用于测定电机的电磁转矩的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测定电机（ASM，SM）的电磁转矩（melek）的方法（100），该方法包括用于借助于第一算法（ah）测定在第一转数范围（rωh）内的电磁转矩（melek）的第一步骤（110）。该方法还包括借助于区别于第一算法（ah）的第二算法（akASM，akSM）测定（120）在第二转数范围（rωk）内的电磁转矩（melek）的第二步骤（120）。此外，本发明专利技术还涉及一种用于测定电机（ASM，SM）的电磁转矩（melek）的装置，该装置准备借助于根据本发明专利技术的方法（100）测定电机（ASM，SM）的电磁转矩（melek）。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于测定电机（ASM，SM）的电磁转矩（melek）的方法（100），该方法包括用于借助于第一算法（ah）测定在第一转数范围（rωh）内的电磁转矩（melek）的第一步骤（110）。该方法还包括借助于区别于第一算法（ah）的第二算法（akASM，akSM）测定（120）在第二转数范围（rωk）内的电磁转矩（melek）的第二步骤（120）。此外，本专利技术还涉及一种用于测定电机（ASM，SM）的电磁转矩（melek）的装置，该装置准备借助于根据本专利技术的方法（100）测定电机（ASM，SM）的电磁转矩（melek）。【专利说明】用于测定电机的电磁转矩的方法和装置
本专利技术涉及一种用于测定电机的电磁转矩的方法，其中，该方法包括借助于第一算法测定第一转数范围内的电磁转矩的第一步骤。此外，本专利技术还涉及一种用于测定电机的电磁转矩的装置。
技术介绍
日本专利文献JP2000-287472A描述了一种转矩调节装置。为了避免转矩调节装置在转数较低时的不稳定性，设置了用于根据转数情况而抑制预估的负载力矩值的抑制函数。德国专利文献DE102010006593A1描述了一种具有安全监控器的驱动系统，该安全监控器以两种不同的、彼此独立的方式确定转矩。德国专利文献DE10251095A1描述了一种用于电机的、具有用于检验实际转矩的可靠性的装置的控制系统。此外还提出了测定与第一实际转矩进行比较的、冗余的、第二实际转矩。德国专利文献DE10100565A1描述了一种用于对转向模块可靠地进行转矩测定的装置。为了测定由异步电动机产生的转矩，采用两种不同的测定方法。当两种测定方法的结果的差值超出阈值时，则识别出错误。在用于工业领域的、能够改变转数的电动的三相交流驱动装置中(例如在生产机械、机床或电动车辆中)，为了保护人和机器而应用了安全技术。在此设置了例如“受到安全限定的速度”、“安全的停机”和“安全的停止运行”的功能。利用现有技术水平中的这些功能无法控制所有的危险情况。这通过以下的例子来说明:机器组件由受到驱动的滚筒(类似于轧压机)构成。货物通过滚筒来运输或加工。为了实现维护的目的、为了实现修理的目的以及为了实现清洁的目的或为了移除被卡住的货物，操作者必须进入机器组件中。对于维护_、修理-或清洁过程而言，滚筒的运动也是必需的。为此使滚筒以“安全缓慢的速度”运行。然而，尽管速度减缓，但却依然存在潜在的危险性。例如如果手指卷入滚筒之间便会受伤。或者对于人而言，在发生危险时不能从机器组件中脱身。其它的例子有汽车中的车窗玻璃升降器或电梯门。因此，除了安全的速度限定之外还要求进行安全的力矩限定。在此应将转矩限制在这样的范围内，即当手指被卷入滚筒之间时，滚筒所产生的最大转矩尚不至于导致存在致使操作者受伤的危险或者手指的平衡力矩能够使滚筒停止运转。“安全的力矩限定”这一功能是IEC61800-5-2 (⑶)中的新加入的组成部分，其被称为力矩安全限定(SLT: safelylimited Torque)。在发生故障的情况下，同样也不允许在电动车辆中出现危险的状态。在电动车辆中(借助于油门)为驱动装置预设转矩额定值。驱动装置的实际转矩只可稍微地偏离额定值或最多允许其稍微地超出额定值。因为当偏差较大时，车辆有可能不再受控制。因此，具有相应的监控的、可靠的转矩检测是必要的。在现有的技术水平中，为此使用联轴节、滑动联轴节、预定断裂点或转矩传感器。从德国专利文献DE102006042038B3中公开了一种用于对永磁同步电机(PSM)进行可靠地转矩限制的装置。对此，通过可靠地产生的以及检测到的转子位置角度和电机相位电流在磁场坐标系中的矢量变换形成垂直于转子通量轴的和平行于转子通量轴的电流分量。电磁转矩随后则从矢量积中得出。然而，该方法不适用于异步电机并且仅有限地适用于转数较高的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种方法和一种装置，利用该方法能够在较大的转数范围内更精确地测定电机的电磁转矩。根据本专利技术，该目的这样实现，即提出一种用于测定电机的电磁转矩的方法，其中，该方法包括借助于第一算法测定在第一转数范围内的电磁转矩的第一步骤和该方法包括借助于区别于第一算法的第二算法测定在第二转数范围内的电磁转矩的第二步骤。在此，第二转数范围的上限仅稍微高于第一转数范围的下限。在用于测定电机的电磁转矩的装置的方面，该目的这样实现，即该装置准备借助于根据本专利技术的方法测定电机的电磁转矩。通过采用用于测定在第二转数范围内的转矩的另一算法而可能的是，对于第二转数范围应用这样的算法，即该算法在第二转数范围内提供的结果比第一算法在第二转数范围内提供的结果更精确。同时，通过根据本专利技术的措施而可能的是，在第一转数范围内使用这样的算法，即该算法在第一转数范围内提供的结果比第二算法在第一转数范围内提供的结果更精确。有利的是，测定在第一转数范围内的电磁转矩的步骤可以包括测定电机的机器参数和/或运行参数，其中，将在第一转数范围内测定出的机器参数和/或运行参数用于测定在第二转数范围内的电磁转矩的步骤中测定电磁转矩。由此能够借助于在第一转数范围内测定出的机器参数和/或运行参数随后导入或纠正第二算法的不足之处。特别有利的是，该机器参数和/或运行参数可以是转子电阻和/或该机器参数和/或运行参数可以是磁通量值。由此而在随后导入或纠正对于在测定第二转数范围内的转矩而言非常重要的机器参数和/或运行参数。通过使第二转数范围的上限仅稍微地高于第一转数范围的下限，得出预设的算法在电机运行的总转数范围上的明确的分配。另一方面能够借助于(第一转数范围和第二转数范围的)稍微的重叠而产生滞后区域，在该滞后区域内避免了第一和第二转数范围的算法之间的不必要的切换。优选的是，第一算法和第二算法之间的转换取决于可靠地测定出的转数信息。由此能够确保对于任一转数而言均使用相应最优的算法以测定转矩。如果根据机器类型的不同而从至少两种不同的算法中挑选出在第二转数范围内采用的算法，便会产生特别的应用优点。由此，对于任一机器类型而言，均能够在第二转数范围内采用最优的算法以测定转矩，而不必为不同的机器类型设计不同的控制装置或不同的控制软件。可替换的或附加的方案是，也能够根据机器的类型从至少两种不同的算法中挑选出在一种第一转数范围内采用的算法。由此，对于任一机器类型而言，均能够在第一转数范围内采用最优的算法以测定转矩，而不必为不同的机器类型设计不同的控制装置或不同的控制软件。也可能有利的是，为了测定转矩，在第一转数范围内使用借助于转数传感器可靠地测定出的转数信息。与仅从EMK中测定出转数信息的情况相比，能够由此以更高的精确性和/或可靠性测定转数。例如能够在同步电机中采用以其转数乘以极对数的方式，而不是通过EMK来测定定子频率。由此能够避免处理带有谐波的值。出于相应的原因，如果为了测定转矩而可替换地或附加地在第二转数范围内使用可靠地检测到的转子位置角度，那么也是非常适宜的。 该方法也可以包括用于测定电机的机械转矩的步骤，在该步骤中，在考虑到机械损耗和/或在考虑到铁损耗的情况下为第一转数范围测定牵引力矩。可替换的或附加的是，该方法也可以包括用于测定电机的机械转矩的步骤，在该步骤中，在考虑到机械损耗和/或在考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测定电机（ASM，SM）的电磁转矩（melek）的方法（100），其中，所述方法包括用于借助于第一算法（ah）测定在第一转数范围（rωh）内的电磁转矩（melek）的第一步骤（110）；其中，所述方法包括用于借助区别于所述第一算法（ah）的第二算法（akASM，akSM）测定（120）在第二转数范围（rωk）内的电磁转矩（melek）的第二步骤（120），其特征在于，所述第二转数范围（rωk）的上限（rωkmax）稍微地高于所述第一转数范围（rωh）的下限（rωhmin）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯乔治·克普肯，斯特凡·金策尔，胡贝特·席尔林，京特·施韦西希，海科·奇尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：