DE19838227A1 - Procedure for determining position of rotor of synchronous motor has different voltages applied to motor phases and time from their application to attainment of given switch-off current wave measured - Google Patents
Procedure for determining position of rotor of synchronous motor has different voltages applied to motor phases and time from their application to attainment of given switch-off current wave measuredInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren für die Lagebestimmung des Rotors eines Synchronmotors nach dem Einschalten der zugehörigen Steue rung, wobei zur Ansteuerung des Synchronmotors ein Frequenzumrichter mit einer Summenstrommessung des Laststromes der Leistungsendstufen für die Strombegrenzung vorgesehen ist, welche ein Signal liefert, welches mit einer Übertragungsstrecke auf die Niederspannungsseite des Frequen zumrichters übertragen wird, wobei dieses Signal das Abschalten der Um richterbrücke bewirkt und hierzu auf einen Eingang eines Mikroprozessors geschaltet ist, und wobei eine Pulsweitenmodulations-Einrichtung (PWM) zur Erzeugung von drei um je 120° gegeneinander verschobenen Phasen strömen in den mindestens drei Phasen des Motors vorgesehen ist.The invention relates to a method for determining the position of the Rotor of a synchronous motor after switching on the associated control tion, a frequency converter for controlling the synchronous motor with a total current measurement of the load current of the power output stages is provided for the current limitation which delivers a signal which with a transmission link on the low voltage side of the Frequen is transmitted to the converter, this signal switching off the order richterbrücke causes and for this to an input of a microprocessor is switched, and wherein a pulse width modulation device (PWM) to generate three phases shifted by 120 ° against each other flow is provided in the at least three phases of the motor.
Die Ermittlung der Rotorlage nach dem Einschalten ist wichtig, damit die Steuerung mit den daraus abgeleiteten Ansteuersequenzen den Motor in der vorgesehenen Richtung ohne Jitter anlaufen lassen kann. Nach spätestens einer Umdrehung wird der Motor über ein Synchronsignal eines Inkre mentalgebers exakt kommutiert. Wegen der Bedeutung der Bestimmung der Rotorlage sind diesbezüglich bereits verschiedene Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt.The determination of the rotor position after switching on is important so that the Control with the derived control sequences the motor in the can start intended direction without jitter. After at the latest one revolution, the motor is activated by a synchronous signal from an Incre mentally commutated exactly. Because of the importance of determining the In this regard, rotor position are already various processes from the state known in the art.
Zum einen kann die Anstiegsgeschwindigkeit der Phasenströme beispiels weise mit Analog-Digital-Wandlern gemessen und die Rotorlage über be kannte Motorparameter berechnet werden, wie dies beispielsweise aus US-A-5 726 549 bekannt ist.For one, the rate of rise of the phase currents can, for example measured with analog-digital converters and the rotor position over be Known engine parameters can be calculated, such as from US-A-5 726 549 is known.
In DE 196 37 161 A1, DE 196 09 701 A1, EP 0 784 378 A1, DE 197 00 479 A1 und EP 0 670 627 A1 werden Verfahren beschrieben, die mit einer Messung des Drehmomentes bei unterschiedlichen Ansteue rungen entweder direkt mit entsprechenden Sensoren oder indirekt über eine Geschwindigkeitsmessung arbeiten.In DE 196 37 161 A1, DE 196 09 701 A1, EP 0 784 378 A1, DE 197 00 479 A1 and EP 0 670 627 A1 describe methods that with a measurement of the torque with different control either directly with appropriate sensors or indirectly via work a speed measurement.
Bekannt ist auch das Messen der Phasenströme und das Vergleichen dieser Ströme, beispielsweise aus EP 0 793 337 A1.Measuring and comparing the phase currents is also known Streams, for example from EP 0 793 337 A1.
Die EP 0 517 393 A1 schildert die Bestimmung der Anlaufrichtung eines Gleichstrommotors mittels Messung des Stromanstieges in den Phasen vor und nach einer Rotorbewegung.EP 0 517 393 A1 describes the determination of the starting direction DC motor by measuring the current increase in the phases and after a rotor movement.
Aus der EP 0 780 966 A1 ist die Messung des Freilaufstromes nach einer Bewegung des Rotors bekannt.EP 0 780 966 A1 describes the measurement of the freewheeling current according to a Known movement of the rotor.
Letztlich beschreibt die EP 0 573 198 A1 die Messung von Strom und ma gnetischem Fluß nach Bestimmung der Rotorlage.Ultimately, EP 0 573 198 A1 describes the measurement of current and ma magnetic flux after determining the rotor position.
Diese vorbekannte Verfahren benötigen entweder teuere Sensoren und/oder müssen den Rotor für die Erfassung der Meßdaten bewegen. Außerdem müssen wenigstens teilweise Motordaten und im Prinzip auch Betriebsbe dingungen, wie Netzspannung, Temperatur, Belastung u. dgl. bekannt sein. Bei den eingangs angesprochenen Verfahren ändert sich beispielsweise der Strangwiderstand in Abhängigkeit von der Temperatur und damit auch die Anstiegsgeschwindigkeit der Phasenströme, so daß deren Messung also eine Temperaturabhängigkeit aufweist.These previously known methods either require expensive sensors and / or must move the rotor to collect the measurement data. Moreover must at least partially have engine data and in principle also operational data conditions, such as mains voltage, temperature, load and. Like. Be known. In the methods mentioned at the outset, for example, the String resistance depending on the temperature and thus also the Rise speed of the phase currents, so that their measurement has a temperature dependency.
Bei der vorstehend an zweiter Stelle abgehandelten Gruppe von Meßver fahren ändert sich etwa die Reibung der Lager in Abhängigkeit von der Temperatur und damit auch das erforderliche Drehmoment. Allein dieser Parameter "Temperatur" kann je nach Einsatzbereich und eventuell voraus gegangenem Betrieb sehr stark schwanken, so daß dieser Parameter erfaßt werden muß. Selbst bei Vornahme einer entsprechenden temperaturabhän gigen Korrektur ergeben sich Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Rotorlage. Ohne eine entsprechende Korrektur kann eine Bestimmung so gar unmöglich werden.In the second group of Meßver driving, the friction of the bearings changes depending on the Temperature and thus the required torque. This one alone The "temperature" parameter can vary depending on the area of application and possibly ahead gone operation fluctuate very strongly, so that this parameter is detected must become. Even if a corresponding temperature-dependent is made correction, there are inaccuracies in determining the Rotor position. A determination can be made without a corresponding correction become impossible at all.
Bei der an zweiter Stelle angesprochenen Gruppe von Verfahren muß man für unterschiedliche Anwendungen mit der gleichen Steuerung mindestens einen Parameter für das Einstellen des Anlaufmomentes vorsehen. Sind innerhalb dieser konkreten Anwendung unterschiedliche Anlaufmomente erforderlich, so können diese Verfahren trotz dieser Anpassungsmöglich keit an ihre Grenzen stoßen.In the second group of procedures, one has to for different applications with the same control at least provide a parameter for setting the starting torque. are different starting torques within this specific application required, these procedures can be made despite this adjustment reach their limits.
Bei einigen der vorbekannten Verfahren werden zumindest zwei Stromsen soren benötigt und bei wieder anderen Verfahren muß eine Bewegung des Rotors in Kauf genommen werden.In some of the previously known methods, at least two streams are used sensors and in still other processes, a movement of the Rotors are accepted.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren zur Rotorlagebestimmung beim Einschalten anzugeben, bei welchem die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren vermie den werden, wobei insbesondere mit geringem Hardwareaufwand eine schnelle und genaue Positionsbestimmung ermöglicht werden soll.Proceeding from this, the object of the invention is a method Specify the rotor position determination when switching on which one avoid the disadvantages of the methods known from the prior art which, in particular with little hardware effort fast and accurate position determination should be made possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nacheinander unterschiedliche Spannungsimpulse an die Motorphasen U, V, W angelegt und dementsprechend unterschiedliche Feldvektoren erzeugt werden, wobei die Zeit vom Anlegen dieser Spannungsimpulse bis zum Erreichen der vor gegebenen Abschalt-Stromschwelle gemessen und aus diesem Vergleich auf die Rotorlage geschlossen wird.This object is achieved in that successively different voltage pulses applied to the motor phases U, V, W. and accordingly different field vectors are generated, whereby the time from the application of these voltage pulses to the time before given cut-off current threshold and from this comparison the rotor position is concluded.
Dabei wird als Abschalt-Stromschwelle vorzugsweise das Strombegren zungs-Pegel für den Summenlaststrom der Umrichterbrücke herangezogen.The current limit is preferably used as the shutdown current threshold level for the total load current of the converter bridge.
Auf diese Weise läßt sich aufgrund des Vergleichs der so ermittelten Meß werte und tabellenmäßig erfaßten Meßwerten die Rotorlage auf 15° elek trisch genau ermitteln, ohne daß eine Kenntnis der Motordaten erforderlich wäre. Allerdings ermöglicht es eine Kenntnis dieser Motorparameter, die Position noch erheblich genauer zu bestimmen, da dann die Stromanstiegs zeiten bei jeder Stellung des Rotors bekannt sind. Um ein sicheres Anlau fen nach der Netzeinschaltung zu gewährleisten, ist allerdings die Ermitt lung der Winkelstellung auf 15° genau ausreichend, da im normalen Be trieb nach spätestens einer Umdrehung die Rotorlage mittels eines Syn chronsignals exakt ermittelt wird.In this way, the measurement determined in this way can be compared values and measured values recorded in the table, the rotor position to 15 ° elec Determine tric accurately, without knowledge of the engine data required would. However, it does allow knowledge of these engine parameters Determine position even more precisely, because then the current rise times are known for each position of the rotor. For a safe start However, it is the investigation to ensure that the network is switched on The angular position to 15 ° is sufficient, since in normal loading drove the rotor position by means of a syn chronsignals is determined exactly.
Stand der Technik ist es also, daß die Summenstrommessung zur Strombe grenzung benutzt wird, um die Leistungsstellglieder und den Motor vor unzulässig hohen Strömen zu schützen. Erfindungsgemäß ist demgegenüber vorgesehen, daß diese Strombegrenzung ohne jeglichen Mehraufwand an Bauelementen nun auch zur Feststellung der Rotorlage benutzt werden kann.State of the art is that the total current measurement to the Strombe Limitation is used to advance the power actuators and the motor to protect impermissibly high currents. In contrast, according to the invention provided that this current limitation without any additional effort Components can now also be used to determine the rotor position can.
Günstigerweise ist vorgesehen, daß nach einem ersten Spannungsimpuls ein hinsichtlich des von diesem ersten Spannungsimpuls erzeugten Drehmoments entgegengesetzter Spannungsimpuls angelegt wird. Die er findungsgemäß vorgesehenen Spannungsimpulse sind zwar so dimensio niert, daß eine Rotorbewegung nicht eintritt. Durch eine Aufeinanderfolge entgegengesetzter Impulse wird aber in jedem Fall zuverlässig erreicht, daß diese sich gegenseitig hinsichtlich ihrer Drehmomente weitgehend neutrali sieren.It is advantageously provided that after a first voltage pulse one with respect to that generated by this first voltage pulse Torque of opposite voltage pulse is applied. Which he Voltage pulses provided according to the invention are indeed so dimensio niert that a rotor movement does not occur. Through a succession opposite impulses is reliably achieved in any case that these largely neutralize one another with regard to their torques sieren.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ab schalt-Stromschwelle umschaltbar und/oder freiprogrammierbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, zum Zweck der Rotorlagebestimmung mit einer nied rigeren Stromschwelle zu arbeiten und trotzdem die hardwaremäßigen Komponenten zu verwenden, die für den Überlastfall vorgesehen sind. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß ein bei der Messung hörbares Knackgeräusch, wie es bei Abschalt-Stromstärken auftritt, aufgrund der einstellbaren niederen Stromstärken vermieden wird.In a further embodiment of the invention it is provided that the Ab switching current threshold is switchable and / or freely programmable. To this Way, it is possible for the purpose of rotor position determination with a low rigorous current threshold to work and still the hardware To use components that are intended for overload. This has the advantage that an audible during the measurement Crackling noise, such as occurs at shutdown currents, due to the adjustable lower currents is avoided.
Die Messung des Summenlaststromes der Umrichterbrücke kann vorteil hafterweise kombiniert werden mit einer zweiten Summenstrommessung, wobei die zweite Summenstrommessung mit Vorteil eine analoge Messung sein kann. Dies stellt eine alternative Möglichkeit dar, mit einem kleineren Strom ein Signal zu erzeugen und störende Knackgeräusche zu vermeiden. The measurement of the total load current of the converter bridge can be advantageous are combined with a second total current measurement, the second summation current measurement advantageously being an analog measurement can be. This is an alternative way, with a smaller one Current to generate a signal and avoid annoying cracking noises.
Bei einer aufwendigeren Hardwarelösung kann vorgesehen sein, die Strommessung mittels A/D-Wandler zu realisieren, so daß dann die Zeit bis zum Erreichen jeder beliebigen Stromhöhe ermittelt werden kann.In the case of a more complex hardware solution, the Realize current measurement by means of A / D converter, so that then the time to can be determined to achieve any current level.
Letztlich kann noch vorgesehen sein, daß zwei Messungen des Summen laststromes der Umrichterbrücke vorgenommen werden und die Meßdiffe renz ausgewertet wird.Ultimately, it can also be provided that two measurements of the sum load current of the converter bridge and the measuring differences limit is evaluated.
Der vorstehend angesprochene Summenlaststrom läßt sich wie folgt defi nieren: Der Summenlaststrom der/des Umrichterbrücke/Frequenzumrichters ist der Strom, welcher durch Schalten der Leistungsstellglieder, mit wel chen eine Spannung an den Motor angelegt wird, unter Vernachlässigung der Ansteuerströme der Leistungsstellglieder, durch die Leistungsstellglie der und den angeschlossenen Motor fließt und am Fußpunkt oder Einspei sepunkt der Umrichterbrücke gemessen wird.The sum load current mentioned above can be defined as follows kidney: The total load current of the converter bridge / frequency converter is the current generated by switching the power actuators with wel voltage is applied to the motor, neglecting it the control currents of the power actuators, through the power actuators the and the connected motor flows and at the base or feed point of the converter bridge is measured.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is described below on the basis of a preferred embodiment example explained in connection with the drawing. Show:
Fig. 1 eine erste Beschaltungsvariante der Motorphasen U, V. W zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 is a first circuit variant of the motor phases U, V. W to perform the method according to the invention,
Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende zweite Beschaltungsvariante und Fig. 2 is a Fig. 1 corresponding second wiring variant and
Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines gattungsgemäß als bekannt vorausgesetzten Motors und Komponenten von dessen Steuerung. Fig. 3 is a block diagram illustrating a generic engine known as a motor and components of its control.
Die in Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung, die einen Frequenzum richter bildet, umfaßt einen Netzgleichrichter 1, ein Schaltnetzteil 2 mit Übertrager zur Erzeugung der Spannungen/Potentiale U1, . . . U9, 5 V, 15 V, 24 V, GND, eine Glättungsanordnung 3 der gleichgerichteten Netzspan nung, Versorgung mit Zwischenkreisspannung Uzwk und U10 des Schalt netzteiles sowie der Umrichterbrücke mit den Leistungssteller T1, T2, T3, T4, T5 und einen Mikroprozessor 4 mit drei unabhängigen Pulsweitenmo dulationseinheiten zur Erzeugung der drei, 120° phasenverschobenen An steuersignale für die Leistungsendstufen T1, . . . T6.The circuit arrangement shown in Fig. 3, which forms a frequency converter, comprises a network rectifier 1 , a switching power supply 2 with a transformer for generating the voltages / potentials U1,. . . U9, 5 V, 15 V, 24 V, GND, a smoothing arrangement 3 of the rectified mains voltage, supply with intermediate circuit voltage Uzwk and U10 of the switching power supply and the converter bridge with the power controllers T1, T2, T3, T4, T5 and a microprocessor 4 with three independent pulse width modulation units for generating the three, 120 ° phase-shifted control signals for the power output stages T1,. . . T6.
Im µP werden intern per Software drei 120° phasenverschobene Signale aus den Anforderungen des Ablaufprogramms gebildet und in die drei un abhängigen PWM Einheiten geladen. Diese erzeugen die Signale xU, xW, xV. Diese werden jeweils, um die Leistungsstellgliederpaare T1/T2, T3/T4, T5/T6 ansteuern zu können, für T1, T3, T5 mit (5), (6), (7) invertiert. Die so erzeugten sechs Signale gelangen auf einen UND-Funktionsblock, wobei sie mit dem Signal aus (14) logisch UND verknüpft werden.In the µP, three 120 ° phase-shifted signals are generated internally by software from the requirements of the sequence program and loaded into the three independent PWM units. These generate the signals xU, xW, xV. In order to be able to control the power actuator pairs T1 / T2, T3 / T4, T5 / T6, these are inverted for T1, T3, T5 with ( 5 ), ( 6 ), ( 7 ). The six signals generated in this way arrive at an AND function block, where they are logically ANDed with the signal from ( 14 ).
Eine Ansteuerung der Transistoren erfolgt nur dann, wenn das Signal (14) logisch = 1 ist. Bei logisch = 0 sind die Endstufen T1, . . . T6 gesperrt und der Motor erhält keine Spannung.The transistors are only activated when the signal ( 14 ) is logic = 1. With logic = 0, the output stages T1,. . . T6 locked and the motor receives no voltage.
Die Elemente (29, 30, 31, 32, 33, 34) dienen dazu sicherzustellen, daß beim direkten Umschalten in den Paaren, z. B. T1/T2, zuerst der Transistor T1 ausschaltet und zeitverzögert T2 einschaltet und umgekehrt. Dies gilt ebenso für die anderen Paare. Es soll verhindern, daß bedingt durch Spei cherzeiten beim Ausschalten eines Transistors dieser noch eingeschaltet bleibt und der andere schon einschaltet. Dadurch würden kurzzeitig sehr hohe Kurzschlußströme entstehen, die zu einer Zerstörung der T1, . . . T6 füh ren könnten.The elements ( 29 , 30 , 31 , 32 , 33 , 34 ) serve to ensure that when switching directly in the pairs, for. B. T1 / T2, first turns off the transistor T1 and turns on T2 with a time delay and vice versa. This also applies to the other couples. It is intended to prevent that due to storage times when a transistor is switched off, it remains switched on and the other is already switched on. This would result in very high short-circuit currents for a short time, which would destroy the T1,. . . T6 could lead.
Über die Trennstrecke (23, 24, 25, 26, 27, 28) werden die Signale nun auf die T1, . . . T6 übertragen. Die Trennstrecken-Bausteine (23, 24, 25, 26, 27, 28) werden von den Spannungen U2/U6, U1/U5, U4/U8, U3/U7 versorgt. Diese Stufe dient dazu, den Niederspannungsteil vom Hochspannungsteil sicher zu trennen.Via the isolating section ( 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 ) the signals are now transferred to T1,. . . Transfer T6. The isolating section modules ( 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 ) are supplied by the voltages U2 / U6, U1 / U5, U4 / U8, U3 / U7. This stage serves to safely separate the low voltage part from the high voltage part.
Werden nun durch obengenannte Komponenten Signale zur Ansteuerung des Motors erzeugt, z. B. zum Zeitpunkt t1 zur Ansteuerung der Leistungs stellglieder T1, T3, T4, so werden diese T1, T3, T4 angesteuert und über T1 die Phase U (Spule U) des Motors an die Zwischenkreisspannung ge legt. Es fließt der Summenstrom Isum aus dem Zwischenkreis Uzwk durch den T1 in die Spule U des Motors, teilt sich in die Spule V und Spule W des Motors in jeweils Isum/2 auf, diese fließen über T4 und T6 am Fuß punkt der Umrichterbrücke wieder zusammen und bilden wiederum den Summelaststrom Isum.Are now signals for control by the above components of the engine, e.g. B. at time t1 to control the power Actuators T1, T3, T4, these are controlled T1, T3, T4 and over T1 the phase U (coil U) of the motor to the DC link voltage sets. The sum current Isum flows through the intermediate circuit Uzwk the T1 in the coil U of the motor, divides into the coil V and coil W. of the engine in each case in Isum / 2, these flow via T4 and T6 at the foot point of the converter bridge again and in turn form the Total load current Isum.
Dieser fließt durch einen Meßshunt und bilden dort die Spannung Usum. Diese wird mit den Komparatoren (19, 20) mit der in (21) gebildeten Refe renzspannung verglichen. Die Komparatoren sind jeweils so ausgelegt, daß sie bei +Usum und -Usum jeweils messen.This flows through a measuring shunt and forms the voltage Usum there. This is compared with the comparators ( 19 , 20 ) with the reference voltage formed in ( 21 ). The comparators are each designed to measure at + Usum and -Usum.
Überschreitet nun im oben beschriebenen Ansteuerfall die Spannung +Usum die Referenzspannung, schaltet der Komparator (die Strombegren zung hat angesprochen) über das logische ODER (18), gelangt das Signal an die Übertragungsstrecke (17 Trennstrecke). Diese ist so ausgelegt, daß im Falle, daß bis zum Erreichen des zulässigen Stromes durch den Meßshunt ständig ein Signal über (17) übertragen wird. Der Komparator schaltet nun im obengenannten Fall bei Erreichen des zulässigen Stromes Isum das Übertragungssignal ab. Dies wird vom folgenden Zeitglied er kannt und erzeugt über (15) an (14) ein Signal logisch = 0 und sperrt somit die vom µP erzeugten Signale. Somit werden die Transistoren gesperrt, die Spannung Uzwk wird vom Motor weggeschaltet und der Strom durch den Motor komutiert nun in die Freilaufdioden der Transistoren T5, T3, T2. Dadurch kommt ein Stormfluß von (-)Isum über die Abklingzeit zustande. Am Meßshunt bildet sich die Spannung (-)Usum aus und der zweite Kom parator verhindert über die Übertragungsstrecke über (16, 15), daß bei "sehr langer Abklingzeit" die Transistoren in einen unzulässig hohen Re versstrom zuschalten.If the voltage + Usum exceeds the reference voltage in the control case described above, the comparator switches (the current limit has responded) via the logical OR ( 18 ), the signal reaches the transmission path ( 17 isolating path). This is designed so that in the event that a signal is continuously transmitted via ( 17 ) until the permissible current through the measuring shunt is reached. In the above-mentioned case, the comparator now switches off the transmission signal when the permissible current Isum is reached. This is known by the following timer and generates a signal logic = 0 via ( 15 ) to ( 14 ) and thus blocks the signals generated by the µP. The transistors are thus blocked, the voltage Uzwk is switched off by the motor, and the current through the motor now commutes into the freewheeling diodes of the transistors T5, T3, T2. This creates a storm flow of (-) Isum over the cooldown. At the measuring shunt, the voltage (-) Usum forms and the second comparator prevents over the transmission path via ( 16 , 15 ) that with a "very long decay time" the transistors switch into an impermissibly high reverse current.
Weiterhin erzeugt das Zeitglied (16) angestoßen durch den ersten Kompa ratorfall eine Auszeit, um künstlich eine Zeitverlängerung der Auszeit zu erzeugen. Ohne dieses Zeitglied würden nur die Gatterlaufzeiten zeitverzö gernd wirken und der ganze Kreis mit extrem hohen Frequenzen die Tran sistoren Ein/Ausschalten. Dies würde T1, . . . T6 unzulässig erwärmen.Furthermore, the timer ( 16 ), triggered by the first comparator case, generates a timeout in order to artificially generate a time extension of the timeout. Without this timer, only the gate delays would have a time-delay effect and the entire circuit with extremely high frequencies would switch the transistors on / off. This would be T1,. . . Heat T6 inadmissibly.
Das Signal aus (17) wird parallel zu (16) auf (15) geführt, um bei Ausfall der Übertragungsstrecke den Umrichter dauerhaft auszuschalten.The signal from ( 17 ) is routed in parallel to ( 16 ) on ( 15 ) in order to permanently switch off the converter if the transmission link fails.
Weiterhin wird das Signal aus (17) auf einen Eingang des µP (4) geführt, um ein Ansprechen der Strombegrenzung durch (19, 20) zu erkennen.Furthermore, the signal from ( 17 ) is fed to an input of the µP ( 4 ) in order to recognize a response of the current limitation by ( 19 , 20 ).
Das von (17) kommende Signal Ibegd wird, wie nachfolgend beschrieben, dazu benutzt, da erfindungsgemäße Verfahren zu realisieren. The signal Ibegd coming from ( 17 ) is used, as described below, to implement the method according to the invention.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Positions-Ermittlungs-Verfah rens werden die in Fig. 1 dargestellten Phasen U, V, W nacheinander an die Zwischenkreisspannung Uz angelegt. Je nach Rotorlage ergeben sich unter schiedliche Stromanstiegszeiten, da der Rotor mit seinen Permanentma gneten die Induktivität der Spulen beeinflußt.In order to carry out the position determination method according to the invention, the phases U, V, W shown in FIG. 1 are successively applied to the intermediate circuit voltage Uz. Depending on the rotor position, there are different current rise times, since the rotor with its permanent magnets affects the inductance of the coils.
Alternativ kann auch eine in Fig. 2 dargestellte Sequenz zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden, wobei bei dieser Variante in jedem Schritt jeweils eine Phase meßtechnisch nicht erfaßt wird.Alternatively, a sequence shown in FIG. 2 can also be used to carry out the method according to the invention, with one phase not being measured in each step in this variant in this variant.
Die Spannungsimpulse bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind, wie eingangs bereits erwähnt, sehr kurz und erzeugen ein so geringes Drehmo ment, daß dieses im Regelfall nicht ausreicht, um den Rotor zu bewegen. Um aber auch dieses minimale Drehmoment zu kompensieren, kann nach jeder Messung eine gegenpolige Kompensations-Spannung angelegt wer den. Da die so erzeugten Felder gegenphasig und gleich groß sind, heben sich die resultierenden Drehmomente auf.The voltage pulses in the method according to the invention are as already mentioned at the beginning, very short and produce such a low torque ment that this is usually not sufficient to move the rotor. However, to compensate for this minimal torque, a counter-voltage compensation voltage is applied to each measurement the. Since the fields generated in this way are of opposite phase and of the same size, lift the resulting torques.
Man kann also nach einem Meßschritt gemäß Fig. 1b sofort den Schritt gemäß Fig. 1a zum Kompensieren des Drehmomentes folgen lassen. Wird die Sequenz, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, durchlaufen, und zwar ausge hend von der Situation gemäß Fig. 1a, muß auf die einzelnen Meßschritte gemäß Fig. 1a, 1c und 1e nicht notwendigerweise ein gesonderter Meß schritt gemäß Fig. 1b, 1d und 1f zum Kompensieren erzeugt werden. In der dargestellten Abfolge der Sequenz ist jeweils der zweite Meßschritt gleich zeitig auch Drehmoment-Kompensationsschritt zum vorhergegangenen Meßschritt.After a measuring step according to FIG. 1b, the step according to FIG. 1a for compensating the torque can be followed immediately. If the sequence as shown in FIG. 1 is run through, starting from the situation according to FIG. 1a, a separate measuring step according to FIG. 1b does not necessarily have to be carried out on the individual measuring steps according to FIGS . 1a, 1c and 1e , 1d and 1f are generated for compensation. In the sequence of the sequence shown, the second measuring step is also a torque compensation step at the same time as the previous measuring step.
Zur einer genaueren Ermittlung der Rotorlage ohne Kenntnis und Berück sichtigung der Motordaten kann eine Kombination der Meßschritte entspre chend den Sequenzen nach Fig. 1 und Fig. 2 herangezogen werden.For a more accurate determination of the rotor position without the knowledge and taken into the engine sichtigung data may be a combination of measuring steps accordingly the sequences of FIG. 1 and FIG. Be used. 2
Eine weitere Möglichkeit zur Genauigkeitssteigerung besteht darin, daß man mittels Pulsweitenmodulation der drei Phasen einen beliebig verän derbaren Feldvektor erzeugt, so daß es möglich ist, denjenigen Feldvektor mit der geringsten oder größten Stromanstiegszeit zu ermitteln und hieraus mit hoher Genauigkeit die Rotorlage zu bestimmen. Naturgemäß verlängert sich bei dieser Verfahrensvariante die Zeit zur Ermittlung der Rotorlage, da mehrere Messungen vorgenommen werden müssen.Another way to increase accuracy is that you can change any of the three phases using pulse width modulation derbare field vector generated, so that it is possible that field vector to be determined with the least or greatest current rise time and from this determine the rotor position with high accuracy. Naturally extended the time to determine the rotor position in this method variant, because multiple measurements need to be made.
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