CN110785922A - 用于确定同步电机的转子的方位角的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定同步电机（1）的转子（2）的方位角的方法和设备。该设备构造得具有：电压生成装置（12），用于在转子（2）静止时在定子固定的坐标系中的角度产生电压脉冲；测量装置（14），用于测量相应的、源于通过电压生成装置（12）产生的电压脉冲的电流值；和计算装置（16），该计算装置被设立为：存储所测量的电流值的电流信号波形；产生无平均值的电流信号波形，其方式是移动该电流信号波形或所测量的电流值；计算无平均值的电流信号波形的积分函数（83）；而且基于所计算出的积分函数（83）来确定转子（2）的方位角。

Description

用于确定同步电机的转子的方位角的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于确定同步电机、尤其是永磁体同步电机、优选地车辆的构造为永磁体同步电机的马达的转子的方位角的方法和设备。该车辆可以是部分电驱动的车辆（混合动力车辆），或者可以是纯电驱动的车辆（电动车辆）。

背景技术

同步电机是交流电机，在该交流电机中，也被称作Läufer的转子与也被称作Ständer的定子的旋转磁场同步地运行。通过以周期性地变化的电角度来产生电流和电压，定子的旋转磁场被产生和旋转。在同步电机中，旋转的定子磁场通过多个彼此错开的定子绕组来产生，其中转子具有永久性的磁化方向。同步电机常常被用作驱动电机，例如被用作针对车辆、船舶以及火车的驱动装置。

为了可以在同步电机的情况下产生定向的转矩，必须精确地知道转子相对于定子的方位、也就是说转子的所谓的方位角或者转子方位角。在这种情况下，转子相对于定子的能在外表看出的机械方位并不重要，而是起电磁作用的方位重要，该起电磁作用的方位由于相应存在的极对数以及由于在转子和定子中的构件公差而不同于该机械方位。更准确地说，在转子磁场与定子磁场之间的电角度是重要的。在下文，所有角度参数都仅仅指的是电角度。

在DE 10 2008 042 360 A1中描述了在停止运转时对同步电机的转子角度的确定，其中具有不同的电角度的电压脉冲被施加给同步电机。

在确定转子方位角时，可能发生180°歧义。其应被理解为：转子方位角首先只能直至180°精确地被确定，也就是说，例如在具有7°的转子方位角与具有187°的转子方位角之间不能区分。

在科学出版物

- M. Schroedl的“Sensorless control of AC machines at low speed andstandstill based on the “IN FORM” method”，Industry Applications Conference（工业应用会议），1996年，第31届IAS年会，Conference Record of the 1996 IEEE（1996年IEEE的会议记录），1996年，第1卷，270-277页，

和

- J. Holtz的“Initial Rotor Polarity Detection and Sensorless Control ofPM Synchronous Machines”，Industry Applications Conference，2006年，第41届IAS年会，Conference Record of the 2006 IEEE，2006年，4，2040-2047页中，

描述了如方法，这些方法可以在使用饱和脉冲的情况下分辨可能发生的180°歧义。

发明内容

本发明公开了一种具有专利权利要求1的特征的方法和一种具有专利权利要求11的特征的设备。

因此，提供了一种用于确定同步电机的转子的方位角的方法，该方法具有如下步骤：在同步电机的转子静止时，在关于同步电机的定子的定子固定的坐标系中以预先确定的电角度或者在预先确定的电角度产生电压脉冲；测量相应的、源于所产生的电压脉冲的电流值；存储所测量的电流值的电流信号波形；通过移动所存储的电流信号波形和/或所测量的电流值来产生无平均值的电流信号波形；计算无平均值的电流信号波形的积分函数；而且基于所计算出的无平均值的电流信号波形的积分函数来确定转子的方位角。

尤其是，在本发明的范围内，术语“基于”的含义应与术语“根据”的含义相对应地来解释。尤其是，在本发明的范围内，术语“源于某物”的含义应与术语“由某物造成”的含义相对应地来解释。

以预先确定的电角度产生电压脉冲包括：产生电压脉冲并且将所产生的电压脉冲施加给同步电机的定子的定子绕组，使得基于此以朝着预先确定的电角度的方向的角度方向来产生定子磁场。

针对预先确定的电角度来测量的电流值应被理解为如下那个电流值，该电流值源于以该预先确定的电角度来产生的电压脉冲。

无平均值的电流信号波形应被理解为平均值为零的电流信号波形。

为了能够实现对转子的方位角的精确的确定，电压脉冲优选地被产生为使得转子由于这些电压脉冲而没有处于转动中，也就是说没有旋转。电压脉冲的与此相应地受限的可能的高度通常使信噪比变差，然而这至少通过当前所描述的方法步骤来补偿。

优选地，关于每个预先确定的角度，也预先确定相应的被提高了180°的电角度（即例如关于为7°的电角度，也预先确定了为187°的电角度）。在这种情况下，特别优选地仅仅根据在360°的二分之一内的角度（也就是说例如作为函数）来存储电流值的电流信号波形，其中关于在360°的这二分之一内的每个预先确定的电角度的值不仅根据至少一个针对该预先确定的电角度来测量的电流值而且根据至少一个针对被移动了180°的预先确定的电角度来测量的电流值被确定。换言之，针对在360°的另外二分之一内的电角度来测量的电流值可以分派或者换言之被分派给在360°的这二分之一内的电角度，其中对于电流信号波形的存储来说可以不考虑所确定的所测量的电流值最初是来自360°的这二分之一还是来自360°的另外二分之一。

360°的这二分之一的角度例如可以在0°与<180°之间，使得360°的另外二分之一从180°延伸至<360°。因此，针对例如为183°（在另外二分之一内）的预先确定的电角度来测量的电流值中的每个电流值都可以被分派给在这二分之一内的为3°的电角度，使得针对为3°的电角度的电流信号波形相对应地以不仅基于一个或多个针对3°来测量的电流值而且基于一个或多个针对183°来测量的电流值的值来产生或存储。

在本发明的范围内，术语“基于”的含义应与术语“根据”的含义相对应地来解释。

因此，根据对于每个电角度来说是否产生唯一的电压脉冲并且测量相对应的电流值或者是否产生多个电压脉冲和/或测量多个电流值，所存储的电流信号波形的每个值有利地对于在360°的这二分之一内的每个预先确定的角度来说都基于两个或更多个值，其中针对每个预先确定的角度的值尤其可以通过对所有被分派给该预先确定的角度的所测量的电流值求平均或者求和来产生，也就是说，例如对于3°来说，通过对所有在3°以及在183°测量的电流值求平均或者求和来产生。

电流信号波形尤其可以仅仅根据预先确定的电角度来存储，例如只根据间距为3°的电角度（例如0°、3°、6°、……）来存储。因此，电流信号波形可以构造为具有离散的定义集的函数。替选地，电流信号波形也可以以针对处在预先确定的电角度之间的电角度的值来产生或存储，这些处在预先确定的电角度之间的电角度可以通过插值来产生。

替选于上文所描述的值，易于理解的是：360°的这二分之一的角度也可以在例如15°与<195°之间延伸而另外二分之一可以从195°延伸至<15°，也就是说，这360°可以在任意的位置被设置成2个一样大的二分之一，其中电流信号波形只具有360°的这两个二分之一中的一个二分之一，作为定义域。

替选地，电流信号波形也可以基于针对所有预先确定的电角度来测量的电流值被存储，也就是说不需要将在一个二分之一内的电角度分派给在另外二分之一内的电角度。预先确定的电角度可以在360°内均匀分布地来布置。

还提供了一种用于确定同步电机的转子的方位角的设备，该设备包括：电压生成装置，该电压生成装置被设立用于在同步电机的转子静止时在关于同步电机的定子的、定子固定的坐标系中以预先确定的电角度或者在预先确定的电角度产生电压脉冲；测量装置，该测量装置被设立用于测量相应的、源于通过该电压生成装置产生的电压脉冲的电流值；和计算装置，该计算装置被设立为：

- 存储所测量的电流值的电流信号波形；

- 产生无平均值的电流信号波形，其方式是移动该电流信号波形和/或所测量的电流值；

- 计算无平均值的电流信号波形的积分函数；而且

- 基于所计算出的积分函数来确定转子的方位角。

在一个特别优选的实施方式中，电压生成装置被设立为使得关于每个预先确定的角度也预先确定相应的、被提高了180°的电角度。在该实施方式中，计算装置可以被设立为：仅仅根据在360°的二分之一内的角度（也就是说例如作为函数）来存储电流值的电流信号波形，其中该电流信号波形的关于在360°的这二分之一内的每个预先确定的电角度的值不仅根据至少一个针对该预先确定的电角度来测量的电流值而且根据至少一个针对被移动了180°的预先确定的电角度来测量的电流值被确定。

本发明的优点

本文中所描述的方法以及本文中所描述的设备能够实现：即使在测量电流值时的随机测量误差较大的情况下，也特别精确地确定同步电机、优选地永磁体同步电机的转子的方位角。因为通常总归需要电压生成装置、测量装置和一种计算装置来运行同步电机，所以本文中所描述的设备应付特别少的附加元件或者完全不用应付附加元件。该设备尤其可以集成到同步电机中。

尤其是通过使用积分函数，与基于导数函数的方法相比，测量误差导致在所确定的转子方位角中的低得多的误差。

本发明基于对在不同的电角度方向的电感的检测，所述不同的电角度方向不仅仅通过定子绕组的取向来预先给定，而且通过有针对性地询问在任意的角位置的电感来预先给定，其中通过至少两个定子绕组的适当的组合可以询问任意的角位置。换言之，通过将电压有针对性地施加到两个或更多个定子绕组上，可以以预先确定的电角度来产生电压脉冲。原则上，（由于定子、基于所产生的电压脉冲而引起的）外部磁场以确定的角度方向（也就是说以预先确定的电角度）被施加，而且从中得到的（相对于其滞后的）电流被检测，该电流按照u(t) = L·(di/dt)来表现。转子的取决于角度的有效磁导率通过转子的材料、尤其是通过不同磁导率的不同的材料的组合以及尤其是转子的非旋转对称的成型来得到。

有利的实施方式和扩展方案从从属权利要求中以及从参考附图的描述中得到。

按照一个优选的扩展方案，对转子的方位角的确定包括如下步骤：确定所计算出的积分函数的平均值；而且确定第一角度值，在该第一角度值，所计算出的积分函数与所计算出的积分函数的所确定的平均值相交；其中基于所确定的第一角度值来确定转子的方位角。因此，所存储的电流信号波形的极值可以简单地并且准确地被确定并且用于确定转子方位角。

按照一个特别优选的扩展方案，如下那个角度值被确定为第一角度值，在该角度值，所计算出的积分函数与所计算出的积分函数的所确定的平均值在所计算出的积分函数从低的值朝着较高值的升高期间相交。以这种方式，所存储的以及无平均值的电流信号波形的最大值可以简单地并且准确地被确定，其中该最大值表示转子在转子固定的坐标系中的D轴或D'轴。不仅D轴而且D'轴都是转子固定的；D轴指向转子的方位角的方向，D'轴相对于D轴旋转了180°地布置。

按照另一优选的扩展方案，附加地确定第二角度值，在该第二角度值，所计算出的积分函数与所计算出的积分函数的所确定的平均值在所计算出的积分函数从较高值朝着较低值的下降期间相交，其中附加地基于所确定的第二角度值来确定转子的方位角。以这种方式，无平均值的电流信号波形的最小值可以简单地并且准确地被确定并且用于确定转子方位角。

按照另一优选的扩展方案，将针对第一角度值所测量的电流值的总和和/或平均值与针对第三角度值所测量的电流值的总和和/或平均值进行比较，该第三角度值等于所确定的第一角度值加180°。从第一角度值和第二角度值中确定如下那个角度值作为转子的方位角，对于该角度值来说，所测量的电流值的总和和/或平均值更大。因此，可以以特别简单的方式来分辨180°歧义。

按照另一优选的扩展方案，对转子的方位角的确定还包括如下步骤：以所确定的第一角度值来电地产生第一电饱和脉冲；测量第一电流值，该第一电流值源于该第一电饱和脉冲；以第三角度值来电地产生第二电饱和脉冲，该第三角度值等于所确定的第一角度值加180°；测量第二电流值，该第二电流值源于该第二电饱和脉冲；如果第一电流值大于第二电流值，则确定第一角度值作为转子的方位角，而如果第二电流值大于第一电流值，则确定第三角度值作为转子的方位角。

按照另一优选的扩展方案，以预先确定的电角度中的每个电角度来产生多个电压脉冲并且测量分别源于此的电流值；而且基于所有所测量的电流值来制成电流信号波形。经此，可以改善确定转子的方位角的精度。

按照另一优选的扩展方案，所存储的电流信号波形的值分别通过所有被分派给相应的预先确定的（例如在360°的这二分之一内的）电角度的电流值的平均值或者总和来给出。

按照另一优选的扩展方案，电压脉冲具有在1伏特与10伏特之间的脉冲高度。按照另一优选的扩展方案，电压脉冲具有在1微秒与1000微秒之间的脉冲时长。无论如何，电压脉冲都被产生为使得静止的转子通过电压脉冲不被置于转动，也就是说保持静止。

按照另一优选的扩展方案，在每个所产生的电压脉冲衰减掉之后和/或在测量相应的电流值之后，在产生下一个电压脉冲之前等待预先确定的时间段。该预先确定的时间段例如可以在1微秒与500微秒之间，尤其可以为100微秒。

附图说明

随后，本发明依据在附图的示意图中呈现的实施例进一步予以阐述。其中：

图1示出了按照本发明的一个实施方式的用于确定同步电机的转子的方位角的设备的示意性框图；

图2至图4示出了用于阐述图1中的设备的工作原理的示意图；而

图5示出了用来阐述按照本发明的另一实施方式的用于确定同步电机的转子的方位角的方法的示意性流程图。

在所有附图中，只要不另作说明，相同或功能相同的要素和设备就配备有相同的附图标记。为了清楚起见而对方法步骤进行编号，而且尤其是只要不另作说明，对方法步骤的编号就应该意味着确定的时间顺序。尤其是，也可以同时执行多个方法步骤。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的一个实施方式的用于确定永磁体同步电机1的转子2的方位角的设备10的框图。设备10可以集成到永磁体同步电机1中或者永磁体同步电机1可以是设备10的一部分。替代永磁体同步电机1，设备10也可被设立来应用于任意的同步电机1。

设备10包括电压生成装置12，该电压生成装置被设计或设立用于：在同步电机1的转子2静止时、也就是说在同步电机1停止运转时，在关于同步电机1的定子3的、定子固定的坐标系中以预先确定的电角度或在预先确定的电角度分别产生至少一个电压脉冲。优选地，电压生成装置12被设计或设立为使得对于在0°与359°（包括359°）或者无论如何小于360°之间的每个电角度来说，分别产生至少一个电压脉冲。

电压生成装置12还被设计为使得所有大于或等于360°（φ ≥ 360°）的电角度都以相对应的、被减少了360°的整数倍n的在0°与<360°之间的电角度（φ - n*360°）来标识。换言之，本文中，在电角度15°与电角度375°（=15°+360°）之间不做区分。

设备10还包括测量装置14，该测量装置被设立用于测量各至少一个相应的、源于通过电压生成装置12产生的电压脉冲的电流值。也就是说，在电压脉冲期间，电流根据转子2的方位角或由永磁体同步电机1的转子2永久产生的磁场而升高。电压生成装置12优选地构造为使得始终在通过电压生成装置12产生的电压脉冲结束时测量相应的电流值。

如果需要特别快地进行工作的设备10，则可以规定：只在具有大于1°的角度间距的预先确定的电角度处产生电压脉冲并且测量源于此的电流值。例如，可以在以0°与360°之间的相同的间距的总共九十个预先确定的电角度（也就是说在0°、在4°、在8°等等）产生电压脉冲并且测量电流值。如果需要特别精确的设备10，则可以规定：电压生成装置12以1°的角度间距分别产生多个（例如两个、三个或者还包括更多个）电压脉冲，而且与此相应地，通过测量装置14来针对该预先确定的电角度分别测量多个电流值。然而，有利地，对于预先确定的角度中的每个预先确定的角度来说，产生相同数目个电压脉冲并且测量相同数目个电流值。

有利地，在产生每个电压脉冲之后，都产生沿反方向的脉冲，以便电流尽可能快速地衰减。替选地或附加地，在每个所产生的电压脉冲衰减掉之后和/或在测量相应的电流值之后，在通过电压生成装置12来产生下一个电压脉冲之前，等待预先确定的时间段，其中该下一个电压脉冲可以关于同一预先确定的电角度或在同一预先确定的电角度处产生，或者可以在其它、例如被提高了1°的电角度处产生。该预先确定的时间段例如在1微秒与500微秒之间。

电压脉冲可具有在1伏特与10伏特之间的脉冲高度。电压生成装置12可以被设立为使得产生具有在1微秒与1000微秒之间的脉冲时长的电压脉冲。在此，电压脉冲通过电压生成装置12有利地始终被产生为使得转子2通过电压脉冲不被置于转动、也就是说旋转。

设备10还包括计算装置16，该计算装置例如可以构造为微控制器、专用集成电路（ASIC）、FPGA或计算机的处理器和存储器。计算装置16被设立为：根据在360°的二分之一内、例如在从0°延伸至<180°的二分之一内的角度来产生和/或存储电流信号波形。

所有所测量的电流值的示例性的电流信号波形在图2中示意性示出，其中水平轴81示出了从0°至360°（=0°）的电角度而垂直轴82示出了电流值。

计算装置16还被设立为：将每个在360°的另外二分之一（在上述示例中从180°延伸至<360°）内的预先确定的角度测量的电流值分派给在这二分之一（从0°至<180°）内的相应的、被错开了180°的预先确定的角度。在上述示例中，相对应地，将针对电地180°测量的电流值分派给为0°的预先确定的电角度，将针对电地181°测量的电流值分派给为1°的预先确定的电角度，等等。

现在，通过计算装置16，为了存储电流信号波形，基于所有被分派给在这二分之一（从0°至<180°）内的预先确定的电角度的电流值，计算电流信号波形的针对该预先确定的电角度的相应的值，例如通过使所有被分派的电流值相加或者通过求平均值来计算电流信号波形的针对该预先确定的电角度的相应的值。该步骤的结果在图3中示意性示出。

从0°至<360°的跨所测量的电流值的电流信号波形可以在真实的电机的情况下例如通过如下行

a + b*cos(φ) + c*cos(2φ) + d*cos(3φ) + e*cos(4φ) + ...

来呈现，其中φ表示电角度而a、b、c、d和e都是系数，而且其中a和c通常比所有其它系数大得多。

通过将分别相隔180°的角度的电流值相加（该相加也在求平均值时被执行），如cos(φ)、cos(3φ)等等的“奇数部分”消项，因为对于所有奇数n来说，cos(n*(φ +180°))= - cos (n*φ)，等等。在该步骤之后，在360°的角度的这二分之一（例如从0°至<180°）内存在能在图3中明显看出的最大值，该最大值对应于在关于定子的坐标系中的D轴或D'轴。

此外，通过计算装置16来产生无平均值的电流信号波形，该无平均值的电流信号波形的平均值为零。为此，所存储的电流信号波形的平均值可以被确定，而且所存储的电流信号波形可以通过从所存储的电流信号波形的所有值中减去所计算出的平均值被移动，以便获得无平均值的电流信号波形。计算装置16还被设立为：计算无平均值的电流信号波形的积分函数。在图4中，示例性地绘出了表示积分函数的曲线83。

计算装置16还被设立为：基于所计算出的积分函数83来确定转子2的方位角。优选地，这通过确定所计算出的积分函数83的平均值（在图4中的直线84）来实现。

此外，根据该优选的变型方案，通过计算装置16来确定第一角度值85，在该第一角度值，所计算出的积分函数83从下向上与所计算出的积分函数83的所确定的平均值84相交。优选地，基于所确定的第一角度值85，通过计算装置16来确定转子2的方位角。

换言之，如下那个角度值被确定为第一角度值85，在该角度值，所计算出的积分函数83与所计算出的积分函数83的所确定的平均值84在所计算出的积分函数83从低的值朝着较高值的升高期间相交。换言之，如下那个角度值是第一角度值85，在图4中示出的图形图示中，在该角度值，积分函数83从下方与平均值84相交。

通常，函数的最大值通过数学导数以及确定导数的零点来确定。该做法可能有如下缺点：在实践中对于电流来说常常存在的有噪声的测量值的情况下，离散的导数不会提供清楚的零点。

本文中所描述的设备10的一大优点在于：对应于D轴或D'轴的该最大值不是通过导数来确定，而是借助于积分函数来确定。因此，这是可能的，因为所存储的电流信号波形是周期性的而且因为该积分函数与该积分函数的平均值的交点处在与电流信号波形的导数的零点相同的角度。余弦函数的导数是正弦函数，余弦函数的积分同样是正弦函数。设备10的计算装置16充分利用了该特性。对所检测到的电流值进行积分特别有利，因为在积分之后的测量误差小得多或者甚至变为零，而测量误差由于离散的导数而会明显被放大。

在确定第一角度值85之后，还存在上文已经阐述的歧义，因为转子2的实际的方位角现在要么可能对应于电的第一角度值85（φ）要么可能对应于被提高了180°的第一角度值85（也就是说φ+180°）。

为了分辨该歧义，优选地采取如下做法：不仅以（或者针对）所确定的电的第一角度值85（φ）而且在（或针对）被提高了180°的第一角度值85（也就是说φ+180°）分别产生电饱和脉冲，该电饱和脉冲例如可以为50伏特或者更多，也就是说分别通过电压生成装置12来产生电饱和脉冲。如在上文有关其它电压脉冲所描述的那样，可以在饱和脉冲结束时分别通过测量装置14来测量电流值。计算装置16可以被设立为：将两个源于饱和脉冲的所测量的电流值进行比较并且确定源于该饱和脉冲的电流值更高的那个角度值作为转子2的方位角。

计算装置16还可以被设立为：除了电流信号波形的最大值之外、也就是说除了第一角度值85之外，也确定第二角度值86，该第二角度值对应于电流信号波形的最小值。计算装置16可以被设立为：确定如下那个角度值作为第二角度值86，在该角度值，所计算出的积分函数83与所计算出的积分函数83的所确定的平均值84在所计算出的积分函数83从较高值朝着较低值的下降期间相交，也就是说，在该角度值，所计算出的积分函数83从上方与图4中的所确定的平均值84相交。

有利地，附加地基于所确定的第二角度值86（φ2）来确定转子2的方位角。即在图3中的所存储的电流信号波形的最小值相对于最大值被移动了90°。因此，可以确定第三角度值φ3，该第三角度值等于被提高了90°的第二角度值86（也就是说φ3 = φ2+90°），而转子2的方位角可以被确定为第一角度值85与第三角度值的平均值。替选地，可以省去对第二角度值86的确定，而且可以通过计算装置16简单地确定第一角度值85作为转子2的方位角。

替选地，为了分辨歧义，设备10也可以构造为使得计算装置16将最初在第一角度值85处测量的电流值的平均值或总和的数值与在被提高了180°的第一角度值85处测量的电流值的平均值或总和的数值进行比较，而且接着确定在该比较中电流值的平均值更高或者电流值的总和更高的角度，作为转子2的方位角。

图5示出了用来阐述按照本发明的另一实施方式的用于确定同步电机1的转子2的方位角的方法的示意性流程图。按照图5的方法尤其能利用上文所描述的设备10来执行而且能按照所有关于设备10所描述的修改方案、变型方案和扩展方案来适配，而且反之亦然。

在步骤S10中，在同步电机1的转子2静止时、也就是说在同步电机1停止运转时，在关于同步电机1的定子3的定子固定的坐标系中以预先确定的电角度或在预先确定的电角度产生各至少一个电压脉冲。在此，优选地，关于每个预先确定的角度也预先确定相应的、被提高了180°的电角度。步骤S10尤其可以通过设备10的电压生成装置12来执行，如在上文所描述的那样。

在步骤S20中，测量各至少一个相应的、源于所产生的电压脉冲的电流值。步骤S20尤其可以通过设备10的测量装置14来执行，如在上文所描述的那样。

在步骤S30中，存储所测量的电流值的电流信号波形，例如像在上文关于计算装置16所描述的那样。优选地，电流信号波形仅仅根据在360°的二分之一内的角度来制成。在此，关于在360°的这二分之一内的每个预先确定的角度的值不仅根据至少一个针对该预先确定的角度来测量的电流值而且根据至少一个在被提高了180°的预先确定的角度处测量的电流值被确定。

在步骤S40中，产生无平均值的电流信号波形，该无平均值的电流信号波形的平均值为零，例如其方式是使所存储的电流信号波形相对应地向上或向下移动。替选于此，也可以在存储电流信号波形之前相对应地移动该电流信号波形所基于的电流值，也就是说使这些电流值减少了这些电流值的平均值。

在步骤S50中，计算无平均值的电流信号波形的积分函数83。在步骤S60中，基于所计算出的积分函数83来确定转子2的方位角。步骤S30、S40、S50和S60尤其可以通过设备10的计算装置16来执行，如在上文所描述的那样。

尽管本发明已经在上文依据优选的实施例予以描述，但是本发明并不限于此，而是能以各种各样的方式和方法来修改。尤其是，本发明能够以多种多样的方式来改变或修改，而不偏离本发明的核心。

Claims (12)

1.一种用于确定同步电机（1）的转子（2）的方位角的方法，所述方法具有如下步骤：

在所述同步电机（1）的转子（2）静止时，在关于所述同步电机（1）的定子（3）的定子固定的坐标系中以预先确定的电角度产生（S10）各至少一个电压脉冲；

测量（S20）各至少一个相应的、源于所产生的电压脉冲的电流值；

存储（S30）所测量的电流值的电流信号波形；

通过移动所存储的电流信号波形或所测量的电流值来产生（S40）无平均值的电流信号波形；

计算（S50）所述无平均值的电流信号波形的积分函数（83）；而且

基于所计算出的积分函数（83）来确定（S60）所述转子（2）的方位角。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中关于每个预先确定的角度也预先确定相应的被提高了180°的电角度；而且

其中仅仅根据在360°的二分之一内的角度来存储所测量的电流值的电流信号波形，其中关于在360°的这二分之一内的每个预先确定的电角度的值不仅根据至少一个针对所述预先确定的电角度来测量的电流值而且根据至少一个针对被移动了180°的预先确定的电角度来测量的电流值被确定。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，

其中对所述转子（2）的方位角的确定（S60）包括如下步骤：

确定所计算出的积分函数（83）的平均值（84）；而且

确定第一角度值（85），在所述第一角度值，所计算出的积分函数（83）与所计算出的积分函数（83）的所确定的平均值（84）相交；

其中基于所确定的第一角度值（85）来确定（S60）所述转子（2）的方位角。

4.根据权利要求3所述的方法，

其中如下那个角度值被确定为所述第一角度值（85），在所述角度值，所计算出的积分函数（83）与所计算出的积分函数（83）的所确定的平均值（84）在所计算出的积分函数（83）从低的值朝着较高值的升高期间相交。

5.根据权利要求4所述的方法，

其中附加地确定第二角度值，在所述第二角度值，所计算出的积分函数（83）与所计算出的积分函数（83）的所确定的平均值（84）在所计算出的积分函数（83）从较高值朝着较低值的下降期间相交；而且

其中附加地基于所确定的第二角度值（86）来确定（S60）所述转子（2）的方位角。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，

其中将在所述第一角度值（85）处测量的电流值的总和和/或平均值与在第三角度值处测量的电流值的总和和/或平均值进行比较，所述第三角度值等于所确定的第一角度值（85）加180°，而且其中从所述第一角度值（85）和所述第二角度值中确定如下那个角度值作为所述转子（2）的方位角，对于所述角度值来说，所测量的电流值的总和和/或平均值更大。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，

其中对所述转子（2）的方位角的确定（S60）还包括如下步骤：

以所确定的第一角度值（85）来电地产生第一电饱和脉冲；

测量第一电流值，所述第一电流值源于所述第一电饱和脉冲；

以第三角度值来电地产生第二电饱和脉冲，所述第三角度值等于所确定的第一角度值（85）加180°；

测量第二电流值，所述第二电流值源于所述第二电饱和脉冲；

如果所述第一电流值大于所述第二电流值，则确定所述第一角度值作为所述转子（2）的方位角，而如果所述第二电流值大于所述第一电流值，则确定所述第三角度值作为所述转子（2）的方位角。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，

其中以预先确定的电角度中的每个电角度来产生多个电压脉冲并且测量分别源于此的电流值；而且其中基于所有所测量的电流值来存储所述电流信号波形。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，

其中所存储的电流信号波形的电流值分别通过所有针对相应的预先确定的电角度确定的电流值的平均值或者总和来给出。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，

其中在产生每个电压脉冲之后都产生沿反方向的脉冲，

和/或在每个所产生的电压脉冲衰减掉之后和/或在测量（S20）相应的电流值之后，在产生下一个电压脉冲之前等待预先确定的时间段；

其中所述预先确定的时间段在1微秒与500微秒之间。

11.一种用于确定同步电机（1）的转子（2）的方位角的设备（10），所述设备具有：

电压生成装置（12），所述电压生成装置被设立用于在所述同步电机（1）的转子（2）静止时在关于所述同步电机（1）的定子（3）的、定子固定的坐标系中在预先确定的电角度分别产生（S10）至少一个电压脉冲；

测量装置（14），所述测量装置被设立用于测量（S20）各至少一个相应的、源于通过所述电压生成装置（12）产生的电压脉冲的电流值；和

计算装置（16），所述计算装置被设立为：

- 存储所测量的电流值的电流信号波形；

- 产生无平均值的电流信号波形，其方式是移动所述电流信号波形和/或所测量的电流值；

- 计算所述无平均值的电流信号波形的积分函数（83）；而且

- 基于所计算出的积分函数（83）来确定所述转子（2）的方位角。

12.根据权利要求11所述的设备（10），

其中所述电压生成装置（12）被设立为使得关于每个预先确定的角度也预先确定相应的、被提高了180°的电角度；而且

其中所述计算装置（16）被设立为：仅仅根据在360°的二分之一内的角度来存储所述电流值的电流信号波形，其中关于在360°的这二分之一内的每个预先确定的电角度的值不仅根据至少一个针对所述预先确定的电角度来测量的电流值而且根据至少一个针对被移动了180°的预先确定的电角度来测量的电流值被确定。

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