CN106160595B - 用于运行电机的方法以及驱动器 - Google Patents

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CN106160595B CN201610308365.XA CN201610308365A CN106160595B CN 106160595 B CN106160595 B CN 106160595B CN 201610308365 A CN201610308365 A CN 201610308365A CN 106160595 B CN106160595 B CN 106160595B
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Abstract

本发明涉及一种用于运行电机(4)的方法(2)以及一种驱动器。该方法尤其是用于运行不带编码器的同步电机。驱动器(28)具有电机(4)和变流器(30)。在时刻(16)时,从控制运行(6)切换到调整运行(12),其中,在时刻(16)时,将控制运行(6)的引用参量(8)加上修正值(18)考虑作为调整运行(12)的引用参量(14)。

Description

用于运行电机的方法以及驱动器
技术领域
本发明涉及一种用于运行电机的方法。电机尤其是理解为同步电机。电机优选不带编码器。此外,本发明还涉及一种具有电机和变流器的驱动器。
背景技术
在对电机进行调整时,其转速通常借助编码器来检测,并且如果电机是指电动马达,例如同步马达的话,那么就借助所实现的转速来调整通电。这种编码器一方面制造成本比较昂贵。另一方面还增加了电机的结构空间,并在装配时必须实施附加的布线步骤。此外,对电机的控制需要匹配于编码器。此外,在编码器出现故障时,就不再能够对电机进行调整,从而必须让该电机停止,直到更换或修理好编码器。
为此替选的是,借助对变流器的适当的驱控来进行所谓的不带编码器或不带传感器的场定向调整,其中,电流矢量或电压矢量通常以电动马达的期望的转速相对于固定不变的坐标系旋转。在此,电压矢量包括形成磁通的分量和形成转矩的分量。借助测得的电流矢量和电压矢量,经由同步电机的模型来计算转速。在此,尤其是充分利用了电机的反电动势。在转速比较小的情况下,反电动势和进而还有所测得的电流矢量和电压矢量的各自的分量相对较小,从而无法以足够的精度来对转速进行调整。因此,如果对在调整中使用的偏差的获知是有误差的,那么电机将被错误地驱控,从而马达无法以所期望的转速运作。为了避免该缺点而公知的是,在转速低的情况下,将具有特定频率的测试信号赋予到电流或电压中。频率低于所使用的变流器的开关频率,并且在大多数情况下比所使用的电流调整器的带宽要大。然而在此不利的是,该频率是人耳可察觉到的,从而形成不希望的声响。
由DE 10 2008 045 622 B4公知了一种用于运行供应给整流器的、不带编码器的、非线性的、永久激励的同步电机的方法,其中,在第一工作步骤中估计磁极转子角度,并且以此出发地来检测定子电流矢量的形成转矩的分量和形成磁通的分量。此外,检测电压矢量并借助计算装置从中计算出动子角频率,为此动用了针对横向磁通的存储在计算装置中的曲线簇。在另一工作步骤中,基于所获知的横向磁通以及所检测到的电流值来估计磁极转子角度,并且将该磁极转子角度考虑用于另外的调整。因此,在所提出的方法中需要将特征曲线族匹配于当前运行的同步电机。因此,对于每个同步电机来说,基于制造公差,在装配时必须总是获知各自的特性曲线族。因此,即使在修理并且随后尽管最小地改变为了构建定子磁通或转子磁通而形成的分量的情况下,也必须总是对计算单元进行调整。
发明内容
本发明的任务在于说明一种特别适当的用于运行电机的方法和一种特别适当的具有电机的驱动器,其中,尤其是降低了制造成本并且在运行时避免或至少减少了外围设备的负荷。
根据本发明,该任务通过根据本发明的用于运行电机的方法来解决,而另一方面该任务则通过根据本发明的驱动器来解决。
该方法用于运行电机,尤其是用于运行不带编码器的电机。换句话说,电机不包括能够检测电机的转子相对于电机的定子的转速或位置的编码器。在此借助编码器直接测量位置或转速,而不借助可能的其他的测量参量来获知。电机尤其是不包括霍尔传感器或借助其输出正弦轨迹和余弦轨迹的传感器。适当地,电机不包括增量编码器。电机例如是电动马达,尤其是同步电机。优选的是,电机包括一定数量的永磁体。电机例如是线性的或非线性的电机,尤其是同步电机。
电机首先受控地运行,也就是预设有引用参量。实际状态与引用参量的偏差在控制运行中不被监测。在此适宜的是,引用参量是当前的角度。该角度尤其是在电机的转子与定子之间形成。因此,引用参量尤其是由电机以机械的方式实现的角度,该角度优选对应于电角度。电角度尤其是相应于机械角度。适宜的是,角度随时间变化,从而引用参量相应于特定的预设的转速加上相位值或偏置量。换句话说,将电机控制到特定的转速上,其中,基于偏置量或相位而在特定的时间预设转子相对于定子的特定的位置,也就是存在当前的角度。在稍后的时间中,预设的当前的角度发生变化,其中,借助预设的转速得到该变化。
在某一时刻从控制运行切换到调整运行。在调整运行中同样使用引用参量,其尤其是同样相应于适宜地借助预设的转速和预设的偏置量或相位来确定的当前的角度。换句话说,无论是在控制运行中还是在调整运行中,适宜地将各自的当前的角度考虑作为引用参量。又换句话说,引用参量分别是额定参量。引用参量尤其是输送给相应的调节机构。在切换的时刻,将控制运行的引用参量加上修正值考虑作为调整运行的引用参量。换句话说,在该时刻不调整到在控制运行中被控制到的当前的角度。总之,将控制运行在该时刻的引用参量加上修正值考虑作为调整运行在该时刻的引用参量。在此,借助修正值来考虑在控制运行中的角度位置与引用参量的偏差,从而如果当前的角度用作引用参量,那么在切换时预料在转速之内不发生突变。尤其是,当从控制运行切换到调整运行时,在方法期间只进行一次对修正值的获知。
总之,尤其是在第一时间段使电机控制到第一角度地运行,并且在第二时间段使电机调整到第二角度地运行,其中,第一角度加上修正值考虑作为第二角度。在此,角度仅针对切换的时刻有效。换句话说,在切换时刻之前的第一角度与在切换时刻的第一角度不同。同样,在切换时刻的第二角度与在进一步的时间流逝中的第二角度同样不同。
控制运行在此尤其是理解为不获知控制运行的引用参量与所实现的参量之间的偏差,或者不考虑在另外的控制中的至少一个这种所获知的偏差。例如,实际实现的参量是未知的。然而,优选对由引用参量得到的在控制运行时所使用的调节参量进行调整。换句话说,调整相对于控制而言处于下级中。然而,在处于下级的调整中考虑尤其是与引用参量不同的其他的参量。例如涉及其他的物理参量。
尤其是调整到控制运行的调节参量。换句话说,在调整运行中预设引用参量并且从中导出调节参量。在控制运行中刚好调整到该调节参量。换句话说,将控制运行的调节参量考虑作为处于下级的调整的第二引用参量。尤其是,在控制运行中调整到调节参量的情况下的停滞时间小于调整到引用参量的控制运行的停滞时间。尤其是,调整到调节参量的停滞时间小于或等于在调整运行中调整到引用参量的停滞时间的50%、10%、5%、2%、1%、0.5%。换句话说,可以相对较快地执行对调节参量的调整。优选地,在控制运行中考虑到预控制部。在将调节参量尤其是输送至调整并且/或者借助调节进行调整之前,借助预控制部适当地执行对调节参量的调整。
尤其是,电流考虑作为控制运行的调节参量。换句话说,借助控制运行中的引用参量来获知电流,并且如果角度用作引用参量,则不依赖于与引用参量的实际偏差地,也就是不依赖于转子相对于定子的实际位置地调整到该电流。总之,在控制时预设电流,并且因此应用该电流。电流能相对容易地检测到,并且因此相对廉价地实现调整。基于所获知的偏差也能够相对快速地实现对电流的调整。尤其是选择电流的矢量,也就是选择电流的矢量作为调节参量。该电流矢量例如借助电流的绝对值以及与之相对应的角度来描述,其中,角度尤其是等于引用参量。电流矢量适宜地分成第一和第二分量,其中,这两个分量例如彼此垂直。尤其是,第二分量被选择为恒定。换句话说,不依赖于电机的实际负荷地确定固定地预设的第二分量。在此适宜的是,选择零(0)作为第二分量。以该方式能够相对容易地执行计算,这是因为仅必须获知作为调节参量的第一分量。适宜的是,第一分量被选择为恒定。第一分量尤其总是正的。因此,在适当选择引用参量时比较简单地获知调节参量。
尤其是,第一分量是电流的形成磁通的分量,而第二分量是电流的形成转矩的分量。在此,这两个分量被固定地预设,并且与电机的实际负荷,也就是与实际实现的磁通或由电机实际施加的转矩无关。尤其是,具有形成磁通的和形成转矩的分量的电流考虑作为控制运行的调节参量,其中,形成转矩的分量尤其是选择等于零。在此,如果将角度考虑作为控制运行的引用参量,则形成磁通的和形成转矩的分量尤其是描述了在以引用参量运动的坐标系中的电流矢量。然而,实际实现的磁通或转矩与两个分量无关,这是因为在控制运行中,实际实现的角度可能与预设的角度、引用参量有偏差,并且该偏差尤其是未知的,但至少在控制时不考虑。
适宜的是,在调整到控制运行的调节参量时检测偏差。换句话说,检测调节参量与实际实现的实际值也就是与调整量不同到什么程度。将这考虑作为调整偏差。然而,为了确定调整偏差而不研究引用参量本身,而是仅研究处于控制到引用参量的下级的调整的值。借助调整偏差获知修正值。换句话说,调整偏差考虑用于确定修正值。在此以如下作为出发点,即,电机的实际位置相应于控制运行中的引用参量,并且其中的偏差仅基于调整到调节参量地出现,或在调整到调节参量时得到偏差。因此,基于处于下级的调整而能够实现获知修正值。
例如考虑对P部分的调整。然而优选的是,将调整的I部分考虑作为调整偏差。然而调整偏差至少具有I部分,并且例如具有P部分和/或D部分。换句话说,在特定的时间获知调整到调节参量的当前的偏差,该偏差相应于P部分或与该P部分成比例。在特定的时间段上对所获知的偏差进行积分并且例如与系数相乘。如果仅存在离散的值,那么就适宜地将这些值加入。因此,偏差的时间上的曲线由调节参量获知,并且考虑用于确定修正系数。以该方式,所提出的方法基本上与电机的实际设计方案无关,从而不必精确了解电机及其结构。换句话说,不需要了解电机的结构;仅必须对将I部分调整到调节参量进行检测,以便获知修正值。
适宜的是,修正值包括商的反正切函数作为组成部分,其中,优选将调整到第一分量的I部分作为分子。尤其是将第二分量的I部分和电机的反电动势的和考虑作为分母。第二分量的I部分是如下调整偏差,其考虑用于在电流的第二分量方面调整到预设的调节参量。如果第二分量选择等于零,那么因此如下部分考虑作为调整偏差,该部分使当前实现的第二分量又为零。电机的反电动势尤其是相对于如下电压成比例,该电压在电机运行时与运行电压相反地构建。尤其是,反电动势等于电机的磁通及其转速的乘积,也就是Ψω。磁通例如是动子磁通或转子磁通。
总之,修正值包括(atan(IAd/IAq+EMK)),并且适宜地包括(atan(IAd/IAq+Ψω))。尤其是,修正值由(atan(IAd/IAq+EMK))或(atan(IAd/IAq+Ψω))构成。“atan”在此指的是反正切函数。
特别优选的是,考虑用atan2代替反正切函数。换句话说,修正值包括atan2((IAd/IAq+EMK)或(atan(IAd/IAq+Ψω)),或者说修正值由其构成。
atan2(y,x)是
·atan y/x;当x>0时
·atan y/x+π;当y≥0且x≤0时
·atan y/x-π;当y<0且x<0时
·π/2;当y>0且x=0时
·-π/2;当y<0且x=0时
·0;其他情况下。
以该方式,修正值的正确的配属能够依赖于相应的I部分的正负号来实现。
适宜的是,在调整运行中考虑电压作为调节参量。适宜的是,在此,在调整运行中考虑场定向的调节。换句话说,在调整运行中的场定向的调节的情况下获知作为空间矢量的电压,并且根据电压的空间矢量图来驱控电机并调整到该电压。电压能够在相对短的时间段内进行调节,从而基于很少的停滞时间,在调整运行中的调整品质相对较高。换句话说,借助在调整运行中的引用参量来获知作为调节参量的电压。如果例如考虑用变流器来对电机通电,则电压能够比较容易进行调节。变流器尤其是具有桥电路,例如B4电路或B6电路。
适宜的是,在低于转速界限时考虑控制运行,而尤其是在高于转速界限时考虑调整运行。适宜的是,在电机的停机与转速界限之间考虑控制运行,而在转速界限以上时考虑调整运行。在此适宜的是,转速界限是无正负号的。换句话说,与转动方向无关地直至达到电机的速度的特定的绝对值,亦即达到转速界限时都考虑控制运行。适宜的是,转速界限相应于在电机的额定转速或最大转速的5%与20%之间的值。该值尤其是位于7%与15%之间并且适宜地基本上等于10%。例如,转速界限在300U/min与900U/min之间、400U/min与800U/min之间、500U/min与700U/min之间并且适宜地等于600U/min。
总之,在控制运行中尤其是不对引用参量进行适应,也就是不对磁极转子角度进行适应。适宜的是,磁极转子角度仅基于额定频率来预设,额定频率尤其是与所期望的转速相对应。将电流矢量尤其是定子电流的电流矢量考虑作为调节参量,而转子的实际实现的角度未知,其中,基于以与转速相对应的频率转动的电流矢量引起角度。转动的电流矢量本身优选具有恒定的幅度并且被应用。总之,转子以相同的频率跟随电流矢量。
尤其是借助电压模型计算修正值,对此,例如考虑测得的电流、测得的电压和/或马达模型。尤其是借助测得的电流、借助测得的电压并借助马达模型计算修正值,该修正值优选是控制运行的引用参量与实际由转子实现的角度之间的偏差。在调整运行中,优选借助测得的电流、借助测得的电压和/或借助马达模型计算角度(磁极转子角度)。该角度尤其是对于执行场对定向的调整来说是需要的,在对场定向的调整中从额定转速计算出额定电流。
总之,在控制运行中,磁极转子角度未知。预设的、尤其是相应于电角度的机械角度不与实际的磁极转子角度相一致。在控制运行期间,实际的磁极转子角度未知,转子跟随电场。在控制运行中优选仅进行电流调整,而不进行转速调整。借助转速来预设电流矢量的电频率。
控制运行与调整运行之间的不同之处在于,不进行实际实现的值(实际值)的反馈。如果将角度考虑作为引用参量,那么在控制运行中不获知实际实现的角度。为了在控制运行与调整运行之间的过渡的情况下立即获得针对调整运行的正确的定向,获知预设的机械角度相对实际的磁极转子角度的差。
总之,在调整运行中发生预控制,其中假定的是,所应用的电流矢量位于d轴线中,其平行于(形成磁通的)第一分量。因此假定的是,所应用的电流矢量仅具有形成磁通的部分。但是由于电流矢量具有形成转矩的部分,所以在预控制和电流调整之间出现偏差,其反映到电流矢量的I部分中。该偏差被考虑用来获知修正值。适宜的是,借助预控制部来获知电压。
驱动器包括电机和变流器,其中,变流器设置且安装用于给电机通电。电机和变流器尤其是彼此电接触。适宜的是,电机不带编码器,这减少了驱动器的制造成本。电机尤其是同步电机。在驱动器运行的情况下,在某一时刻从控制运行切换到调整运行。在切换时刻,将控制运行的引用参量加上修正值考虑作为调整运行的引用参量。适当的是,电机的角度尤其是磁极转子角度被考虑作为引用参量。适宜的是,在控制运行中调整到使电机运行的电流。适当的是,无论是在控制运行中还是在调整运行中,变流器均受调整地运行,也就是说变流器的输出电压或输出电流基本上被连续监测且与预设值进行比较。尤其是,仅在控制运行中受控制地运行电机,而在调整运行中受调整地运行电机。例如,工业设施的驱动器尤其是挤压机的组成部分,挤压机适宜地安装在处理塑料的工业设施之内。
驱动器例如包括预控制部,借助预控制部在控制运行中运行电机。借助预控制部例如算出与特定的角度相对应的电流矢量并以如下方式驱控变流器,即,生成这种电流矢量。换句话说,借助预控制部从引用参量计算出调节参量并根据调节参量驱控变流器。变流器尤其是在此调整到调节参量。适宜的是,驱动器包括I调整器,并且适当地包括PI调整器。借助调整器例如调整到控制运行的调节参量。尤其是借助I调整器或PI调整器调整到预设的电流。
附图说明
下面借助附图详细阐述本发明。其中:
图1示出用于运行电机的方法;
图2示出方法的片段;
图3示出调节参量;
图4示出具有在控制运行中的电机的驱动器;
图5示出在从控制运行切换到调整运行的时刻时的引用参量;
图6示出具有在调整运行中的电机的驱动器。
彼此相应的部分在所有附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示意性地简化地示出了用于运行在图4中所示的电机4的方法2。电机4是不带编码器的同步电机。方法设置的是,首先考虑控制运行6。换句话说,首先电机受控地运行。在控制运行6中考虑引用参量8。换句话说,在控制运行6中预设引用参量8,并且将电机4控制到该引用参量。在此,引用参量8是当前的角度
Figure GDA0002421519640000101
当前的角度
Figure GDA0002421519640000102
在此随时间变化,从而借助电机4实现了特定的转速ω。在此,基于预设的当前的角度
Figure GDA0002421519640000103
使得总是准确地预设电机4的位置,从而能够将借助电机4驱动的构件定位在特定的部位上。
在电机4停机之后考虑控制运行6,直至达到转速界限10。换句话说,电机4受控地运行,直到转速ω相应于转速界限10。一旦达到转速界限10,那么就考虑调整运行12。换句话说,将电机4调整到引用参量14。调整运行12的引用参量14同样是当前的角度
Figure GDA0002421519640000104
其也随时间变化。总之,无论是在控制运行中还是在调整运行中,都将随时间变化的当前的角度
Figure GDA0002421519640000105
预设为相应的引用参量8、14。在此,仅在调整运行12中获知引用参量14与电机4的实际位置之间的偏差。借助转速界限10预设时刻16,在该时刻从控制运行6切换到调整运行12。
在图2中精简地示出了针对时刻16时的方法2。在控制运行6中首先保持控制运行6的引用参量8并获知修正值18。一旦切换到调整运行12,那么就获知调整运行12的引用参量14,该引用参量是控制运行6的引用参量8加上修正值18。换句话说,一旦从控制运行6切换到调整运行12,则调整到控制运行6的引用参量8加上修正值18。换句话说,没有调整到在时刻16之前的预设的当前的角度
Figure GDA0002421519640000106
而是调整到以修正值18校正的当前的角度
Figure GDA0002421519640000107
以该方式改进控制运行6与调整运行12之间的过渡。
在控制运行6中,借助引用参量8获知被调整到的调节参量20。调节参量20是电流,电流具有第二分量Iq和第一分量Id。换句话说,调节参量20是电流矢量,其中,电流矢量关于固定不变的坐标系的取向相应于当前的角度
Figure GDA0002421519640000111
在此,第二分量Iq选择等于0;因此在调节参量20的情况下Iq=0。所以由此得到的是,在启动电机4时仅施加很小的转矩。
此外,在图3中示出了所实现的电流矢量22,其相对于调节参量20移动了偏差角度α。换句话说,所实现的电流矢量22具有第二分量Iq,并且第一分量Id减少。借助图4所示的第一调整器24,在控制运行6中,将第一分量Id调整到预设的调节参量20,并且借助第二调整器26将第二分量Iq调整到零。换句话说,在控制运行6中,将所实现的电流矢量22调整到调节参量20。
在图4中以框图示出了具有电机4和变流器30的驱动器28,其中,借助驱动器28来驱动在处理塑料的工业设施之内的挤压机。在控制运行6中预设有引用参量8,其相应于当前的角度
Figure GDA0002421519640000112
由此来计算调节参量20,其中,第二分量Iq为零,而第一分量Id选择为恒定值。将该值提供给预控制部32,并且由此计算出第一电压分量ud。从第二分量Iq计算出第二电压分量uq,并将该第二电压分量提供给第一矢量获知模块34。在此,两个电压分量ud、uq与电流Id、Iq的各分量相对应。
借助第一矢量获知模块34将两个电压分量ud、uq转换成第三和第四电压分量uα、uβ。第一和第二电压分量ud、uq表示电压在伴随电机4的动子旋转的参考系统中的分量,而在固定不变的坐标系中,第三和第四电压分量uα、uβ表示同一电压矢量。换句话说,第一和第二电压分量ud、uq首先是恒定的,而第三和第四电压分量uα、uβ随时间变化,亦即与相应的当前的角度
Figure GDA0002421519640000113
有关。因此,在获知第三和第四电压分量uα、uβ时考虑当前的角度
Figure GDA0002421519640000114
将所控制到的当前的角度作为引用参量8。
将第三和第四电压分量uα、uβ提供给第一模块36,借助第一模块获知第一相电压u1、第二相电压u2和第三相电压u3。相电压u1、u2、u3相应于如下电压值,借助这些电压值应对电机4的相应相位进行加载。将第一、第二、第三相电压u1、u2、u3提供给变流器30,更确切地说提供给驱动模块38,借助驱动模块生成针对桥电路42的半导体开关40的驱动信号。半导体开关40是功率半导体开关,例如是IGBT,刚好借助驱动电路来加载半导体开关的相应的控制输入端。换句话说,相应的栅极与驱动电路38电接触。桥电路42本身是在输出侧具有第一相位44、第二相位46和第三相位48的B6电路。第一相位44向着电机4的未详细示出的第一相位以电方式引导、第二相位46向着电机4的未详细示出的第二相位以电方式引导、第三相位48向着电机4的未详细示出的第三相位以电方式引导。因此,借助相位44、46、48产生旋转电磁场,从而使电机4的动子以场的转动速度旋转。
给第一相位44配属第一电流传感器50,而给第二相位46配属第二电流传感器52,借助它们检测到在第一相位44中流动的电流i1,或者检测到在第二电相位46中流动的电流i2。将两个测量值提供给第二模块54,借助第二模块获知具有测得的第三电流分量
Figure GDA0002421519640000121
和测得的第四电流分量
Figure GDA0002421519640000122
的测得的电流矢量,其中,以该方式测得的电流矢量在固定不变的坐标系中描述。将该测得的电流矢量提供给第二矢量获知模块56,借助该第二矢量获知模块将测得的电流矢量转换到相对于电机4的动子静止的坐标系中。为此,将测得的电流矢量分为测得的第二电流分量
Figure GDA0002421519640000123
和测得的第一电流分量
Figure GDA0002421519640000124
因此获知图3所示的偏差角度α。
将两个测得的电流分量
Figure GDA0002421519640000125
提供给第一调整器24或第二调整器26。将两个值
Figure GDA0002421519640000126
与预设的,即所使用的第二分量Iq或第一分量Id进行比较,并从中分别获知调整偏差IAd或IAq。借助调整偏差IAd或IAq以及预设的第二分量Iq和第一分量Id重新获知第一和第二电压分量ud、uq并因此改变对电机4的通电。调整偏差IAd、IAq总是包括测得的第一电流分量
Figure GDA0002421519640000127
与第一分量Id或测得的第二电流分量
Figure GDA0002421519640000128
与第二分量Iq之间的当前的偏差作为已经实现的偏差。换句话说,第一和第二调整器24、26是PI调整器,并因此获知P部分和I部分,其中,I部分相应于经积分的误差,也就是各当前的调节参量20与所实现的电流矢量之间的经积分的偏差。
只要控制运行6持续,那么就基于引用参量8来获知调节参量20,并借助两个调整器24、26以及预控制部32来驱控变流器30,用以输出第一、第二、第三电流i1、i2、i3
当切换到调整运行12时,确定电机4的磁通ψ,例如,该值从表中调取。磁通ψ例如是电机4的定子磁通或转子磁通。该磁通与预设的转速ω相乘用以得到反电动势EMK。将反电动势EMK与和第二分量Iq相对应的调整偏差IAq相加,为此,当前的值由第二调整器26查询。与第一分量Id相对应的调整偏差IAd的当前的值由第一调整器24查询。两个以该方式获知的值用作atan2函数的输入量。以该方式获知的角度是修正值18。总之,修正值18等于atan2(IAd/(IAq+EMK))。使修正值18加上由预设的转速ω获知的当前的角度
Figure GDA0002421519640000131
并且将其在时刻16时考虑作为调整运行12的引用参量14。
在图5中再次示出了在时刻16时获知调整运行12的引用参量14。在控制运行6中,基于控制运行6的引用参量8获知调节参量20。与转子相对于定子的实际位置对应的所实现的电流矢量22相对于调节参量20移动了偏差角度α。在切换的时刻16时,借助所实现的电流矢量22来实现的角度考虑作为调整运行12的引用参量14,也就是控制运行6的引用参量8加上表示修正值18的偏差角度α。
在图6所示的调整运行12本身中,第一电压分量ud借助电机4的电阻乘以第一分量Id后再减去由转速ω、第二电感Lq和第二分量Iq的乘积来获知,换句话说,ud=r·Id-ωLqIq。第二电压分量uq通过如下方式获知,即,将电机4的电阻R与第二分量Iq相乘并且还加上由转速ω、第二电感Ld和第一分量Id的乘积。借助转速调整器58和马达模型60进行获知。在此,给马达模型60输送第一电压分量ud、第二电压分量uq、测得的第二电流分量
Figure GDA0002421519640000141
和测得的第一电流分量
Figure GDA0002421519640000142
并且由此获知当前的角度
Figure GDA0002421519640000143
该当前的角度用于借助第一和第二矢量获知模块34、56来获知第三电压分量uα、第四电压分量uβ、测得的第二电流分量
Figure GDA0002421519640000144
和测得的第一电流分量
Figure GDA0002421519640000145
也获知实际转速n并且将其输送给转速调整器58。借助转速调整器58将实际转速n与转速ω进行比较,并且基于它们的差来调整对电机4的通电。
总之,在转速低于转速界限10时通过如下方式预设电流,即,将该电流的绝对值选择为恒定,并且选择与电机4的所期望的转速ω相对应的频率。因此应用该电流,其中,将第二分量选择为Iq=0。所实现的与所应用的电流分量Id、Iq
Figure GDA0002421519640000146
之间的偏差考虑用于获知偏差角度α,并且在从控制运行6过渡至调整运行12时加上在控制运行6时使用的当前的角度
Figure GDA0002421519640000147
从而因此在时刻16时使调整运行12的引用参量14相应于电机4的当前的位置。尤其是,在从控制运行6切换到调整运行12中时,在方法2期间仅一次地获知修正值18。
本发明不局限于上述的实施例。相反,在不脱离本发明的主题的情况下,本发明的其他变型方案也可以由本技术领域技术人员从中推导出。此外尤其是,在不脱离本发明的主题的情况下,所有结合实施例描述的单个特征也能够以其他方式彼此组合。
附图标记列表
2 方法
4 电机
6 控制运行
8 控制运行的引用参量
10 转速界限
12 调整运行
14 调整运行的引用参量
16 时刻
18 修正值
20 调节参量
22 实现的电流矢量
24 第一调整器
26 第二调整器
28 驱动器
30 变流器
32 预控制部
34 第一矢量获知模块
36 第一模块
38 驱动模块
40 半导体开关
42 桥电路
44 第一相位
46 第二相位
48 第三相位
50 第一电流传感器
52 第二电流传感器
54 第二模块
56 第二矢量获知模块
58 转速调整器
60 马达模型
α 偏差角度
Figure GDA0002421519640000151
当前的角度
ψ 磁通
ω 转速
Iq 第二分量
Id 第一分量
Figure GDA0002421519640000152
测得的第二电流分量
Figure GDA0002421519640000161
测得的第一电流分量
Figure GDA0002421519640000162
测得的第三电流分量
Figure GDA0002421519640000163
测得的第四电流分量
ud 第一电压分量
uq 第二电压分量
uα 第三电压分量
uβ 第四电压分量
u1 第一相电压
u2 第二相电压
u3 第三相电压
i1 第一电流
i2 第二电流
EMK 反电动势
IAd 第一分量的调整偏差
IAq 第二分量的调整偏差
R 电阻
Ld 电感
Lq 电感
n 实际转速

Claims (8)

1.一种用于运行不带编码器的电机(4)的方法(2),在所述方法中,在预设的时刻(16)时从控制运行(6)切换到调整运行(12),其中,在所述时刻(16)时将所述控制运行(6)的引用参量(8)加上修正值(18)考虑作为所述调整运行(12)的引用参量(14),
其中,所述引用参量是转子与定子之间的角度,
其中,调整到所述控制运行(6)的调节参量(20),
其中,选择电流矢量作为所述控制运行(6)的调节参量(20),所述电流矢量分成第一分量和第二分量,
其中,所述修正值(18)由在调整到所述控制运行(6)的调节参量(20)的情况下所检测到的调整偏差获知,
其中,选择作为积分部分的I部分作为调整偏差,
并且其中,选择atan(IAd/(IAq+EMK))作为所述修正值(18)的组成部分,其中,IAd表示第一分量的I部分,IAq表示第二分量的I部分,并且EMK表示所述电机(4)的反电动势。
2.根据权利要求1所述的用于运行不带编码器的电机(4)的方法(2),其特征在于,
在所述调整运行(12)时将电压考虑作为调节参量。
3.根据权利要求1所述的用于运行不带编码器的电机(4)的方法(2),其特征在于,
在低于转速界限(10)时考虑所述控制运行(6)。
4.根据权利要求1所述的用于运行不带编码器的电机(4)的方法(2),其特征在于,
所述不带编码器的电机是不带编码器的同步电机。
5.根据权利要求1所述的用于运行不带编码器的电机(4)的方法(2),其特征在于,
所述第二分量选择等于零。
6.一种驱动器(28),其具有不带编码器的电机(4)和变流器(30),并且所述驱动器按照根据权利要求1至5中任一项的所述的用于运行不带编码器的电机的方法来运行。
7.根据权利要求6所述的驱动器(28),其包括预控制部(32)和/或I调整器(24、26)。
8.根据权利要求6所述的驱动器(28),其包括预控制部(32)和/或PI调整器。
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