[发明专利]电机类型识别

说明书

技术领域

本发明涉及用于识别交流(AC)电机的类型的方法和设备。该识别基于从转子检测到的扭矩方向信息。

背景技术

存在多种不同类型的交流(AC)电机，包括感应电机(IM)和同步电机。同步电机还包括同步磁阻电机(SynRM)和永磁电机(PM)。对于每个AC电动机类型，存在一种合适的控制方案，电动机控制器根据该控制方案来驱动该AC电动机。操作员必须知道所连接的是哪种类型的AC电动机，从而他可以选择合适的控制方案。但是，对于操作员而言难以识别电动机的类型，因为不同类型的AC电动机的外观可能非常相似。

US-B2-6,570,358公开了一种具有用于识别所连接的电机的类型的电机类型识别装置的AC电动机控制装置。通过测量直轴(d轴)的感应系数和与该d轴正交并且在电角度上超前90°的正交轴(q轴)的感应系数来识别电机类型。该识别基于d轴和q轴的测量的感应系数之间的幅度关系。还公开了根据电动机控制方案的AC电动机的控制。

但是用于电机类型识别的上述方法的实现是复杂的。因此需要一种可以以简单并且不复杂的方式来识别AC电机类型的方法

发明内容

因此本发明的一个目的在于提供一种用于AC电机的改进的电机类型识别方法。本发明的另一个目的在于提供一种用于AC电机的电机类型识别的改进的设备。

通过根据本发明的方法和根据本发明的设备来实现这些目的。

本发明基于不同类型的转子在某些电流角度值上在不同方向上施以扭矩这一认识，并且通过检查扭矩方向可以识别各自的电机类型。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于包括定子和转子的AC电机的电机类型识别的方法，该方法包括以下步骤：将包括DC分量的电流施加到该定子；检测扭矩方向信息或旋转信息；并且基于该扭矩方向信息或该旋转信息识别该电机类型。这些方法步骤提供了用于识别电机是否是IM的简单方法，因为IM电机是当施加电流时不施以扭矩的唯一的电机类型。

根据本发明的一个实施方式，该方法包括以下步骤：在电流角度θ上将包括DC分量的电流施加到该定子，这导致PM和SynRM的转子在不同的方向上施以扭矩或者旋转不同的角度；检测该转子的扭矩方向或旋转角度；并且基于该扭矩方向信息或该旋转角度信息识别该电机类型。这些方法步骤提供了用于在IM、SynRM和PM之间进行区别的简单方法。

根据本发明的一个实施方式，该方法包括以下步骤：将包括DC分量的电流施加到该定子从而获得磁场方向；将该转子的d轴与该磁场方向对准使得它们重合。通过首先在已知方向上对准该转子，获得参考方向，对于将该方法应用于绝对转子位置未知的电机而言，该参考方向是必要的。

根据本发明的一个实施方式，通过使得该转子旋转到平衡点来对准该转子的d轴与该磁场方向。当该电机类型识别期间允许该转子的旋转时，该方法步骤是适用的并且是优选的。

根据本发明的一个实施方式，通过改变该磁场方向的方向直到找到平衡点为止来对准该转子的d轴与该磁场方向。当该电机类型识别期间允许该转子的旋转时，简化为采取该方法步骤。

根据本发明的一个实施方式，在来自绝对位置传感器的转子位置信息的帮助之下，对准该转子的d轴与该磁场方向。当该电机包括绝对位置传感器时，该方法步骤是适用的并且是优选的。

根据本发明的一个实施方式，电流角度θ具有90°和180°之间的绝对值，如100°和140°之间，如110°和130°之间的绝对值。尽管本方法理论上对90°和180°之间的任何电流角度θ起作用，但是110°和130°之间的电流角度θ的使用是优选的，因为在此电流角度θ上在典型的SynRM和典型的PM电机两者中施以相对高的扭矩。

根据本发明的一个实施方式，该方法包括如果该扭矩方向等于该电流角度θ的方向或者该旋转角度等于该电流角度θ，则将该电机识别为PM的步骤。该方法步骤提供了一种用于将电机识别为PM的简单方法。

根据本发明的一个实施方式，该方法包括如果该扭矩方向与该电流角度θ的方向相反或者该旋转角度等于180°-θ，则将该电机识别为SynRM的步骤。该方法步骤提供了一种用于将电机识别为SynRM的简单方法。

根据本发明的一个实施方式，该方法包括如果没有检测到扭矩或旋转，则将该电机识别为IM的步骤。该方法步骤提供了一种用于将电机识别为IM的简单方法。