【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于为三相电动机提供换向间隔的方法、一种用于三相电动机的控制单元以及一种三相电动机。本专利技术还涉及用于确定三相电动机的磁化参数的方法和设备。本专利技术还涉及一种用于确定三相电动机的初始的转子位置的方法、控制单元和电动机。因此，本专利技术特别涉及电动机和电动机的控制领域。
技术介绍
1、为了三相电动机的可靠运行，转子位置的检测，特别是当电动机处于静止或低速时，通常是有利的。特别是，了解转子位置有利于准确可靠的换向。为此，现有技术中已知各种不同的方法，这些方法可以分为基于传感器的方法和无传感器的方法。基于传感器的方法的缺点是需要合适的传感器，并且硬件工作量和相关成本高于无传感器方法。无传感器方法通常基于将测试脉冲或测量脉冲馈送到电动机中，这可能会导致不良噪音。无传感器方法通常基于电动机定子电感的位置和电流依赖性。例如，在公开的专利申请de 10 2019127 051 a1中描述了各种无传感器方法类型。
2、用于检测转子位置的无传感器方法的应用限制仍然是研究和开发的主题，并且通常只能通过大量的实验来确定。这也可能导致误解，这种误解可能仅在产品开发的后期才变得明显，然后导致相应的问题和/或需要大量的努力和高成本来消除它们。
3、对电动机或应用的特性进行模拟预测原则上是方便的，但传统上是不可能的，因为这需要精确了解电动机的磁化参数。磁化参数在此包括参数k1和参数k2，参数k1表征由转子磁体引起的电感变化，参数k2表征由向电动机供应的电流引起的电感变化。
4、传统上，磁化参数、特别是
5、用于确定初始转子位置的无传感器方法通常基于测量感应分压器处的电压，即断电相的接头处的电压。然而，这些方法的缺点是在某些情况下不可能进行可靠的北/南检测。对于大电流电动机尤其如此。
6、为了实现换向间隔之间的可靠切换，de 10 2019 127 051 a1提出了一种方法，其中对三相中的两相的接头应用双极性脉宽调制，并且当预定电压阈值达到时切换到下一个换向间隔。
7、de 10 2016 123707a1描述了一种用于电动机的控制装置。在此，星形点和参考电位之间存在的电压可以通过无源切换相接头来获取。在此应注意，避免电流流过无源相，以免实质上影响星点处形成的分压器。
8、wo 2009/047217 a2描述了一种用于操作三相电动机的方法。在此为了确定转子位置，确定感应电压的时间曲线与脉冲电压的时间曲线相比的偏差。
9、de 10 2016 123715a1描述了一种用于具有控制装置的多相电动机的控制装置。控制装置被设置为，在五相连接中的四相中压印脉宽调制电压模式，使得取决于多相电动机的旋转角度的评估信号在第一相接头中产生。控制装置还被设置为，根据评估信号确定多相电动机的旋转角度和/或换向条件。
10、de 102 21 385a1描述了一种用于启动无刷直流电动机的方法。在此使用测量分流器和比较器来比较绕组相中的相电流。
11、de 102 20 077a1描述了一种用于启动无刷直流电动机的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于三相电动机的方法和控制单元，利用该方法和控制单元可以提高换向的可靠性并且可以保持较低的硬件要求。
2、在第一方面，本专利技术涉及一种用于为三相电动机提供换向间隔的方法。所述方法包括提供用于三相电动机的运行的初始换向间隔，其中所述换向间隔具有切换上限go,0和切换下限gu,0，以及确定三相电动机运行期间出现的运行电流(i)。此外，所述方法包括根据确定的运行电流(i)适配初始的换向间隔，其中进行换向间隔的切换上限go,i与切换下限gu,i之间的距离与运行电流(i)的平方成比例适配，和/或进行换向间隔的偏移与运行电流的线性成比例适配。
3、另一方面，本专利技术涉及一种用于三相电动机的控制单元。所述控制单元设置为，提供用于三相电动机的运行的初始的换向间隔，其中所述换向间隔具有切换上限go,0和切换下限gu,0。此外，控制单元被设置为，确定在三相电动机的运行期间出现的或者旨在或用于三相电动机的运行的运行电流i。此外，所述控制单元设置为，根据确定的运行电流i，执行初始的换向间隔的适配，使得进行换向间隔的切换上限go,i与切换下限gu,i之间的距离与运行电流i的平方成比例适配，和/或进行换向间隔的偏移与运行电流的线性成比例适配。
4、另一方面，本专利技术涉及一种包括根据本专利技术的控制单元的三相电动机。
5、三相电动机在此是具有定子和转子的电动机，其具有三相或三个绕组，每个绕组都可以通过自己的接头通电。绕组在此可以以使得它们至少部分地彼此重叠的方式布置在电动机中。例如，电动机的各相可以以三角形连接或以星形连接彼此连接。术语三相电动机、电动机和发动机在本公开文本中用作同义词。
6、在此，换向间隔是断电相上反测电压的一个值范围，在此范围内预定换向保持不变。换向间隔在此可以对应于三相电动机的转子相对于定子的特定旋转角度范围，但是不必具有直接可比性。在相应的换向间隔中，可选地选择换向，使得具有预定换向的电动机与其他换向选项相比产生最大效果和/或最大扭矩。如果断电相上的电压离开相应的换向间隔，则换向间隔的改变是必要的或有利的，以便实现最大可能的扭矩和/或最大可能的效果。换向的改变在此意味着，相的分配和/或相中的电流方向改变，即哪两相被通电或哪一相保持不通电。根据转子相对于定子旋转的方向，换向间隔之间或通电相之间的变化可以指向相反的方向。在本公开的上下文中，术语换向间隔旨在指代电压范围。初始的换向间隔在此对应于换向间隔的初始起始值，其尚未通过根据本专利技术的方法适配于运行电流或者将经历进一步的适配。
7、切换上限和下限go,0和gu,0在此是代表(初始)换向间隔端点的电压值。当达到和/或超过对应于切换上限的电压时，对后续换向间隔的改变可能是必要的或有利的。当达到和/或低于对应于切换下限的电压时，则改变之前的换向间隔可能是必要的或有利的。
8、切换上限go,i和切换下限gu,i之间的距离在此确定换向间隔的宽度或大小。换向间隔的偏移在此可以表示换向间隔的中心沿着转子的旋转角度或相关联的电压的偏移，然而在此，不伴随换向间隔的宽度或尺寸的变化。
9、运行电流是三相电动机在其工作期间对各通电相进行通电的电流或电流强度。运行电流在此尤其可以取决于三相电动机上的载荷和/或负载。工作电流也可以称为负载电流。特别地，运行电流可以影响断电相上的电压并且导致确定转子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于为三相电动机(10)提供换向间隔的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，为所述切换上限go,i和所述切换下限gu,i之间的距离的与所述运行电流(i)的平方成比例的适配提供预定功能参数，和/或为偏移与运行电流的线性地成比例的适配提供预定功能参数，并且适配换向间隔包括使用预定功能参数和当前运行电流来计算适配距离和/或适配位移。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，针对不同的运行电流(i)提供多个适配的换向间隔，并且适配所述换向间隔包括基于当前运行电流选择所提供的适配的换向间隔之一。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括提供预定的阈值，其中当存在与所述阈值之一相对应的运行电流(i)时，适配所述换向间隔。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括通过对所述预定阈值进行内插和/或外推来确定附加阈值，其中当存在与特定的附加阈值之一相对应的运行电流时，适配所述换向间隔。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，使用由抛物线开度和y轴截距限定的抛物线函数，对所述换向间隔的切换上限g
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，根据直线的斜率和可选的零点偏移，对换向间隔的偏移进行与运行电流线性地成比例的适配，其中，所述直线描述了换向间隔的平均值的偏移的线性相关性，所述平均值的偏移表示一电压值，所述电压值作为运行电流的函数表征所述换向间隔相对于初始的换向间隔的偏移。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述换向间隔的切换上限go,i和切换下限gu,i分别对应于或基于三相电动机的感应分压器上的电压的预定电压值。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括根据向所述三相电动机(10)供电的确定的电源电压US的电压值来适配所述初始的换向间隔。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，根据确定的电源电压的电压值适配所述初始的换向间隔包括将所述感应分压器处的电压归一化为确定的电源电压US的电压值。
11.一种用于三相电动机(10)的控制单元(20)，其中所述控制单元(20)被设置为，
12.一种三相电动机(10)，其包括根据权利要求11所述的控制单元(20)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于为三相电动机(10)提供换向间隔的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，为所述切换上限go,i和所述切换下限gu,i之间的距离的与所述运行电流(i)的平方成比例的适配提供预定功能参数，和/或为偏移与运行电流的线性地成比例的适配提供预定功能参数，并且适配换向间隔包括使用预定功能参数和当前运行电流来计算适配距离和/或适配位移。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，针对不同的运行电流(i)提供多个适配的换向间隔，并且适配所述换向间隔包括基于当前运行电流选择所提供的适配的换向间隔之一。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括提供预定的阈值，其中当存在与所述阈值之一相对应的运行电流(i)时，适配所述换向间隔。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括通过对所述预定阈值进行内插和/或外推来确定附加阈值，其中当存在与特定的附加阈值之一相对应的运行电流时，适配所述换向间隔。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，使用由抛物线开度和y轴截距限定的抛物线函数，对所述换向间隔的切换上限go,i和切换下限gu,i之间的距离进行与所述运行...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·伯恩哈特，J·克鲁帕，
申请(专利权)人：艾尔默斯半导体欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：
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