8,功率控制單元3需要具有關轉子9的位置信息。因此,功率控制單元8適于接收基于所確定差值的轉子位置的第一確定單元輸出信號58。替代地,功率控制單元可能直接給相應的相提供功率信號,而外部電源耦合于設備I的電源連接。
[0047]在該例子中,設備I被提供有存儲器單元6,用于記錄與轉子位置相對應的值和/或當轉子9不轉動時保持轉子位置。因此,存儲器單元6適于接收基于所確定差值的轉子位置的第二確定單元輸出信號56。
[0048]注意,在某些時刻,轉子位置可能是未知的,例如緊接在加電之后,當存儲器內容無效時,或在沒有測量和差值分析的時間段之后。而且,雖然上述系統可能檢測轉子位置,但是它無法解決轉子對稱性。在3個線圈定子和單個南/北極轉子中,這種對稱會產生基本上相同的差值,每個是180度轉動。要解決這種不確定性,必須確定轉子的初始位置,這也被稱為同步。
[0049]例如,當轉子北極或南極與第一或第二定子線圈對準時,同步可以基于檢測差值信號最大值的差。可以在北極和南極信號之間檢測最大信號值的相對小的差。
[0050]設備I可以被提供有同步單元7,用于確定轉子的初始位置。因此,同步單元7適于提供由所述同步初始確定的轉子位置的存儲器單元輸出信號67。為了保持這個,信息被存儲在存儲器單元6中。如下所述,為了執行同步,同步單元輸出信號78可以被發送到功率控制單元3,以用于給相應的定子線圈供電。
[0051]例如對于電源被切斷并且無法參照轉子2的取向的情況,一種同步轉子2的方式包括一種系統,其中電動機2由預定電壓供電,以使得以轉子9將轉動到參考位置的方式相對于定子來定位轉子9,在該位置,例如,北極91朝向安裝在定子中的最接近線圈。對此,所述定子線圈可以由預定極性的連續信號供電,或脈沖寬度調制信號可以被調整到該效果,以用于轉動轉子。從轉子9到達所述位置的時刻,轉子位置是已知的并且存儲在存儲器單元中。
[0052]例如,可以通過在幾毫秒中生成一個方向的磁場,來由正常的PWM信號進行對準。此后,轉子根據該磁場取向。如何進行對準存在兩種可能性。使用所有3相或只使用2相:
[0053]1.3相對準-例如相A和相B上的70%占空比以及相C上的30%的占空比,將使北極轉動到相C
[0054]2.2相對準-例如只有相A上的70%占空比和相C上的30%占空比,將使北極在B和C之間轉動
[0055]另一種同步方法是通過確定轉子的初始位置進行的,如在IEEE TRANSACT1NSON INDUSTRY APPLICAT1NS, VOL.41,N0.1, JANUARY/FEBRUARY 2005 中公開的 YU-SEOKJEONG, ROBERT D.LORENZ, THOMAS M.JAHNS,AND SEUNG-KI SUL 的文獻“Initial RotorPosit1n Estimat1n of an Inter1r Permanent-Magnet Synchronous Machine UsingCarrier-Frequency Inject1n Methods (使用載波頻率注射方法的內部永久磁體同步電機的初始轉子位置估計)”中描述的。在該文獻中,系統被描述為通過使用至少一個繞組上的高頻電壓來檢測初始未知的轉子位置和檢測響應。
[0056]圖9顯示了確定轉子位置的方法100。該圖顯示了用于在多相電動機2內確定轉子位置的流程圖,其中多相電動機2具有包括第一相21、第二相22和第三相23的定子線圈。該方法具有第一步驟“電壓-31+電壓-32”:給第一相21上施加110第一電壓31并且給第二相22上施加第二電壓32。如上所述,第一電壓31和第二電壓32 二者都在交替周期T31、T32的第一部分311、321和交替周期T31、T32的第二部分312、322之間進行交替,而且第一部分311、321和第二部分312、322內的電壓31、32具有相反極性,并且第一電壓31和第二電壓32具有相反極性。在施加所述電壓時,正如箭頭125所示,在“采樣150”,第三相23上的第三電壓31 (在圖9中被稱為“電壓-33”)被采樣,以用于獲得在第一部分36的第一時刻的第一米樣11(在圖9中被稱為“米樣-11”)和在第二部分37的第二時刻的第二米樣12 (在圖9中被稱為“米樣-12”)。后續,確定第一米樣11和第二米樣12之間差值DIFF,其表示由于所述轉子位置而產生的定子線圈之間的互感。該過程繼續進行到步驟200 “轉子位置”,如箭頭175所示,基于所述差值確定轉子位置。
[0057]圖10顯示了使用互感來測量速度。在圖表中,顯示了在電機在轉動的同時相未被連接的時間段期間在未連接相上的電壓210。在此時段之前和之后,根據已知的換向并且使用脈沖寬度調制(由“相被連接的PWM運行”所示),所述相被連接到驅動電壓。顯示了一組四個被稱為Difl、Dif2、Dif3和Dif4的連續差谷測量,以表示四個連續時間段Intl、Int2、Int3和Int4期間的差值。可以在每個所述時間段確定轉子位置,并且由于轉子位置的變化速度現在是已知的,可以精確地計算該轉動。
[0058]使用互感來測量速度能夠實現準確和快速檢測轉動速度。基本上,通過應用如上所述的任何方法,可以通過進行至少兩個轉子位置測量來確定速度。
[0059]此外,在僅僅基于轉子的完全轉動來測量速度的通常使用的6步控制中,速度測量點(每轉6次)之間具有相對長的時間。在低速期間,盡可能經常測量速度很重要。通過使用多個上述差測量,可以觀察單一轉動的一部分內的電壓變化,并相應地計算速度。
[0060]在實踐中,在連續的時間間隔(intl、int2、int3、inti...)中測量多個電壓差(Difl、Dif2、Dif3、Dif4..),并且從這些改變計算速度。優選地,時間間隔具有相同的長度(intl = int2 = int3 = int4 =...)。通過考慮實際中電機的非線性,準確性可以得到改進,例如可以通過使用校準和查找表得到補償。
[0061]在前面的說明中,參照本發明實施例的特定例子已經對本發明進行了描述。然而,很明顯各種修改和變化可以在不脫離附屬權利要求中所陳述的本發明的寬精神及范圍的情況下被做出。例如,連接可以是任何類型的連接,該連接適合,例如通過中間裝置從相應節點、單元或裝置傳輸信號或將信號傳輸到相應節點、單元或裝置傳輸信號。因此,除非暗示或說明,連接可以例如是直接連接或間接連接。
[0062]由于實施本發明的裝置大部分是由本領域所屬技術人員所熟知的電子元件以及電路組成,電路的細節不會在比上述所說明的認為有必要的程度大的任何程度上進行解釋。對本發明基本概念的理解以及認識是為了不混淆或偏離本發明所教之內容。
[0063]關于具體導電類型或電位極性,雖然本發明已被描述,技術人員知道導電類型和電位極性可以是相反。
[0064]此外,本發明不限定在非程序化硬件中被實現的物理設備或單元,但也可以應用在可編程設備例如FPGA(現場可編程門陣列)或單元中。這些設備或單元通過操作能夠執行所需的設備功能。該FPGA是集成電路,其被設計以在生產后由消費者或設計者配置,就是所謂的“現場可編程”。FPGA配置通常是通過使用一種硬件描述語言(HDL)指定。而且,設備可以物理地分布在很多裝置,