[发明专利]用于固定在电机上的传感器单元以及电动机系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定转子位置来运行电子换向电机的传感器单元以及一种带有电子换向电机的电动机系统。特别地，本发明涉及如下电动机系统：其中为了驱动电子换向电机而将传感器信号从位置传感器传送给控制设备，使得控制设备能够进行该电机的电子换向。

背景技术

在无刷电子换向电机中，根据转子的转子位置将电驱动参量施加到电机的定子绕组上，以对其进行驱动。通常，电机是多相电动机例如同步电动机，其中根据转子位置来确定相电压，以便产生多相的、通常为正弦形的电动机电流，其对应于对于转速以及驱动力矩的所希望的要求。

转子位置通常借助位置传感器来检测并且以合适的方式输送给控制设备来产生对于将电机换向所需的驱动信号。位置传感器提供与转子的位置相关的模拟电参量例如电压、信号脉冲或者已经提供关于绝对转子位置的数字化的说明，如其例如在绝对位置传感器的情况下被提供。

位置传感器例如可以以霍尔传感器、GMR传感器（GMR：巨磁电阻）等等的形式来构建。这种位置传感器输出与转子位置相关的电压信号。通常，在控制设备中存在模拟－数字转换器，使得在控制设备中根据数字化的转子位置来进行传感器信号的分析以及电子换向。

电机的换向通常如下进行：通过施加相电压得到的电转子位置的电流指示（Stromzeiger）超前90°，以便提供最大的转矩。然而根据电动机结构和类型有意义的是，根据电机的负载和转速，将换向的位置相对于实际的转子位置根据工作点可改变地构建，即根据电机的当前转速来不同地实施。换而言之，为驱动电机来满足确定的负载点而需要电流指示的怎样的推移，与电动机的类型相关。

在电机的工作点和最优的或者预先给定的电流指示的与转子位置相关的相位置之间的相关性可以借助电动机函数来确定，该电动机函数例如存储在电动机特性曲线族中。在驱动电机的情况下，该电动机特性曲线族被相应地调用。

在目前的电动机系统情况下，对于每种电机类型，控制设备都必须有对电动机特性曲线族的访问权。通常，电动机特性曲线族编程到控制设备中，使得控制设备与电机的类型匹配。这费事并且尤其希望的是，用标准化的控制设备来运行电动机系统，其不必针对相应的电动机类型来个性化。

发明内容

该任务通过根据权利要求1所述的传感器单元以及通过根据并列的权利要求的电动机系统来解决。

其他有利的扩展方案在从属权利要求中说明。

根据一个方面，设计了一种用于固定在电机上的传感器单元。该传感器单元包括：

－位置传感器，用于提供对于电机转子的电转子位置的说明；

－电动机特性曲线族单元，其带有电动机特性曲线族设备，以便根据工作点地按照预先给定的电动机特性曲线族来修改对于电转子位置的说明，并且带有接口单元，以便向外提供对于电转子位置的修改后的说明。

本发明的思想是设计一种传感器单元，其除了实际的位置传感器之外还具有电动机特性曲线族单元，该电动机电动机特性曲线族单元可以外部提供对于电转子位置的修改后的说明。为此，在电动机特性曲线族单元6中存储有电动机特性曲线族，其作用于或者修改所确定的转子位置，使得根据工作点来实现超前或者滞后。电动机特性曲线族用于根据电机的类型来预先给定：在确定工作点情况下，相对于传统的驱动而言，应当以电转子位置的何种超前或者滞后来最佳地驱动电机。为此，传感器单元具有接口单元，以便将相应的对于电转子位置的修改后的说明传送给控制设备，该控制设备可以作为标准化的控制设备获得，并且因此可不必考虑电机的特定类型。

此外，传感器单元可以实施为单个部件，尤其是与控制设备分离的单个部件。

根据一个实施形式，位置传感器可以包括探测器，其根据转子位置输出电压，其中电动机特性曲线族单元构建为将电压数字化，以便得到对于电转子位置的说明。

根据另一实施形式，位置传感器可以包括脉冲发生器，其在转子运动的情况下产生脉冲，其中电动机特性曲线族单元构建为对脉冲计数并且提供计数器值作为对于电转子位置的说明。

此外，电动机特性曲线族可以根据关于电机的转速的转速说明和/或根据所希望的驱动力矩和/或根据当前的驱动力矩来说明超前/滞后，其中电动机特性曲线族单元构建为借助超前/滞后来修改对于电转子位置的说明，以便获得对于电转子位置的修改后的说明。

根据另一方面，设计了一种电动机系统。该电动机系统包括：

－ 电机，尤其是换向电机；

－ 用于驱动电机的驱动电路；

－ 用于控制驱动电路的控制设备，以便运行电机；