[发明专利]对PSM电机的转子位置传感器进行监控的方法和系统

说明书

本发明涉及对PSM电机的转子位置传感器进行监控的方法和系统。PSM电机(100)具有至少三个或刚好三个相(U、V、W)，它们利用磁场定向控制来运行，其中，在两个彼此不相关的途径上获知PSM电机(100)的电角度(Θ_el)以及进而获知转子位置。在第一途径中，基于PSM电机(100)的测得的转子机械位置(Θ_mech)和极对数(Z_P)进行PSM电机(100)的电角度(Θ_el1)的第一计算。在第二途径中，基于相电流矢量的相位和在d、q坐标系中的受调节的目标电流进行PSM电机(100)的电角度(Θ_el2)的第二计算。为了监控转子位置传感器(230)，执行对分别在第一和第二途径中获知的PSM电机(100)的电角度(Θ_el1、Θ_el2)值的相互比较。

技术领域

本发明涉及一种对PSM电机的转子位置传感器进行监控的方法以及一种对PSM电机的转子位置传感器进行监控的系统。

背景技术

永磁同步电机，也被称为PSM电机，在机动车上被用于不同目的，例如用于转向力支持、牵引驱动或其他驱动。PSM电机是具有布置在动子上或动子内的永磁体的旋转场电机。至少一个定子包括三相绕组或多相绕组并且由以120度的角度分布的相构成。相的线圈在围绕转动轴线的圆周上分布，与此相对地，转子关于定子以能转动的方式受支承。

PSM电机的状态参数，例如电流、电压、磁通等可以在三维坐标系(U、V、W)上示出，如图1所示。图1示出已知的旋转场电机100，尤其是PSM电机，其包括定子(未示出)和转子101，它们关于转动轴线102以能相对彼此转动的方式受支承。在定子上，至少三个线圈均匀地以120度分布在围绕转动轴线102的圆周上。设置有三个相U、V和W。其中每个相U、V、W通常与数量相同的线圈连接，它们以相同的间距分布在圆周上。极对数Z_P和与其相关联的线圈数量视应用而定地是可选择的。在转子101上优选布置有至少一个永磁体103，其中，在以相移的交变电流驱控相U、V、W时生成转矩，转矩使转子101围绕转动轴线102相对于定子转动。

相U、V、W的相移式驱控可以在不同坐标系内示出。在相对定子固定的U、V、W坐标系内，坐标轴相对彼此旋转了120°。因为位U、V、W的电流之和为零，所以电流矢量或电流向量也在相对定子固定的二维的α/β坐标系内示出。此外，在图1中，设置了相对转子固定的d、q坐标系，其d分量以与永磁体103的磁通Ψ_PM相同指向地延伸。q分量垂直于d分量地延伸。d轴和α轴或U轴之间的角度相应于旋转场电机100的转子101和定子之间的电转动角度Θ_d或Θ_el。电转动角度Θ_d或Θ_el相应于机械转动角度Θ_mech乘以极对数Z_P。利用将状态参数变换到d、q坐标系中简化了PSM电机的微分方程并且可以如直流电机那样来调节PSM电机。这被称为磁场定向调节或FOR。在磁场定向调节中，应当流过旋转场电机的总目标电流关于相对转子(磁通)固定的d、q坐标系来确定，从而较简单地执行一些控制或调节过程并简化了一些计算。