用于起動轉速可變的電動馬達的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于起動轉速可變的電動馬達特別是同步馬達或者異步馬達的 方法，以及涉及電動馬達特別是同步馬達或者異步馬達本身。
【背景技術】
[0002] 各種驅動裝置或者說機器具有電動馬達，所述電動馬達完成了為機器功能所需的 驅動工作。在一定的運行條件下可能會由于污染而出現傳動系的鎖死。這種問題通常出現 在電驅動的栗系統中，因為所需的體積流量將染污沖入栗殼體或者說馬達殼體中，所述污 染然后可以導致栗軸或者說馬達軸的鎖死。
[0003] 通常將鎖死的栗或者驅動裝置拆解和清潔，以便保障繼續運行。另一個可能性在 于，通過機械力作用于馬達或者驅動機的軸上，解除鎖死或者說減小被增高的啟動轉矩。例 如在DE 3210761 C1中提出的是，在軸鎖死的情況下利用螺絲刀起動軸。
[0004] 在EP 0771065 B1中介紹了用于識別栗工作輪或者說任意驅動裝置的軸的鎖死的 方法。只要馬達所需的啟動電流超過了固定的極限值，則認定軸的鎖死。在這種情況下，應 該利用在變化的轉動方向上的最大啟動轉矩、也就是說利用最大的正向轉矩或者說負向啟 動轉矩來加載驅動裝置。然而這種方法的缺點在于，驅動裝置可以短時間地起動進入相反 的運動方向，只要在施加負向的啟動轉矩時克服鎖死。
【發明內容】
[0005] 因此本發明的任務在于，改進設計已知的用于電動馬達啟動的方法，所述方法可 以克服上述問題。
[0006] 該任務通過具有權利要求1的特征的方法予以解決。所述方法的有利的實施方案 是與主權利要求并列的依附的從屬權利要求的內容。
[0007] 因而根據權利要求1提出了用于啟動轉速可變的電動馬達的方法。電動馬達的具 體的實施方案是任意的，因此所述電動馬達可以例如實施為單相或者多相的同步馬達，特 別是同步磁阻馬達。唯一的條件是用于調節馬達轉速的調整器件的集成。轉速例如可以借 助頻率逆變器予以控制。因此所述方法可以同樣地在具有頻率逆變器的異步馬達上實施。
[0008] 根據本發明的方法在第一個方法步驟中設置的是，基于確定的運行條件可靠地識 別馬達軸的鎖死。只要確定了馬達軸的鎖死，就應該利用正向轉矩激勵該馬達軸。在這種 情況下，正向轉矩可以理解為在期望的馬達方向上引起轉動的轉矩。與此相對，負向轉矩可 以理解為反方向上的軸的轉動。
[0009] 根據本發明從現在起設置的是，所施加的正向轉矩經歷連續的改變，其中利用不 同的頻率進行這種連續的改變，以便實現從鎖死中起動。對本發明而言重要的是持續地施 加正向轉矩。通過連續的頻率變化的轉矩改變可以通過充分利用所謂的共振效應獲得被固 定的驅動軸的起動。據此相對于由技術現狀已知的方法避免了在馬達的轉子軸的起動時在 一定的情況下在相反的方向上起動。
[0010] 電動馬達特別是同步馬達的運行通過施加的線圈電壓或者說線圈電流予以控制， 所述線圈電流流動通過馬達固定部（Motorstjinder)的馬達繞組。依據所使用的相的數量 必須相應地通過改變線圈電壓來調節多個線圈電流。優選地單個的線圈電流可以轉換到具 有d軸和q軸的轉子坐標系之中。所述d軸在場方向上延伸，所述場由轉子自身產生。所 述q軸在轉子轉動的平面內垂直地與d軸交叉。
[0011] 根據本發明的一個特別優選的實施變型方案，利用正向轉矩對馬達軸所進行的激 勵通過沿著q軸的電流分量Iq予以調節。
[0012] 特別優選地，電動馬達、特別是同步馬達調節到用于電流分量Iq的常數值上。理 想地沿著q軸的最大電流Iq的一半的值I q/2作為常數值使用。此常數值隨后與振動、優選 地與周期性振動進行疊加，以便實現用于從鎖死中起動的正向轉矩的連續變化。在這種情 況下如此選擇幅值，從而在馬達軸上始終施加正向轉矩。
[0013] 正弦或者說余弦函數或者各個其它的周期性振動證明是合適的振動函數，特別是 周期性振動函數。
[0014] 為了獲得共振效應，對疊加振動的頻率優選地進行變化，所述共振效應可以加速 被固定的轉子的起動。據此不僅轉矩改變發生變化，而且改變的速度也發生了變化。這導 致了優化的擺脫函數，所述擺脫函數基于共振效應構造產生了有效的和快速的鎖死消除。
[0015] 頻率理想地在具有最小和最大頻率的頻率通道內變化。所述變化可以以離散步長 或者也可以以連續步長實現。
[0016] 存在以下的可能性，即電流分量Iq的常數值與振動疊加，所述振動具有可變的幅 值走勢。然而優選使用具有常數振幅的振動。理想地，所應用的疊加振動的幅值小于或者 等于電流分量Iq最大值的一半。隨后電流分量的作用方向不改變，從而始終施加正向轉矩。
[0017] 只要識別出鎖死的解除，則有意義的是，疊加振動的幅值減小為零。在這種情況下 馬達運行首先利用常數的電流分量Iq最大值的一半繼續并且在需要時逐步地提高，直到設 定出期望的馬達轉速。
[0018] 根據本發明的方法特別適合于在同步馬達特別是同步磁阻電動馬達中使用，所述 同步馬達設置了無傳感器的電角度測量。電角度在此可以理解為轉子的磁場走向的角度， 也就是說d軸相對于激勵的線圈相位的角度。電角度通常在沿著q軸與d軸的電流分量的 基礎上進行計算。
[0019] 在使用所計算的電角度時，在本發明的一個特別優選的設計方案中可以推斷出轉 子軸的可能的鎖死。特別地，從控制中認定轉子軸的鎖死，只要當前采樣步和之前采樣步的 角位置的差值不超過某一極限值。兩個采樣時間點之間的角度改變例如顯示為無差別或者 說僅顯示出可以忽略的小差值。如果同步馬達沒有經歷電角度的改變，則可以基于消失的 轉動推斷出被固定的轉子軸。這可以形成鎖死的第一個必要的標準。
[0020] 額外地電流分量Iq的發展可以考慮作為第二個必要的標準。
[0021] 如果同時滿足兩個標準，則識別出鎖死。只要所計算的電流分量Iq達到或者超過 最大值并且角度改變位于極限閾值之下，則應推斷出被固定的轉子軸。
[0022] 此外本發明涉及電動馬達，特