CN106357171A - 用于运行电机的方法和电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行电机方法和电机，该电机具有定子(4)和动子(6)，并且电机包括用于检测动子(6)相对于定子(4)的位置或位置的变化的第一传感器(18)和用于检测动子(6)相对于定子(4)的加速度的第二传感器(24)。借助第一传感器(18)检测第一传感器信号(23)，并且借助第二传感器(24)检测第二传感器信号(31)。结合第一和第二传感器信号(23、31)确定速度(48)。将速度(48)传送给速度调节系统(15)和用于实施第一安全功能(40)的安全监控系统(38)。

Description

用于运行电机的方法和电机

技术领域

本发明不仅涉及一种用于运行电机的方法，而且还涉及一种电机。该电机具有定子和动子。电机理解为发电机，然而尤其是理解为电动马达。电机优选是无刷式的。

背景技术

通常，工业设备具有大量旋转式的电机，借助它们例如驱动工具或输送带。为此需要的电能借助变换器来提供，这些变换器在信号技术上与过程控制系统联接。借助过程控制系统预设额定转速，借助所配属的变换器将相应的电机调节到该额定转速。变换器与供电网电联接并且具有半导体开关，半导体开关串联在供电网与电机之间。以如下方式实现对半导体开关的驱控，即，使电机的转速与由过程控制系统预设的额定转速相应。借助半导体开关接通的电压通常超过800伏特。被接通的电流具有在1A或10A以上的电流强度。

为了排除对电机的操作人员的伤害或减少这种结果，公知有所谓的“紧急关闭”开关。在人员未经授权或无意接近电机的情况下手动操纵该开关，以便使电机的运行基本上立即结束。为此，开关通常在信号技术上与过程控制系统联接。在操纵该开关时，借助过程控制系统将信号发送给调节部件，并且因此禁止给电机通电。为此，功率半导体开关通常置于非导电的状态下。

然而，如果要调整或校准电机或借助电机驱动的工具，那么这种安全功能并不适用，这是因为以该方式并不能够控制完整的借助工具经过的区域。因此通常，电机以受限制的转速运行，在该受限制的转速的情况下排除对调整工具或电机的人员的伤害。为此，通常借助所谓的安全探测器来检测电机的实际速度，并且在无意地超过受限制的转速的情况下，对变换器断电。借助安全探测器确保的是，无误差地检测，然而至少也在不利的条件下仅以相对较小的误差来检测电机的实际速度。

安全探测器相对较昂贵。这种安全探测器，尤其是其监控电子装置在运行时也具有相对较高的能量需求。此外虽然不太可能，但仍然有可能的是，未正确地获知电机的转速，或者未正确地借助监控电子装置进行评估，这导致了所谓的被冻结的位置信息。在该情况下，没有或至少没有及时识别出超过受限制的转速，从而仍然可能会对人员造成伤害。

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电机，其中，适宜地提高了安全性并优选降低了成本。

根据本发明，在方法方面，该任务通过权利要求1的特征来解决，而在电机方面通过权利要求10的特征来解决。有利的改进方案和设计方案是各自的从属权利要求的主题。

该方法用于运行电机。电机例如是发电机，然而特别优选地是电动马达，其例如在设备中使用。例如，电动马达是工业设备的组成部分。适宜地，电动马达是挤出机的、压注机的、印刷机的、圆台的、挤压机的、卷绕机的、拉丝机的、木加工机的或机床的驱动器的组成部分。电动马达适宜地具有3kW与200kW之间的，例如3kW与60kW之间的、5kW与135kW之间的或20kW与175kW之间的功率。适宜地，电机是水冷式的。

电动马达例如是异步马达，但优选是同步马达，例如同步磁阻马达或永磁激励的同步马达。在另外的替选方案中，电动马达是他励的同步马达，其优选具有相对明显的磁极。例如，电动马达是无刷式的直流马达(BLDC)或者特别优选地是伺服马达。

电机包括动子，动子优选具有一定数量的永磁体，这些永磁体例如在动子的叠片组的周边侧接合，或者布置在叠片组的兜部内。在运行时，动子相对于定子运动。在此，动子例如被横向地带动。如果电机是电动马达的话，则因此提供了线性马达。在对此的替选方案中，动子相对于定子旋转。因此，电机是旋转式的电机，并且动子形成转子。转子以能围绕旋转轴线转动的方式支承。转子尤其是包括转子轴，转子轴相对旋转轴线同中心地布置。适宜地，转子轴相对于旋转轴线旋转对称。优选地，在运行时，电机的转速在150U/min与1500U/min之间，适当地在150U/min与450U/min之间或在350U/min与1500U/min之间。例如，电机的最大转矩在300Nm与1000Nm之间，尤其是在220Nm与1200Nm之间，在800Nm与5000Nm之间或在2400Nm与10000Nm之间。

电机的定子优选具有一定数量的电线圈，这些电线圈与电子装置电接触。例如，电线圈以星形或三角形电路的方式彼此电接触。适当地，电机具有两个或三个相互尤其是错开了120°的电相位。电机尤其是与变换器电接触。变换器优选具有半导体开关，例如具有四个或六个半导体开关，适宜地，这些半导体开关以桥接电路的方式彼此互连。例如，变换器具有B4或B6电路。桥接电路适宜地借助一定数量的功率半导体开关，例如MOSFET或GTO来实现。优选地，变换器包括中间回路，其相对桥接电路引导。变换器尤其是包括整流器侧，该整流器侧与供电网联接，供电网例如具有频率为50Hz或60Hz的交流电。

此外，电机还包括第一传感器和第二传感器。第一传感器设置且设立成检测动子相对于定子的位置。在对此的替选方案中，第一传感器设置且设立成检测动子相对于定子的位置的变化。换句话说，借助第一传感器检测动子相对于定子的速度。第一传感器尤其是适用于此。第二传感器设置且设立成检测动子相对于定子的加速度。第二传感器优选适用于此。在此适宜地，借助这两个传感器分别能够检测到负值和正值作为信号，也就是例如负的加速度，这尤其是与对动子进行制动相应。

检测尤其是理解为如下，即，对相应的变量进行测量，适宜地是进行直接测量，也就是进行直接观察。优选地，借助第一传感器和第二传感器检测不同的物理效应。例如，借助第一传感器，优选借助光学传感器检测动子的光学标识部。例如，第一传感器是解角器(Resolver)、编码器、增量编码器或测速发电机。适宜地，借助第一传感器检测正弦轨迹和余弦轨迹。

相反地，借助第二传感器例如检测借助动子例如发生变化的电场或磁场。适宜地，为此使用电线圈或霍尔传感器。优选地，费拉里斯(Ferraris)传感器用作第二传感器，然而，第二传感器至少包括费拉里斯传感器。

该方法设置的是，在第一工作步骤中，借助第一传感器检测第一传感器信号。换句话说，检测动子相对于定子的位置或位置的变化。在相对第一工作步骤在时间上是在前的、在时间上是在后的或特别优选地同时进行的第二工作步骤中，借助第二传感器检测第二传感器信号。尤其地，第二传感器信号与第一传感器信号的第一或第二时间导数相应。因此检测出动子相对于定子的加速度。

结合第一传感器信号和第二传感器信号确定速度。这适宜地借助观察器来进行。为此尤其地，将第一和第二传感器信号输送给观察器。

例如，尤其是如果第一传感器用于检测动子相对于定子的位置的变化，也就是检测动子的速度，那么为了建立速度，首先建立第一传感器信号的时间导数。如果借助第一传感器获知动子相对于定子的位置，那么适宜地建立第一传感器信号的第二时间导数。换句话说，将第一传感器信号转换成借助第二传感器所检测到的相同的物理量，并且因此该物理量具有第二传感器信号，也就是动子相对于定子的加速度。借助以该方式所建立的值和第二传感器信号形成加权的总和，其中，适宜地，权重总和等于一(1)。权重优选大于零(0)并且例如依赖于相应使用的电机例如直接在装配在测试台上之后适当地获知。适宜地，所使用的权重与动子的速度有关。如果相应使用0.5作为权重，那么因此获知了动子的借助第一传感器获知的加速度和借助第二传感器获知的加速度的平均数。

在此之后，适宜地建立关于该值的时间积分。例如，如果方法已经实施了较长的时间段，或者在实施该方法之前，在该方法的第一工作步骤的在时间上之前的工作步骤中，借助第一传感器确定了动子的速度的话，那么将先前获知的速度作为偏移量地考虑用于该值。如果电机是旋转式的电机的话，那么该速度与转子的转速相应。

速度输送给速度调节系统，例如P调节器或I调节器，适宜地PI调节器，并且由调节器将该速度考虑作为实际转速。在随后的调节循环中，该速度与预设的额定速度进行比较，并且因此对动子加速或制动，这例如借助对变换器或制动器的适当的驱控来实现，如果它们存在的话。此外，所获知的速度传送给安全监控系统，借助该安全监控系统来监控电机的安全性。

安全监控系统设置且设立成用于实施第一安全功能，如果这是必要的话。借助安全功能来监控的是，动子相对于定子总是维持在如下位置中，在该位置中，基本上排除了对人员的伤害或对构件的损坏。因此，对于安全监控系统来说不需要安全探测器，在该安全探测器中，必须进行在动子上的相对机械安全的紧固，这导致制造成本提高。在运行时也减少了电力需求。

第一安全功能例如是安全转矩关断(“Safe Torque Off”；STO)、安全运行停止(“Safe Operating Stop”；SOS)、安全停止1/2(“Safe Stop 1/2”；SS1/SS2)、安全限速(“Safely Limited Speed”；SLS)、安全速度监控(“Safe Speed Monitor”；SSM)、安全运动方向(“Safe Direction”；SDI)、安全限制位置(“Safely Limited Position”；SLP)或安全位置(“Safe Position”；SP)。特别优选地，借助安全监控系统将速度与第一边界值进行比较。在此，如果速度超过第一边界值的话，那么动子被适宜地制动。例如，如果速度的绝对值大于第一边界值的话。适宜地，第一功能是安全限速，并且因此，将该速度考虑作为第一边界值，该速度在实施第一安全功能的情况下不应被超过。如果超过了第一边界值，则例如实施安全转矩关断。适宜地，安全监控系统包括一定数量的第一安全功能。以该方式进一步提高了电机的安全性。

优选地，借助诊断功能实现对传感器信号的监控。在此监控两个传感器中的其中一个是否存在有故障，例如是否存在有缺陷、信号线路被损坏或在定子或动子上的紧固发生松动。尤其是为此获知偏差，对此考虑其中至少一个传感器信号。在该情况下，偏差尤其是针对传感器信号的质量的尺度。如果该偏差大于第二边界值的话，则实施第二安全功能。尤其地，上述第一安全功能中的其中一个实施为第二安全功能。特别优选地，第二安全功能是安全转矩关断(STO)、安全停止1(SS1)或安全停止2(SS2)。因此，如果传感器信号的质量相对较低的话，则借助安全监控系统使电机停止运转，也就是防止动子相对于定子运动。例如对这一情况进行控制，从而使电机受控地停止运转。因此，一旦借助两个传感器信号不再提供速度获知的可靠性，那么就借助安全监控系统来使电机转换到安全状态下，因此可以基本上排除对人员的伤害或损坏构件。这适宜地不依赖于动子相对于定子的当前的位置/速度/加速度地实现，这是因为这些数据不能被正确地获知。优选地，例如借助显示装置发送故障指示，或将故障指示传送给过程控制系统。适宜地，一旦实施了第二安全功能，动子就维持在静止位置中，直到进行电机的维修、保养或排查。以该方式进一步提高安全性。

例如，第二传感器信号对时间求积分。以该方式获得的积分和第一传感器信号考虑用于建立偏差。例如，如果借助第一传感器检测动子相对于定子的位置的话，则第二传感器信号对时间进行两次积分。优选地，第二传感器信号转换成与第一传感器信号相同的物理量。尤其地，为了获知偏差，将例如借助对第二传感器信号进行一次或两次积分来建立的积分与第一传感器信号相减，也就是建立积分与第一传感器信号之间的差。适宜地，仅将该差的绝对值考虑作为偏差。

在对此的替选方案中建立第一传感器信号的时间导数，并且获知该导数与第二传感器信号之间的偏差。如果借助第一传感器检测动子相对于定子的位置，则适宜地对第一传感器信号进行两次求微分用以建立时间导数。换句话说，第一传感器信号变换成与第二传感器信号相同的物理量，并且获知它们之间的偏差。例如借助求差来建立偏差，其中，适宜地仅考虑其绝对值。在对此的另外的替选方案中，如果借助第一传感器检测动子相对于定子的位置，则第一传感器信号对时间进行一次求微分，并且第二传感器信号对时间进行一次求积分。以该方式所获知的值用于获知偏差。因此，总是两次获知相同的物理量，亦即一次借助第一传感器信号，并且一次借助第二传感器信号。在电机的正确运行时，两个以该方式所建立的值除了测量公差以外基本上相等。然而，如果偏差大于第二边界值(该第二边界值尤其是调整适应于两个传感器的测量精度和故障公差)，则这两个传感器中的至少一个存在有故障。

在本发明的另外的替选方案中检测通过电流或电压。适宜地，电压位于定子的其中一个电线圈上。通过电流尤其是表示通过定子的电线圈的通过电流。适宜地，借助检测到的电压或检测到的通过电流来建立空间矢量，也就是通过电流或电压的矢量描述。适宜地，不仅检测通过电流而且还检测电压。借助理论上的物理模型，结合所检测到的电压或所检测到的通过电流获知第三传感器信号。尤其地，借助理论模型计算出动子相对于定子的速度并且将其考虑作为第三传感器信号。

在此，借助第三传感器信号和第一传感器信号或者借助第三传感器信号和第二传感器信号建立偏差。尤其地，第一传感器信号或第二传感器信号转换成与第三传感器信号相同的物理量，因此尤其是建立时间积分或时间导数，或者借助求积分或求导将第三传感器信号转换成与第一或第二传感器信号相同的物理量。例如，不仅建立了第三传感器信号与第一传感信号之间的偏差，而且还建立了第三传感器信号与第二传感器信号之间的偏差。如果仅其中一个以该方式建立的偏差大于第二边界值的话，则鉴定为有故障。此外，也能够实现将所检测到的故障配属于两个传感器中的其中一个，亦即配属于其传感器信号导致超过第二边界值的偏差的传感器。总之，为了获知偏差考虑另外的测量值，如果电机是借助变换器通电的电动马达，那么这些另外的测量值就存在，或者然而比较容易获知。在此尤其是获知电机的电流，并且结合该电流建立第三传感器信号。

例如，为了获知偏差，将各自的值直接彼此相减。特别优选地，将差的绝对值用作偏差。在对此的替选方案中，对差进行加权。换句话说，两个考虑用来求差的值中的每个，也就是尤其是经计算的值和第一或第二传感器信号乘以加权因数，并且只有在此之后才进行求差。因此，积分和/或第一传感器信号分别乘以加权因数，并且从中建立差。在对此的替选方案中，导数、第二传感器信号和/或第三传感器信号乘以加权因数，如果它们考虑用于形成偏差的话。以该方式加权的值被考虑用于求差。适宜地，同样仅将经加权的差的绝对值考虑作为偏差。以该方式能够实现的是，相对较低地考虑相应的传感器信号的相对较高频的波动。也能够实现对各自的用于建立传感器信号的物理原理进行协调。因此排除了对偏差的错误识别，这些偏差仅由于所使用的传感器并且不结合动子相对于定子的实际运动造成，因此可以考虑相对较小的第二边界值。以该方式，已经提前地能够以相对较高的精度获知其中一个传感器的故障状态。因此提高了电机的安全性。

适宜地，给第二传感器信号修正了偏移量。换句话说，给第二传感器信号加入了偏移量，其中，偏移量例如是正的或负的。尤其地，偏移量在时间上是变化的，尤其是与如下时间有关，即，在该时间中，第二传感器是有效的。换句话说，借助偏移量来考虑第二传感器的运行时间，也就是如下时间间隔，在该时间间隔中检测第二传感器信号。以该方式考虑饱和效应或类似效应，这些效应以其他方式导致第二传感器信号的漂移。

例如，为了建立时间上的偏移量建立第一传感器信号的时间导数或第一传感器信号的第二时间导数，从而使第一传感器信号变换成与第二传感器信号相同的物理量。在进一步的工作步骤中求得该导数的时间上的平均值。换句话说，对导数在时间上求平均，其中，时间窗例如随着借助第一或第二传感器进行的数据检测的开始而开始，并且随着最后检测到的第一和/或第二传感器信号结束。在对此的替选方案中，时间窗是恒定的，并且例如包括最近的十个检测到的第一传感器信号。此外，获知第二传感器信号的时间上的平均值，其中，时间窗适宜地等于用于获知导数的平均值的时间窗。在进一步的工作步骤中，以如下方式调适第二传感器元件，即，使两个平均值相等。对此适宜地，求它们之间的差，并且以该方式获得的值考虑作为偏移量。如果被考虑用于求平均值的时间窗在时间上是变化的，那么因此该偏移量在时间上也是变化的，并且因此对第二传感器信号进行调适。尤其地，仅将借助时间上的偏移量调适的第二传感器信号考虑用于获知偏差。替选地或者与之组合地，用偏移量修正的第二传感器信号用于确定速度。

在本发明的另外的实施方式中多信道式地确定速度。尤其地，观察器包括两个或更多个用于确定速度的信道。例如，不仅模拟式地处理第一和第二传感器信号并且进而模拟式地确定速度，而且数字式地处理第一和第二传感器信号，并且因此确定速度的数字值。替选地或与之组合地，借助软件以其中一个信道确定速度。在对此的另外的替选方案中，其中一个信道借助硬件实现。例如，为了确定速度而使用微控制器、数字信号处理器(DSP)、IPC、SPS、ASIC或FGPA。在对此的替选方案中，借助不同的程序语言配置或实现观察器的信道。如果考虑第三传感器信号的话，则例如使用不同的理论模型。在进一步的步骤中，将各个所获知的速度彼此进行比较。如果这些速度之间的偏差大于第三边界值，则适宜地实施第三安全功能，尤其是安全转矩关断(STO)。以该方式进一步提高了安全性。

电机包括定子和动子。此外，电机还包括用于检测位置或位置的变化，也就是动子相对于定子的速度的第一传感器以及用于检测动子相对于定子的加速度的第二传感器。此外，电机还具有安全监控系统和速度调节系统。在第一工作步骤中，在运行时，电机借助第一传感器检测第一传感器信号并且借助第二传感器检测第二传感器信号。结合第一和第二传感器信号确定速度。将速度传送给速度调节系统和用于实施第一安全功能的安全监控系统。借助速度调节系统，以如下方式对电机进行驱控或特别优选地进行调节，即，使该电机处于预设的额定速度。尤其地，电机包括控制单元，借助该控制单元执行方法。控制单元设置且设立成适宜地适用于执行该方法。

在运行时，动子例如相对于定子被线性地带动。然而，特别优选地，电机是旋转机器，并且动子相对于定子围绕旋转轴线旋转。尤其地，电机设计成内动子或外动子。适宜地，电机是无刷式的，并且优选尤其是定子与变换器电接触。

例如，电机是发电机。特别优选地，电机是电动马达，例如永磁激励的同步马达。电动马达例如具有3kW与200kW之间的功率并且尤其具有220Nm与10000Nm之间的转矩。

优选地，将第一传感器的测量原理与第二传感器的测量原理区分开。例如，第一传感器基于光学原理，而第二传感器借助霍尔传感器或具有电线圈的传感器实现。因此，基本上排除了基于借助第一传感器的测量对第二传感器产生影响。如果应该基于周围环境变量，例如基于外部的电场或磁场来限制两个传感器中的其中一个传感器的运行，那么一个运行也是可能的。此外，在该情况下，借助光学传感器进行检测也是可能的。

替选地或特别优选与之组合地，费拉里斯传感器考虑作为第二传感器。在此，在动子上优选接合有非磁性的、能导电的构件，例如铝盘或铜盘或板。在对此的替选方案中，盘或板接合在定子上。在运行时，永磁体和电线圈为此相对运动。永磁体和线圈要么接合在定子上要么接合在动子上。基于运动的永磁体，在盘或板内部感应出涡流，这些涡流又导致了借助电线圈感应出的磁场，电线圈尤其是以与永磁体一样的速度运动，并且该电线圈接合在该永磁体上。因此，能够实现对永磁体相对于板或盘的加速度的检测。与重力加速度无关地检测加速度，因此可以与动子相对于定子的实际位置无关地检测加速度，而不必首先获知实际位置。

本发明此外涉及一种带有这种电机的驱动器，以及用于获知速度的费拉里斯传感器的用途，该速度考虑用于实施安全功能。

附图说明

下面结合附图详细阐述本发明的实施例。其中：

图1以俯视图示意性地示出具有第一传感器和第二传感器的电机；

图2示出用于运行电机的方法；

图3示出获知速度的第一实施方式；并且

图4示出用于获知速度的第二变型方案。

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中示出了具有定子4和转子6的无刷式的电动马达2，转子以能围绕旋转轴线8转动的方式支承在定子4内部。在运行时，转子6相对于定子4沿旋转方向10运动。此外，电动马达2还包括控制单元12，该控制单元借助电流线路14与定子4的电磁体电接触，电磁体借助以三角形或星形电路的方式彼此互连的电线圈来实现。控制单元12本身包括变换器，变换器具有一定数量的以桥接电路的方式彼此互连的功率半导体开关。借助控制单元12的包括PI调节器的速度调节系统15将电压U施加在定子4的电磁体上，并且调整经过电流线路14的通过电流I。调整以如下方式来进行，即，使转子6的所实现的旋转运动与预设的旋转运动相应。

此外，控制单元12借助第一数据线路16在信号技术上与第一传感器18联接。第一传感器18是增量编码器并且具有第一传感器元件20，该第一传感器元件紧固在定子4上。此外，第一传感器18还包括第二传感器元件22，该第二传感器元件紧固在转子6上并且在运行时，也就是在定子6旋转时，沿旋转方向10从第一传感器元件20旁边经过。第一传感器元件20例如是光学传感器，借助该光学传感器检测光学信号。在此，第二传感器元件22适当地设计，例如，第二传感器元件22包括一定数量的标识部，如线条，这些标识部围绕旋转轴线8分布地安置在转子6上。在此，借助第一传感器18，转子6相对于定子4的位置借助为此适当地设计的光学的标识部检测到。换句话说，在运行时，借助第一传感器18检测转子6相对于定子4的位置，并且借助第一数据线路16将该值传送给控制单元12。在替选的实施方式中，借助第一传感器18检测转子6相对于定子4的速度，也就是转子6相对于定子4的位置的变化。为此，第一传感器18适当地调适。借助第一传感器18检测到的值作为第一传感器信号23借助第一数据线路16传输给控制单元12。

此外，电机2还包括第二传感器24，该第二传感器借助第二数据线路25在信号技术上与控制单元12联接，实施为费拉里斯传感器的第二传感器24包括由铜或铝，也就是由纯铜或纯铝或者铜合金或铝合金制成的盘26。盘26关于旋转轴线8与转子6同中心地布置，并且与该转子接合。因此，盘26在运行时同样沿旋转方向10围绕旋转轴线8运动。此外，第二传感器24还包括永磁体28和电线圈30，它们方位固定地紧固在定子4上。在此，永磁体28沿旋转方向10位于电线圈30之前。在盘26旋转时，借助永磁体28在盘26中感应出涡流，这导致基于涡流所形成的二次磁场。这些涡流借助电线圈30检测，并且因此借助第二传感器24检测盘26相对于永磁体28的加速度。因此，借助第二传感器24也检测了转子6相对于定子4的加速度，并且借助第二数据线路24将该值作为第二传感器信号31传送给控制单元12。

此外，控制单元12还包括第三传感器32，借助该第三传感器检测借助电流线路14引导的通过电流I。同样地，利用第三传感器32检测借助电流线路14施加在定子4上的电压U。此外，在控制单元12内部储存有理论模型，在运行时，借助该理论模型结合通过电流I和电压U计算出第三传感器信号36，该第三传感器信号与转子8的理论速度，也就是转子的如应当基于通电借助控制单元12的变换器所得到的那样的转速相应。

此外，控制单元12还包括带有第一安全功能40和第二安全功能42的安全监控系统38。第一安全功能40是安全限速(SLS)，而第二安全功能42是安全转矩关断(STO)。

在图2中示意性地示出了用于运行电动马达2的方法44。借助第一传感器18检测第一传感器信号23，并传送给观察器46。借助第二传感器24检测的第二传感器信号31也输送给观察器46。借助观察器46，结合第一和第二传感器信号23、31计算出速度48(图3、图4)。观察器46构建成多信道式的。换句话说，借助不同的措施或不同的功能计算出速度48。尤其是一方面考虑基于硬件的模型并且另一方面考虑基于软件的模型。

速度48一方面不仅传送给速度调节系统15，借助该速度调节系统改变借助电流线路14对定子4的通电。为此，使通过电流I和电压U以如下方式调适，即，使转子6的旋转速度与额定值相应，借助重新获知速度48来监控这一情况。此外还将速度48传送给安全监控系统38，借助该安全监控系统实施第一安全功能40。为此，将速度48与第一边界值50进行比较。如果所获知的速度48大于第一边界值50，则实施第二功能42，并且因此中断借助电流线路14对定子通电。因此，转子6无力矩地慢慢停止转动。

此外，第一和第二传感器信号23、31传送给控制单元12的诊断单元52。借助诊断单元52以如下方式调适这两个传感器信号23、31中的至少一个，即，使经调适的传感器信号和另外的传感器信号具有相同的物理量纲。为此，要么建立第一传感器信号23的时间导数54，为此，第一传感器信号23对时间进行两次求导。该值考虑作为辅助值56。借助辅助值56和第二传感器信号31通过如下方式建立偏差58，即，计算出辅助值56与第二传感器信号31之间的经加权的差并且考虑其绝对值。在此，第二传感器信号31乘以加权因数，并且辅助值56乘以另外的加权因数，如0.5，并且将这些经如此变化的值考虑用于求差。

在另外的实施方式中，借助第二传感器信号31的时间积分60来建立辅助值56。为此，第二传感器信号31对时间进行两次积分，从而使辅助值56描述成与第一传感器信号23相同的物理量。借助第一传感器信号23和辅助值56，通过如下方式同样借助经加权的差获知偏差58，即，首先将第一传感器信号23和辅助值56分别乘以适当的加权因数，并且彼此相减。使用该差的绝对值来建立偏差58。在另外的替选方案中，第二传感器信号31对时间进行一次积分来建立积分60，并且第一传感器信号23对时间进行一次求导来建立导数54。这些以该方式所获得的值分别乘以加权因数，并且彼此相减。在此，同样仅将差的绝对值用作偏差58。

在另外的替选方案中，偏差58借助第三传感器信号36建立，并且要么是经由第二传感器信号31的积分60要么是第一传感器信号23的导数54考虑用于建立经加权的差。在此，分别对第一传感器信号23仅进行一次求导，或者对第二传感器信号31进行一次积分。换句话说，将第一传感器信号23或第二传感器信号31变换成与第三传感器信号36相同的物理量。在此，也借助经加权的差和随后的求绝对值来获知偏差58。

将偏差58与第二边界值62进行比较。如果偏差58大于第二边界值62，则实施第二功能42，并且因此使转子6断电。因此，转子6无力矩地围绕旋转轴线8慢慢停止转动。

在图3中示意性地简化地示出了对速度48的获知。位置64与第一传感器信号23相减，并对时间进行两次求导。将该差乘以第一系数66。然后与第二传感器信号31相加，并且该值借助第一积分函数68对时间求积分。该值考虑作为速度48。此外，将第一传感器信号23的与第二系数70相乘的第一时间导数与速度48相加并且传送给第二积分函数72。所输送的值借助第二积分函数72对时间进行一次积分。第二积分函数72的结果考虑作为位置64。此外，位置64与第一传感器信号23之间的差传送给诊断单元52，并且如果该差大于适当的边界值，则实施第二安全功能42。

在图4中以另外的替选方案示出了对速度48的获知。建立位置64以及对时间求积分并且与第一或第二系数66、70相乘以及位置64与第一传感器信号23之间的求差相应于图3中所示的变型方案。第一积分函数68和第二积分函数72以及将第一传感器信号23与位置64之间的差传送给诊断单元52也是一样的。仅修改了对第二传感器信号31的处理。亦即给第二传感器信号31加上随时间改变的偏移量74。对此，首先形成第二传感器信号31的时间上的平均值。第一传感器信号23(测量信号)也对时间进行两次求导并且从中同样形成时间上的平均值。考虑用于相应的平均值的时间窗是一样的，在时间窗上建立平均值。将结合第一传感器信号23形成的平均值和结合第二传感器信号31形成的平均值进行比较并从中求差，将该差考虑作为偏移量74。因此，在重新对借助偏移量74修正的第二传感器信号31求平均值的情况下，使两个平均值相应。以该方式，例如基于饱和效应来补偿第二传感器24的时间漂移。

本发明不局限于上面描述的实施例。相反，本发明的其他的变型方案也可以通过本领域技术人员从中推导出，而不脱离本发明的主题。此外尤其地，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，而不脱离本发明的主题。

附图标记列表

2 电动马达

4 定子

6 转子

8 旋转轴线

10 旋转方向

12 控制单元

14 电流线路

15 速度调节系统

16 第一数据线路

18 第一传感器

20 第一传感器元件

22 第二传感器元件

23 第一传感器信号

24 第二传感器

25 第二数据线路

26 盘

28 永磁体

30 电线圈

31 第二传感器信号

32 第三传感器

36 第三传感器信号

38 安全监控系统

40 第一安全功能

42 第二安全功能

44 方法

46 观察器

48 速度

50 第一边界值

52 诊断单元

54 导数

56 辅助值

58 偏差

60 积分

62 第二边界值

64 位置

66 第一系数

68 第一积分函数

70 第二系数

72 第二积分函数

74 偏移量

I 通过电流

U 电压

Claims (11)

1.一种用于运行电机(2)、尤其是电动马达的方法(44)，所述电机具有定子(4)和动子(6)，并且所述电机包括用于检测所述动子(6)相对于所述定子(4)的位置或用于检测所述动子(6)相对于所述定子(4)的位置的变化的第一传感器(18)和用于检测所述动子(6)相对于所述定子(4)的加速度的第二传感器(24)，其中，

-借助所述第一传感器(18)检测第一传感器信号(23)，

-借助所述第二传感器(24)检测第二传感器信号(31)，

-结合所述第一传感器信号(23)和所述第二传感器信号(31)确定速度(48)，并且

-将所述速度(48)传送给速度调节系统(15)和用于实施第一安全功能(40)的安全监控系统(38)。

2.根据权利要求1所述的方法(44)，其中，借助所述安全监控系统(38)，将所述速度(48)与第一边界值(50)进行比较。

3.根据权利要求1或2所述的方法(44)，其中，结合其中一个所述传感器信号(23、31)建立偏差(58)，并且如果所述偏差(58)大于第二边界值(62)，则实施第二安全功能(42)。

4.根据权利要求3所述的方法(44)，其中，经由所述第二传感器信号(31)建立时间上的积分(60)并且获知所述积分(60)与所述第一传感器信号(23)之间的偏差(58)。

5.根据权利要求3所述的方法(44)，其中，建立所述第一传感器信号(23)的时间上的导数(54)并且获知所述导数(54)与所述第二传感器信号(31)之间的偏差(58)。

6.根据权利要求3所述的方法(44)，其中，检测通过电流(I)和/或电压(U)，并从中获知第三传感器信号(36)，其中，结合所述第三传感器信号(36)获知偏差(58)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法(44)，其中，将经加权的差考虑作为偏差(58)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(44)，其中，对所述第二传感器信号(31)校正了尤其是与时间有关的偏移量(74)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法(44)，其中，多信道式地确定所述速度(48)。

10.一种电机(2)，尤其是电动马达，所述电机具有定子(4)、动子(6)、用于检测所述动子(6)相对于所述定子(4)的位置或位置的变化的第一传感器(18)、用于检测所述动子(6)相对于所述定子(4)的加速度的第二传感器(24)、安全监控系统(38)以及速度调节系统(15)，并且所述电机按照根据权利要求1至9中任一项所述的方法(44)来运行。

11.根据权利要求10所述的电机(2)，其特征在于，所述第一传感器(18)的测量原理不同于所述第二传感器(24)的测量原理，并且/或者所述第二传感器(24)是费拉里斯传感器。