[发明专利]确定磁阻电机转子的转子频率和/或转子角的方法，控制装置和驱动设备

说明书

本发明涉及一种用于确定尤其不具有减振笼架的磁阻电机(2)的转子的转子频率(f)和/或转子角的方法，其中，磁阻电机(2)具有带有定子绕组(10)的定子和带有磁各向异性的转子芯的转子，通过在定子绕组(10)上施加时间序列的电压脉冲(U_k)，确定在定子绕组(10)中流动的电流(I_k)的连续的脉冲响应，该电流由于电压脉冲(U_k)以及由于磁各向异性的转子芯而由此连续地外加的通量(Φk)而产生，并且根据电流(I_k)的测定的连续的脉冲响应通过控制装置(3)确定转子频率(f)和/或转子角

技术领域

本发明涉及一种用于确定磁阻电机转子的转子频率和/或转子角的方法。此外，本发明涉及一种用于磁阻电机的逆变器的控制装置。最后，本发明涉及一种驱动设备。

背景技术

在此关注一种磁阻电机，尤其是不具有减振笼架的同步磁阻电机。这类的同步磁阻电机不具有减振笼架，而是其在变频器上场指向地运行，这类同步磁阻电机即使在部分负载的范围中也在能提供很高的动态的同时具有非常良好的效率。相反于异步电机，不存在对动态通量构建产生“干扰”的转子时间常数，同步磁阻电机由此提供了在部分负载区域中在通量下降的情况中极其能量高效地运行的优点，但是同时也快速地磁化以响应高负载力矩的要求。磁阻电机通过去除转子损失优先地实现效率方面的优点，因为其静态地随转子旋转场同步旋转并且完全不具有绕组。与永磁激励的同步电机相比，尤其是在电机的最有利的生产成本以及在逆变器防护时的可能的成本节省方面是非常有吸引力的。

例如具有高效的信号处理器的控制装置当今提供了为表征磁阻电机的非线性建立模型和产生由此导致的复杂的算法的可行性。并不是最后出于该原因阐明了工业上对同步磁阻电机的优点在合适的应用中使用的现有的兴趣。该兴趣的应用领域之一例如是泵或者通风机的驱动装置。其通常能转数调节地驱动并且具有延长的运行时间，由此获得高的能量节省水平。这种类型的磁阻电机出于成本的原因在多数情况中可以不配置有能够测量转数和/或换向情况的传感器。特别是在通风机的情况中必要的是，接通旋转的磁阻电机，在一定程度上“捕获”驱动装置并且送回预设的输出功率。在接通扭转的或者旋转的同步磁阻电机时，逆变器必须相对于转子位置旋转正确地和相位正确地放置。相对于永磁激励的同步电机，转子仅仅由铁(和空气)构成，由此不能通过测量电机力来通常地评估转数和相位。

为了接通没有转数和位置传感器的旋转的异步电机电机和永磁激励的同步电机而存在各种各样的方法。在异步电机电机中，对转数的鉴定是足够的，因为相位不是电机参数。为此，例如可以在预定地变化的搜索频率时外加一个电流。该搜索通常在最大频率时开始并且向零运行。机器的待鉴定的转数处于最大电压点。此外，可以使用例如观察者的形势的完整电机模型。这具有大的覆盖区域并且在电机频率上振荡，当其被提供有真实的电机电压。在永磁激励的同步电机的情况中，其要求确定转数和相位。为此，例如可以测定反应出转子的转数和相位的电机力。因此使用测试脉冲法，其中产生一系列的零位矢量和脉冲锁器。

替代于在此描述的方法，在同步磁阻电机的情况中也许还有一种方法是可能的，在该方法中，如在异步电机的情况中使用观察员，其提供大的覆盖范围并且由相位和角度的预设的开始值进行振荡。

为此，M.Schroederl et al.，IEEE Transactions on power Electronics 1994年第9卷第2号的公开文献“Sonsorless Control of Reluctance Machines at ArbitraryOperating Conditions Includings Standstill”描述了一种用于确定磁阻电机的转子角的方法。为此可以提供不同的电压矢量，从而确定在d轴和q轴中的磁阻。

发明内容

本发明的目的在以给出一种如何能够可靠地运行磁阻电机的解决方案。