用于控制電機的運行的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于控制電機（1）的運行的方法。在調制中根據電機（1）的轉子位置以及表征電機（1）上的負載的至少一個第一變量或電機的實際轉動速度（n

Method and device for controlling the operation of an electric motor

The invention relates to a method for controlling the operation of an electric motor (1). In modulation, according to the rotor position of the motor (1) and at least one of the first variables representing the load on the motor (1) or the actual rotational speed of the motor (n

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于控制電機的運行的方法和裝置
本專利技術涉及用于控制特別是在針對車輛變速器的周圍環境或應用中的電機的運行的方法，其中，在調制中施加至電機的電相的電壓根據電機的轉子位置并且根據至少一個第一變量的設定值/實際值比較或電機的實際轉動速度來產生并且以受控的方式來輸出，該第一變量表征電機的負載。本專利技術還涉及用于控制電機的運行的裝置，包括用于以受控的方式輸出在電機的電相處的電壓的電源單元，其中，該電源單元耦合至用于檢測電機的轉子位置的至少一個檢測單元并且耦合至用于執行第一變量的設定值/實際值的比較的至少一個調節器，該第一變量表征電機的負載。
技術介紹
機電地或液壓地激活的車輛變速器包括用于泵驅動器或直接驅動器的一個或多個電機，其中，借由至少一個電機致動車輛變速器的選擇器裝置或齒輪變速裝置以及離合器裝置和制動裝置。從現有技術中已知用于控制用于車輛變速器的這樣的電機的各種方法。特別是出于成本的原因，借由被稱作方波換向以及被稱作B6橋式電路的裝置來控制至電機的單個電機繞組的電流供應。在這個背景下，在換向步驟內連接被稱作橋式電路的半橋的高壓側開關的裝置與稱作半橋的低壓側開關的裝置。根據電機的轉子位置來控制換向步幅，其中，出于確定轉子位置的目的例如在電機中提供霍爾傳感器。以這樣的方式布置霍爾傳感器：借由高-低邏輯電平來實施60°的電氣角度分辨率。為了增大該角度分辨率，已知可使用高分辨率角度傳感器。輸出至電機的電相的電壓因此能夠更好地適配于相應的轉子位置。以此方式實施的所謂的正弦換向允許更大程度地利用電機的效率水平而同時具有電機的平穩的運行。在這個背景下，借由空間矢量調制根據關于轉子角度的信息來產生電壓，使得所述調制是正弦的。為了進一步在正弦換向期間增大電機的效率水平，已知的是以這樣的方式同步化電機繞組中用于定位轉子的磁體的最大電流水平：產生90°的固定偏置。為此目的，使用被稱作磁場定向調節的裝置，其中電機的相電流與關于轉子位置的信息結合使用以調節輸出的相電壓。還已知的是在被稱作電機的電樞激勵范圍中或者轉動速度調節器或功率調節器調節調制程度，也即待輸出的電壓矢量的幅度。在估計轉子位置角度之后借由B6橋式電路來執行電機的實際換向。用于調制的換向角根據轉子位置來形成，并且隨后賦能電機的對應的電相。為了能夠也在所謂的磁場衰減模式中針對甚至更高的轉動速度來運行電機，必須修改輸出的電機電壓。這被實施在通過附加地調節磁場削弱的電流分量的磁場定向調節中。
技術實現思路
本專利技術基于如下目的：詳細說明相比于現有技術而改進的方法以及用于控制特別是用于車輛變速器的電機的運行的改進的裝置。所述目的根據本專利技術相對于所述方法借由權利要求1中所述特征來實現，并且相對于所述裝置借由權利要求12中所述特征來實現。本專利技術的有利改進是從屬權利要求的主題。在用于控制特別是在針對車輛變速器的周圍環境或應用中的電機的運行的方法中，在調制中根據電機的轉子位置以及根據表征電機的負載的至少一個第一變量的設定值/實際值比較、或者根據電機的實際的轉動速度來產生并且以受控方式輸出施加至電機的電相的電壓。根據本專利技術，特別是當達到電機的磁場削弱范圍時，將預定的先導-控制角和另一已調節的先導控制角分量添加至表征轉子位置的轉子位置角以形成復合角，其中當達到磁場削弱范圍時復合角用于表征調制中的轉子位置。因此，實施了特別是設置在車輛變速器的周圍環境中的電機的激勵方法，使其能夠特別是在電機的磁場削弱范圍中根據要求來適配所述電機的工作點并且按照效率來優化，特別是在低電源電壓的情形中。為此目的，與已知的電機激勵方法相反，僅需要一個附加的從屬調節器，其特別是在已經達到了最大電機電壓的調節限值之后，根據其相對于轉子磁場的位置來提供輸出電壓矢量的最優定向。因此，與從現有技術已知的磁場定向調節裝置相比，使得可應用簡單和成本高效的方法，其中不要求在安裝空間和財務花費方面是昂貴的相-電流-測量組件。這意味著與磁場定向調節裝置相比，當考慮了調節性能時，甚至在沒有成本密集的相電流反向測量的情況下，總是可以實施具有最大可能效率水平的電機的運行。此外，可以借由根據本專利技術的方法覆蓋電機的特別大的轉動速度扭矩范圍，并且特別是甚至可以在磁場削弱范圍中在電機的部分負載運行中實現電機的最大化的效率水平。在此背景下，所述方法引起用于以受控的方式將電壓輸出至電機的電相的電源單元的電源電壓的獨立性，并且通過調節來允許相對于電機的組件容差及其改變來提高穩健性水平。電機的采用根據本專利技術的方法來優化的并且對于要求合適的早期換向允許電機甚至在磁場削弱模式中繼續以高效率水平被運行。在這個背景下，應用盡可能多的附加的先導控制角以達到給定可應用電源電壓下所需的工作點。這允許以每電流強度安培的最大可能扭矩來激勵，而無需低效率的偏置，例如相對于電源電壓波動。根據本專利技術的方法將快速特性要素圖導引與根據需求實施在工作點處的調節連接。在所述方法的一個可能的改進中，當達到表征電機電壓和/或電機電流的預定最大幅值的調節程度上限值時，檢測磁場削弱范圍的到達。結果是，可以特別容易地并可靠地檢測磁場削弱范圍。為了進一步改進在磁場削弱范圍中電機的運行，在所述方法的一個進一步可能的改進中，當達到磁場削弱范圍時，將調制度限定在其上限值處，如“被凍結”了那樣，并且優選地僅通過調節先導控制角來執行電壓的調制。所述方法的一個可能發展提供了，從先導控制角特性要素圖根據實際轉動速度以及至少一個第二變量來確定先導控制角，第二變量表征電機的負載。由于當使用先導控制角特性要素圖期間電機的運行的控制，借由特性要素圖以該方式被控制的方法僅要求對數據處理的小量花費以及結果是僅要求對軟件的小量花費。因此，僅需要低水平的計算能力以實施所述方法，并且結果是僅需要資源的低配置。根據所述方法的一個改進，預定了先導控制角，特別是，排除電機的電樞激勵范圍，其中結果是快速控制的優點與消除持久性偏差的調節器的屬性相結合。為了實施先導控制角的限制，在所述方法的另一可能改進中，預定了先導控制角的最大值。為了總是實施電機的轉動速度的優化的調節，特別是以如此方式預定先導控制角以使得在對于作為受操縱變量的電壓的調制期間產生調節保留。所述方法的一個可能的改進提供：轉動速度、扭矩和/或電機電流用作表征電機的負載的第一變量。這些變量特別精確地表示電機的負載。根據所述方法的一個發展，當前請求的電機電壓、直流電流、從直流電流和脈沖占空因子確定的相電流、所測量的相電流和/或扭矩用作表征電機的負載的第二變量。這些變量特別精確地表示電機的負載。特別是，當電機電壓用作用于先導控制角特性要素圖的輸入變量時，克服了波動的電源電壓的缺點，因為在將所要求的電機電壓可能轉換為調制度或占空比的情形中通過可應用的中間電路電壓來補償所述波動。在所述方法的一個可能改進中，通過在電機的轉動速度運行點和扭矩運行點處確定最大化了電機的至少效率水平的先導控制角來產生先導控制角特性要素圖。因此，當使用先導控制角特性要素圖時，總是可以設定具有最佳效率水平的電機的最優運行點。在所述方法的可能另一改進中，電壓根據空間矢量調制中的復合角被確定。輸出的電壓矢量的非常高的角度分辨率、也即將阻擋電壓的輸出電壓離散化為正弦形狀可以借由空間矢量調制來實施，并且可以以效率水平的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制電機（1）的運行的方法，其中，在調制中，根據所述電機（1）的轉子位置以及根據至少一個第一變量的設定值/實際值的比較或所述電機的實際轉動速度(n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.06 DE 102014210885.31.一種用于控制電機（1）的運行的方法，其中，在調制中，根據所述電機（1）的轉子位置以及根據至少一個第一變量的設定值/實際值的比較或所述電機的實際轉動速度(nact)來產生并以受控的方式輸出被施加至所述電機（1）的電相的電壓，所述第一變量表征所述電機（1）的負載，其特征在于－當達到所述電機（1）的磁場削弱范圍時，預定的先導控制角（）和另外的被調節的先導控制角分量（PA_reg）被添加至轉子位置角（）以形成復合角（），所述轉子位置角表征所述轉子位置，－其中，當達到所述磁場削弱范圍時，所述復合角（）被用于在所述調制中表征所述轉子位置。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當達到表征電機電壓和/或電機電流的預定的最大幅值的調制度（MG）的上限值時，檢測所述磁場削弱范圍的達到。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，當達到所述磁場削弱范圍時，所述調制度（MG）被限定在其上限值處，并且通過調節所述先導控制角（）來執行所述電壓的調制。4.根據前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，從先導控制角特性要素圖（KF）中根據實際轉動速度（nact）和至少一個第二變量（G）來確定所述先導控制角（），所述第二變量表征所述電機（1）的負載，并且另外的被調節的先導控制角分量（PAreg）被添加至所述先導控制角（）。5.根據前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，為所述電機（1）的電樞激勵范圍來預定所述先導控制角（）。6.根據前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述先導控制角（）的最大值被預定。7.根據前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，以這樣的方式預定所述先導控制角（）：在電壓的調制期間產生調節儲備作為被操縱的變量。8.根據前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，轉動速度、扭矩和/或電機電流被用作表征所述電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P欣策，A施內爾，A舒爾策，
申請(專利權)人：大陸泰密克微電子有限責任公司，
類型：發明
國別省市：德國,DE