DE102019117818A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer Überlastung eines bürstenlosen Gleichstrommotors - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer Überlastung eines bürstenlosen Gleichstrommotors Download PDF

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Abstract

Eine BLDC-Motorüberlasterfassungsvorrichtung ist bereitgestellt. Die BLDC-Motorüberlasterfassungsvorrichtung weist auf: eine Messeinrichtung (110) zum Messen eines elektrischen Winkels des BLDC-Motors, eine Ermittlungseinrichtung (130) zum Ermitteln, ob ein Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel, welcher durch die Messeinrichtung gemessen wird, und einem mechanischen Winkel des BLDC-Motors, welcher durch einen Strom abgeschätzt wird, der dem BLDC-Motor zugeführt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, und eine Betriebssteuereinrichtung (150) zum Steuern des Betriebs des BLDC-Motors demgemäß, ob der BLDC-Motor stockt, was durch die Ermittlungseinrichtung ermittelt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung/Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer Überlastung eines bürstenlosen Gleichstrommotors (engl. „brushless direct current“; im Weiteren auch kurz BLDC) zum Messen eines Unterschieds zwischen einem mechanischen Winkel und einem elektrischen Winkel des BLDC-Motors, um zu ermitteln, ob der BLDC-Motor stockt.
  • Hintergrund
  • Ein bürstenloser Gleichstrommotor wird erzielt durch Entfernen einer Bürste, welche als Kommutator wirkt, von einem gewöhnlichen Gleichstrommotor während die Eigenschaften des DC-Motors beibehalten werden. Der BLDC-Motor ist eingerichtet, um einen Stator, der drei Phasenwicklungen (U-Phase-Wicklung, V-Phase-Wicklung und W-Phase-Wicklung) aufweist, und einen Rotor aufzuweisen, welcher einen Permanentmagnet aufweist.
  • Der BLDC-Motor ist eingerichtet, um es einem Strom zu erlauben, in einer jeden Phase bzw. Wicklung der Spule an einer Statorseite eines Dreiphasen-BLDC-Motors zu fließen und um ein magnetisches Feld in einer Spule (z.B. Wicklung) durch den Strom zu erzeugen, um den Rotor (z.B. Permanentmagnet) zu drehen. In diesem Fall schaltet der BLDC-Motor nacheinander Schaltvorrichtungen beim Erfassen der Intensität eines Magnetfelds des Rotors an und aus und schaltet die Richtung des Stroms, welcher in einer jeden Phase (bspw. Wicklung) der Spule fließt, abhängig von der erfassten Intensität des Magnetfelds, um den Rotor in einer Richtung kontinuierlich zu drehen. Im Allgemeinen, um die Position des Rotors zu messen, werden ein Verfahren unter Verwendung einer Motorposition-Erfassungssensorvorrichtung (Hallsensor, Encoder, etc.), ein sensorloses Verfahren unter Verwendung einer gegenelektromotorischen Kraft (engl. „back electro motive force“; im Weiteren auch kurz BEMF), oder ein sensorloses Verfahren unter Verwendung einer Vektorsteuerung verwendet.
  • Wenn jedoch eine Positionserfassungssensorvorrichtung verwendet wird, sind die Kosten für eine Vorrichtung zum Erfassen einer Überlastung des BLDC-Motors gesteigert. Darüber hinaus, beim sensorlosen Verfahren unter Verwendung der Vektorkontrolle, sogar, falls der BLDC-Motor stockt, fließt ein Strom in dem BLDC-Motor kontinuierlich und ist es deshalb schwierig, genau das Stocken des BLDC-Motors zu erfassen.
  • Kurzerläuterung
  • In einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung/Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer Überlastung eines BLDC-Motors zum Ermitteln unter Verwendung eines Regulationswinkels ohne einen separaten Rotorpositionserfassungssensor bereit, ob der BLDC-Motor stockt bzw. stoppt bzw. eine ungewünschte (z.B. nicht-gesteuerte) Drehzahlverringerung erfährt (im Weiteren kurz: stockt).
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist eine Vorrichtung zum Erfassen einer Überlastung eines BLDC-Motors auf: Eine Messeinrichtung zum Erfassen eines elektrischen Winkels (bspw. einer Phase des zugeführten Stroms) des BLDC-Motors, eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln, ob ein Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel, welcher durch die Messeinrichtung gemessen wird, und einem mechanischen Winkel des BLDC-Motors, welcher durch den Strom abgeschätzt wird, der dem BLDC-Motor zugeführt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, und eine Betriebssteuereinrichtung zum Steuern des Betriebs des BLDC-Motors demgemäß, ob der BLDC-Motor stockt, was durch die Ermittlungseinrichtung ermittelt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Ermittlungseinrichtung beispielsweise ermitteln, dass ein Fehler im BLDC-Motor auftritt, wenn der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Ermittlungseinrichtung beispielsweise ermitteln, dass der BLDC-Motor stockt, wenn ein Wert, der erhalten wird durch Addieren der Anzahl der Male, bei welchen ein Fehler auftritt, zu einem Ausgangswert bzw. Initialisierungswert (im Weiteren kurz: Ausgangswert), größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, wenn ein Fehler im BLDC-Motor auftritt, kann die Ermittlungseinrichtung beispielsweise die Anzahl der Male zählen, bei welchen ein Fehler auftritt, und, wenn ein Wert, welcher erhalten wird durch Addieren der Anzahl der Male, bei welchen ein Fehler auftritt, zu einem Ausgangswert, gleich oder geringer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, kann die Ermittlungseinrichtung wiederholt ermitteln, ob der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Ermittlungseinrichtung beispielsweise die Anzahl der Male, bei welchen ein Fehler auftritt und welche zu einer vorbestimmten Anzahl korrespondiert, von dem Ausgangswert abziehen, wenn der Fehler im BLDC-Motor nicht auftritt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, wenn die Ermittlungseinrichtung ermittelt, dass der BLDC-Motor stockt, kann die Betriebssteuereinrichtung beispielsweise einen Geschwindigkeitswert des BLDC-Motors auf 0 steuern.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der vorbestimmte Bereich beispielsweise basierend auf 90° eingestellt bzw. festgelegt sein, wobei, wenn sich der BLDC-Motor in einem Normalzustand befindet, der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel bei 90° beibehalten werden kann, und, wenn sich der BLDC-Motor in einem Stock-Zustand (bspw. das Stocken kontinuierlich auftritt) befindet, kann sich der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs befinden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung/Erfindung ein Verfahren zum Erfassen einer Überlastung eines BLDC-Motors bereit, wobei das Verfahren aufweist: Ableiten eines mechanischen Winkels des BLDC-Motors aus einem Stromwert, der dem BLDC-Motor zugeführt wird, Messen eines elektrischen Winkels des BLDC-Motors, Ermitteln, ob ein Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, Zählen der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, bei dem der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, und Ermitteln, ob der BLDC-Motor stockt, basierend auf der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Ermitteln, ob der BLDC-Motor basierend auf der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, stockt, ein Ermitteln aufweisen, dass der BLDC-Motor stockt, wenn die Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann beispielsweise das Ermitteln, ob der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, ein Ermitteln, dass sich der BLDC-Motor in einem Normalzustand befindet, wenn der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, und ein Ermitteln aufweisen, dass sich der BLDC-Motor in einem Stock-Zustand befindet, wenn der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Zählen der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, bei dem der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, beispielsweise ein Subtrahieren der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt und welche zu einer vorbestimmten Anzahl (z.B. 1) korrespondiert, von einem vorhergehenden Fehlerwert, wenn sich der BLDC-Motor in dem Normalzustand befindet, und ein Addieren der Anzahl von Malen aufweisen, bei welchen ein Fehler auftritt und welche zu einer vorbestimmten Anzahl (z.B. 1) korrespondiert, zum vorhergehenden Fehlerwert, wenn sich der BLDC-Motor im Stock-Zustand befindet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Ermitteln, ob der BLDC-Motor stockt, basierend auf der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, ein Ermitteln aufweisen, ob ein gegenwärtiger Fehlerwert, welcher erhalten wird durch Addieren oder Subtrahieren der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt und welche zu einer vorbestimmten Anzahl korrespondiert, zum oder vom vorhergehenden Fehlerwert, gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren weiter ein wiederholtes Messen aufweisen, ob der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wenn der gegenwärtige Fehlerwert gleich oder geringer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren weiter ein Steuern einer Geschwindigkeit des BLDC-Motors auf 0 beim Ermitteln aufweisen, dass der BLDC-Motor stockt, basierend auf der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt.
  • Figurenliste
  • Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Offenbarung/Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, welche in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, die nachfolgend nur zum Zweck der Darstellung angegeben sind und deshalb die vorliegende Offenbarung/Erfindung nicht beschränken, wobei:
    • 1 ein Diagramm ist, welches ein sensorloses Vektorsteuersystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt,
    • 2 ein Blockdiagramm einer BLDC-MotorÜberlasterfassungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist,
    • 3 ein Diagramm zum Erläutern eines Regulationswinkels eines BLDC-Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist,
    • 4 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines BLDC-Motor-Überlasterfassungsverfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist, und
    • 5 ein Diagramm ist, welches eine Wellenform zeigt, von der ausgehend ein Stocken eines BLDC-Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung erfasst wird.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Auf die angehängten Zeichnungen zum Darstellen beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung wird Bezug genommen, um ein ausreichendes Verständnis der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, den Vorteilen und den Lösungen zu erlangen, welche durch die Umsetzung der vorliegenden Offenbarung/Erfindung erlernt werden. Die Offenbarung/Erfindung kann jedoch in zahlreichen unterschiedlichen Arten umgesetzt sein und sollte nicht als durch die Ausführungsformen hierin beschränkt angesehen werden. Stattdessen sind diese Ausführungsformen bereitgestellt, sodass die Offenbarung/Erfindung vollständig und gründlich ist und dem Fachmann das Konzept der vorliegenden Offenbarung/Erfindung vollständig vermittelt. Die hierin verwendete Terminologie dient dem Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Offenbarung/Erfindung zu beschränken. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
  • Weiter bezeichnen die Begriffe, wie beispielsweise in den Zeichnungen und in der Beschreibung, Einheiten zum Ausführen von zumindest einer Funktion oder eines Vorgangs, welche durch Hardware, Software oder Kombinationen daraus umgesetzt sein können.
  • Darüber hinaus dienen Begriffe wie beispielsweise „erst...“ und „zweit...“, um Komponenten der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zu beschreiben lediglich dem Zweck des Unterscheidens einer Komponente von der anderen, und die vorliegende Offenbarung/Erfindung ist nicht auf die Reihenfolge der Beschreibung beschränkt.
  • Die detaillierte Beschreibung der vorliegende Offenbarung/Erfindung dienen dem Zweck des Erläuterns der vorliegenden Offenbarung/Erfindung. Darüber hinaus ist die detaillierte Beschreibung der vorliegenden Offenbarung/Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung beschrieben, und die vorliegende Offenbarung/Erfindung kann in zahlreichen anderen Kombinationen, Modifikationen und Umgebungen verwendet werden. Das heißt, die vorliegende Offenbarung/Erfindung kann innerhalb des Umfangs des Konzepts der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, dem Äquivalenzumfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung und/oder dem Umfang der Technik oder des Wissens des Fachmanns, welche oder welchen die vorliegende Offenbarung/Erfindung betrifft, modifiziert oder geändert werden. Die vorliegende Offenbarung/Erfindung dient dem Zweck des Beschreibens eines optimalen Zustands zum Ausführen der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung/Erfindung und kann in zahlreichen erforderlichen Arten modifiziert werden, welche in detaillierten Anwendungsgebieten und Verwendungen erforderlich sind. Dementsprechend ist die detaillierte Beschreibung der vorliegenden Offenbarung/Erfindung nicht dazu gedacht, die Offenbarung/Erfindung zu beschränken. Darüber hinaus sollte es klar sein, dass die angehängten Ansprüche weitere beispielhafte Ausführungsformen einschließen.
  • Die 1 ist ein Diagramm, welches ein sensorloses Vektorsteuersystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 kann ein sensorloses Vektorsteuersystem 1 aufweisen: einen Mikrocontroller (MCU) 100, eine Um- bzw. Wechselrichtereinheit (bspw. Gleichstrom zu Wechselstrom Umrichteinheit; im Weiteren kurz Wechselrichtereinheit) 180 und einen BLDC-Motor 200. Das sensorlose Vektorsteuersystem kann verwendet werden, um ohne einen Rotorpositionserfassungssensor, wie beispielsweise einen Hallsensor, zu erfassen, ob der BLDC-Motor 200 stockt. Ein „Vektorsteuern“ bezieht sich auf ein Verfahren des Steuerns einer Geschwindigkeit (z.B. Drehzahl) und eines Drehmoments mittels Stromsteuerns unter Verwendung eines Verfahrens des Aufteilens von Strom, welcher einem Stator zugeführt wird, in einen Drehmomentverteilstrom iq (bspw. ein dem Motor aus dem Dreiphasenstrom zum Steuern/Erzielen des Drehmoments zugeführter Strom) und einen Magnetflussverteilstroms id , (bspw. ein dem Motor aus dem Dreiphasenstrom zum Steuern/Erzielen des Magnetflusses zugeführter Strom) und ein Steuern des Stroms bzw. der Ströme. Da das sensorlose Vektorsteuersystem 1 keinen Geschwindigkeitssteuerungserfassungssensor aufweist, ist das sensorlose Vektorsteuersystem 1 nicht in der Lage, eine tatsächliche Geschwindigkeit (bspw. Drehzahl) des BLDC-Motors 200 als eine Rückführgröße zu messen bzw. empfangen, und deshalb kann ein Wert, welcher die tatsächliche Geschwindigkeit annähert, durch einen Berechnungsvorgang des Abschätzens der Geschwindigkeit mittels eines Phasenstroms des BLDC-Motors 200 abgeschätzt werden und kann zum Steuern der Geschwindigkeit und des Drehmoments kompensiert werden.
  • Der MCU 100 kann den Strom steuern, welcher dem BLDC-Motor 200 zugeführt wird, um die Geschwindigkeit und das Drehmoment des BLDC-Motors 200 direkt zu steuern.
  • Eine Geschwindigkeitssteuereinheit 10 kann den Wert des Drehmomentverteilstroms iq* steuern. Beim Vektorsteuern kann der Magnetflussverteilstroms id* konstant gesteuert werden, und deshalb kann die Geschwindigkeitssteuereinheit 10 nur den Drehmomentverteilstrom iq* steuern.
  • Um einen Winkel eines Stators (bspw. elektrischer Winkel) und eine Position eines Rotors abzuschätzen, kann eine gegenelektromotorische Kraft des BLDC-Motors 200 verwendet werden und kann durch eine erste Vektorberechnungseinheit 20 berechnet werden. Die erste Vektorberechnungseinheit 20 kann einen magnetischen Flusswinkel (bspw. Winkel bezogen auf den Stator, bei welchem sich das Maximum des Magnetflusses befindet) durch den Strom abschätzen, der dem BLDC-Motor 200 ausgehend von der Wechselrichtereinheit 180 zugeführt wird. Darüber hinaus kann die erste Vektorberechnungseinheit 20 den gegenwärtigen Strom messen, der dem BLDC-Motor 200 zugeführt wird, um den mechanischen Winkel des BLDC-Motors 200 abzuschätzen. Das Abschätzen des mechanischen Winkels bezeichnet ein Abschätzen einer Rotorposition. Eine Information des magnetischen Flusswinkels und des elektrischen Winkels, welche durch die erste Vektorberechnungseinheit 20 abgeschätzt werden, kann an eine Drehmomentverteilung-Stromsteuereinheit 30a und an eine Magnetfluss-Stromsteuereinheit 30b übertragen werden.
  • Eine dritte Vektorberechnungseinheit 60 kann zwei Ströme aus Dreiphasenströmen auswählen, die von der Wechselrichtereinheit 180 ausgegeben werden, um koordinatentransformierte Ströme Iα und Iβ zu erzeugen. Ein αβ-Koordinatensystem ist ein zweidimensionales, festliegendes Koordinatensystem, welches feste Achsen α und β als Achsen verwendet. Die α-Achse und die β-Achse sind zueinander orthogonal, und die β-Achse ist 90° vor der α-Achse. Die α-Achse ist eine Achse, die zu einer Achse (U-Achse) passt, die zu einer U-Phasen-Windung korrespondiert. Die dritte Vektorberechnungseinheit 60 kann eine Vektoroperation (bspw. Berechnung) an den koordinatentransformierten Strömen Iα und Iβ ausführen, um einen erfassten Stromwert (iq , id ) unter Verwendung wie beispielsweise eines Dreiphasenwechselstroms, welcher dem BLDC-Motor 200 zugeführt wird, und eines abgeschätzten Magnetflusswinkels zu erzeugen. Ein dq-Koordinatensystem ist ein zweidimensionales Rotationskoordinatensystem basierend auf den Rotationsachsen bzw. die rotierenden Achsen d und q. In einem Rotationsachsensystem, welches mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Rotationsgeschwindigkeit des Magnetflusses rotiert, der durch einen Permanentmagnet des BLDC-Motors 200 geformt wird, ist eine Achse, welche auf einer Richtung des durch den Permanentmagnet geformten Magnetflusses basiert, die d-Achse, und ist eine Achse, welche der d-Achse mit einer Phase von 90° vorausgeht, die q-Achse.
  • Die Drehmomentverteilung-Stromsteuereinheit 30a kann einen neuen Drehmomentverteilstrom ausgeben, welcher erhalten wird durch Subtrahieren des erfassten Stromwerts iq , der durch die dritte Vektorberechnungseinheit 60 berechnet wird, von dem Drehmomentverteilstrom iq*. Die Magnetfluss-Stromsteuereinheit 30b kann einen neuen Magnetflussverteilstrom ausgeben, welcher erhalten wird durch Subtrahieren des erfassten Stromwert id , der durch die dritte Vektorberechnungseinheit 60 berechnet wird, vom Magnetflussverteilstrom id*.
  • Eine zweite Vektorberechnungseinheit 40 kann eine Spannung von bzw. auf der d-Achse und eine Spannung von bzw. auf der q-Achse basierend auf dem neuen Drehmomentverteilstrom und dem neuen Magnetflussverteilstrom, welche von der Drehmomentverteilung-Stromsteuereinheit 30a und von der Magnetfluss-Stromsteuereinheit 30b übertragen werden, und einem abgeschätzten Geschwindigkeitswert usw. ableiten, welcher von der ersten Vektorberechnungseinheit 20 abgeleitet wird. Die zweite Vektorberechnungseinheit 40 kann eine Dreiphasenwechselspannung basierend auf der Spannung der d-Achse, der Spannung der q-Achse und dem abgeschätzten Magnetflusswinkel ausgeben.
  • Eine Pulsweitenmodulationseinheit (PWM-Einheit) 50 kann eine Raumvektor-Pulsweitenmodulation (SVPWM) basierend auf der Dreiphasenwechselspannung ausführen, welche durch die zweite Vektorberechnungseinheit 40 übertragen wird, um ein Ansteuersignal für eine An-/AusSteuerung von Schaltvorrichtungen (nicht gezeigt) der Wechselrichtereinheit 180 auszugeben.
  • Die Wechselrichtereinheit 180 kann eine DC-Spannung, welche von einer DC-Energiequelle (nicht gezeigt) zugeführt wird, in eine Dreiphasenwechselspannung umwandeln und kann die Dreiphasenwechselspannung für den BLDC-Motor 200 verwenden. Beispielsweise kann die DC-Energiequelle (nicht gezeigt) eine 12V oder eine 24V Batterie eines Automobils sein. Die Dreiphasenwechselspannung, welche dem BLDC-Motor 200 durch die Wechselrichtereinheit 180 zugeführt wird, kann eine U-Phasen-, eine V-Phasen- und eine W-Phasenspannung enthalten, welche Spannungen angeben, die bei einer U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Windung verwendet werden.
  • Der BLDC-Motor 200 kann einen Rotor und einen Stator aufweisen. Der Rotor kann einen Permanentmagnet aufweisen, und der Stator kann eine Windung bzw. Spule aufweisen (Elektromagnet). Der BLDC-Motor 200 kann den Rotor mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit gemäß der Dreiphasenspannung rotieren, die von der Wechselrichtereinheit 180 übertragen wird. Die Winkelgeschwindigkeit ω des Rotors kann z.B. durch einen Encoder (bspw. Drehwinkelgeber; nicht gezeigt) gemessen werden (bspw. der Rotationswinkel des Rotors), der mit dem Rotor verbunden ist, und kann an die erste Vektorberechnungseinheit 20 übertragen werden.
  • Die 2 ist ein Blockdiagramm einer BLDC-Motorüberlasterfassungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung. Die 3 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Regulationswinkels eines BLDC-Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 kann eine BLDC-Motorüberlasterfassungsvorrichtung 2 den MCU 100, der eine Messeinheit 110, eine Ermittlungseinheit 130 und eine Betriebssteuereinheit 150 aufweist, und den BLDC-Motor 200 aufweisen, welcher durch den MCU 100 gesteuert wird. In diesem Fall sind die Messeinheit 110, die Ermittlungseinheit 130 und die Betriebssteuereinheit150 definiert, um gemäß den Funktionen der MCU 100 abgegrenzt bzw. separat zu sein. Die BLDC-Motorüberlasterfassungsvorrichtung 2 kann bei zahlreichen Motoren verwendet werden, wie beispielsweise Ultrahochgeschwindigkeitsmotoren für einen elektrischen Turbolader eines Automobils, einen elektrischen Kompressor, einen Turbinengenerator und eine elektrische Wasserpumpe.
  • Die Messeinheit 110 kann einen elektrischen Winkel des BLDC-Motors 200 messen. Der elektrische Winkel kann mittels eines Größen- und Phasenvergleichs des Dreiphasenstroms abgeleitet werden, welcher dem BLDC-Motor 200 zugeführt wird. Beispielsweise kann die Messeinheit 110 eine Art von Strom-/Spannungsdetektor sein. Der elektrische Winkel kann bei 90° mit Bezug auf einen mechanischen Winkel beibehalten bzw. festgelegt werden, um ein maximales Drehmoment des BLDC-Motors 200 gewöhnlich bereitzustellen. Jedoch muss der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel mit Bezug auf den mechanischen Winkel nicht 90° sein, wenn der BLDC-Motor 200 stockt (bspw. kann ein anderer Winkel als 90° für das Stocken des BLDC-Motors festgelegt werden). Der mechanische Winkel kann ein Winkel sein, mit welchem ein Strom, der dem BLDC-Motor 200 zugeführt wird, gemessen wird, um eine Position des Rotors abzuschätzen. Um das Maximaldrehmoment des BLDC-Motors 200 beizubehalten, kann der elektrische Winkel eine Phase (bspw. Phasenversatz) haben, welche dem mechanischen Winkel mit 90° vorweg läuft. Solch ein Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel kann als ein Regulationswinkel definiert sein.
  • Die Ermittlungseinheit 130 kann ermitteln, ob der Unterschied (Regulationswinkel) zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Der vorbestimmte Bereich kann sich auf eine obere und eine untere Grenze beziehen, welche basierend auf einem Regulationswinkel zum Beibehalten eines maximalen Drehmoments des BLDC-Motors 200 festgelegt sind. Das heißt, der vorbestimmte Bereich kann eine obere und eine untere Grenze bezeichnen, welche basierend auf 90° festgelegt sind. Der vorbestimmte Bereich kann ein Wert sein, welcher von einem Entwickler festgelegt bzw. geändert wird. Wenn der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, kann die Ermittlungseinheit 130 ermitteln, dass ein Fehler im BLDC-Motor 200 auftritt. Jedoch kann bzw. muss die Ermittlungseinheit 130 nicht ermitteln, dass der BLDC-Motor 200 stockt, falls ein einzelner Fehler im BLDC-Motor 200 auftritt. Hier kann sich das Stocken des BLDC Motors 200 auf das Aufbringen einer exzessiven Last auf dem BLDC-Motor 200 beziehen, und kann beispielsweise den Fall angeben, in welchem der BLDC Motor 200 das Maximaldrehmoment aufgrund eines Fehlers nicht ausgibt.
  • Beispielsweise kann die Messeinheit 110 wiederholt einen elektrischen Winkel des BLDC-Motors 200 messen, und, wenn ein Wert, welcher erhalten wird durch Addieren eines Ausgangswert zu der Anzahl der Male, bei welchen ein Fehler auftritt, größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, kann die Ermittlungseinheit 130 ermitteln, dass der BLDC-Motor 200 stockt. Der Ausgangswert kann einen Wert von Fällen bezeichnen, in welchen ein Fehler sogar nicht ein einziges Mal auftritt. Beispielsweise kann der Ausgangswert 0 sein.
  • Wenn beispielsweise die Anzahl der Male, bei welchen ein Fehler im BLDC-Motor 200 auftritt, gezählt wird, und ein Wert, welcher erhalten wird durch Addieren eines Ausgangswert zur Anzahl der Male, wenn ein Fehler auftritt, gleich oder geringer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, kann die Messeinheit 110 wiederholt den elektrischen Winkel messen. Dementsprechend kann die Ermittlungseinheit 130 den Unterschied zwischen einem elektrischen Winkel und einem mechanischen Winkel wiederholt ermitteln, um zu ermitteln, ob der BLDC-Motor 200 stockt.
  • Die Betriebssteuereinheit 150 kann den Betrieb des BLDC-Motors 200 steuern. Wenn die Ermittlungseinheit 130 ermittelt, dass der BLDC-Motor 200 stockt, kann die Betriebssteuereinheit 150 ein Steuern ausführen, sodass ein Geschwindigkeitswert des BLDC-Motors 200 gleich 0 ist bzw. wird.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann ohne einen separaten Rotorpositionserfassungssensor ein Dreiphasenstrom, welcher dem BLDC Motor 200 zugeführt wird, gemessen werden, um den mechanischen Winkel des BLDC-Motors 200 abzuleiten, und kann der elektrische Winkel gemessen werden, um den Regulationswinkel abzuleiten. Die BLDC-Motorüberlasterfassungsvorrichtung 2 kann wiederholt einen Wert des Regulationswinkels messen, um zu erkennen, ob der BLDC-Motor 200 stockt.
  • Die 4 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines BLDC-Motorüberlasterfassungsverfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Für die Knappheit der Beschreibung werden sich wiederholende Abschnitte der Beschreibungen ausgelassen.
  • Unter Bezugnahme auf die 4 kann die Anzahl der Male, bei welchen ein Fehler auftritt, basierend auf dem Zustand initialisiert werden, in welchem der BLDC-Motor nicht stockt. Das heißt, die Anzahl der Male, bei welchen ein Fehler auftritt, kann auf 0 eingestellt bzw. festgelegt sein (S100).
  • Die Messeinheit kann den elektrischen Winkel des BLDC-Motors messen, um den Regulationswinkel abzuleiten. Der Regulationswinkel kann der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel am BLDC-Motor sein, und der mechanische Winkel kann abgeschätzt werden mittels einer Größen- und Phasendifferenz des Dreiphasenstroms, welcher dem BLDC-Motor zugeführt wird (S200).
  • Die Ermittlungseinheit kann ermitteln, ob der Regulationswinkel einen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs hat. Der vorbestimmte Bereich kann sich auf eine obere und eine untere Grenze beziehen, welche basierend auf 90° festgelegt sind (S300).
  • Wenn der Regulationswinkel einen Wert innerhalb des vorbestimmten Bereichs hat, kann die Ermittlungseinheit ermitteln, dass ein Fehler im BLDC-Motor nicht auftritt. Der Fall, in welchem der Regulationswinkel einen Wert innerhalb des vorbestimmten Bereichs hat, kann als der Fall definiert sein, in welchem sich der BLDC-Motor in einem Normalzustand befindet. In diesem Fall kann die Ermittlungseinheit einen Wert, welcher erhalten wird durch Subtrahieren einer vorbestimmten Anzahl (bspw. 1) von einem Ausgangsfehlerwert, als gegenwärtigen Fehlerwert einstellen bzw. festlegen. Wenn ein vorhergehend ermittelter Fehlerwert vorliegt, kann die Ermittlungseinheit einen Wert, welcher erhalten wird durch Subtrahieren der vorbestimmten Anzahl (bspw. 1) vom vorhergehenden Fehlerwert, als gegenwärtigen Fehlerwert einstellen bzw. festlegen. In diesem Fall kann die vorbestimmte Anzahl durch einen Entwickler geändert werden (S410).
  • Wenn der Regulationswinkel einen Wert außerhalb des vorbestimmten Bereichs hat, kann die Ermittlungseinheit ermitteln, dass ein Fehler im BLDC-Motor auftritt. Der Fall, in welchem der Regulationswinkel einen Wert außerhalb des vorbestimmten Bereichs hat, kann als der Fall definiert sein, in welchem sich der BLDC-Motor in einem Stock-Zustand befindet. Der Stock-Zustand kann angeben, dass ein Fehler im BLDC-Motor auftritt, und muss nicht (bspw. zwangsläufig) angeben, dass der BLDC-Motor stockt. In diesem Fall kann die Ermittlungseinheit einen Wert, welcher erhalten wird durch Addieren eines Ausgangsfehlerwerts und einer vorbestimmten Anzahl (z.B. 1), als den gegenwärtigen Fehlerwert einstellen bzw. festlegen. Wenn ein vorhergehend ermittelter Fehlerwert vorliegt, kann die Ermittlungseinheit einen Wert, welcher erhalten wird durch Addieren des vorhergehenden Fehlerwerts und einer vorbestimmten Anzahl (z.B. 1), als gegenwärtigen Fehlerwert einstellen bzw. festlegen (S430).
  • Der gegenwärtige Fehlerwert kann abhängig von einem Wert des Regulationswinkels geändert werden. Die Ermittlungseinheit kann ermitteln, ob der gegenwärtige Fehlerwert größer ist als ein Schwellenwert. Wenn der gegenwärtige Fehlerwert gleich oder geringer ist als der Schwellenwert, kann die Messeinheit den Regulationswinkel erneut messen. Das heißt, wenn der gegenwärtige Wert gleich oder geringer ist als der Schwellenwert, kann die Ermittlungseinheit nicht ermitteln, dass der BLDC-Motor stockt, sogar, falls ein Fehler im BLDC-Motor auftritt. Darüber hinaus, bis der gegenwärtige Fehlerwert größer ist als ein Schwellenwert, kann die Messeinheit wiederholt den Regulationswinkel messen. In diesem Fall muss der Betrieb des BLDC-Motors nicht gestoppt werden (S500).
  • Wenn der gegenwärtige Fehlerwert größer ist als der Schwellenwert, kann die Ermittlungseinheit ermitteln, dass der BLDC-Motor stockt (S600). Wenn die Ermittlungseinheit ermittelt, dass der BLDC-Motor stockt, kann die Betriebssteuereinheit die Geschwindigkeit des BLDC-Motors auf 0 steuern (S700).
  • Die 5 ist ein Diagramm, welches eine Wellenform zeigt, aus welcher ein Stocken des BLDC-Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung erfasst wird. In der 5 bezieht sich (a) auf einen Dreiphasenstrom, welcher dem BLDC-Motor zugeführt wird, bezieht sich (b) auf einen Regulationswinkel, bezieht sich (c) auf die Drehzahl, was die Rotationsgeschwindigkeit pro Minute des BLDC-Motors ist, bezieht sich (d) auf die Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler im BLDC-Motor auftritt, und bezieht sich (e) darauf, ob der BLDC-Motor stockt.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 bis 5, wenn der BLDC-Motor 200 stockt, kann ein Phasenstromwert, welcher dem BLDC-Motor 200 zugeführt wird, geändert werden. Wenn die Breite bzw. Dauer eines Phasenstromwerts gesteigert wird (bspw. die PWM entsprechend geändert wird), wird der Regulationswinkel gemessen, welcher sich aus dem vorbestimmten Bereich heraus geändert hat. Bis der BLDC-Motor 200 stockt, kann der Regulationswinkel bei 90° beibehalten werden. Wenn die Anzahl von Malen, bei welcher der Fehler auftritt, dass der Regulationswinkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, größer ist als der Schwellenwert, kann die Ermittlungseinheit 130 ermitteln, dass der BLDC-Motor 200 stockt. Dementsprechend kann die Betriebssteuereinheit 150 die Drehzahl des BLDC-Motors 200 auf 0 steuern. Unter Bezugnahme auf die einzelnen Linien (c), (d) und (e), wenn der BLDC-Motor stockt, kann die Drehzahl des BLDC-Motors reduziert werden, und, wenn die Anzahl der Male, bei welchen ein Fehler auftritt, größer ist als ein Schwellenwert, kann die Drehzahl des BLDC-Motors 200 gesteuert werden, um 0 zu sein.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann ohne einen separaten Rotorpositionserfassungssensor ein Dreiphasenstrom, welcher dem BLDC-Motor zugeführt wird, gemessen werden, um den mechanischen Winkel des BLDC Motors abzuleiten, und kann der elektrische Winkel gemessen werden, um den Regulationswinkel abzuleiten. Die BLDC-Motorüberlasterfassungsvorrichtung kann wiederholt einen Wert des Regulationswinkels messen, um zu erkennen, ob der BLDC-Motor stockt.
  • Die Offenbarung/Erfindung wurde im Detail mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen davon beschrieben. Jedoch ist es dem Fachmann klar, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne von den Prinzipien der Offenbarung/Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den angehängten Ansprüchen und deren Äquivalente definiert ist.

Claims (14)

  1. Eine Vorrichtung (2) zum Erfassen einer Überlastung eines BLDC-Motors (200), aufweisend: eine Messeinrichtung (110) zum Messen eines elektrischen Winkels des BLDC-Motors, eine Ermittlungseinrichtung (130) zum Ermitteln, ob ein Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel, welcher durch die Messeinrichtung gemessen wird, und einem mechanischen Winkel des BLDC-Motors, welcher durch einen Strom abgeschätzt wird, der dem BLDC-Motor zugeführt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, und eine Betriebssteuereinrichtung (150) zum Steuern des Betriebs des BLDC-Motors demgemäß, ob der BLDC-Motor stockt, was durch die Ermittlungseinrichtung ermittelt wird.
  2. Die Vorrichtung (2) gemäß Anspruch 1, wobei die Ermittlungseinrichtung (130) ermittelt, dass ein Fehler im BLDC-Motor (200) auftritt, wenn der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
  3. Die Vorrichtung (2) gemäß Anspruch 2, wobei die Ermittlungseinrichtung (130) ermittelt, dass der BLDC-Motor (200) stockt, wenn ein Wert, welcher erhalten wird durch Addieren der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, zu einem Ausgangswert größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
  4. Die Vorrichtung (2) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei: wenn der Fehler im BLDC-Motor (200) auftritt, die Ermittlungseinrichtung (130) die Anzahl der Male zählt, bei welchen ein Fehler auftritt, und wenn ein Wert, welcher erhalten wird durch Addieren der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, zu einem Ausgangswert, gleich oder geringer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, die Ermittlungseinrichtung wiederholt ermittelt, ob der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
  5. Die Vorrichtung (2) gemäß Anspruch 4, wobei die Ermittlungseinrichtung (130) die Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt und welche zu einer vorbestimmten Anzahl korrespondiert, von dem Ausgangswert abzieht, wenn ein Fehler im BLDC-Motor (200) nicht auftritt.
  6. Die Vorrichtung (2) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn die Ermittlungseinrichtung (130) ermittelt, dass der BLDC-Motor (200) stockt, die Betriebssteuereinrichtung (150) einen Geschwindigkeitswert des BLDC-Motors auf 0 steuert.
  7. Die Vorrichtung (2) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: der vorbestimmte Bereich basierend auf 90° eingestellt ist, wenn sich der BLDC Motor (200) in einem Normalzustand befindet, der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel bei 90° beibehalten wird, und, wenn sich der BLDC-Motor in einem Stock-Zustand befindet, der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
  8. Ein Verfahren zum Erfassen einer Überlastung eines BLDC-Motors, wobei das Verfahren aufweist: Ableiten eines mechanischen Winkels des BLDC-Motors aus einem Stromwert, welcher dem BLDC-Motor zugeführt wird, Messen (S200) eines elektrischen Winkels des BLDC-Motors, Ermitteln (S300), ob ein Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, Zählen (S430) der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, bei dem der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, und Ermitteln (S500, S600), ob der BLDC-Motor stockt, basierend auf der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Ermitteln (S500, S600), ob der BLDC-Motor stockt, basierend auf der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, ein Ermitteln aufweist, dass der BLDC-Motor stockt, wenn die Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Ermitteln (S300), ob der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, aufweist: Ermitteln, dass sich der BLDC-Motor in einem Normalzustand befindet, wenn der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, und Ermitteln, dass sich der BLDC-Motor in einem Stock-Zustand befindet, wenn der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
  11. Das Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Zählen (S430) der Anzahl von Malen, bei welcher der Fehler auftritt, bei dem der Unterschied zwischen dem mechanischen Winkel und dem elektrischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, aufweist: Subtrahieren der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt und welche zu einem vorbestimmten Wert korrespondiert, von einem vorhergehenden Fehlerwert, wenn sich der BLDC-Motor im Normalzustand befindet, und Addieren der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt und welche zu einer vorbestimmten Anzahl korrespondiert, zum vorhergehenden Fehlerwert, wenn sich der BLDC-Motor im Stock-Zustand befindet.
  12. Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Ermitteln (S500, S600), ob der BLDC-Motor stockt, basierend auf der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt, ein Ermitteln aufweist, ob ein gegenwärtiger Fehlerwert, welcher erhalten wird durch Addieren oder Subtrahieren der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt und welche zu einer vorbestimmten Anzahl korrespondiert, zum oder vom vorhergehenden Fehlerwert gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
  13. Das Verfahren gemäß Anspruch 12, weiter ein wiederholtes Messen aufweisend, ob der Unterschied zwischen dem elektrischen Winkel und dem mechanischen Winkel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wenn der gegenwärtige Fehlerwert gleich oder geringer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
  14. Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 13, weiter ein Steuern (S700) einer Geschwindigkeit des BLDC-Motors auf 0 beim Ermitteln aufweisend, dass der BLDC Motor stockt, basierend auf der Anzahl von Malen, bei welcher ein Fehler auftritt.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113866490B (zh) * 2020-06-30 2023-11-28 安徽威灵汽车部件有限公司 电机相电流过流检测方法、装置以及电机控制器、车辆
KR20220139574A (ko) 2021-04-08 2022-10-17 한온시스템 주식회사 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0787768A (ja) * 1993-09-10 1995-03-31 Fanuc Ltd 可変リラクタンスモータの電気角検出装置
JP2001016764A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Toshiba Mach Co Ltd モータ過負荷検知方法、モータ過負荷検知装置、および記録媒体
JP3770094B2 (ja) * 2001-02-19 2006-04-26 国産電機株式会社 電動車両駆動用電動機の制御装置
US6906491B2 (en) * 2003-06-20 2005-06-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor control equipment
GB0713239D0 (en) * 2007-07-07 2007-08-15 Trw Ltd Electriv motor control
JP5442245B2 (ja) * 2008-12-12 2014-03-12 株式会社日立産機システム 共通コンバータの過負荷保護方法及び装置、並びに多軸モータドライブシステム
JP5652434B2 (ja) * 2012-06-15 2015-01-14 株式会社デンソー モータ制御装置、及び、これを用いた電動パワーステアリング装置
KR102080620B1 (ko) * 2012-12-26 2020-04-14 한온시스템 주식회사 모터의 제어방법
JP6186824B2 (ja) * 2013-04-12 2017-08-30 村田機械株式会社 ブラシレスモータの制御装置、ブラシレスモータの電気角推定方法、および記憶媒体
KR102030188B1 (ko) * 2013-07-04 2019-10-08 현대모비스 주식회사 모터 회전자 온도 추정 장치 및 방법
CN103746626B (zh) * 2013-11-20 2017-02-08 广东威灵电机制造有限公司 电机控制的堵转检测方法、装置和电机驱动装置
KR101664567B1 (ko) * 2014-10-20 2016-10-10 현대자동차주식회사 레졸버의 위치 정보 오차를 보상하기 위한 장치 및 방법
KR102217599B1 (ko) * 2014-10-29 2021-02-22 현대모비스 주식회사 3상 브러시리스 교류 모터 전류센서의 고장 진단 장치 및 방법
DE102015226382A1 (de) * 2015-12-21 2017-06-22 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Anordnung zur Überwachung einer PSM-Maschine
CN107765177B (zh) * 2016-08-15 2020-06-09 珠海格力电器股份有限公司 永磁同步电机的运行状态检测方法和装置
KR101904374B1 (ko) * 2017-01-23 2018-10-05 엘지전자 주식회사 모터 구동장치 및 이를 구비하는 전기 차량
KR20180087803A (ko) * 2017-01-25 2018-08-02 엘지전자 주식회사 모터 구동 장치
CN206564557U (zh) * 2017-02-23 2017-10-17 广东美的生活电器制造有限公司 食物料理机及其防堵转装置

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