[发明专利]用于同步电机的调控系统和用于运行同步电机的方法

说明书

本发明涉及一种调控系统和一种用于运行同步电机的方法。特别地，在此基于借助于无传感器的转子角度探测方法求取的转子角度对同步电机进行操控。为了检查无传感器地求取的转子角度的可靠性，监控q‑方向和d‑方向上的转子电感之间的差值。如果该差值低于边界值，则这表明在确定转子角度时的可能的不稳定性。

技术领域

本发明涉及一种用于同步电机的调控系统和一种用于运行同步电机的方法。

背景技术

电机、特别是同步电机对于研发电动车辆和混合驱动车辆的驱动方案非常重要。为了给同步电机提供所要求的转矩，在该电机的定子中产生旋转的磁场，该磁场与转子同步地旋转。为了调控同步电机和产生磁场，需要转子的当前角度。当前的转子角度在此可以借助于附加的角度传感器来求取，或者借助于用于角度确定的无传感器的方法来求取。

文献DE 10 2013 204 194 A1公开了一种用于运行同步电机的方法。在此如此设定同步电机的工作点轨迹，使得在转子固定的坐标系中同步电机的d-电感与q-电感之间的差尽可能高。对同步电机的工作点轨迹的确定借助于在转子固定的坐标系中关于有效通电值的所有可能的两-元组（Zwei-Tupel）的事先有待确定的特征曲线进行，在该坐标系中将系统响应的幅度绘制成等高线。

发明内容

本发明提出一种用于运行同步电机的方法和一种用于同步电机的调控系统。

据此规定：

一种用于运行同步电机的方法，该方法具有用于求取同步电机的转子角度的步骤。同步电机的转子角度在此借助于无传感器的转子角度探测来求取。该方法还包括在同步电机的转子固定的坐标系中用于确定在同步电机在极轴方向（d-轴）上的转子电感与同步电机在极隙方向（q-轴）上的转子电感之间的差值的步骤。此外，该方法包括如下步骤：如果在同步电机在极轴方向上的转子电感与同步电机在极隙方向上的转子电感之间的差的幅度低于预先给定的边界值，则舍弃所求取的转子角度。另外，该方法包括如下步骤：如果在同步电机在极轴方向上的转子电感与同步电机在极隙方向上的转子电感之间的差的幅度不低于预先给定的边界值，则使用所求取的转子角度来操控同步电机。

此外规定：

一种用于同步电机的、带有调控机构的调控系统，该调控机构被设计用于根据按照本发明的用于运行同步电机的方法来对同步电机进行场定向的调控。

本发明的优点

无传感器的用于转子角度确定的方法可以需要在极轴方向上的转子电感与极隙方向上的转子电感之间的显著的差异作为必要的特性。本发明在此基于如下认识：这种必要的特性随着同步电机的相电流增加而消失。如果在极轴方向上的转子电感与极隙方向上的转子电感之间的差的幅度减小，则在该范围内无法利用相应的方法再实现无传感器的转子角度确定。结果，会求取出错误的转子角度，这些错误的转子角度导致对同步电机的错误的操控。

因此，本发明基于如下构思：考虑到这种认识，并且针对转子角度探测规定了诊断，该诊断检查是否遵守了用于无传感器的转子角度确定的必要条件。如果在极轴方向上与极隙方向上的转子电感之间不存在足够的差，则所求取的转子角度必须被视为不可靠的并予以舍弃。而若在极轴方向上与极隙方向上的转子电感之间存在足够的差，则所求取的转子角度可以被估计为可靠的并且用于调控同步电机。

通过检查用于无传感器的转子角度确定的必要条件，可以在转子角度确定时及早地识别出可能的错误，并且能避免对同步电机的错误的操控。特别地，在没有用于可靠地确定转子角度的所需条件时，也可以如此修改对同步电机的操控，从而在转子电感中又可以产生必要的差。通过这种方式可以在宽广的使用范围内确保同步电机的运行可靠性。