DE102021203236B4

DE102021203236B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Magnetisierungsparametern eines Dreiphasen-Elektromotors

Info

Publication number: DE102021203236B4
Application number: DE102021203236.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Krupar; Jan Bernhardt
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2041-03-31
Also published as: DE102021203236A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung von Magnetisierungsparametern eines Dreiphasen-Elektromotors (10) mit einem Rotor und einem Stator, das Verfahren umfassend:- Einspeisen von Strompulsen in eine erste und zweite Phase (12.1, 12.2) des Dreiphasen-Elektromotors (10), wobei das Einspeisen der Strompulse über einen Messzeitraum erfolgt;- Drehen des Rotors um zumindest einen Teil einer elektrischen Umdrehung relativ zum Stator während des Messzeitraums, wobei das Drehen gleichmäßig über den gesamten Messzeitraum erfolgt;- Messen einer Spannung (U3) an einem induktiven Spannungsteiler des Dreiphasen-Elektromotors (10) während des Messzeitraums und Ermitteln von Messwerten der gemessenen Spannung bei vorbestimmten Drehwinkeln (φ) des Rotors relativ zum Stator;- Berechnen von entsprechenden Simulationswerten der Spannung am Spannungsteiler bei den vorbestimmten Drehwinkeln (φ) unter Verwendung vorbestimmter Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter und Anpassen der vorbestimmten Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter derart, dass eine Abweichung der Simulationswerte der Spannung von den Messwerten der gemessenen Spannung (U3) minimiert wird;- Bestimmen zumindest eines oder mehrerer der Magnetisierungsparameter des Dreiphasen-Motors (10) anhand der für die Minimierung der Abweichung der Simulationswerte von den Messwerten der gemessenen Spannung (U3) angepassten Schätzwerte der Magnetisierungsparameter.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Magnetisierungsparametern eines Dreiphasen-Elektromotors. Die Erfindung liegt somit insbesondere auf dem Gebiet der Elektromotoren.
Für den zuverlässigen Betrieb eines Dreiphasen-Elektromotors ist oftmals die Detektion der Rotorposition, insbesondere im Stillstand oder bei niedrigen Drehzahlen des Motors, vorteilhaft.
Dazu sind im Stand der Technik diverse verschiedene Verfahren bekannt, welche in sensorbasierte und sensorlose Verfahren unterteilbar sind. Sensorbasierte Verfahren haben den Nachteil, dass sie geeignete Sensoren benötigen und entsprechend der Hardwareaufwand und die damit verbundenen Kosten höher sind, als bei sensorlosen Verfahren. Sensorlose Verfahren beruhen typischerweise auf der Einspeisung von Testpulsen in den Elektromotor, was zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung führen kann. Die sensorlosen Verfahren beruhen oftmals auf der Positions- und Stromabhängigkeit von Statorinduktivitäten des Elektromotors. Die verschiedenen sensorlosen Verfahrensarten sind beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2019 127 051 A1 beschrieben.
Die applikativen Grenzen von sensorlosen Verfahren zur Detektion der Rotorposition sind nach wie vor Gegenstand von Forschung und Entwicklung und können häufig nur mit hohem Aufwand experimentell bestimmt werden. Dabei kann es auch zu Fehlinterpretationen kommen, die unter Umständen erst in einem späten Stadium der Produktentwicklung als solche auffallen und sodann zu entsprechenden Problemen führen und/oder einen hohen Aufwand und hohe Kosten für deren Beseitigung erfordern.
Eine simulative Vorhersage der Eigenschaften des Elektromotors bzw. der Applikation ist prinzipiell komfortabel, allerdings herkömmlicherweise nicht ohne weiteres möglich, da dies eine genaue Kenntnis der Magnetisierungsparameter des Elektromotors erfordert. Die Magnetisierungsparameter umfassen dabei den Parameter k₁, der eine Induktivitätsvariation durch die Rotormagnete charakterisiert, und den Parameter k₂, der eine Induktivitätsvariation bedingt durch die Bestromung des Elektromotors charakterisiert.
Herkömmlicherweise ist die Bestimmung der Magnetisierungsparameter, speziell von k₂ nur empirisch möglich. Einfache Aufbauten zur direkten Bestimmung aus Messungen versagen bisher insbesondere durch die Einflüsse parasitärer Widerstände im Gesamtaufbau. Der Parameter k₁ ist prinzipiell auf direktem Weg über Messung von der Induktivitäten L_D und L_Q an einer einzelnen Wicklung des Motors bestimmbar, jedoch kann meist nicht direkt eine einzelne Wicklung des Motors vermessen werden. Ursache dafür ist, dass typischerweise nur die äußeren drei Klemmen des Dreiphasen-Elektromotors zugänglich sind. Intern ist der Motor dann entweder in Sternschaltung oder in Dreieckschaltung verschaltet. Dadurch überlagern sich die Effekte an wenigstens zwei der drei Wicklungen und die direkte Berechnung ist nicht mehr möglich.
Im Stand der Technik sind des Weiteren Verfahren und Vorrichtungen zur eindeutigen Bestimmung der Rotorposition einer elektrischen Maschine bekannt, wie beispielsweise in der WO 2009/047 217 A2 beschreiben. Dabei werden Kurvenverläufe von Spannungsdifferenzen und differentielle Größen als Maß für die Steigung bestimmt und mit vorbestimmten Werten verglichen. Die Vergleichswerte sind in einer Speichereinheit gespeichert. Ferner ist im Stand der Technik ein System zur Steuerung der Motorumschaltung in einem sensorlosen BLDC Motor bekannt, wie in der US 2013/0 314 017 A1 beschrieben.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels welchen die Magnetisierungsparameter k₁ und k₂ zuverlässig und optional automatisiert bestimmbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der Beschreibung angegeben.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung von Magnetisierungsparametern eines Dreiphasen-Elektromotors mit einem Rotor und einem Stator. Das Verfahren umfasst ein Einspeisen von Strompulsen in eine erste und zweite Phase des Dreiphasen-Elektromotors, wobei das Einspeisen der Strompulse über einen Messzeitraum erfolgt, sowie ein Drehen des Rotors um zumindest einen Teil einer elektrischen Umdrehung relativ zum Stator während des Messzeitraums, wobei das Drehen gleichmäßig über den gesamten Messzeitraum erfolgt. Ferner umfasst das Verfahren ein Messen einer Spannung an einem induktiven Spannungsteiler des Dreiphasen-Elektromotors während des Messzeitraums und ein Ermitteln von Messwerten der gemessenen Spannung bei vorbestimmten Drehwinkeln des Rotors relativ zum Stator. Außerdem umfasst das Verfahren ein Berechnen von entsprechenden Simulationswerten der Spannung am Spannungsteiler bei den vorbestimmten Drehwinkeln unter Verwendung vorbestimmter Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter und Anpassen der vorbestimmten Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter derart, dass eine Abweichung der Simulationswerte der Spannung von den Messwerten der gemessenen Spannung minimiert wird. Zudem umfasst das Verfahren ein Bestimmen zumindest eines oder mehrerer der Magnetisierungsparameter des Dreiphasen-Motors anhand der für die Minimierung der Abweichung der Simulationswerte von den Messwerten der gemessenen Spannung angepassten Schätzwerte der Magnetisierungsparameter.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung von Magnetisierungsparametern eines Dreiphasen-Elektromotors mit einem Rotor und einem Stator. Die Vorrichtung umfasst eine Ansteuereinheit zur Bestromung des Dreiphasen-Elektromotors und zur Einspeisung von Strompulsen in eine erste und zweite Phase des Dreiphasen-Elektromotors über einen Messzeitraum. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Dreheinheit zum Drehen des Rotors relativ zum Stator, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, den Rotor relativ zum Stator mittels der Dreheinheit während des gesamten Messzeitraums gleichmäßig um eine elektrische Umdrehung zu drehen, sowie ein Messelement zum Messen einer Spannung an einem induktiven Spannungsteiler des Dreiphasen-Elektromotors während des Messzeitraums. Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, Messwerte der mittels des Messelements gemessenen Spannung bei vorbestimmten Drehwinkeln des Rotors relativ zum Stator zu ermitteln, sowie Simulationswerte der Spannung am Spannungsteiler bei den vorbestimmten Drehwinkeln unter Verwendung vorbestimmter Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter zu berechnen und die vorbestimmten Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter derart anzupassen, dass eine Abweichung der Simulationswerte der Spannung von den Messwerten der gemessenen Spannung minimiert wird. Zudem ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, einen oder mehrere der Magnetisierungsparameter des Dreiphasen-Motors anhand der für die Minimierung der Abweichung der Simulationswerte von den Messwerten der gemessenen Spannung angepassten Schätzwerte der Magnetisierungsparameter zu bestimmen.
Ein Dreiphasen-Elektromotor ist dabei ein Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, welcher drei Phasen bzw. drei Wicklungen aufweist, die jeweils über einen eigenen Anschluss bestrombar sind. Die Wicklungen können dabei im Elektromotor derart angeordnet sein, dass diese zumidnest teilweise einander überlappen. Beispielswiese können die Phasen des Elektromotors in einer Dreiecksschaltung oder in einer Sternschaltung miteinander verschaltet sein. Die Begriffe Dreiphasen-Elektromotor, Elektromotor und Motor werden in diesem Offenbarungstext als Synonyme verwendet.
Das Einspeisen von Strompulsen kann insbesondere durch das Anlegen von Spannungspulsen an die jeweiligen Anschlüsse der Phasen erfolgen. Dabei kann die Richtung des Stromflusses durch die Polarität der angelegten Spannung beeinflusst werden. Insbesondere aufgrund der Induktivitäten der Wicklungen bzw. Phasen muss die Richtung des Stromflusses allerdings nicht immer instantan der Polarität der Spannungspulse folgen. So kann etwa ein rasches Umpolen der angelegten Spannungsulse dazu führen, dass ein bereits zuvor vorhandener Stromfluß zwar reduziert wird, sich aber die Richtung des Stromflusses nicht umkehrt.
Der induktive Spannungsteiler kann insbesondere der Spannung zwischen dem Anschluss der unbestromten Phase und der Masse entsprechen. Die Spannung ist dabei durch das Verhältnis der Induktivitäten L₁ und L₂ der ersten bzw. zweiten bestromten Phase bestimmt, welche wiederum von der Position des Rotors abhängt.
Dass die Messung der Spannung bei vorbestimmten Drehwinkeln erfolgt, bedeutet, dass die Messwerte der gemessenen Spannung zumindest bei festgelegten Drehwinkeln des Rotors erfolgt. Dabei können die vorbestimmten Drehwinkel relative Winkel bezüglich der anfänglichen Drehwinkelposition des Rotors darstellen. Beispielsweise können durch die vorbestimmten Drehwinkel bestimmte Messintervalle aufgespannt werden. Alternativ oder zusätzlich können die vorbestimmten Drehwinkel abhängig von dem Messfortschritt sein und solchen Winkeln entsprechen, bei denen die gemessene Spannung ein Minimum oder ein Maximum oder einen anderen identifizierbaren Wert aufweist.
Das Berechnen von Simulationswerten der Spannung derart, dass eine Abweichung der Simulationswerte der Spannung von den Messwerten der gemessenen Spannung minimiert wird, bedeutet dabei, dass eine Optimierung der Simulationswerte erfolgt, sodass die Simulationswerte der Spannung möglichst genau den gemessenen Spannungswerten entsprechen. Mit anderen Worten erfolgt eine Optimierung der Simulationswerte durch eine Variation der Parameter k₁ und k₂.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass damit die Magnetisierungsparameter k₁ und k₂ zuverlässig ermittelt werden können. So können beispielsweise die Magnetisierungsparameter für jeden Motortyp und/oder für jeden einzelnen Motor ab Werk bestimmt werden und die auf diese Weise ermittelten Parameter für eine zuverlässige Bestimmung der Rotorposition während des Betriebs des Motors verwendet werden. Somit bietet die Erfindung den Vorteil, dass durch erfindungsgemäß bestimmten Magnetisierungsparameter Verfahren für die sensorlose Bestimmung der Rotorposition ermöglicht werden, welche ohne durch eine zuverlässige Bestimmung bereitgestellte Magnetsierungsparameter nicht anwendbar wären. Dadurch bietet die Erfindung den Vorteil, dass auch für Motoren, die eine zuverlässige Kenntniss des Rotorwinkels erfordern, nicht auf mit zusätzlichen Kosten behaftete sensorbasierte Bestimmungen des Rotorwinkels zurückgegriffen werden muss.
Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Bestimmung der Magnetisierungsparameter teilweise oder vollständig automatisiert erfolgen kann. Dies ermöglicht eine routinemäßige Bestimmung von Magnetisierungsparametern zahlreicher Elektromotoren. Beispielsweise können auf diese Weise die Magnetisierungsparameter einer Vielzahl von Motoren bestimmt werden und die durch Mittelwertbildung berechneten Magnetisierungsparameter für eine jeweilige Baureihe von Elektromotoren herangezogen werden.
Optional umfasst das Messen einer Spannung am induktiven Spannungsteiler ein Messen einer Spannungsdifferenz zwischen einem ersten und einem zweiten Spannungswert. Der erste Spannungswert wird durch das Einspeisen eines Strompulses mittels eines Spannungspulses einer ersten Polarität erzeugt und der zweite Spannungswert durch das Einspeisen eines Strompulses mittels eines Spannungspulses einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität. Dies bietet den Vorteil, dass die Zuverlässigkeit der Bestimmung erhöht werden kann, da durch die Verwendung der Spannungsdifferenz Störeinflüsse reduziert werden können. Insbesondere können solche Störeinflüsse, die den ersten und zweiten Spannugnswert bzw. die daraus hervorgehenden Strompulse gleichermaßen betreffen, herausgemittelt werden, sodass diese keinen Einfluss auf die für die Bestimmung der Magnetisierungsparameter verwendete Spannungsdifferenz haben. Insbesondere kann das Verwenden der Spannungsdifferenz eine durch die Drehung des Rotors relativ zum Stator verursachte Motorspannung reduzieren, welche andernfalls die gemessene Spannung überlagert.
Optional sind die Strompulse als Testpulse ausgebildet, wobei das Verfahren zumindest einmal bei abgesehen von den Testpulsen unbestromtem Dreiphasen-Elektromotor durchgeführt wird. Dabei umfasst das Bestimmen des einen oder der mehreren Magnetisierungsparameter ein Bestimmen eines Magnetisierungsparameters k₁, der eine Induktivitätsvariation durch einen oder mehrere Rotormagnete des Dreiphasen-Elektromotors charakterisiert. Durch die Durchführung des Verfahrens bei unbestromtem Motor lassen sich insbesondere die Effekte des Rotormagneten auf die Induktivitäten des Elektromotors ermitteln, welche durch den Parameter k₁ charakterisiert sind.
Optional wird das Verfahren zumindest einmal bei zusätzlich zu den Testpulsen bestromtem Dreiphasen-Elektromotor durchgeführt, wobei das Bestimmen des einen oder der mehreren Magnetisierungsparameter ein Bestimmen eines Magnetisierungsparameters k₂ umfasst, der eine Induktivitätsvariation durch eine Bestromung des Dreiphasen-Elektromotors charakterisiert. Dies bietet den Vorteil, dass auch die durch die Bestromung des Motors herrührende Beeinflussung der Induktivitäten zuverlässig und auf einfache Weise bestimmt werden können. Optional erfolgt dabei das Bestromen des Dreiphasen-Elektromotors derart, dass eine Kommutierung der Bestromung über den Messzeitraum unverändert beibehalten wird. Mit anderen Worten wird der Drehwinkel des Rotos geändert, während die Kommutierung des bestromten Motors unverändert beibehalten wird. Auf diese Weise können die Effekte des Rotordrehwinkels auf die durch die Bestromung herrührenden Induktivitätsänderungen zuverlässig ermittelt werden.
Optional wird das Verfahren zumindest einmal bei bestromtem Dreiphasen-Elektromotor durchgeführt, wobei die Strompulse als Blockkommutierungspulse ausgebildet sind. Dies bietet den Vorteil, dass für das bei bestromtem Motor durchgeführte Verfahren keine zusätzlichen Messpulse bereitgestellt werden müssen, sondern die regulären Kommutierungspulse verwendet werden können. Dadurch können der Aufwand und/oder die Komplexität der Messung reduziert werden.
Optional wird das Verfahren zumindest einmal bei unbestromtem und zumindest einmal bei bestromtem Dreiphasen-Elektromotor durchgeführt. Dies bietet den Vorteil, dass beide Magnetisierungsparameter k₁ und k₂ zuverlässig bestimmt werden können.
Optional wird das Verfahren abwechselnd bei unbestromtem und bestromtem Dreiphasen-Elektromotor iterativ durchgeführt, wobei zumindest ein Teil der bei einer Durchführung des Verfahrens bestimmten Magnetisierungsparameter bei der darauffolgenden iterativen Durchführung des Verfahrens als vorbestimmte Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter verwendet wird. Dies bietet den Vorteil, dass auch die gegenseitige Abhängigkeit der Magnetisierungsparameter k₁ und k₂ mit berücksichtigt werden kann und auf diese Weise eine schrittweise voranschreitende Verbesserung der Genauigkeit der Bestimmung beider Magnetisierungsparameter erreicht werden kann. So kann etwa eine bei der iterativen Durchführung des Verfahrens voranschreitende Präzisierung des Magnetisierungsparameters k₁ bei der weiteren Präzisierung des Magnetisierungsparameters k₂ berücksichtigt werden und umgekehrt. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Bestimmung beider Magnetisierungsparameter erreichbar.
Optional sind derartige Drehwinkel als vorbestimmte Drehwinkel vorbestimmt, bei denen die jeweils gemessene Spannung ein lokales Maximum und/oder ein lokales Minimum aufweist. Dies bietet den Vorteil, dass anhand der Messwerte der gemessenen Spannugen bei den Maxima und/oder Minima die Magnetisierungsparameter besonders zuverlässig bestimmt werden können. Außerdem bietet dies den Vorteil, dass die Magnetisierungsparameter anhand dieser vorbestimmten Drehwinkel mit einer geringen Anzahl von Messwerten bzw. Drehwinkeln bestimmt werden können. Optional weist dabei der zumindest eine Teil der elektrischen Umdrehung, um den der Rotor relativ zum Stator gedreht wird, zumindest 90° und zumindest einen vorbestimmten Drehwinkel auf, bei dem die gemessene Spannung ein lokales Minimum aufweist und zumindest einen weiteren vorbestimmten Drehwinkel, bei dem die gemessene Spannung ein lokales Maximum aufweist. Dies bietet die Möglichkeit, den Drehwinkel zu reduzieren und auf diese Weise den Aufwand und die Dauer für die Messung zu verkürzen.
Optional sind die vorbestimmten Drehwinkel derart vorbestimmt, dass anhand der gemessenen Spannung bei den vorbestimmten Drehwinkeln ein kontinuierlicher Verlauf der Spannung über die elektrische Umdrehung bestimmbar ist. Dies ermöglicht eine einfache Identifizierung solcher Drehwinkel, bei denen die gemessene Spannung ein lokales Minimum oder ein lokales Maximum aufweist. Auch mag dies dahingehend vorteilhaft sein, dass eine Anpassung der Simulationswerte an die gemessenen Werte erleichtert wird.
Optional fließen die vorbestimmten Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter über ein vorbestimmtes mathematisches Modell für die jeweilige Induktivität der ersten und zweiten Phase des Dreiphasen-Elektromotors in die Berechnung der Simulationswerte ein. Insbesondere kann das vorbestimmte mathematische Modell die Möglichkeit einer Automatisierung des Berechnens der Simulationswerte bieten, indem beispielsweise das vorbestimmte mathematische Modell auf einer Rechneneinheit hinterlegt ist.
Optional umfasst das Verfahren ferner ein Vorpositionieren des Rotors relativ zum Stator vor dem Einspeisen der Strompulse auf einen vorbestimmten Start-Drehwinkel. Dies kann insbesondere dahingehend vorteilhaft sein, dass ein Drehwinkelbereich, über welchen der Rotor während der Messung gedreht wird, einen gewünschten Bereich umfasst und/oder in einem gewünschten Bereich startet. So kann beispielsweise der Drehwinkelbereich dahingehend optimiert werden, dass die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines lokalen Maximums und/oder Minimums im vorbestimmten Drehwinkelbereich maximiert wird. Ferner kann dies den Vorteil bieten, dass eine Vergleichbarkeit mehrerer verschiedener Messungen erreicht und/oder erhöht wird. Optional erfolgt das Vorpositionieren mittels einer mechanischen Zwangspositionierung und/oder durch ein Einprägen von Strom in den Dreiphasen-Elektromotor bis zur Erreichung des Start-Drehwinkels. Dies bietet die Möglichkeit, die Vorpositionierung zu automatisieren.
Die oben genannten und im Folgenden erläuterten Merkmale und Ausführungsformen sind dabei nicht nur als in den jeweils explizit genannten Kombinationen offenbart anzusehen, sondern sind auch in anderen technisch sinnhaften Kombinationen und Ausführungsformen vom Offenbarungsgehalt umfasst.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand der folgenden Beispiele und bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

1A und 1B schematischen Darstellungen eines Dreiphasen-Elektromotors in Sternschaltung (1A) und in Dreiecksschaltung (1B);
2 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf der Spannungen U₁, U₂ und U₃ sowie des Stromverlaufs durch die zweite Phase 12.2;
3 bis 6 Graphen der gemessenen und simulierten Spannung U₃ gegenüber dem Drehwinkel des Rotors gegenüber dem Stator.

In den folgenden Figuren werden gleiche oder ähnliche Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen und Figuren der Einfachheit halber mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die 1A und 1B zeigen beispielhaft in schematischen Darstellungen einen Dreiphasen-Elektromotor 10 in Sternschaltung (1A) und in Dreiecksschaltung (1B). Der Elektromotor 10 weist dabei drei Anschlüsse 12.1, 12.2 und 12.3 für die drei verschiedenen Phasen 12 auf. Jede der drei Phasen 12.1, 12.2 und 12.3 ist dabei beispielhaft durch eine zugehörige Induktivität L₁, L₂ bzw. L₃ und einen zugehörigen ohmschen Widerstand R₁, R₂ bzw. R₃ charakterisiert. Die Versorgungsspannung des Elektromotors 10 ist als Us gekennzeichnet und entspricht einer Potenzialdifferenz gegenüber einem Massepotenzial. An den drei Anschlüssen 12.1, 12.2 und 12.3 der drei Phasen können voneinander unterschiedliche Spannungen U₁, U₂ bzw. U₃ anliegen, welche ebenfalls eine Potenzialdifferenz gegenüber dem Massepotenzial darstellen.
Jede der drei Phasen ist an einem Ende mit einem zugehörigen Anschluss 12.1, 12.2 und 12.3 verbunden. Im Falle der Sternschaltung (1A) ist das andere Ende mit einem Sternpunkt 14 der Sternschaltung verbunden. Im Falle der Dreiecksschaltung (1B) ist das jeweils andere Ende mit dem Anschluss 12.1, 12.2 bzw. 12.3 der nächsten Phase verbunden.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die Figuren ein Verfahren zur Bestimmung von Magnetisierungsparametern des Elektromotors 10 gemäß einer optionalen Ausführungsform erläutert, ohne dass das Verfahren jedoch auf diese optionale Ausführungsform beschränkt ist. Zur Veranschaulichung der Erläuterung sollen die Phasen 12.1 und 12.2 des Elektromotors 10 die erste und zweite Phase des Elektromotors 10 darstellen, in welche verfahrensgemäß Strompulse eingespeist werden, während die dritte, unbestromte Phase durch die Phase 12.3 gebildet ist. Jedoch könnte die Zuordnung bzw. Reihenfolge auch nach Belieben anders gewählt werden.
In 2 ist ein beispielhafter zeitlicher Verlauf der Spannungen U₁, U₂ und U₃ sowie des Stromverlaufs i_L2 durch die zweite Phase 12.2 gegenüber der Zeit t dargestellt. Wie in den oberen beiden Graphen, welche U₁ und U₂ darstellen, erkennbar ist, werden die erste und die zweite Phase zeitlich abwechselnd mit einem Spannungspuls versehen, sodass entsprechend in der zweiten Phase 12.2 alternierend steigende und fallende Strompulse eingespeist werden (i_L2, unterster Graph in 2). Ferner ist in 2 auch der zeitliche Verlauf der Spannung in der dritten Phase bzw. am Anschluss der dritten Phase 12.3 im dritten Graphen dargestellt, welche alternierende Werte annimmt, die oberhalb oder unterhalb der Hälfte der Versorgungsspannung Us liegen, in Abhängigkeit davon, ob die Spannung an die erste oder die zweite Phase 12.1 bzw. 12.2 angelegt wird. Außerdem ist in den jeweiligen Alternierungsintervallen der Spannung U₃ jeweils ein Spannungsanstieg zu erkennen, dessen Amplitude im Vergleich zur Gesamtspannung U₃ klein ausgebildet ist, welcher durch den sich während der Zeitdauer ändernden Stromflusses verursacht wird.
Der Stromfluss i_L2 durch die zweite Phase 12.2 folgt einem sägezahnartigen Verlauf, dessen Steigung bei jedem Wechsel der Strompulse sein Vorzeichen ändert. Die Zeitintervalle, für welche jeweils ein Spannungspuls angelegt wird und entsprechend die Steigung der Stromstärke i_L2 erhalten bleibt, werden in den Graphen in 2 als t₁ bezeichnet.
Bei der Messung der Spannung U₃ an der dritten, unbestromten Phase kann auch eine Spannungsdifferenz der Spannung zu verschiedenen Zeitpunkten ausgewertet werden, bei welcher die Differenz der Spannung U₃ zu einem Zeitpunkt, an dem der Spannungspuls in der ersten Phase eingespeist wird, und der Spannung U₃ zu einem zweiten Zeitpunkt, an dem der Spannungspuls in der zweiten Phase 12.2 eingespeist wird, gebildet wird. Somit kann die Spannung U₃ oder auch die genannte Spannungsdifferenz für die Durchführung des Verfahrens verwendet werden. Im Rahmen dieser Offenbarung ist von Erläuterungen hinsichtlich der Spannung U₃ auch die entsprechende Erläuterung unter Verwendung der Spannungsdifferenz umfasst.
Für die Bestimmung der Magnetisierungsparameter des Dreiphasen-Elektromotors wird die Spannung bzw. die Spannungsdifferenz am Anschluss der dritten Phase 12.3, welcher den Abgriff eines induktiven Spannungsteilers darstellt, über einen Messzeitraum hinweg gemessen. Dabei erfolgt eine Mehrzahl von Messungen, die in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen während des Messzeitraums durchgeführt werden. Während des Messzeitraums wird auch der Rotor gleichmäßig um zumindest einen Teil einer elektrischen Umdrehung relativ zum Stator gedreht. Dabei erfolgt das Messen der Spannung während des Messzeitraums derart, dass die Spannung am induktiven Spannungsteiler zumindest dann gemessen wird, wenn der Rotor jeweils einen von mehreren vorbestimmten Drehwinkeln relativ zum Stator einnimmt.
Die Drehung erfolgt dabei um zumindest solch einen Abschnitt einer vollen elektrischen Umdrehung, dass in dem abgedeckten Drehwinkelbereich zumindest ein Maximum und zumindest ein Minimum der gemessenen Spannungswerte U₃ am induktiven Spannungsteiler gemessen wird. Optional können die Messungen in sehr viel kleineren Zeitabständen bzw. Drehwinkelabständen durchgeführt werden, sodass sich optional ein Verlauf der Spannung U₃ in Abhängigkeit des Drehwinkels rekonstruieren lässt, wenngleich dies nicht zwingend erforderlich ist.
Für die Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₁ wird eine Messung der Spannung U₃ am induktiven Spannungsteiler in Abhängigkeit vom Drehwinkel bei unbestromtem Motor durchgeführt, d.h. wenn abgesehen von den Spannungspulsen zur Erzeugung der Strompulse für die Bestimmung der Magnetisierungsparameter der Motor nicht bestromt wird. Für die Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₂ wird eine entsprechende Messung bei bestromtem Motor 10 durchgeführt wird, wobei zusätzlich zu den Strompulsen auch eine kommutierte Bestromung des Motors 10 erfolgt, wobei die Kommutierung während des Messzeitraums unverändert beibehalten wird und nicht an den geänderten Drehwinkel angepasst wird. Beide Messungen können mehrmals durchgeführt werden, insbesondere abwechselnd, um etwa im Rahmen eines iterativen Vorgangs beide Magnetisierungsparameter zu bestimmen.
Es folgt nun zunächst eine Erläuterung der Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₁. Dazu werden von einer Ansteuerung des Elektromotors 10 periodisch wiederholt über einen Messzeitraum Strompulse in die erste und zweite Phase 12.1 bzw. 12.2 eingespeist, während der Rotor über den Messzeitraum entweder langsam und gleichmäßig relativ zum Stator gedreht wird oder jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Messungen stückweise weitergedreht wird. Die Drehung kann manuell durch einen Anwender oder automatisiert erfolgen. Außerdem werden zeitgleich mit der Einspeisung der Strompulse die Spannungswerte der Spannung U₃ am induktiven Spannungsteiler gemessen und die Messwerte abgespeichert. Dabei kann es ausreichend sein, wenn lediglich die Spannungswerte der Spannung U₃ bei jenen Drehwinkeln abgespeichert werden, bei denen die Spannung U₃ ein lokales Minimum oder Maximum aufweist, welche sodann den jeweiligen Winkelwerten zugeordnet werden. Alternativ kann eine engmaschigere Erfassung der Spannungswerte erfolgen, sodass der Verlauf der Spannung U₃ über den Drehwinkelbereich erkennbar ist und/oder rekonstruiert werden kann.
3 zeigt in Graph 100 beispielhaft den gemessenen Verlauf der Spannung U₃ am induktiven Spannungsteiler, d.h. am Anschluss der dritten Phase 12.3, über den Verlauf des Drehwinkels φ bei unbestromtem Motor, d.h. wenn zur Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₁ abgesehen von den Spannungspulsen zur Erzeugung der Strompulse für die Bestimmung der Magnetisierungsparameter der Motor nicht bestromt wird. Dabei ist auf der horizontalen Achse der Drehwinkel des Rotors relativ zum Stator in Grad von 0° bis 360° aufgetragen und auf der vertikalen Achse die gemessene Spannungsdifferenz zwischen den gemessenen Spannungswerten bei Messpulsen mit unterschiedlicher Polarität in Volt aufgetragen. Der Graph 100 verdeutlicht, dass die gemessene Spannung U₃ bzw. Spannungsdifferenz einen sinusförmigen Verlauf mit einer Periodizität von etwa 180° und einer Amplitude von ca. 1,3 V aufweist, wobei die Sinuskurve um die Null-Linie oszilliert.
Ferner umfasst das Verfahren ein Berechnen von entsprechenden Simulationswerten der Spannung am Spannungsteiler bei den vorbestimmten Drehwinkeln unter Verwendung vorbestimmter Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter und ein Anpassen der vorbestimmten Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter derart, dass eine Abweichung der Simulationswerte der Spannung von den Messwerten der gemessenen Spannung U₃ minimiert wird.
Die Simulationswerte werden dabei anhand eines vorgegebenen mathematischen Modells berechnet. Ein beispielhaftes mathematisches Modell wird im Folgenden erläutert, ohne dass die Erfindung jedoch darauf beschränkt ist. Das mathematische Modell ist für den bereits oben erwähnten Beispielfall geschildert, in dem die erste und zweite Phase 12.1 und 12.2 mit Strompulsen versehen werden, während an der dritten, unbestromten Phase 12.3 die Spannung U₃ bzw. Spannungsdifferenz gemessen wird. Das mathematische Modell basiert auf dem folgenden Differenzialgleichungssystem. $\frac{d i_{L 2}}{d t} = \frac{U_{S} - i_{L 2} (R_{1} + R_{2})}{L_{1} + L_{2}}$
$U_{3} (t) = i_{L 2} \cdot R_{2} + L_{2} \cdot \frac{d i_{L 2}}{d t}$
wobei $L_{1} = L_{m a x} \cdot {1 - k_{1} [1 + cos (2 φ)] + k_{2} i_{L 1} [cos (φ) + cos (2 φ)]}$
$\begin{array}{l} L_{2} = L_{m a x} \cdot {1 - k_{1} [1 + cos (2 (φ - 120 °))] \\ + k_{2} i_{L 2} [cos (φ - 120 °) + c o s (2 (φ - 120 °))]} \end{array}$
$i_{L 1} = - i_{L 2}$
Dabei indizieren L₁ und L₂ die Induktivität der ersten bzw. zweiten Phase 12.1 bzw. 12.2 des Dreiphasen-Elektromotors, U_S die Versorgungsspannung, R₁ und R₂ den ohmschen Widerstand der ersten bzw. zweiten Phase 12.1 bzw. 12.2, t die Zeit und U₃ die am Anschluss der dritten Phase 12.3 gemessene Spannung bzw. Spannungsdifferenz. Die maximale Induktivität L_max wird für alle Phasen des Elektromotors als gleich angenommen und kann beispielsweise mittels einer Induktivitätsmessung für eine einzelne Phase bestimmt werden. Sofern dies aufgrund eines räumlichen Überlapps von zwei der Phasen nicht ohne weiteres möglich sein sollte, können auch die maximalen Induktivitäten von zwei Phasen 12.1 und 12.2 zusammen gemessen werden und der Wert L_max einer einzelnen Induktivität durch ein entsprechendes Herunterskalieren bestimmt werden. Der Drehwinkel φ ist dabei der Drehwinkel des Rotors relativ zum Stator. Parameter k₁ entspricht dem stromunabhängigen Magnetisierungsparameter, der die Induktivitätsvariation bedingt durch die Rotormagnete charakterisiert, und k₂ entspricht dem stromabhängigen Magnetisierungsparameter, der die Induktivitätsvariation durch die Bestromung der jeweiligen Phase charakterisiert.
Mittels der oben dargestellten Gleichungen (1) bis (5) können sodann Simulationswerte für die Spannung U₃ berechnet werden, welche den zu erwartenden gemessenen Spannungswerten bei den vorbestimmten Drehwinkeln des Rotors während des Messzeitraums entsprechen. Die Spannungswerte werden also insbesondere für jene Drehwinkel berechnet, bei denen auch die Spannung U₃ gemessen wurde. Diese berechneten Spannungswerte können sodann mit den Werten der gemessenen Spannung verglichen werden. Darauf basierend kann sodann der Magnetisierungsparameter k₁ variiert und in einem Regressionsverfahren optimiert werden und der Einfluss auf die berechneten Simulationswerte überprüft werden. Für die initiale Simulation und Optimierung von k₁ bei unbestromtem Motor kann zunächst ein vorgegebener Wert von k₂ angenommen werden. Sofern k₂ bereits in einer vorherigen Messung ermittelt und/oder optimiert wurde, kann optional dieser Wert verwendet werden. Alternativ kann beispielsweise die Simulation bzw. Optimierung zunächst mit k₂ = 0 begonnen und/oder durchgeführt werden.
Auf diese Weise kann eine Optimierung des Magnetisierungsparameters k₁ durchgeführt werden, welche das Ziel hat, eine Abweichung der berechneten Simulationswerte der Spannung von den entsprechenden gemessenen Spannungswerten zu minimieren. Der auf diese Weise simulativ ermittelte Wert des Magnetisierungsparameters k₁, für welchen die Abweichung am geringsten ist, kann sodann als der tatsächliche Magnetisierungsparameter k₁ dem vermessenen Dreiphasen-Elektromotor zugeordnet werden und/oder für eine Bestimmung des Parameters k₂ verwendet werden.
4 zeigt beispielhaft den gemessenen Verlauf der Spannung U₃ am induktiven Spannungsteiler aus 3 (Graph 100) im Vergleich zum simulierten und hinsichtlich des Magnetisierungsparameters k₁ optimierten Verlauf der Spannung U₃ über den Drehwinkel φ (Graph 200). Dabei ist erkennbar, dass die Graphen 100 und 200 nur eine geringe Abweichung aufweisen und demnach mittels der Variation von k₁ eine sehr genaue Anpassung der Simulation an die Messwerte erzielbar ist.
Entsprechende Verfahrensschritte können sodann für die Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₂ durchgeführt werden, wobei abweichend vom oben dargestellten Verfahren für die Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₁ die Verfahrensschritte bei bestromtem Motor durchgeführt werden. Dabei wird der Motor mit einem definierten vorgegebenen Strom mit vorgegebener und unverändert beibehaltener Kommutierung bestromt.
5 zeigt in Graph 300 den gemessenen Verlauf der Spannung U₃ (vertikale Achse, in Volt) am induktiven Spannungsteiler in Abhängigkeit vom Drehwinkel φ (in Grad). Graph 300 entspricht dabei dem Verlauf der Spannung U₃, welche mittels periodisch wiederholt eingespeisten Strompulsen in die erste und zweite Phase 12.1 und 12.2 verursacht wird, während über den Messzeitraum der Rotor langsam und gleichmäßig relativ zum Stator gedreht wird. Die gemessenen Spannungswerte U₃ werden sodann in einem Speicher abgespeichert, wobei der Speicher zur Ansteuerung des Elektromotors gehörend oder separat von dieser ausgebildet sein kann. Auch in Graph 300 ist zu beobachten, dass die Spannung U₃ über eine elektrische Umdrehung lokale Minima und Maxima aufweist, welche für die Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₂ herangezogen werden können.
Auch bei der Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₂ erfolgt ein Berechnen und Optimieren von entsprechenden Simulationswerten und ein Vergleich mit den gemessenen Werten, welcher in 6 dargestellt ist, wobei die Optimierung mittels einer Variation des Magnetisierungsparamters k₂ erfolgt. Dabei entspricht der Graph 300 dem bereits in 5 gezeigten Graphen der gemessenen Spannung und Graph 400 dem simulierten und optimierten Verlauf der Spannung U₃. Bei der Optimierung des Magnetisierungsparameters k₂ kann ein vorbestimmter Wert für k₁ angenommen werden. Sofern bereits in einer vorherigen Messung der Magnetisierungsparameter k₁ bestimmt und/oder optimiert wurde, kann optional auch dieser Wert bei der Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₂ verwendet werden. Durch eine mehrfache iterative Optimierung der Magnetisierungsparameter k₁ und k₂, wobei in jedem Iterationsschritt die Ergebnisse des vorherigen Iterationsschritts verwendet werden, kann die Genauigkeit der Bestimmung der Magnetisierungsparameter k₁ und k₂ verbessert werden. Wie in 6 zu erkennen ist, kann auch für die Bestimmung des Magnetisierungsparameters k₂ eine sehr gute Übereinstimmung der simulierten mit den gemessenen Spannungswerten U₃ erzielt werden. Die ersten Initialwerte können beispielsweise zu k₁ = k₂ = 0 gewählt werden und nach jedem durchgeführten Iterationsschritt kann sodann für den jeweils anderen Parameter der zuletzt bestimmte optimierte Wert genutzt.
Bezugszeichenliste

10: Dreiphasen-Elektromotor
12: Phase des Dreiphasen-Elektromotors
12.1, 12.2, 12.3: erste, zweite bzw. dritte Phase des Dreiphasen-Elektromotors
14: Sternpunkt
U1, U2, U3: Spannung am Anschluss der ersten, zweiten bzw. dritten Phase
L1, L2, L3: Induktivität der ersten, zweiten bzw. dritten Phase
R1, R2, R3: ohmscher Widerstand der ersten, zweiten bzw. dritten Phase
iL1, iL2, iL3: Stromfluss in der ersten, zweiten bzw. dritten Phase
US: Versorgungsspannung
100: Graph der gemessenen Spannungsdifferenz in unbestromtem Fall
200: Graph der simulierten Spannungsdifferenz in unbestromtem Fall
300: Graph der gemessenen Spannungsdifferenz in bestromtem Fall
400: Graph der simulierten Spannungsdifferenz in bestromtem Fall

Claims

Verfahren zur Bestimmung von Magnetisierungsparametern eines Dreiphasen-Elektromotors (10) mit einem Rotor und einem Stator, das Verfahren umfassend: - Einspeisen von Strompulsen in eine erste und zweite Phase (12.1, 12.2) des Dreiphasen-Elektromotors (10), wobei das Einspeisen der Strompulse über einen Messzeitraum erfolgt; - Drehen des Rotors um zumindest einen Teil einer elektrischen Umdrehung relativ zum Stator während des Messzeitraums, wobei das Drehen gleichmäßig über den gesamten Messzeitraum erfolgt; - Messen einer Spannung (U₃) an einem induktiven Spannungsteiler des Dreiphasen-Elektromotors (10) während des Messzeitraums und Ermitteln von Messwerten der gemessenen Spannung bei vorbestimmten Drehwinkeln (φ) des Rotors relativ zum Stator; - Berechnen von entsprechenden Simulationswerten der Spannung am Spannungsteiler bei den vorbestimmten Drehwinkeln (φ) unter Verwendung vorbestimmter Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter und Anpassen der vorbestimmten Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter derart, dass eine Abweichung der Simulationswerte der Spannung von den Messwerten der gemessenen Spannung (U₃) minimiert wird; - Bestimmen zumindest eines oder mehrerer der Magnetisierungsparameter des Dreiphasen-Motors (10) anhand der für die Minimierung der Abweichung der Simulationswerte von den Messwerten der gemessenen Spannung (U₃) angepassten Schätzwerte der Magnetisierungsparameter.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Messen einer Spannung (U₃) am induktiven Spannungsteiler ein Messen einer Spannungsdifferenz zwischen einem ersten und einem zweiten Spannungswert umfasst, wobei der erste Spannungswert durch das Einspeisen eines Strompulses mittels eines Spannungspulses einer ersten Polarität und der zweite Spannungswert durch das Einspeisen eines Strompulses mittels eines Spannungspulses einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität erzeugt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Strompulse als Testpulse ausgebildet sind und das Verfahren zumindest einmal bei abgesehen von den Testpulsen unbestromtem Dreiphasen-Elektromotor (10) durchgeführt wird, und wobei das Bestimmen des einen oder der mehreren Magnetisierungsparameter ein Bestimmen eines Magnetisierungsparameters k₁ umfasst, der eine Induktivitätsvariation durch einen oder mehrere Rotormagnete des Dreiphasen-Elektromotors (10) charakterisiert.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Verfahren zumindest einmal bei zusätzlich zu den Testpulsen bestromtem Dreiphasen-Elektromotor (10) durchgeführt wird und wobei das Bestimmen des einen oder der mehreren Magnetisierungsparameter ein Bestimmen eines Magnetisierungsparameters k₂ umfasst, der eine Induktivitätsvariation durch eine Bestromung des Dreiphasen-Elektromotors (10) charakterisiert.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Bestromen des Dreiphasen-Elektromotors (10) derart erfolgt, dass eine Kommutierung der Bestromung über den Messzeitraum unverändert beibehalten wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren zumindest einmal bei bestromtem Dreiphasen-Elektromotor (10) durchgeführt wird und dabei die Strompulse als Blockkommutierungspulse ausgebildet sind.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren zumindest einmal bei unbestromtem und zumindest einmal bei bestromtem Dreiphasen-Elektromotor (10) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren abwechselnd bei unbestromtem und bestromtem Dreiphasen-Elektromotor (10) iterativ durchgeführt wird, wobei zumindest ein Teil der bei einer Durchführung des Verfahrens bestimmten Magnetisierungsparameter bei der darauffolgenden iterativen Durchführung des Verfahrens als vorbestimmte Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter verwendet werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei derartige Drehwinkel (φ) als die vorbestimmten Drehwinkel (φ) vorbestimmt sind, bei denen die jeweils gemessene Spannung ein lokales Maximum und/oder ein lokales Minimum aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der zumindest eine Teil der elektrischen Umdrehung, um den der Rotor relativ zum Stator gedreht wird, zumindest 90° aufweist und zumindest einen vorbestimmten Drehwinkel (φ) aufweist, bei dem die gemessene Spannung (U₃) ein lokales Minimum aufweist und zumindest einen weiteren vorbestimmten Drehwinkel (φ) aufweist, bei dem die gemessene Spannung (U₃) ein lokales Minimum aufweist lokales Maximum aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmten Drehwinkel derart vorbestimmt sind, dass anhand der gemessenen Spannung bei den vorbestimmten Drehwinkeln ein kontinuierlicher Verlauf der Spannung über die elektrische Umdrehung bestimmbar ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmten Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter über ein vorbestimmtes mathematisches Modell für die jeweilige Induktivität der ersten und zweiten Phase des Dreiphasen-Elektromotors in die Berechnung der Simulationswerte einfließen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Vorpositionieren des Rotors relativ zum Stator vor dem Einspeisen der Strompulse auf einen vorbestimmten Start-Drehwinkel.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Vorpositionieren mittels einer mechanischen Zwangspositionierung und/oder durch ein Einprägen von Strom in den Dreiphasen-Elektromotor bis zur Erreichung des Start-Drehwinkels erfolgt.
Vorrichtung zur Bestimmung von Magnetisierungsparametern eines Dreiphasen-Elektromotors (10) mit einem Rotor und einem Stator, die Vorrichtung umfassend: - Eine Ansteuereinheit zur Bestromung des Dreiphasen-Elektromotors (10) und zur Einspeisung von Strompulsen in eine erste und zweite Phase (12.1, 12.2) des Dreiphasen-Elektromotors über einen Messzeitraum; - Eine Dreheinheit zum Drehen des Rotors relativ zum Stator, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, den Rotor relativ zum Stator mittels der Dreheinheit während des gesamten Messzeitraums gleichmäßig um eine elektrische Umdrehung zu drehen; - Ein Messelement zum Messen einer Spannung an einem induktiven Spannungsteiler des Dreiphasen-Elektromotors während des Messzeitraums; und - eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist: + Messwerte der mittels des Messelements gemessenen Spannung (U₃) bei vorbestimmten Drehwinkeln des Rotors relativ zum Stator zu ermitteln; + Simulationswerte der Spannung am Spannungsteiler bei den vorbestimmten Drehwinkeln unter Verwendung vorbestimmter Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter zu berechnen und die vorbestimmten Schätzwerte für die Magnetisierungsparameter derart anzupassen, dass eine Abweichung der Simulationswerte der Spannung von den Messwerten der gemessenen Spannung minimiert wird; + einen oder mehrere der Magnetisierungsparameter des Dreiphasen-Motors anhand der für die Minimierung der Abweichung der Simulationswerte von den Messwerten der gemessenen Spannung angepassten Schätzwerte der Magnetisierungsparameter zu bestimmen.