【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有根据权利要求1的前序部分的特征的方法。
技术介绍
1、在永磁同步马达中，供磁场流动通过的各部件相对于彼此如何定位是非常重要的。这也涉及对旋转部件的角度位置的精确了解，因为当马达旋转时，必须始终精确地知道结合在旋转转子中的磁体相对于结合在定子中的绕组的不断变化的位置(角度位置)，以便正确地控制电动马达。必须始终精确地知道转子的变化的角度位置，以确定转子部件(例如，通常设计为永磁体的转子磁体)相对于定子部件(例如，通常设计为电磁体/定子绕组的定子磁体)的方向，并且能够相应地调整对马达的控制。
2、因此，对这种电动马达的控制通过向马达的绕组施加旋转磁场来实现。根据转子位置角度，必须经由闭环控制系统来调整旋转磁场。通常，使用转子位置传感器来测量转子的位置，并且将确定的转子位置角度传输至电动马达控制系统。
3、然而，为了节省成本和安装空间，已知无传感器闭环控制系统，其不需要物理转子位置传感器。此处仅使用电流传感器，该电流传感器无论如何对于场定向式闭环控制来说都是必不可少的。在三相永磁同步机中尤为常见的这种闭环控制构思基于将三相交流变量转换成与机器的转子磁通同步旋转的双轴坐标系。在这种通常被称为例如d/q坐标系的坐标系中，定子绕组的三相电流i_u、i_v、i_w由具有分量i_q和i_d的二维电流矢量来表示。对于理想的正弦转子磁通和理想的正弦相电流，原始交流变量i_u、i_v、i_w由于与转子磁通同步旋转的坐标系而被映射成常数变量i_q、i_d。
4、在场定向式电流控制的情况下，同步电机的
5、如以上已经提及的，当电动马达在没有传感器的情况下操作时，通常用于确定转子的当前角度的转子位置传感器被省略。例如，电流传感器信号和经测量或估计的相电压用于经由模型来推断马达的转子位置和速度。在绝对速度的速度阈值以下，有必要输入所谓的注入信号，该注入信号支持在该速度范围内识别转子位置和速度。
6、wo 2020 001 681a1描述了一种电动马达，该电动马达具有定子和可以相对于定子旋转的转子以及可以向电动马达输出电流脉冲的控制系统，其中，该电流脉冲引起转子沿第一旋转方向且以第一旋转角度进行的旋转运动，并且因此引起由控制系统接收的感应电压，并且控制系统通过该感应电压确定转子相对于定子的旋转方向和/或旋转位置。
7、de 10 2018 120 421 a1公开了一种用于对永磁励磁同步电动马达进行无传感器闭环控制的方法，在该方法中，在电动马达的固定αβ坐标系中对系统进行描述。该系统包括具有传动系的电动马达的电磁模型和机械模型。对于该模型，差动电感以查找表的形式存储，所述差动电感中的每个差动电感取决于电动马达的电流。可以检索查找表以用于计算。基于电磁模型和机械模型，电动马达的速度和角度通过卡尔曼滤波器进行估算、主要经由机械模型进行估算。电气模型可以用于为扭矩方程提供内部扭矩，以确定速度或角度的变化。
8、在电动车辆中尚未建立电机的无传感器操作。其原因在于，无传感器操作已被证明在较高速度下良好且以稳定的方式工作。对于接近零转的速度，该操作仅在添加注入信号的情况下是可能的。然而，选择合适的注入信号构成了很大的挑战，因为注入信号对系统的影响并不总是积极的。一方面，注入信号可能引起不希望的噪声，并且另一方面，在选择注入信号时很难找到在频率和振幅方面稳定且稳健的结合。
9、然而，针对转子的旋转角度位置使用经过安全认证的旋转角度传感器也有助于讨论功能安全性中的安全关键场景。例如，对于泵驱动器、压缩机或风扇，相应电机的无传感器操作已经是现有技术。用于启动马达的常用方法是通过指定旋转磁场来从纯开环控制启动的电动马达切换至无传感器闭环控制的电动马达。这种方法避免了在接近零的速度下使用注入信号。
10、尚未公开的德国专利申请de 10 2022 102 634.5公开了p1混合动力中电动马达的启动顺序，该启动顺序从无速度的开环控制启动开始，并且然后切换至无传感器启动的闭环控制操作，其中，内燃发动机的速度信号也用于检查是否已经达到期望速度。
11、从开环控制操作切换至无传感器闭环控制操作不可避免地导致电流信号或电压信号中的强脉冲，因为控制该电动马达所需的角度信号通常在开环控制操作与闭环控制操作之间具有不连续性。在启动期间，当前的角度信号例如被分配给转子固定坐标系中的特定角度位置，例如d方向上的特定角度位置。在无传感器闭环控制操作中出现的角度位置与此不同，因为q方向分量然后被添加至d方向分量。
12、如以上已经提及的，当电动马达在没有传感器的情况下操作时，通常用于确定转子的当前角度的转子位置传感器被省略。例如，电流传感器信号和经测量或估计的相电压用于经由模型和/或使用各向异性来确定马达的转子位置和速度。在电动马达的闭环控制中使用经估计的速度和转子位置意味着经估计的变量必须能够在电动马达的所有可能的操作点处以稳定且稳健的方式确定。
13、在绝对速度的预定速度阈值以下(参见图1，“现有技术”)，有必要输入所谓的注入信号以便估计转子位置和速度，这使得能够在该速度范围中识别转子位置和速度，因为仅评估马达上的感应电压由于信噪比降低而在该范围中无法可靠地工作。具体地，这意味着：如果速度降低并趋向于零，则用于评估的项与方程的其他项相比变得不占优势并且最终消失。
14、注入信号通常对系统的声学具有负面影响，并且可能作为不希望的噪声、例如车辆的内部的不希望的噪声被听到。
15、ep 2 144 362 b1公开了一种针对小的绝对速度设计的注入方法。
16、尚未公开的德国专利申请de 10 2022 110 304.8示出了一种即使在小的绝对速度下也可以用于使转子位置角度初始化的方法。
17、尚未公开的德国专利申请de 10 2022 112 712.5研究了在不同方法之间进行切换的可能性。
18、尚未公开的德国专利申请de 10 2022 103 221.3描述了电动马达在启动阶段在低的绝对速度下以开环控制的方式进行操作。开环控制操作产生目标角度。在该启动期间，还根据无传感器闭环控制算法来计算另一目标角度，但是该信息尚未用于操作。通过比较两个目标角度，可以确定角度校正是否是必要的。在启动期间，无传感器闭环控制算法可靠地找到与实际系统相对应的角度和速度，以便然后在无传感器闭环控制被激活时使用该信息。
19、使用马达模型并且从而利用感应电压(基于注入的方法)的无传感器闭环控制表示一种复杂的软件产品。这种增加的资源需本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对具有定子和转子的电动马达进行操作的方法，其特征在于，在所述电动马达被操作的整个速度范围内使用注入信号来估计所述电动马达的转子位置和/或速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述方法使用到有效电压极限。
3.根据权利要求1或2中的任一项所述的方法，其特征在于，存在各向异性、即Ld不等于Lq。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，有效电压是由可用中间电路电压与经叠加的所述注入信号的电压振幅之间的差得出的。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，使用注入信号与磁场削弱相结合，以实现超过所述有效电压极限的更高速度。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，将最大驱动频率的一部分用作注入频率。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，将所述最大驱动频率的整数因子用作所述注入频率。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，将至多16kHz/4用作注入频率。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于对具有定子和转子的电动马达进行操作的方法，其特征在于，在所述电动马达被操作的整个速度范围内使用注入信号来估计所述电动马达的转子位置和/或速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述方法使用到有效电压极限。
3.根据权利要求1或2中的任一项所述的方法，其特征在于，存在各向异性、即ld不等于lq。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，有效电压是由可用中间电路电压与经叠加的所述注入信号的电压振幅之间的差得出的。
5.根据前述权利要求中的任...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃哈德·侯德路思，克里斯蒂安·埃贝勒，亚历山大·罗施，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：
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