DE102021203758A1

DE102021203758A1 - PROCEDURE FOR DETERMINING AN INITIAL ROTOR POSITION, CONTROL UNIT AND ELECTRIC MOTOR

Info

Publication number: DE102021203758A1
Application number: DE102021203758.5A
Authority: DE
Inventors: Jan Bernhardt; Jörg Krupar
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2022-10-20
Also published as: CN117121365A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer initialen Rotorlage eines Dreiphasen-Elektromotors (10) mit einer Ansteuerschaltung (100). Das Verfahren umfasst ein Bestromen einer ersten und zweiten Phase (12.1, 12.2) des Dreiphasen-Elektromotors (10) mit einem über ein erstes Bestromungsintervall ansteigenden oder abfallenden elektrischen Strom und ein Ermitteln einer induzierten Spannung in einer nicht-bestromten dritten Phase (12.3) des Dreiphasen-Elektromotors (10) zu zumindest zwei zeitlich voneinander beabstandeten Messzeitpunkten während des ersten Bestromungsintervalls. Ferner umfasst das Verfahren ein Ermitteln einer Induktions-Spannungsdifferenz (700) der in der dritten Phase (12.3) induzierten Spannung zwischen den zwei zeitlich voneinander beabstandeten Induktions-Messzeitpunkten unter Berücksichtigung einer durch das Bestromen der ersten und zweiten Phase im ersten Bestromungsintervall hervorgerufenen Spannungsänderung in der Ansteuerschaltung (100) der ersten und/oder zweiten Phase (12.1, 12.2), sowie ein Bestimmen der initialen Rotorlage anhand der ermittelten Induktions-Spannungsdifferenz (700). Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinheit (20) und einen Elektromotor (10).The present invention relates to a method for determining an initial rotor position of a three-phase electric motor (10) with a control circuit (100). The method comprises energizing a first and second phase (12.1, 12.2) of the three-phase electric motor (10) with an electric current that increases or decreases over a first energization interval and determining an induced voltage in a third phase (12.3) of the motor that is not energized Three-phase electric motor (10) at at least two measurement times spaced apart in time during the first energization interval. The method also includes determining an induction voltage difference (700) of the voltage induced in the third phase (12.3) between the two time-spaced induction measurement times, taking into account a voltage change in the phase caused by the energization of the first and second phase in the first energization interval Control circuit (100) of the first and/or second phase (12.1, 12.2), and a determination of the initial rotor position based on the determined induction voltage difference (700). The invention also relates to a control unit (20) and an electric motor (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer initialen Rotorlage eines Dreiphasen-Elektromotors, eine Steuereinheit und einen Elektromotor. Die Erfindung liegt somit insbesondere auf dem Gebiet der Elektromotoren.The present invention relates to a method for determining an initial rotor position of a three-phase electric motor, a control unit and an electric motor. The invention is thus particularly in the field of electric motors.

Für den zuverlässigen Betrieb eines Dreiphasen-Elektromotors ist oftmals die Detektion der initialen Rotorposition bzw. Rotorlage im Stillstand des Motors vorteilhaft oder erforderlich. Insbesondere ist eine Kenntnis der Rotorposition für eine akkurate und zuverlässige Kommutierung vorteilhaft. Dazu sind im Stand der Technik diverse Verfahren bekannt, welche prinzipiell 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 häufig 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.For the reliable operation of a three-phase electric motor, it is often advantageous or necessary to detect the initial rotor position or position when the motor is at a standstill. In particular, knowledge of the rotor position is advantageous for accurate and reliable commutation. Various methods are known for this purpose in the prior art, which can in principle be divided into sensor-based and sensorless methods. Sensor-based methods have the disadvantage that they require suitable sensors and the hardware complexity and associated costs are correspondingly higher than with sensorless methods. Sensorless methods are typically based on feeding test pulses into the electric motor, which can lead to unwanted noise. The sensorless methods are often based on the position and current dependency of the stator inductances of the electric motor. The various types of sensorless methods are described, for example, in the published application DE 10 2019 127 051 A1 described.

Sensorlose Verfahren zur Bestimmung der initialen Rotorlage beruhen typischerweise auf einer Messung der Spannung am induktiven Spannungsteiler, d.h. am Anschluss der unbestromten Phase. Diese weisen jedoch den Nachteil auf, dass in manchen Fällen keine zuverlässige Nord-/Süd-Detektion möglich ist. Dies kann insbesondere bei hochstromfähigen Motoren der Fall sein.Sensorless methods for determining the initial rotor position are typically based on measuring the voltage at the inductive voltage divider, i.e. at the connection of the non-energized phase. However, these have the disadvantage that in some cases reliable north/south detection is not possible. This can be the case in particular with high-current capable motors.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren mit geringen Anforderungen an die Hardware zur zuverlässigen Bestimmung einer initialen Rotorlage eines Dreiphasen-Elektromotors bereitzustellen, welches insbesondere auch eine zuverlässige Nord-Süd-Detektion erlaubt.It is the object of the present invention to provide a method with low hardware requirements for reliably determining an initial rotor position of a three-phase electric motor, which in particular also allows reliable north-south detection.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, eine Steuereinheit und einen Elektromotor mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der Beschreibung angegeben.This object is achieved according to the invention by a method, a control unit and an electric motor having the features of the respective independent claims. Advantageous configurations are specified in the dependent claims and in the description.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer initialen Rotorlage eines Dreiphasen-Elektromotors mit einer Ansteuerschaltung. Das Verfahren umfasst ein Bestromen einer ersten und zweiten Phase des Dreiphasen-Elektromotors mit einem über ein erstes Bestromungsintervall ansteigenden oder abfallenden elektrischen Strom, sowie ein Ermitteln einer induzierten Spannung in einer nicht-bestromten dritten Phase des Dreiphasen-Elektromotors zu zumindest zwei zeitlich voneinander beabstandeten Messzeitpunkten während des ersten Bestromungsintervalls. Das Verfahren umfasst ferner ein Ermitteln einer Induktions-Spannungsdifferenz der in der dritten Phase induzierten Spannung zwischen den zwei zeitlich voneinander beabstandeten Induktions-Messzeitpunkten unter Berücksichtigung einer durch das Bestromen der ersten und zweiten Phase im ersten Bestromungsintervall hervorgerufenen Spannungsänderung in der Ansteuerschaltung der ersten und/oder zweiten Phase. Außerdem umfasst das Verfahren ein Bestimmen der initialen Rotorlage anhand der ermittelten Induktions-Spannungsdifferenz.In a first aspect, the invention relates to a method for determining an initial rotor position of a three-phase electric motor with a control circuit. The method includes energizing a first and second phase of the three-phase electric motor with an electric current that increases or decreases over a first energization interval, and determining an induced voltage in a non-energized third phase of the three-phase electric motor at at least two measurement times that are spaced apart in time during the first energization interval. The method also includes determining an induction voltage difference of the voltage induced in the third phase between the two time-spaced induction measurement times, taking into account a voltage change in the drive circuit of the first and/or second phase. In addition, the method includes determining the initial rotor position based on the ascertained induction voltage difference.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine initiale Rotorlage eines Dreiphasen-Elektromotors mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmen.In a further aspect, the invention relates to a control unit which is set up to determine an initial rotor position of a three-phase electric motor using a method according to the invention.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Elektromotor, umfassend einen Stator und einen relativ zum Stator rotierbaren Rotor, wobei der Elektromotor dazu eingerichtet ist, eine initiale Rotorlage des Elektromotors mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmen.In a further aspect, the invention relates to an electric motor, comprising a stator and a rotor which can be rotated relative to the stator, the electric motor being set up to determine an initial rotor position of the electric motor using a method according to the invention.

Ein Elektromotor weist einen Stator und einen Rotor auf. Insbesondere kann der Elektromotor als ein Dreiphasen-Elektromotor ausgebildet sein, 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 zumindest teilweise einander überlappen. Beispielsweise können die Phasen des Elektromotors in einer Dreiecksschaltung oder in einer Sternschaltung miteinander verschaltet sein. Die Begriffe „Elektromotor“ und „Motor“ werden in diesem Offenbarungstext als Synonyme verwendet.An electric motor has a stator and a rotor. In particular, the electric motor can be designed as a three-phase electric motor, which has three phases or three windings, which can each be energized via their own connection. The windings can be arranged in the electric motor in such a way that they at least partially overlap one another. For example, the phases of the electric motor can be connected to one another in a delta connection or in a star connection. The terms “electric motor” and “motor” are used as synonyms in this disclosure text.

Die Rotorposition entspricht einem Drehwinkel des Rotors gegenüber dem Stator. Die Kenntnis der Rotorposition kann insbesondere für eine zuverlässige Kommutierung des Motors erforderlich sein, um den Motor effizient zu betreiben. Der Drehwinkel des Rotors kann dabei in einem Bereich von 0° bis 360° liegen. Alternativ kann eine Drehwinkelzuordnung in einem Bereich von 0° bis 180° erfolgen, gepaart mit einer Bestimmung der Nord-Süd Ausrichtung des Rotors bzw. der Rotormagnete.The rotor position corresponds to a rotation angle of the rotor relative to the stator. Knowledge of the rotor position may be particularly necessary for reliable commutation of the motor in order to operate the motor efficiently. The angle of rotation of the rotor can be in a range from 0° to 360°. Alternatively, the angle of rotation can be assigned in a range from 0° to 180°, coupled with a determination of the north-south alignment of the rotor or the rotor magnets.

Der induktive Spannungsteiler kann insbesondere der zwischen dem Anschluss der unbestromten Phase und der Masse abfallenden Spannung 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.The inductive voltage divider can, in particular, reduce the voltage drop between the connection of the non-energized phase and ground match. The voltage is determined by the ratio of the inductances L ₁ and L ₂ of the first and second energized phase, which in turn depends on the position of the rotor.

Eine Berücksichtigung einer durch das Bestromen der ersten und zweiten Phase im ersten Bestromungsintervall hervorgerufenen Spannungsänderung in der Ansteuerschaltung der ersten und/oder zweiten Phase beim Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz bedeutet dabei, dass ein Einfluss der Spannungsänderung in der Ansteuerschaltung auf die zu ermittelnde Induktions-Spannungsdifferenz ermittelt oder abgeschätzt und zumindest teilweise kompensiert wird.Taking into account a voltage change in the drive circuit of the first and/or second phase caused by the energization of the first and second phase in the first energization interval when determining the induction voltage difference means that the voltage change in the drive circuit has an influence on the induction voltage difference to be determined determined or estimated and at least partially compensated.

Die Erfindung bietet den Vorteil, dass sich mögliche Einflüsse und/oder Messfehler beim Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz und sich daraus ergebende Einflüsse und/oder Messfehler auf die Bestimmung der initialen Rotorlage aufgrund einer Spannungsänderung in der Ansteuerschaltung reduzieren oder vermeiden lassen. Dies bietet somit den Vorteil, dass die Zuverlässigkeit der Bestimmung der initialen Rotorlage verbessert werden kann, da unerwünschte Messfehler reduziert oder vermieden werden können.The invention offers the advantage that possible influences and/or measurement errors when determining the induction voltage difference and resulting influences and/or measurement errors on the determination of the initial rotor position due to a voltage change in the control circuit can be reduced or avoided. This therefore offers the advantage that the reliability of the determination of the initial rotor position can be improved since undesirable measurement errors can be reduced or avoided.

Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass für die Bestimmung der initialen Rotorlage unter Berücksichtigung der in der Ansteuerschaltung hervorgerufenen Spannungsänderung keine zusätzliche Hardware zwingend erforderlich ist. Insbesondere bietet die Erfindung den Vorteil, dass keine separaten Sensoren für die Bestimmung der initialen Rotorlage bereitgestellt werden müssen und somit die Herstellungskosten für den Dreiphasen-Elektromotor und die Ansteuerschaltung gering gehalten werden können.Furthermore, the invention offers the advantage that no additional hardware is absolutely necessary for the determination of the initial rotor position, taking into account the voltage change caused in the control circuit. In particular, the invention offers the advantage that no separate sensors have to be provided for determining the initial rotor position, and the production costs for the three-phase electric motor and the control circuit can therefore be kept low.

Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass auch für Elektromotoren mit geringer Induktivität und insbesondere bei hochstromfähigen Dreiphasen-Elektromotoren eine zuverlässige Bestimmung der initialen Rotorlage ermöglicht werden, bei welchen gemäß herkömmlichen Verfahren die herkömmlich auftretenden Einflüsse zu stark ausgeprägten Messfehlern und entsprechend zu einer stark reduzierten Zuverlässigkeit der Bestimmung der initialen Rotorlage führen würden. Somit bietet die Erfindung den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der initialen Rotorlage eine universelle Anwendbarkeit in verschiedenen Typen von Dreiphasen-Elektromotoren aufweist und somit die erforderliche Vielfalt an Arten von Steuereinheiten und/oder Verfahren zur Bestimmung der initialen Rotorlage für verschiedene Typen von Dreiphasen-Elektromotoren gering gehalten werden kann.Furthermore, the invention offers the advantage that a reliable determination of the initial rotor position is made possible even for electric motors with low inductance and in particular for three-phase electric motors capable of high current, in which, according to conventional methods, the conventionally occurring influences lead to pronounced measurement errors and accordingly to a greatly reduced reliability would lead to the determination of the initial rotor position. The invention thus offers the advantage that the method according to the invention for determining the initial rotor position has universal applicability in different types of three-phase electric motors and thus the required variety of types of control units and/or methods for determining the initial rotor position for different types of three-phases -Electric motors can be kept low.

Optional erfolgt das Bestromen der ersten und zweiten Phase derart, dass der elektrische Strom im ersten Bestromungsintervall streng monoton und optional linear ansteigt bzw. abfällt. Dies ermöglicht ein zuverlässiges Bestimmen eines Vorzeichens der Änderung des Stroms, d.h. ob der Strom im Bestromungsintervall ansteigt oder abfällt. Das auf diese Weise zu ermittelnde Vorzeichen der Änderung des Stromflusses kann sodann für die Nord-Süd-Detektion der Rotorlage verwendet werden.Optionally, the first and second phases are energized in such a way that the electric current increases or decreases in a strictly monotonous and optionally linear manner in the first energization interval. This enables a sign of the change in current to be reliably determined, i.e. whether the current is increasing or decreasing in the energization interval. The sign of the change in the current flow to be determined in this way can then be used for the north-south detection of the rotor position.

Optional entspricht die durch das Bestromen der ersten und/oder zweiten Phase im Bestromungsintervall hervorgerufene Spannungsänderung in der Ansteuerschaltung der ersten und/oder zweiten Phase einer Shunt-Spannungsdifferenz, die an einer über einem Shunt-Widerstand zur Messung des Phasenstroms in der ersten und/oder zweiten Phase abfallenden Spannung zwischen zwei voneinander beabstandeten Shunt-Messzeitpunkten entsteht. Die Shunt-Spannungsdifferenz kann optional eine hauptsächliche Ursache für eine unerwünschte Änderung der Induktions-Spannungsdifferenz darstellen, welche das Ergebnis des Ermittelns der induktions-Spannungsdifferenz verfälschen und entsprechend die Zuverlässigkeit der Bestimmung der initialen Rotorlage reduzieren kann. Die Shunt-Spannungsdifferenz kann optional sehr gering sein und beispielsweise im Bereich von wenigen Millivolt liegen. In vielen Fällen, wenn die Induktions-Spannungsdifferenz im Vergleich zur Shunt-Spannungsdifferenz sehr groß ausgebildet ist, kann der Einfluss der Shunt-Spannungsdifferenz auf das Bestimmen der initialen Rotorlage vernachlässigbar sein. Ist jedoch die Induktions-Spannungsdifferenz sehr gering oder gar in derselben Größenordnung wie die Shunt-Spannungsdifferenz, können sich durch die Shunt-Spannungsdifferenz erhebliche unerwünschte Auswirkungen auf die ermittelte Induktions-Spannungsdifferenz ergeben, welche sodann die Bestimmung der initialen Rotorlage verfälschen. Dadurch dass die Shunt-Spannungsdifferenz jedoch beim Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz berücksichtigt wird, können diese unerwünschten Einflüsse reduziert oder vermieden werden.Optionally, the voltage change in the drive circuit of the first and/or second phase caused by the energization of the first and/or second phase in the energization interval corresponds to a shunt voltage difference that is measured across a shunt resistor for measuring the phase current in the first and/or voltage dropping in the second phase between two spaced apart shunt measurement times. The shunt voltage difference can optionally represent a main cause for an undesired change in the induction voltage difference, which can falsify the result of determining the induction voltage difference and correspondingly reduce the reliability of the determination of the initial rotor position. The shunt voltage difference can optionally be very small and, for example, be in the range of a few millivolts. In many cases, when the induction voltage difference is very large compared to the shunt voltage difference, the influence of the shunt voltage difference on determining the initial rotor position can be negligible. However, if the induction voltage difference is very small or even of the same order of magnitude as the shunt voltage difference, the shunt voltage difference can have significant undesirable effects on the determined induction voltage difference, which then falsify the determination of the initial rotor position. However, because the shunt voltage difference is taken into account when determining the induction voltage difference, these undesirable influences can be reduced or avoided.

Optional umfassen die Induktions-Messzeitpunkte einen ersten und einen zweiten Induktions-Messzeitpunkt und die Shunt-Messzeitpunkte einen ersten und einen zweiten Shunt-Messzeitpunkt, wobei der erste Induktions-Messzeitpunkt vom ersten Shunt-Messzeitpunkt und/oder der zweite Induktions-Messzeitpunkt vom zweiten Shunt-Messzeitpunkt nicht mehr als 5 µs zeitlich beabstandet sind. Dies bietet den Vorteil, dass die jeweiligen Shunt-Spannungs-Messungen und Induktions-Spannungs-Messungen möglichst zeitnah zueinander erfolgen und entsprechend auch die Shunt-Spannungsdifferenz und die Induktions-Spannungsdifferenz über nahezu das gleiche Zeitintervall ermittelt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass eine Shunt-Spannungsdifferenz berücksichtigt werden kann, welche möglichst nah an der tatsächlich während der Messung der Induktions-Spannungsdifferenz bzw. der Induktions-Spannungen vorherrschenden Shunt-Spannungsdifferenz bzw. der jeweils vorherrschenden Shunt-Spannung liegt. Dies ermöglicht eine besonders genaue Kompensation der Einflüsse der Shunt-Spannungsdifferenz beim Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz.Optionally, the induction measurement times include a first and a second induction measurement time and the shunt measurement times include a first and a second shunt measurement time, the first induction measurement time from the first shunt measurement time and/or the second induction measurement time from the second shunt -Measurement times are not more than 5 µs apart in time. This offers the advantage that the respective shunt voltage measurements and induction voltage measurements are carried out as closely as possible to one another and, accordingly, the shunt voltage difference as well renz and the induction voltage difference can be determined over almost the same time interval. As a result, a shunt voltage difference can be taken into account which is as close as possible to the shunt voltage difference actually prevailing during the measurement of the induction voltage difference or the induction voltages or the respectively prevailing shunt voltage. This enables a particularly precise compensation of the influences of the shunt voltage difference when determining the induction voltage difference.

Optional sind der erste und der zweite Induktions-Messzeitpunkt zumindest 10 µs, optional zumindest 100 µs, optional zumindest 1 ms voneinander beabstandet. Alternativ oder zusätzlich sind der erste und der zweite Shunt-Messzeitpunkt zumindest 10 µs, optional zumindest 100 µs, optional zumindest 1 ms voneinander beabstandet. Dies bietet den Vorteil, dass die Zeitspanne zwischen den Messzeitpunkten der Induktions-Spannungen und/oder der ShuntSpannungen ausreichend lang ist, um einen ausgeprägten Anstieg oder Abfall des Stromflusses durch die Induktivitäten und/oder den Shunt zu erzielen und entsprechend eine geeignete Signalamplitude für das Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz zu erhalten.Optionally, the first and second induction measurement times are at least 10 μs, optionally at least 100 μs, optionally at least 1 ms apart from one another. Alternatively or additionally, the first and second shunt measurement times are at least 10 μs, optionally at least 100 μs, optionally at least 1 ms apart from one another. This offers the advantage that the time span between the measurement times of the induction voltages and/or the shunt voltages is long enough to achieve a pronounced increase or decrease in the current flow through the inductances and/or the shunt and accordingly a suitable signal amplitude for the determination to obtain the induction voltage difference.

Optional wird die durch das Bestromen der ersten und/oder zweiten Phase im Bestromungsintervall hervorgerufene Spannungsänderung in der ersten und/oder zweiten Phase in Form einer vorbestimmten, geschätzten Shunt-Spannungsdifferenz berücksichtigt. Mit anderen Worten kann das Ermitteln der Shunt-Spannungsdifferenz gemäß einer optionalen Ausführungsform darauf beschränkt sein, dass diese geschätzt anstatt gemessen wird. Diese optionale, alternative Ausführungsform bietet somit die Möglichkeit, anstatt einer Messung bzw. Ermittlung der Shunt-Spannung bzw. Shunt-Spannungsdifferenz diese durch eine Schätzung zur berücksichtigen. Beispielsweise kann die Schätzung auf einer Berechnung des Schätzwertes anhand anderer bekannter Parameter und/oder auf experimentell bestimmten und bereitgestellten Daten und/oder Erfahrungswerten beruhen. Beispielsweise kann die Shunt-Spannungsdifferenz mittels des folgenden mathematischen Zusammenhangs geschätzt werden: $Δ U_{s h u n t} = \frac{U}{2 L} \cdot Δ T \cdot R_{s h u n t}$

Optionally, the voltage change in the first and/or second phase caused by the energization of the first and/or second phase in the energization interval is taken into account in the form of a predetermined, estimated shunt voltage difference. In other words, according to an optional embodiment, determining the shunt voltage difference may be limited to being estimated rather than measured. This optional, alternative embodiment thus offers the possibility, instead of measuring or determining the shunt voltage or shunt voltage difference, to take this into account by means of an estimate. For example, the estimate can be based on a calculation of the estimated value using other known parameters and/or on experimentally determined and provided data and/or empirical values. For example, the shunt voltage difference can be estimated using the following mathematical relationship:

Δ u_{s H and n t} = \frac{u}{2 L} \cdot Δ T \cdot R_{s H and n t}

Dabei indiziert ΔU_shunt die Shunt-Spannungsdifferenz, U die Versorgungsspannung, L die Induktivität der ersten bzw. zweiten Phase (die als identisch angenommen werden), ΔT den zeitlichen Abstand zwischen der ersten und zweiten Induktions-Spannungsmessung und Rshunt den ohmschen Widerstand des Shunt-Widerstands. Eine derartige Abschätzung der Shunt-Spannungsdifferenz kann somit eine Lösung bieten, bei welcher kein Ermitteln bzw. Messen der Shunt-Spannungsdifferenz erforderlich ist und somit der Hardware- und/oder Rechenaufwand gering gehalten werden kann.ΔU _shunt indicates the shunt voltage difference, U the supply voltage, L the inductance of the first and second phase (which are assumed to be identical), ΔT the time interval between the first and second induction voltage measurement and Rshunt the ohmic resistance of the shunt resistance. Such an estimation of the shunt voltage difference can thus offer a solution in which it is not necessary to determine or measure the shunt voltage difference and the hardware and/or computing effort can therefore be kept low.

Optional erfolgt die Berücksichtigung der durch das Bestromen der ersten und/oder zweiten Phase im Bestromungsintervall hervorgerufenen Spannungsänderung in der ersten und/oder zweiten Phase dadurch, dass die Induktions-Spannungsdifferenz um einen zur Shunt-Spannungsdifferenz proportionalen Wert reduziert wird. Beispielsweise kann der zur Shunt-Spannungsdifferenz proportionale Wert den Wert der Shunt-Spannungsdifferenz selbst darstellen. Gemäß anderen Ausführungsformen können jedoch auch Bruchteile und/oder Vielfache der Shunt-Spannungsdifferenz dazu verwendet werden. Dass die Induktions-Spannungsdifferenz um einen zur Shunt-Spannungsdifferenz proportionalen Wert reduziert wird, bedeutet dabei, dass die Differenz der Induktions-Spannungsdifferenz und der Shunt-Spannungsdifferenz für als ermittelte Induktions-Spannungsdifferenz für die Bestimmung der initialen Rotorlage verwendet wird. Auf diese Weise können die Einflüsse der Shunt-Spannungsdifferenz auf die ermittelte Induktions-Spannungsdifferenz reduziert oder gar ganz eliminiert werden.Optionally, the voltage change in the first and/or second phase caused by the energization of the first and/or second phase in the energization interval is taken into account by reducing the induction voltage difference by a value proportional to the shunt voltage difference. For example, the value proportional to the shunt voltage difference may represent the value of the shunt voltage difference itself. According to other embodiments, however, fractions and/or multiples of the shunt voltage difference can also be used for this purpose. The fact that the induction voltage difference is reduced by a value proportional to the shunt voltage difference means that the difference between the induction voltage difference and the shunt voltage difference is used as the determined induction voltage difference for determining the initial rotor position. In this way, the influence of the shunt voltage difference on the determined induction voltage difference can be reduced or even completely eliminated.

Optional erfolgt die Berücksichtigung der durch das Bestromen der ersten und/oder zweiten Phase im Bestromungsintervall hervorgerufenen Spannungsänderung in der ersten und/oder zweiten Phase dadurch, dass die Induktions-Spannungsdifferenz um den halben Wert der Shunt-Spannungsdifferenz reduziert wird. Dies bietet eine besonders einfache und zuverlässige Form der Berücksichtigung. Die Änderung der Shunt-Spannung wirkt sich im Wesentlichen mit dem inversen Teilerverhältnis des induktiven Spannungsteilers heruntergeteilt als Fehler auf die gemessene Änderung der Induktions-Spannung am induktiven Spannungsteiler aus. Da das Teilerverhältnis am induktiven Spannungsteiler wiederum positionsabhängig ist, kann man für eine exakte Kompensation genaugenommen das Teilerverhältnis messen und die Shunt-Spannungsdifferenz dividiert durch das gemessene Teilerverhältnis von der Induktions-Spannungsdifferenz subtrahieren. Da in vielen Ausführungsformen das Teilerverhältnis am induktiven Spannungsteiler während der Positionsdetektion des Rotors gemessen wird, kann dies ohne zusätzliche Messschritte implementiert werden. Zur Vereinfachung und Minimierung der nötigen Rechenleistung kann jedoch ein festes Teilerverhältnis von ½ verwendet werden, sodass der halbe Wert der Shunt-Spannungsdifferenz von der Induktions-Spannungsdifferenz subtrahiert wird. Für viele in der Nutzung befindlichen Elektromotoren bewegt sich die Positionsabhängigkeit des Teilerverhältnisses des induktiven Spannungsteilers lediglich in einem Bereich zwischen 1% und 10%. Daher kann ein Teilerverhältnis von ½ eine sehr gut verwendbare Näherung darstellen, die einer brauchbaren Berücksichtigung der Shunt-Spannungsdifferenz zugrunde gelegt werden kann.Optionally, the voltage change in the first and/or second phase caused by the energization of the first and/or second phase in the energization interval is taken into account by reducing the induction voltage difference by half the value of the shunt voltage difference. This offers a particularly simple and reliable form of consideration. The change in the shunt voltage essentially affects the measured change in the induction voltage at the inductive voltage divider as an error, divided down by the inverse divider ratio of the inductive voltage divider. Since the divider ratio on the inductive voltage divider is in turn dependent on the position, you can actually measure the divider ratio for exact compensation and subtract the shunt voltage difference divided by the measured divider ratio from the induction voltage difference. Since in many embodiments the divider ratio at the inductive voltage divider is measured during the position detection of the rotor, this can be implemented without additional measurement steps. However, to simplify and minimize the computing power required, a fixed divider ratio of ½ can be used, so that half the value of the shunt voltage difference is subtracted from the induction voltage difference. For many electric motors in use, the position dependence of the divider varies ratio of the inductive voltage divider is only in a range between 1% and 10%. Therefore, a divider ratio of 1/2 can be a very useful approximation on which to give a useful account of the shunt voltage difference.

Optional umfasst das Verfahren zur Bestimmung der initialen Rotorlage ferner ein Bestromen der ersten und zweiten Phase des Dreiphasen-Elektromotors mit einem über ein zweites Bestromungsintervall ansteigenden oder abfallenden elektrischen Strom, wobei die Spannungsrichtung einer zur Bestromung angelegten Spannung der Spannungsrichtung der Spannung zur Bestromung im ersten Bestromungsintervall entgegengesetzt ist, sowie ein Ermitteln der induzierten Spannung in der nicht-bestromten dritten Phase des Dreiphasen-Elektromotors zu zumindest zwei zeitlich voneinander beabstandeten Messzeitpunkten während des zweiten Bestromungsintervalls. Zudem umfasst das Verfahren gemäß dieser optionalen Ausführungsform ein Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz der in der dritten Phase induzierten Spannung zwischen den zwei zeitlich voneinander beabstandeten Induktions-Messzeitpunkten im zweiten Bestromungsintervall unter Berücksichtigung einer durch das Bestromen der ersten und zweiten Phase im zweiten Bestromungsintervall hervorgerufenen Spannungsänderung in der Ansteuerschaltung der ersten und/oder zweiten Phase, sowie ein Bestimmen der initialen Rotorlage anhand der im ersten und zweiten Bestromungsintervall ermittelten Induktions-Spannungsdifferenzen. Dies bietet den Vorteil, dass etwaige Messfehler durch etwaige auftretende Störeinflüsse eliminiert werden können, sofern diese in beiden Bestromungsintervallen gleichermaßen auftreten. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Bestimmung der initialen Rotorlage noch weiter erhöht werden. Durch die Verwendung der zwei entgegengesetzten Messungen lassen sich insbesondere etwaige Ungenauigkeiten reduzieren, die durch Hystereseeigenschaften des Statormaterials hervorgerufen werden können.Optionally, the method for determining the initial rotor position also includes energizing the first and second phases of the three-phase electric motor with an electric current that increases or decreases over a second energization interval, the voltage direction of a voltage applied for energization being the same as the voltage direction of the voltage for energization in the first energization interval is opposite, as well as determining the induced voltage in the non-energized third phase of the three-phase electric motor at at least two measurement times spaced apart in time during the second energization interval. In addition, the method according to this optional embodiment includes determining the induction voltage difference of the voltage induced in the third phase between the two time-spaced induction measurement times in the second energization interval, taking into account a voltage change caused by energizing the first and second phase in the second energization interval the control circuit of the first and/or second phase, and a determination of the initial rotor position based on the induction voltage differences determined in the first and second energization interval. This offers the advantage that any measurement errors caused by any interference that may occur can be eliminated if they occur equally in both energization intervals. As a result, the reliability of the determination of the initial rotor position can be increased even further. In particular, the use of the two opposite measurements reduces any inaccuracies that can be caused by hysteresis properties of the stator material.

Optional wird vor dem ersten und/oder zweiten Bestromungsintervall jeweils für eine vorbestimmte Zeitdauer eine elektrische Spannung an die erste und zweite Phase angelegt, welche entgegengesetzt zu der für das Bestromen anzulegenden Spannung ist. Dies bietet den Vorteil, dass etwaige Einflüsse durch eine noch vorhandene Magnetisierung durch die vorhergehende Messung und/oder Bestromung reduziert oder eliminiert werden können. Die vorbestimmte Zeitdauer beträgt dabei optional nicht mehr als 100 ms.Optionally, before the first and/or second energization interval, an electrical voltage is applied to the first and second phase for a predetermined period of time, which is opposite to the voltage to be applied for energizing. This offers the advantage that any influences from magnetization that is still present can be reduced or eliminated by the previous measurement and/or energization. The predetermined period of time is optionally not more than 100 ms.

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.The features and embodiments mentioned above and explained below are not only to be regarded as disclosed in the combinations explicitly mentioned in each case, but are also covered by the disclosure content in other technically meaningful combinations and embodiments.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand der folgenden Beispiele und bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden.Further details and advantages of the invention will now be explained in more detail using the following examples and preferred embodiments with reference to the figures.

Es zeigen:

1A und 1B schematische Darstellungen eines Dreiphasen-Elektromotors in Sternschaltung (1A) und in Dreiecksschaltung ( 1B);
1C einen Elektromotor und eine Steuereinheit gemäß einer optionalen Ausführungsform in einer schematischen Darstellung;
2A und 2B herkömmliche Mess- und Ansteuerschaltungen für einen Dreiphasen-Elektromotor;
3 einen beispielhaften Verlauf einer ermittelten induzierten Spannung;
4 einen beispielhaften Verlauf der Induktions-Spannungsdifferenz über eine volle elektrische Umdrehung des Rotors gegenüber dem Stator;
5 einen beispielhaften Verlauf der induzierten Spannung in einer dritten, unbestromten Phase mit der Zeit, während die erste und zweite Phase bestromt werden;
6 den zeitlichen Verlauf der Shunt-Spannung;
7 einen Vergleich des gemessenen Signals der unkorrigierten Induktions-Spannungsdifferenz mit dem halben Wert der Shunt-Spannungsdifferenz über den Drehwinkel des Rotors;
8 beispielhaft das Differenzsignal zur Nord-Süd-Detektion bzw. zur Bestimmung der initialen Rotorlage.

Show it:

1A and 1B Schematic representations of a three-phase star-connected electric motor ( 1A) and in delta connection ( 1B) ;
1C an electric motor and a control unit according to an optional embodiment in a schematic representation;
2A and 2 B conventional sensing and driving circuits for a three-phase electric motor;
3 an exemplary course of a determined induced voltage;
4 an exemplary course of the induction voltage difference over a full electrical revolution of the rotor compared to the stator;
5 an exemplary course of the induced voltage in a third, non-energized phase over time, while the first and second phases are energized;
6 the time course of the shunt voltage;
7 a comparison of the measured signal of the uncorrected induction voltage difference with half the value of the shunt voltage difference over the rotation angle of the rotor;
8th For example, the difference signal for north-south detection or for determining the initial rotor position.

In den folgenden Figuren können gleiche oder ähnliche Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen der Einfachheit halber mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.In the following figures, the same or similar elements in the different embodiments may be denoted by the same reference numbers for the sake of simplicity.

Die 1A und 1B zeigen beispielhaft in schematischen Darstellungen einen Dreiphasen-Elektromotor 10 in Sternschaltung (1A) und in Dreiecksschaltung (1B) gemäß optionalen Ausführungsformen. 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 R_M1, R_M2 bzw. R_M3 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.the 1A and 1B show an example of a three-phase electric motor 10 in a star connection ( 1A) and in delta connection ( 1B) according to optional embodiments. The electric motor 10 has three connections 12.1, 12.2 and 12.3 for the three different phases 12. Each of the three phases 12.1, 12.2 and 12.3 is represented by an associated inductance L ₁ , L ₂ and L ₃ and a associated ohmic resistance R _M1 , R _M2 or R _M3 characterized. The supply voltage of the electric motor 10 is identified as Us and corresponds to a potential difference compared to a ground potential. Different voltages U ₁ , U ₂ and U ₃ can be present at the three connections 12.1, 12.2 and 12.3 of the three phases, which voltages also represent a potential difference compared to the ground potential.

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.Each of the three phases is connected at one end to an associated terminal 12.1, 12.2 and 12.3. In the case of star connection ( 1A) the other end is connected to a star point 14 of the star connection. In the case of the delta connection ( 1B) the other end is connected to the connection 12.1, 12.2 or 12.3 of the next phase.

1C zeigt einen Elektromotor 10 mit einer Steuereinheit 20, welche kommunikativ miteinander verbunden sind. Die Steuereinheit 20 ist dabei separat vom Elektromotor 10 ausgebildet und dazu eingerichtet, diesen mit Steuersignalen zu versehen und insbesondere die Kommutierung des Elektromotors 10 vorzunehmen. Außerdem ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die initiale Rotorposition des Elektromotors 10 zu bestimmen. 1C shows an electric motor 10 with a control unit 20, which are communicatively connected to one another. The control unit 20 is designed separately from the electric motor 10 and is set up to provide it with control signals and in particular to carry out the commutation of the electric motor 10 . In addition, the control unit is set up to determine the initial rotor position of the electric motor 10 .

2A zeigt eine herkömmliche Mess- und Ansteuerschaltung 100 für einen Dreiphasen-Elektromotor 10. Dabei bezeichnen die Bezugszeichen M₁ bis M₆ Feldeffekttransistoren (FETs), welche zum Anlegen von bis zur drei getakteten Spannungen an den Dreiphasen-Elektromotor dienen. Die Anordnung aus dem OPV IC₁ und den Widerständen R₂ bis R₅ stellt ein Verstärkernetzwerk dar, welches den Spannungsabfall über einem Shunt-Widerstand R₁ verstärkt und der Steuereinheit zur weiteren Verwendung zur Verfügung stellt. 2A shows a conventional measurement and control circuit 100 for a three-phase electric motor 10. The reference symbols M ₁ to M ₆ denote field effect transistors (FETs), which are used to apply up to three pulsed voltages to the three-phase electric motor. The arrangement of OPV IC ₁ and resistors R ₂ to R ₅ represents an amplifier network which amplifies the voltage drop across a shunt resistor R ₁ and makes it available to the control unit for further use.

Die Widerstände R₆ bis R₁₀ dienen dabei als resistive Spannungsteiler, welche die zur Bestimmung der initialen Position des Rotorwinkels zu messenden Phasenspannungen U₁, U₂ bzw. U₃ am induktiven Spannungsteiler herunterteilen, die sodann der Steuereinheit zur Verfügung gestellt werden.The resistors R ₆ to R ₁₀ serve as resistive voltage dividers, which divide down the phase voltages U ₁ , U ₂ or U ₃ to be measured to determine the initial position of the rotor angle at the inductive voltage divider, which are then made available to the control unit.

Der Shunt-Widerstand R₁ dient zur Messung der einzelnen Phasenströme, d.h. der Ströme, die der jeweiligen Phase des Dreiphasen-Elektromotors zugeführt werden bzw. in diesen fließen. Die über dem Shunt-Widerstand R₁ abfallende Shunt-Spannung ist dabei typischerweise klein im Vergleich zu den anderen in der Ansteuerschaltung abfallenden Spannungen und kann beispielsweise im zweistelligen Millivolt-Bereich liegen.The shunt resistor R ₁ is used to measure the individual phase currents, ie the currents that are supplied to or flow into the respective phase of the three-phase electric motor. The shunt voltage drop across the shunt resistor R ₁ is typically small compared to the other voltages drop in the drive circuit and can be in the two-digit millivolt range, for example.

2B zeigt eine weitere herkömmliche Mess- und Ansteuerschaltung 102 für einen Dreiphasen-Elektromotor 10, welche mehrere Shunt-Widerstände aufweist, nämlich die Shunt-Widerstände R₁ und R₂., welche jeweils mit einem FET M₁ bzw. M₃ zur Bestromung einer der Phasen des Dreiphasen-Elektromotors in Reihe geschaltet sind. Wenngleich der Dreiphasen-Elektromotor 10 drei Phasen aufweist, sind in der Regel in einer solchen Konfiguration zwei Shunt-Widerstände R₁ und R₂ zur Bestimmung des jeweils vorliegenden Phasenstroms ausreichend, da der dritte Phasenstrom des Motors 10 über den Knotensatz aus den gemessenen Strömen in den beiden jeweils anderen Phasen berechnet werden kann. Bei einer derartigen Ansteuerschaltung 102 können optional die Spannungsabfälle über beiden Shunt-Widerständen R₁ und R₂ bei der Ermittlung der Induktions-Spannungsdifferenz berücksichtigt werden. Die Berücksichtigung bzw. Kompensation der Shunt-Spannungsdifferenz erfolgt dabei optional nur während jener Bestromungsintervalle, in denen sich auch tatsächlich ein Shunt-Widerstand R₁ bzw. R₂ im Strompfad befindet. Wird die Bestromung hingegen derart durchgeführt, dass der Strom über den äußeren rechten Pfad, d.h. über dem FET M₅, nach Masse abgeführt wird, so ist für diesen Fall keine Kompensation durchzuführen. Entsprechend kann es zweckmäßig sein, für manche Bestromungsintervalle eine Berücksichtigung der Shunt-Spannungsdifferenz vorzunehmen, für andere Bestromungsintervalle hingegen nicht. Optional kann dies auch bei einer Mittelung über mehrere Bestromungsintervalle zur Signalverbesserung berücksichtigt werden. 2 B shows another conventional measurement and control circuit 102 for a three-phase electric motor 10, which has a plurality of shunt resistors, namely the shunt resistors R ₁ and R ₂ ., Which each have a FET M ₁ or M ₃ for energizing one of the Phases of the three-phase electric motor are connected in series. Although the three-phase electric motor 10 has three phases, two shunt resistors R ₁ and R ₂ are usually sufficient in such a configuration to determine the phase current that is present in each case, since the third phase current of the motor 10 via the set of nodes from the measured currents in the other two phases can be calculated. With a control circuit 102 of this type, the voltage drops across the two shunt resistors R ₁ and R ₂ can optionally be taken into account when determining the induction voltage difference. The shunt voltage difference is optionally taken into account or compensated only during those energization intervals in which there is actually a shunt resistor R ₁ or R ₂ in the current path. If, on the other hand, the energization is carried out in such a way that the current is discharged to ground via the outer right path, ie via the FET M ₅ , no compensation needs to be carried out in this case. Accordingly, it can be expedient to take the shunt voltage difference into account for some current supply intervals, but not for other current supply intervals. Optionally, this can also be taken into account when averaging over several energization intervals to improve the signal.

Im Folgenden werden ein Verfahren gemäß einer optionalen Ausführungsform zur Bestimmung einer initialen Rotorlage eines Dreiphasen-Elektromotors mittels einer Ansteuerschaltung, wie in 2A dargestellt, beschrieben und dessen Hintergründe erläutert.A method according to an optional embodiment for determining an initial rotor position of a three-phase electric motor by means of a control circuit, as in 2A presented, described and its background explained.

3 zeigt einen beispielhaften Verlauf einer ermittelten Spannung, welche in der unbestromten, dritten Phase eines Dreiphasen-Elektromotors 10 induziert wird, wenn die erste und die zweite Phase bestromt werden in Abhängigkeit von der Rotorlage bzw. des Drehwinkels des Rotors in Grad (horizontale Achse) über eine volle elektrische Umdrehung des Rotors relativ zum Stator. Auf der vertikalen Achse ist dabei eine Induktions-Spannungsdifferenz aufgetragen, welche durch ein Ermitteln der induzierten Spannung in der dritten, unbestromten Phase bzw. am induktiven Spannungsteiler zu zumindest zwei zeitlich voneinander beabstandeten Messzeitpunkten während des ersten Bestromungsintervalls entsteht, während die erste und die zweite Phase während des ersten Bestromungsintervalls mit einem ansteigenden oder abfallenden Strom bestromt werden. Der Graph in 3 lässt erkennen, dass die Induktions-Spannungsdifferenz signifikant von der Rotorlage abhängt und insbesondere in Abhängigkeit von der Rotorlage das Vorzeichen wechselt. Dadurch bietet sich das Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz an, um die initiale Rotorlage des Dreiphasen-Elektromotors 10 und die Nord-Süd-Ausrichtung des Rotors zu bestimmen. Die Pollage des Rotors kann anhand des Vorzeichens der Induktions-Spannungsdifferenz ermittelt werden, welche sich durch die Ermittlung der Induktions-Spannungsdifferenz bei der vorherrschenden, zu bestimmenden Rotorlage ergibt. 3 shows an exemplary course of a determined voltage which is induced in the unenergized, third phase of a three-phase electric motor 10 when the first and the second phase are energized as a function of the rotor position or the angle of rotation of the rotor in degrees (horizontal axis). one full electrical revolution of the rotor relative to the stator. An induction voltage difference is plotted on the vertical axis, which arises by determining the induced voltage in the third, non-energized phase or on the inductive voltage divider at at least two measurement times spaced apart in time during the first energization interval, while the first and the second phase be energized with an increasing or decreasing current during the first energizing interval. The graph in 3 reveals that the induction-voltage difference depends significantly on the rotor position and in particular changes the sign depending on the rotor position. This makes it possible to determine the induction voltage difference in order to determine the initial rotor position of the three-phase electric motor 10 and the north-south alignment of the rotor. The pole position of the rotor can be determined using the sign of the induction voltage difference, which results from determining the induction voltage difference for the prevailing rotor position to be determined.

In 4 ist beispielhaft der Verlauf der Induktions-Spannungsdifferenz über eine volle elektrische Umdrehung des Rotors gegenüber dem Stator für einen Dreiphasen-Elektromotor 10 mit geringer Abhängigkeit der Induktivität vom Strom gezeigt. Die geringe Abhängigkeit der Induktivität vom Strom hat zur Folge, dass der Verlauf der Induktions-Spannungsdifferenz keinen Vorzeichenwechsel mehr aufweist und entsprechend anhand eines Bestimmens des Vorzeichens der Induktions-Spannungsdifferenz (ohne weitere Korrektur) keine zuverlässige Bestimmung der Nord-Süd-Ausrichtung des Rotors und der initialen Rotorlage mehr möglich ist. Wie in 4 zu erkennen ist, reichen die Werte der Induktions-Spannungsdifferenz von etwa 0,015 V bis etwa 0,07 V und nehmen dabei lediglich positive Werte an. Dies kann zusätzlich dadurch verstärkt werden, dass in manchen Motoren die Amplituden der Spannungsdifferenz noch geringer ausfallen und dadurch die Wahrscheinlichkeit eines Ausbleibens eines Vorzeichenwechsels noch weiter erhöht wird.In 4 shows an example of the course of the induction voltage difference over a full electrical revolution of the rotor compared to the stator for a three-phase electric motor 10 with a low dependence of the inductance on the current. The low dependency of the inductance on the current means that the course of the induction voltage difference no longer shows a change of sign and, accordingly, by determining the sign of the induction voltage difference (without further correction), there is no reliable determination of the north-south orientation of the rotor and the initial rotor position is more possible. As in 4 can be seen, the values of the induction voltage difference range from about 0.015 V to about 0.07 V and only assume positive values. This can be additionally intensified by the fact that in some motors the amplitudes of the voltage difference turn out to be even lower, which further increases the probability that there will be no sign change.

Zwar erscheint der Verlauf der Induktions-Spannungsdifferenz in 4 qualitativ in etwa dem Verlauf in 3 zu entsprechen und die Abweichung hauptsächlich in einem vertikalen Versatz zu bestehen, allerdings führt dies dazu, dass darauf basierend im Betrieb keine zuverlässige Bestimmung der initialen Rotorlage erfolgen kann. Dies liegt daran, dass bei der Bestimmung der initialen Rotorlage kein Mittelwert der Induktions-Spannungsdifferenz gebildet werden kann, da dafür das Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz über eine volle elektrische Umdrehung oder zumindest einen großen Teil davon erfolgen müsste. Dies ist jedoch bei Stillstand des Rotors und für die Bestimmung der initialen Lage des Rotors nicht möglich, da sich im Stillstand des Rotors die Rotorlage naturgemäß nicht ändert.Although the course of the induction voltage difference appears in 4 qualitatively roughly the course in 3 and the deviation consists mainly of a vertical offset, but this means that the initial rotor position cannot be reliably determined during operation based on this. This is due to the fact that no mean value of the induction voltage difference can be formed when determining the initial rotor position, since the induction voltage difference would have to be determined over a full electrical revolution or at least a large part of it. However, this is not possible when the rotor is stationary and for determining the initial position of the rotor, since the rotor position naturally does not change when the rotor is stationary.

Gemäß der erläuterten Ausführungsform erfolgt eine Berücksichtigung der Ursache für die Verschiebung und eine Berücksichtigung der Ursache bei der Ermittlung der Induktions-Spannungsdifferenz zur Bestimmung der initialen Rotorlage.According to the embodiment explained, the cause for the displacement is taken into account and the cause is taken into account when determining the induction voltage difference for determining the initial rotor position.

Bei Verwendung einer Ansteuerschaltung gemäß 2A liegt die Ursache für die Verschiebung darin, dass für die Bestimmung der initialen Rotorlage ein Bestromen einer ersten und zweiten Phase des Dreiphasen-Elektromotors 10 mit einem über ein erstes Bestromungsintervall ansteigenden oder abfallenden elektrischen Strom erfolgt und die Stromänderung wiederum zu einer Spannungsänderung der über dem Shunt-Widerstand R₁ abfallenden Spannung führt. Dieser Spannungsabfall beeinflusst die ermittelte Induktions-Spannungsdifferenz zwischen zwei beabstandeten Induktions-Messzeitpunkten während des ersten Bestromungsintervalls und führt zu der beobachteten Verschiebung. Insbesondere bei solchen Dreiphasen-Elektromotoren, bei denen der Strom beim Bestromen der ersten und zweiten Phase das Magnetfeld nur geringfügig ändert und entsprechend nur zur einer geringen Induktions-Spannung und Induktions-Spannungsdifferenz führt, kann die Spannungsänderung der Shunt-Spannung zu einer Shunt-Spannungsdifferenz zu zwei beabstandeten Shunt-Messzeitpunkten, welche möglichst nahe an den Induktions-Messzeitpunkten im Bestromungsintervall liegen, eine ähnliche Ausprägung bzw. Größe bzw. Amplitude aufweisen, wie die Induktions-Spannungsdifferenz. In solch einem Fall kann die Spannungsänderung der über dem Shunt-Widerstand abfallende Spannung bzw. die Shunt-Spannungsdifferenz signifikant zur Verschiebung der induktions-Spannungsdifferenz führen und insbesondere auch dazu führen, dass kein Vorzeichenwechsel der Induktions-Spannungsdifferenz mehr in Abhängigkeit von der Rotorlage erfolgt.When using a control circuit according to 2A the reason for the shift is that, to determine the initial rotor position, a first and second phase of the three-phase electric motor 10 is energized with an electric current that increases or decreases over a first energization interval and the current change in turn results in a voltage change across the shunt -Resistance R ₁ leading to falling voltage. This voltage drop affects the determined induction voltage difference between two spaced induction measurement times during the first energization interval and leads to the observed shift. Especially in such three-phase electric motors, in which the current changes the magnetic field only slightly when energizing the first and second phase and accordingly only leads to a low induction voltage and induction voltage difference, the voltage change in the shunt voltage can lead to a shunt voltage difference at two spaced shunt measurement times, which are as close as possible to the induction measurement times in the energization interval, have a similar characteristic or size or amplitude as the induction voltage difference. In such a case, the voltage change in the voltage drop across the shunt resistor or the shunt voltage difference can lead to a significant shift in the induction voltage difference and, in particular, to the fact that the sign of the induction voltage difference no longer changes as a function of the rotor position.

In 5 ist beispielhaft der Verlauf der induzierten Spannung in einer dritten, unbestromten Phase mit der Zeit dargestellt, während die erste und zweite Phase mit einem ansteigenden elektrischen Strom bestromt werden. Die Versorgungsspannung beträgt dabei 5 V. Das dargestellte Zeitfenster von etwa 25 µs kann dabei als beispielhaftes Bestromungsintervall angesehen werden, in welchem sich die induzierte Spannung in der dritten Phase, d.h. am induktiven Spannungsteiler, um etwa 100 mV erhöht. Setzt man die beiden Induktions-Messzeitpunkte am Beginn und Ende des dargestellten Zeitfensters bzw. des beispielhaften Bestromungsintervalls, erhält man somit eine Induktions-Spannungsdifferenz von etwa 100 mV.In 5 is an example of the course of the induced voltage in a third, non-energized phase over time, while the first and second phases are energized with an increasing electrical current. The supply voltage is 5 V. The time window shown of about 25 µs can be viewed as an example energization interval in which the induced voltage in the third phase, ie at the inductive voltage divider, increases by about 100 mV. If the two induction measurement times are set at the beginning and end of the time window shown or the exemplary energization interval, an induction voltage difference of around 100 mV is obtained.

6 zeigt für das selbe Zeitfenster aus 5 den zeitlichen Verlauf der Shunt-Spannung, d.h. der Spannung, die bei der Bestromung über dem Shunt-Widerstand R₁ (2A) abfällt. Darin ist erkennbar, dass über das Bestromungsintervall die Shunt-Spannung um etwa 130 mV ansteigt und somit die Shunt-Spannungsdifferenz zwischen dem Beginn und dem Ende des Bestromungsintervalls selbst größer ausgeprägt ist, als die Induktions-Spannungsdifferenz (5). Da sich die die Shunt-Spannung bzw. Shunt-Spannungsdifferenz mit dem inversen Teilerverhältnis des induktiven Spannungsteilers heruntergeteilt als Fehler auf die gemessene Spannungsänderung am induktiven Spannungsteiler auswirkt, führt dies zu einer fehlerbehafteten Messung der Induktions-Spannungsdifferenz, sofern die Shunt-Spannungsdifferenz unberücksichtigt bleibt. Entsprechend erfolgt gemäß der erläuterten Ausführungsform eine Berücksichtigung der Shunt-Spannungsdifferenz beim Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz. 6 shows for the same time window 5 the time profile of the shunt voltage, ie the voltage that occurs across the shunt resistor R ₁ ( 2A) falls off. It can be seen that the shunt voltage increases by about 130 mV over the current supply interval and thus the shunt voltage difference between the beginning and the end of the current supply interval is itself greater than the induction voltage difference ( 5 ). Since the shunt voltage or shunt voltage difference with the divided down by the inverse divider ratio of the inductive voltage divider as an error on the measured voltage change at the inductive voltage divider, this leads to an incorrect measurement of the induction voltage difference if the shunt voltage difference is not taken into account. Correspondingly, according to the embodiment explained, the shunt voltage difference is taken into account when determining the induction voltage difference.

Gemäß einer optionalen Ausführungsform kann die Shunt-Spannungsdifferenz beim Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz berücksichtigt werden, indem man das Teilerverhältnis des induktiven Spannungsteilers misst, welches wiederum von der Rotorlage abhängt, und sodann die Shunt-Spannungsdifferenz dividiert durch das gemessene Teilerverhältnis von der Induktions-Spannungsdifferenz subtrahiert. Dies bietet den Vorteil, dass eine präzise Berücksichtigung und Kompensation der Einflüsse der Shunt-Spannungsdifferenz auf die Induktions-Spannungsdifferenz erzielt werden kann. Da während der Bestimmung der initialen Rotorlage das Teilerverhältnis am induktiven Spannungsteiler gemessen werden kann, ist dies in manchen optionalen Ausführungsformen ohne zusätzlichen Aufwand möglich.According to an optional embodiment, the shunt voltage difference can be taken into account when determining the inductive voltage difference by measuring the divider ratio of the inductive voltage divider, which in turn depends on the rotor position, and then dividing the shunt voltage difference by the measured divider ratio of the inductive voltage difference subtracted. This offers the advantage that precise consideration and compensation of the influences of the shunt voltage difference on the induction voltage difference can be achieved. Since the divider ratio can be measured at the inductive voltage divider during the determination of the initial rotor position, this is possible in some optional embodiments without additional effort.

Gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform erfolgt die Berücksichtigung der Shunt-Spannungsdifferenz beim Ermitteln der Induktions-Spannungsdifferenz auf andere Weise. Gemäß dieser optionalen Ausführungsform wird für die Korrektur bzw. Berücksichtigung ein festes Teilerverhältnis von 2 angenommen bzw. verwendet. Dies erscheint eine brauchbare Näherung zu sein, da die Schwankungen des Teilerverhältnisses mit der Rotorlage des Dreiphasen-Elektromotors typischerweise lediglich in einem Bereich von 1% bis 10% der gesamten Amplitude liegen. Durch diese Näherung kann die für die Berücksichtigung der Shunt-Spannungsdifferenz erforderliche Rechenleistung reduziert werden.According to a further optional embodiment, the shunt voltage difference is taken into account in a different way when determining the induction voltage difference. According to this optional embodiment, a fixed divider ratio of 2 is assumed or used for the correction or consideration. This appears to be a workable approximation since the variations in the divider ratio with rotor position of the three-phase electric motor are typically only in the range of 1% to 10% of the total amplitude. This approximation can reduce the computing power required to consider the shunt voltage difference.

7 zeigt beispielhaft einen Vergleich des gemessenen Signals der unkompensierten bzw. unkorrigierten Induktions-Spannungsdifferenz 700, wie bereits in 4 dargestellt, mit dem halben Wert der Shunt-Spannungsdifferenz 702 über den Drehwinkel des Rotors. Dabei ist erkennbar, dass die halbierte Shunt-Spannungsdifferenz 702 einen mit der halben Periode einer elektrischen Umdrehung periodischen Anteil enthält. Dieser würde entfallen, wenn die vollständige Kompensation ohne Näherung, wie oben beschrieben, verwendet wird. Allerdings ist der daraus hervorgehende Restfehler gemäß manchen Ausführungsformen unproblematisch für die Zuverlässigkeit des Verfahrens zur Bestimmung der initialen Rotorlage, sodass auch die Näherung hinsichtlich des festen Teilerverhältnisses zu durchwegs brauchbaren Ergebnissen führen kann. 7 shows an example of a comparison of the measured signal of the uncompensated or uncorrected induction voltage difference 700, as already shown in 4 shown with half the value of the shunt voltage difference 702 over the angle of rotation of the rotor. It can be seen here that the halved shunt voltage difference 702 contains a component that is periodic with half the period of an electrical revolution. This would be omitted if full compensation without approximation, as described above, is used. However, according to some embodiments, the resulting residual error is unproblematic for the reliability of the method for determining the initial rotor position, so that the approximation with regard to the fixed divider ratio can also lead to consistently usable results.

Zur Nord-Süd-Detektion stehen prinzipiell drei verwendbare Intervalle zur Verfügung, aus denen gemäß einer optionalen Ausführungsform applikativ stets das am besten geeignete ausgewählt werden kann, also jenes, bei dem die Differenz aus dem Signal am induktiven Spannungsteiler, d.h. der Induktions-Spannungsdifferenz, und dem Fehlersignal, d.h. der Shunt-Spannungsdifferenz, am größten ist, sodass das Verhalten dieser Differenz um den Nulldurchgang herum für die Bestimmung der initialen Rotorlage unerheblich ist.In principle, three usable intervals are available for north-south detection, from which, according to an optional embodiment, the most suitable one can always be selected for the application, i.e. the one in which the difference from the signal at the inductive voltage divider, i.e. the induction voltage difference, and the error signal, i.e. the shunt voltage difference, is the greatest, so that the behavior of this difference around the zero crossing is irrelevant for the determination of the initial rotor position.

8 zeigt beispielhaft das Differenzsignal zur Nord-Süd-Detektion bzw. zur Bestimmung der initialen Rotorlage, welches einer Differenz der Induktions-Spanungsdifferenz 700 und der Shunt-Spannungsdifferenz 702 entspricht. Im Vergleich zum in 4 dargestellten Signal der (nicht korrigierten) Induktions-Spannungsdifferenz, welche für eine zuverlässige Bestimmung der initialen Rotorlage unbrauchbar ist, weist das korrigierte Signal in 8 eine hervorragende Symmetrie und eine hervorragende Signalqualität mit zuverlässigem Nulldurchgang auf und ist entsprechend für die zuverlässige Bestimmung der initialen Rotorlage sehr gut geeignet. 8th shows an example of the difference signal for north-south detection or for determining the initial rotor position, which corresponds to a difference between the induction voltage difference 700 and the shunt voltage difference 702. Compared to the in 4 The shown signal of the (uncorrected) induction voltage difference, which is useless for a reliable determination of the initial rotor position, shows the corrected signal 8th excellent symmetry and excellent signal quality with reliable zero crossing and is therefore very well suited for the reliable determination of the initial rotor position.

Im Folgenden wird ein Verfahren gemäß einer optionalen Ausführungsform zur Bestimmung einer initialen Rotorlage unter Verwendung einer Ansteuerschaltung gemäß 2A bespielhaft erläutert.A method according to an optional embodiment for determining an initial rotor position using a control circuit according to FIG 2A explained as an example.

Zunächst erfolgt ein Bestromen einer ersten und zweiten Phase des Dreiphasen-Elektromotors mit einem über ein erstes Bestromungsintervall ansteigenden oder abfallenden elektrischen Strom.First, a first and second phase of the three-phase electric motor are energized with an electric current that increases or decreases over a first energization interval.

In einem weiteren Schritt erfolgt sodann Ermitteln einer induzierten Spannung in einer nicht-bestromten dritten Phase des Dreiphasen-Elektromotors zu einem ersten Induktions-Messzeitpunkt während des Bestromungsintervalls und zeitgleich dazu oder in möglichst kurzem zeitlichen Abstand dazu eine Messung des Spannungsabfalls über dem Shunt-Widerstand R₁ der Ansteuerschaltung, welcher als Shunt-Spannungsabfall bezeichnet wird.In a further step, an induced voltage is then determined in a non-energized third phase of the three-phase electric motor at a first induction measurement time during the energization interval and, at the same time or as quickly as possible, the voltage drop across the shunt resistor R is measured ₁ of the drive circuit, which is called the shunt voltage drop.

Nach Verstreichen einer ausreichenden Zeit während des Bestromungsintervalls, um eine Stromänderung zu bewirken, beispielsweise 1 ms, wird im ersten Bestromungsintervall zu einem zweiten Induktions-Messzeitpunkt ein zweiter Wert der induzierten Spannung und zeitgleich dazu oder in möglichst kurzem zeitlichen Abstand dazu ein zweites Mal der Shunt-Spannungsabfall über dem Shunt-Widerstand R₁ gemessen.After a sufficient time has elapsed during the energization interval to bring about a current change, for example 1 ms, a second value of the induced voltage is measured in the first energization interval at a second induction measurement time and at the same time or at the shortest possible time interval there is a second shunt - Voltage drop across the shunt resistor R ₁ measured.

Sodann wird die Induktions-Spannungsdifferenz ermittelt, indem die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Messwert der induzierten Spannung ermittelt wird und zur Berücksichtigung der Spannungsänderung in der Ansteuerschaltung die Hälfte der Differenz der beiden gemessenen Shunt-Spannungsabfälle, d.h. die halbierte Shunt-Spannungsdifferenz, subtrahiert wird. Auf diese Weise wird eine korrigierte Induktions-Spannungsdifferenz bereitgestellt, welche sich für eine zuverlässige Bestimmung der initialen Rotorlage eignet. Entsprechend kann anhand der ermittelten Induktions-Spannungsdifferenz, bei welcher die in der Ansteuerschaltung hervorgerufene Spannungsänderung korrigiert wurde, die initiale Rotorlage bestimmt werden.The induction voltage difference is then determined by determining the difference between the first and the second measured value of the induced voltage and subtracting half the difference between the two measured shunt voltage drops, i.e. the halved shunt voltage difference, to take into account the voltage change in the drive circuit becomes. In this way, a corrected induction voltage difference is provided, which is suitable for a reliable determination of the initial rotor position. Accordingly, the initial rotor position can be determined on the basis of the ascertained induction voltage difference, at which the voltage change caused in the control circuit was corrected.

Gemäß einer anderen optionalen Ausführungsform kann anstatt der halbierten Shunt-Spannungsdifferenz auch eine mit einem tatsächlich gemessenen inversen Teilerverhältnis des induktiven Spannungsteilers multiplizierte Differenz aus beiden Shuntspannungen verwendet werden.According to another optional embodiment, instead of the halved shunt voltage difference, a difference from the two shunt voltages multiplied by an actually measured inverse divider ratio of the inductive voltage divider can also be used.

Eine weitere optionale Möglichkeit zur Ermittlung des für die Kompensation heranzuziehenden Spannungsabfalls in der Ansteuerschaltung kann darauf basieren, in einem ersten Bestromungsintervall nur die induzierte Spannung bzw. die Induktions-Spannungsdifferenz zu messen und sodann in einem weiteren Bestromungsintervall die identischen Spannungen erneut anzulegen und zu den entsprechenden Messzeitpunkten, zu denen im ersten Bestromungsintervall die Induktions-Spannungsdifferenz gemessen wurde, im zweiten Bestromungsintervall die Shunt-Spannungsdifferenz zu messen. Dies bietet die Möglichkeit, mit nur einem Analog-Digital-Konverter die Induktions-Spannungsdifferenz und die Shunt-Spannungsdifferenz zu ermitteln.Another optional way of determining the voltage drop in the drive circuit to be used for the compensation can be based on measuring only the induced voltage or the induction voltage difference in a first energization interval and then applying the identical voltages again in a further energization interval and to the corresponding ones Measurement times at which the induction voltage difference was measured in the first energization interval, to measure the shunt voltage difference in the second energization interval. This offers the possibility of determining the induction voltage difference and the shunt voltage difference with just one analog-to-digital converter.

Eine weitere optionale Möglichkeit besteht darin, die Shunt-Spannungsdifferenz zu schätzen, wie bereits oben im allgemeinen Beschreibungsteil erläutert wurde.Another optional possibility is to estimate the shunt voltage difference, as already explained above in the general description part.

Eine weitere optionale Möglichkeit zur Verbesserung des Signals kann das Verwenden mehrerer Bestromungsintervalle umfassen, bei denen die angelegte Spannung alternierend invertiert ist und die dabei ermittelten Spannungsdifferenzen beispielsweise summiert und/oder gemittelt werden. Dazu können beispielsweise jeweils die Induktions-Spannungsdifferenzen und die Shunt-Spannungsdifferenzen miteinander addiert und/oder gemittelt werden.A further optional possibility for improving the signal can include the use of a plurality of energization intervals, in which the applied voltage is alternately inverted and the voltage differences determined in the process are summed and/or averaged, for example. For this purpose, for example, the induction voltage differences and the shunt voltage differences can be added together and/or averaged.

Die beschriebenen Verfahren sind dabei nicht auf die Kompensation von Fehlern beschränkt, die von einem Spannungsabfall über einem oder mehreren Shunt-Widerständen herrühren. Vielmehr können diese oder ähnliche Verfahren auch dazu verwendet werden, um etwaige andere Fehler und/oder Asymmetrien aus der Ansteuerschaltung, etwa zwischen Halbpfaden nach positiver und negativer Versorgungsspannung, zu kompensieren. Dazu können die verursachten Fehler gemessen und/oder bei bekannter Asymmetrie ähnlich der beschriebenen Schätzung berechnet werden.The methods described are not limited to the compensation of errors that result from a voltage drop across one or more shunt resistors. Rather, these or similar methods can also be used to compensate for any other errors and/or asymmetries from the drive circuit, for example between half-paths to positive and negative supply voltage. For this purpose, the errors caused can be measured and/or, if the asymmetry is known, can be calculated in a manner similar to the estimation described.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Dreiphasen-ElektromotorThree-phase electric motor
1212: Phase des Dreiphasen-ElektromotorsPhase of the three-phase electric motor
12.1, 12.2, 12.312.1, 12.2, 12.3: erste, zweite bzw. dritte Phase des Dreiphasen-Elektromotorsfirst, second and third phase of the three-phase electric motor
1414: Sternpunktstar point
2020: Steuereinheitcontrol unit
U1, U2, U3U1, U2, U3: Spannung am Anschluss der ersten, zweiten bzw. dritten PhaseVoltage at the connection of the first, second or third phase
L1, L2, L3L1, L2, L3: Induktivität der ersten, zweiten bzw. dritten PhaseInductance of the first, second and third phase
RM1, RM2, RM3RM1, RM2, RM3: ohmscher Widerstand der ersten, zweiten bzw. dritten Phaseohmic resistance of the first, second and third phase
iL1, iL2, iL3iL1, iL2, iL3: Stromfluss in der ersten, zweiten bzw. dritten PhaseCurrent flow in the first, second and third phase
USU.S: Versorgungsspannungsupply voltage
M1 bis M6M1 to M6: Feldeffekt-Transistoren der AnsteuerschaltungField effect transistors of the control circuit
R1 (R2)R1 (R2): Shunt-Widerständeshunt resistors
R2 bis R5R2 to R5: Beschaltung zur StrommessungWiring for current measurement
R6 bis R10R6 to R10: ohmsche Widerstände des resistiven Spannungsteilersohmic resistances of the resistive voltage divider
IC1IC1: OPV zur StrommessungOPV for current measurement
100100: Ansteuerschaltungcontrol circuit
102102: Ansteuerschaltung control circuit
700700: Signal der Induktions-SpannungsdifferenzSignal of the induction voltage difference
702702: Signal der Shunt-SpannungsdifferenzShunt voltage difference signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102019127051 A1 [0002]

Claims

Method for determining an initial rotor position of a three-phase electric motor (10) with a control circuit (100), the method comprising: - Energizing a first and second phase (12.1, 12.2) of the three-phase electric motor (10) with an electric current that increases or decreases over a first energization interval; - Determining an induced voltage in a non-energized third phase (12.3) of the three-phase electric motor (10) at at least two measurement times spaced apart in time during the first energization interval; - Determining an induction voltage difference (700) of the voltage induced in the third phase (12.3) between the two time-spaced induction measurement times, taking into account a voltage change in the drive circuit (100) caused by the energizing of the first and second phase in the first energizing interval the first and/or second phase (12.1, 12.2); - Determining the initial rotor position based on the determined induction voltage difference (700).

procedure according to claim 1 , wherein the energization takes place in such a way that the electric current rises or falls in a strictly monotonous and optionally linear manner in the first energization interval.

Method according to one of the preceding claims, wherein the voltage change in the drive circuit (100) of the first and/or second phase (12.1, 12.2) caused by energizing the first and/or second phase (12.1, 12.2) in the energization interval is a shunt voltage difference (702) which occurs at a voltage drop across a shunt resistor (R ₁ ) for measuring the phase current in the first and/or second phase (12.1, 12.2) between two spaced apart shunt measurement times.

procedure according to claim 3 , wherein the induction measurement times comprise a first and a second induction measurement time and the shunt measurement times comprise a first and a second shunt measurement time, the first induction measurement time from the first shunt measurement time and/or the second induction measurement time from the second Shunt measurement time are not more than 5 µs apart in time.

procedure according to claim 4 , wherein the first and the second induction measurement time are at least 10 µs, optionally at least 100 µs, optionally at least 1 ms apart, and/or wherein the first and the second shunt measurement time is at least 10 µs, optionally at least 100 µs, optionally at least are spaced 1 ms apart.

procedure according to claim 1 or 2 , wherein the voltage change in the first and/or second phase (12.1, 12.2) caused by energizing the first and/or second phase (12.1, 12.2) in the energizing interval is taken into account in the form of a predetermined, estimated shunt voltage difference.

Method according to one of claims 3 until 6 , wherein the voltage change in the first and/or second phase (12.1, 12.2) caused by the energizing of the first and/or second phase (12.1, 12.2) in the energizing interval is taken into account in that the induction voltage difference (700) is reduced by one is reduced by a value proportional to the shunt voltage difference (702).

Method according to one of claims 3 until 7 , whereby the consideration of the voltage change in the first and/or second phase (12.1, 12.2) caused by the energization of the first and/or second phase in the energization interval takes place in that the induction voltage difference (700) is reduced by half the value of the shunt Voltage difference (702) is reduced.

A method according to any one of the preceding claims, further comprising: - Energizing the first and second phases (12.1, 12.2) of the three-phase electric motor (10) with an electric current that increases or decreases over a second energization interval, the voltage direction of a voltage applied for energization being opposite to the voltage direction of the voltage for energization in the first energization interval ; - Determining the induced voltage in the non-energized third phase of the three-phase electric motor (10) at at least two measurement times spaced apart in time during the second energization interval; - Determination of the induction voltage difference of the voltage induced in the third phase between the two time-spaced induction measurement times in the second energization interval, taking into account a voltage change in the control circuit of the first and/or second phase (12.1, 12.2); - Determining the initial rotor position based on the induction voltage differences determined in the first and second energization interval.

Method according to one of the preceding claims, wherein before the first and / or second energization interval, an electrical voltage is applied to the first and second phase (12.1, 12.2) for a predetermined period of time, which is opposite to the voltage to be applied for energizing.

procedure according to claim 10 , wherein the predetermined period of time is not more than 100 ms.

Control unit (20) which is set up to determine an initial rotor position of an electric motor (10) by means of a method according to one of the preceding claims.

Electric motor (10) comprising a stator, a control circuit (100) and a rotor rotatable relative to the stator, the electric motor being set up to determine an initial rotor position of the electric motor using a method according to one of the preceding claims.