上升来说泱定性的是，除了在闭合时间点上在相支路1、2、3内流动的电流和感应电压外，还有相支路1、2、3的并联的电感4和电阻5。这些变量确定电流I或测量电压UM随时间t上升直至饱和值的时间常数。装置7依据图2检测电压UM随时间t的上升(ΔUM0/Δt0)，优选在仍然直线的上升阶段10期间该电压随时间的上升。
依据图1c，在仍然直线的上升阶段10期间，在时间点t1上例如向相支路1施加工作电压UB。正如从图2所看到的那样，开关状态的这种变化导致电压UM随时间t的改变的上升(ΔUM1/Δt1)。
对于装置7在一个仍然直线的上升阶段11期间测定到的改变的上升值来说决定性的主要是取决于转子旋转位置的电感4、相支路1的从相支路到相支路恒定的电阻5以及之前的上升阶段10中的上升值。
用于检测和分析处理测量电压UM的装置7确定上升之间的差值(ΔUM1/Δt1)-(ΔUM0/Δt0)作为取决于转子旋转位置的测量信号M。
紧接在确定了这两个上升之后，中性点6通过断开开关8重新释放。测量时间段t1-t0与脉冲宽度调制的周期持续时间相比较小，从而电机的运行不受所述旋转位置确定的任何干扰。

Claims (11)

1.—种用于确定具有星形连接的相支路(1、2、3)的电机的转子旋转位置的方法，其中，测定体现在半个磁周期内转子旋转位置的测量信号(M)，其特征在于，在测量时间点(t0)上通过将中性点(6)强制转到确定电位上而向全部相支路(1、2、3)的末端施加确定电压，在测量时间点(t0)之后的时间点(t1)上向相支路(1、2、3)之一的末端施加与所述确定电压不同的电压，并且由电流(I)导出测量信号(M)，该电流从测量时间点(t0)起越过所述之后的时间点(t1)在将中性点(6)强制转到所述确定电位上的连接中形成。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，为导出测量信号(M)，确定电流随时间(t)的上升(I(t))。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，为导出测量信号(M)，确定电流(I)从测量时间点(t0)起的上升和从所述之后的时间点(t1)起的上升。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，确定这两个上升的差值作为测量信号(M)。
5.按权利要求2-4之一所述的方法，其特征在于，测定在电流的仍直线上升阶段期间的上升(I(t))。
6.按权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，在测量时间点(t0)上将中性点电位转到电位零点上。
7.按权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，在测量时间点(t0)上将全部相支路(1、2、3)与电位零点连接并在之后的时间点(t1)上向相支路之一施加直流电压(UB)。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，直流电压(UB)是用于通过脉冲宽度调制使电机运行的工作电压。
9.按权利要求2-8之一所述的方法，其特征在于，将中性点(6)强制转到确定电位上的装置直接在测定所述上升后中断。
10.按权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，中性点电位通过具有测量电阻(9)的连接转到所述确定电位上。
11.按权利要求8-10之一所述的方法，其特征在于，在所述之后的时间点(t1)与测量时间点(t0)之间的时差选择成小于脉冲周期持续时间。
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