用于操作电机的方法和装置的制作方法

专利名称：用于操作电机的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于操作具有转子和多个定子绕组的电机的方法和装置。

背景技术：
电机是指用于将电能转换为机械能的电动机或用于将机械能转换为电能的发电机。在这种情形下，机械能优选表现为旋转能量的形式。通常，电机既能运行在电动机运行模式也能运行在发电机运行模式。因此，下文中有关电动机的解释不对发电机起限制作用，并且相应地也可用于发电机。
在电动机的情况下，对于其电流源来说，DC和AC电动机之间有所不同。在一个实施例中，DC电动机具有载有多个绕组的转子。该转子在由定子所产生的磁场中以可旋转的方式放置。该定子可以是永磁体。但是，该DC电动机也可以是电励磁的。转子的绕组经由换向器连接至电压源。换向器的目的在于根据转子相对于磁场的定向改变流经转子绕组的电流，通过这种方式转子不会呈现为处于稳定的位置，而是永久地执行旋转运动。
带有机械换向器的DC电动机具有尤其是运行过程中产生火花的缺点。这些火花，其也被称作换向器火花，导致馈入电网的高频扰动。该问题在所谓的无刷DC电动机运行时不会发生。后者为不具有机械换向器的DC电动机。取而代之的是，该DC电动机为电子换向。转子采用永磁体，定子包含多个磁体线圈，通常三个，即所谓的定子绕组。换向由转换器电路执行，转换器电路由例如开关晶体管的半导体执行元件构成。
然而，在无刷DC电动机的情况下，将产生下列问题在无电流状态，转子具有随机定向，并因而具有随机转子角。为了使开始于静止状态的无刷DC电动机能最优达到所规定的转速，静止时的转子角度值应该是已知的。该问题发生在所有电子换向的电动机中--因此包括了永久励磁同步电动机的情况和磁阻电动机的情况。
转子角可例如由安装在电动机中的位置传感器来检测，这些传感器例如可以是霍耳传感器。但是，这些传感器的使用导致高额的附加成本。进一步的缺点是由于额外的结构零件而增加了布线支出和增加了故障风险。因此，期望能够以无传感器的方式来确定转子角。在本文中，无传感器是指除电子换向电动机的运行所需的并因而已经存在的那些部件之外，不需要其他部件。
DE 10 2006 043 683 A1公开了一种用于电子换向电动机的启动阶段的无传感器运行的方法。在该情况下，根据预定模式向所述电动机的定子绕组施加电压试验脉冲。电流脉冲由该电压试验脉冲产生，并通过中间电路中的电流传感器进行检测。估算电流脉冲以确定转子角。这通过确定电流脉冲从零电流值达到参考值所需的上升时间而完成。转子角随后依据该上升时间而确定。也可以通过互补的方式估算相应确定的下降时间。此外，所述文献提到确定和估算磁通的变化以作为持续时间的替代。电压试验脉冲不是交流电压。


发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于操作具有转子和多个定子绕组的电机的备选方法和备选装置，其中可以简单、快速、明确地并从而可靠地和成本有效地确定转子角，也就是说为达到该目标不需提供额外的传感器。
该目的通过在引言中所提及类型的方法而实现，其中执行下述步骤 a)施加交流电压给至少一个定子绕组，其中该交流电压具有多个电压脉冲， b)检测电流信号的瞬时电流值，其中该电流信号表示反应于所施加的电压流经该至少一个定子绕组的电流随时间的变化， c)估算该瞬时电流值，其中，为达到该目的，依据该瞬时电流值确定电流分布特征量的第一特征量值和第二特征量值，其中该电流分布特征量表征流经定子绕组的该电流的时间特性，以及 d)依据这两个特征量值确定转子角度值。
该目的进一步通过引言中所提到类型的装置实现，该装置包括以下单元用于施加交流电压给至少一个定子绕组的第一单元，其中该交流电压具有多个电压脉冲；用于检测电流信号的瞬时电流值的第二单元，其中该电流信号表示反应于所施加的电压流经该至少一个定子绕组的电流随时间的变化；用于估算该瞬时电流值的第三单元，其中，为达到该目的，依据该瞬时电流值确定电流分布特征量的第一特征量值和第二特征量值，其中该电流分布特征量表征流经定子绕组的电流的随时间的特性；以及用于依据该两个特征量值确定转子角度值的第四单元。
已经发现，通过使用该新的方法和新的装置，可以以简单的方式并且不花费较多的时间和成本来将转子角明确确定为位于0°和360°之间的角度。
施加给定子绕组的电压引起流经所述定子绕组的电流。因此，在最简单的情况下，可以考虑流经施加有交流电压的定子绕组的电流。然而，也可以考虑流经其他定子绕组中的一个的电流。这是因为施加给定子绕组的电压在电动机的其他定子绕组中引起各自的感应电压。如果对流经电流的这些定子绕组中的一个实施相应的预防措施，则也可以考虑由感应电压引起的电流。然而，由于电路成本较低，对首先提出的实施例，在下文中假设电流为流经施加有电压的定子绕组的电流。
施加给定子绕组的交流电压引起流经所述定子绕组并具有其变化随时间增加和减小的特性的电流。选择适合的交流电压可以使得电流也交变。流经定子绕组的电流产生作用于转子的力。如果所述力在相对长的时间内作用于转子，则冲击被传送给转子。这导致耦合在转子处的能量，其可能最终使得转子可以形成极小的运动。由于该运动，引起叠加在所施加电压上的电动势。如果流经定子绕组的电流是交变的，则这将产生交变的力，其作用在转子上并且导致对转子运动的相应影响并从而导致对电动势的相应影响。总之，这将引起所施加的电压由于电动势而交替地增加或降低。这进而影响流经定子绕组的电流并从而影响所述电流的时间特性。因此，能够通过表征流经定子绕组的电流的时间特性的电流分布特征量来确定该影响。确切地说，新的方法和新的装置利用其以确定转子角度值。由于在此无需使用附加的传感器，因此可以非常节省成本地确定转子角度值。
上述目的是完全可以实现的。
优选地，该方法另外还具有下列步骤 e)在电机的操作过程中考虑该转子角度值。
通过相应的方式，该装置优选具有用于在电机的操作过程中考虑该转子角度值的第五单元。
优选以这样一种方式在电机的操作过程中考虑该转子角，即，更改施加给定子绕组的电压或另外施加电压给另一定子绕组以实现所产生的磁场的变化，该变化使得磁场和转子定向彼此匹配。
优选地，具有用作永磁体的转子的无刷DC电动机被作为电机。则转子角描述了两极之一相对于规定的空间轴或空间方向的偏角--例如北极相对于竖直方向的偏角。这并不意在进行任何限制；其也可以使用南极或水平方向。转子角可以被视作两个量的组合。首先是转子位置，即不考虑其极性时的转子的位置。转子位置可以是0°到180°之间的一个值。其次是转子极性，即例如转子北极的定向。如果考虑转子极性，则确定由转子位置所限定的角度是否为位于0°到180°区间的角度，或者是相移了180°从而位于180°到360°区间内的角度。
在本发明的一个优选的改进中，该交流电压具有矩形分布。
其为可以通过简单方式生成的交流电压。此外，该交流矩形电压清楚地限定了电机的状态。这是因为例如三角形电流流经定子绕组。所述电流可以通过简单的方式估算并且从而可以可靠地确定转子角度值。该新的方法和新的装置中交流电压具有正瞬时值的时间段和负瞬时值的时间段，如例如针对没有DC分量的正弦电压那样。作为备选，交流电压的分布还可以是矩形的、三角形的或锯齿形的。如果该交流电压具有由单个脉冲区段所组成的脉冲，则该单个脉冲区段应具有交替的不同符号。采用占空比为50％的交流电压是有利的。除了电压符号变化的时刻外，在该新方法和新装置中的交流电压不具有特别延长的时间周期，其间电压值等于零。
在本发明进一步的改进中，流经有电流的定子绕组为施加有交流电压的定子绕组。
如上所述，当检测流经施加有该交流电压的定子绕组的电流时，用于检测该电流的电路成本最低。因此，其在逻辑上特别适于检测该电流。成本保持为低。
在本发明进一步的改进中，该电机具有三个定子绕组，其中同时向两个定子绕组施加该交流电压。
该措施的优点在于流经定子绕组的三角形电流对于外部干扰影响来说非常鲁棒，从而可以可靠地确定该转子角度值。优选检测流经该两个定子绕组的电流。上文提及三个定子绕组并不旨在进行任何限定。不用说，该新方法可用于具有任意期望数量的定子绕组的电动机。此外，在电动机具有多于三个定子绕组时，可以想到将该交流电压同时施加给多于两个定子绕组。
可以将三个定子绕组以星形或三角形连接互连。原则上，通过相应的变换可以对这两种互连进行相互转换。优先选择星形互连，这是因为可以将电压以目标方式施加给两个定子线圈，而不会将该电压同时施加给第三定子线圈。结果，在星形互连时，可以更加简单地检测出瞬时电流值。此外，制造在星形互连中所使用的定子绕组要比制造在三角形互连中所使用的定子绕组更为简单。采用该新的方法，可以不需为此测量星形点电势就可以确定转子角度值。此外，也不必向该星形点施加电势。总之，该新方法比较简单。
在本发明进一步的改进中，该电流分布特征量为幅度。
术语幅度旨在不仅具有与时间上重复的或周期性的信号有关的含义，还具有最大值、特别是局部最大值的含义。
如上所述，施加交流电压给定子绕组能够使得具有特征时间特性的电流流经所述定子绕组。对于还将进行描述的特别适合的交流电压来说，具有如三角形分布的交流电流流经该定子绕组。显然，交流三角形的构成并不相同。它们并不是全部都具有相同的高度。该三角形电流由具有两个不同高度的三角形组成。此外，研究表明这两个三角形高度取决于转子角。换句话说，该随时间特有的变化或时间特性包含了表征转子角的信息。因此，可以使用表征流经定子绕组的电流的时间特性的电流分布特征量来确定转子角度值。该电流分布的形状在一定程度上也取决于测量装置的品质。当测量装置具有特别高的质量时，可以得到锯齿形的电流分布。
由于上述事实，幅度被有利地用作电流分布特征量。因此，在步骤c)中，根据瞬时电流值来确定第一幅值和第二幅值。在电路技术方面，这可以例如，借助于所谓的峰值测量计实现。在程序技术方面，这可以借助于比较来实现。为此，例如，从第一瞬时电流值开始，时间上连续检测的瞬时电流值被读入存储器中，并且只要时间上随后的瞬时电流值大于该存储的瞬时电流值则被在该随后的瞬时电流值所覆盖。最后存储的瞬时电流值就是所寻求的幅值。对于两个规定的时间段来说，可以确定两个幅值。
作为备选，还可使用面积量来作为该电流分布特征量。该面积量表示构成三角形电流分布的三角形的各自的面积。从而，在步骤c)中，根据该瞬时电流值确定第一和第二三角形面积值。该面积量可例如通过求和得到。作为进一步的备选，可以使用梯度量作为电流分布特征量。特别是对那些具有正瞬时电流值的三角形来说，具有负梯度的边的梯度值被确定。因此，在步骤c)中，根据瞬时电流值确定第一和第二梯度值。可以例如以微商的形式确定该梯度值。
上述解释基于下述事实电流信号的梯度是定子绕组的电感的测量。因此，当将规定的时间段作为基准时，对于不同的转子角，在电流信号中产生不同的最大值。就所涉及到的电流分布特征量而言，估算面积量优于估算梯度量，这是因为面积量相对而言噪声较少。
在本发明的进一步改进中，步骤c)包括确定表示在第一特征量值和第二特征量值之间存在的偏差的偏差值，其中步骤d)包括根据该偏差值确定转子角度值。
如上所述，第一特征量值和第二特征量值之间的偏差是转子角的测量。因此，在逻辑上来说，根据这两个特征量值来确定偏差值是相符的。可以例如通过形成差值或形成商来确定该偏差值。如果能够以足够高的品质来确定这两个特征量值，则该偏差值允许定量描述并且可以仅仅使用该偏差值来确定转子角度值。换句话说，根据该偏差值可以为该转子角度值确定位于0°到360°之间的值。
在本发明的进一步改进中，首先对第一定子绕组执行步骤a)至c)，其中该电流信号表示流经该第一定子绕组的第一电流随时间的变化，其中根据为所述第一电流所确定的两个特征量值确定第一偏差值，以及其中随后对第二定子绕组执行步骤a)至c)，其中该电流信号表示流经第二定子绕组的第二电流随时间的变化，其中根据为所述第二电流所确定的两个特征量值来确定第二偏差值，其中步骤d)包括根据该两个偏差值确定该转子角度值。
在使用这种措施的情况下，偏差值具有数量性状，也就是说可以仅仅根据偏差值来明确确定转子角度值。原则上，不再需要另一量的值。这使得构造简单化和确定过程快速化。通过考虑两个彼此独立确定的偏差值，确定转子角度值时的精度和可靠性也得以提高。优选地，按照时间相继地对每个定子绕组执行步骤a)至c)并在每种情况下确定偏差值。
在本发明的进一步改进中，步骤c)另外包括根据该瞬时电流值确定电流面积值，其中该电流面积值表征针对流经该定子绕组的电流形成的时间积分，其中步骤d)另外包括根据该电流面积值确定该转子角度值。
该措施的优点在于可以通过使用第二值来更可靠地确定转子角度值。特别是当不能以所必须的品质确定两个特征量值并从而不能以所必须的品质确定偏差值时，使用电流面积值可以以可靠地方式确定转子角度值。如果可以得到电流面积值，则原则上可得到如下方法其足以在这样一种品质来确定两个特征量值并从而确定偏差值，该品质必须能够使得可以基于该偏差值得到有关转子角的定性描述。在这种情况下，该偏差值表示转子极性。其可被用于确定例如转子的北极是否为位于0°到180°区间内的角度、或者为位于180°到360°区间内的角度。例如基于该偏差值的符号可以确定与这两个区间的关系。电流面积值同时表示转子位置，也就是说其指示出转子相对于参考方向呈现出位于0°到180°区间内的什么角度。通过结合偏差值和电流面积值，可以明确确定转子角。总而言之，电路成本可以得以降低，这是因为两个特征量值以及从而偏差值不需是高质量的，而当想要仅仅基于偏差值来作出定量描述时必须要求高质量。
此外，如果使用面积量来作为电流分布特征量，这将导致在确定转子角度值时的进一步简化。在该情况下，可以使用相同的估算机制，即面积确定，来确定偏差值和电流面积值二者。有利的是，当确定电流面积值时，电流随时间的变化中所包含的DC分量被预先消除。
在本发明的进一步改进中，步骤d)包括将该偏差值与多个偏差比较值进行比较，和/或将该电流面积值与多个面积比较值进行比较。
采用基于比较的方式来确定转子角度值具有多个优点。这是一种可以简单并且快速和可靠实现的方式。可以例如借助于提前进行的试验测量来确定所需的比较值。为此，为转子设置位于0°到360°区间内的逐渐不同的转子角。对于所设置的每个转子角，随后将交流电压施加给定子绕组中的一个，并且检测和估算瞬时电流值。在此分别确定的偏差值和电流面积值与转子角度值一起以元组的形式存储在例如EEPROM中。对所有定子绕组均执行该试验测量。作为备选，也可使用数学模型来获得该比较值，该数学模型可用于计算针对不同转子角度值的偏差值和电流面积值。
在本发明进一步的改进中，该交流电压具有趋向于零值的时间平均值。
该措施的优点在于转子仅围绕其静止位置作极小的移动。避免了可察觉出的转动。此外，由此将反应于所施加的交流电压而流过的电流保持为很小。
在本发明进一步的改进中，该交流电压具有至少两个电压脉冲，具有第一脉冲持续时间的第一电压脉冲和具有第二脉冲持续时间的第二电压脉冲，其中该第一特征量值表征第一脉冲持续时间内该电流的时间特性，以及该第二特征量值表征第二脉冲持续时间内该电流的时间特性。
该措施的优点在于交流电压是适用的，从而流经定子绕组的电流具有完整的周期持续时间并且从而具有确定偏差值所必须的随时间的变化。因此，估算具有第一高度的三角形的瞬时电流值和具有第二高度的三角形的瞬时电流值二者以及确定例如该第一和第二幅值成为可能。
在考虑的备选方式中，其中考虑了流经电流绕组的电流的周期持续时间，确定针对该周期持续时间的第一部分的第一特征量值，并确定针对该周期持续时间的第二部分的第二特征量值。这同样确保了能够确定这两个特征量值。有利的是，该第一特征量值是针对第一电流脉冲分量确定的，以及该第二特征量值是针对第二电流脉冲分量确定的。尤为有利的是，在每种情况下均是针对包含在这些电流脉冲分量中的第一三角形确定的。当交流电压具有多于两个的电压脉冲从而流经电流绕组的电流具有多于一个的电流脉冲时，这相应地也是适用的。在这种情况下，可以相应地估算针对特定电流脉冲的瞬时电流值。
在本发明进一步的改进中，每一电压脉冲具有三个矩形脉冲区段，其中第一脉冲区段和第三脉冲区段各自具有基本相同的第一脉冲值和基本相同的第一区段持续时间，以及第二脉冲区段具有第二脉冲值和第二区段持续时间，其中选择两个脉冲值和两个区段持续时间以使得该电压脉冲具有趋向于零值的时间平均值。
已经发现该三角形电流的特征时间特性非常清楚地显示为电压脉冲的形式。有利的是，第一脉冲值为正，第二脉冲值为负。此外，如果第二区段持续时间长于第一区段持续时间，则是有利的。当第二区段持续时间较长时，可以检测到对被噪声损坏至较差程度的瞬时电流值。该趋向于零值的时间平均值导致电流为三角形分布。如果第一区段持续时间为第二区段持续时间的一半，这将引起交流电流分布。
通过使用该新方法，可以在转子相对于定子静止时和在转子低速旋转时确定转子角度值。
如上所述，检测流经施加有交流电压的两个定子绕组的电流是有利的。也可以想到对每一定子绕组检测分别流经其的电流。这三个电流的总和通常为零。如果检测全部三个电流，则可以例如确定故障。
交流电压优选具有规定数量的电压脉冲。该电压的特征在于时间上受限的测试信号。
该措施的优点在于，一方面，可以获得足够大的数量的瞬时电流值，但另一方面将估算其所需的计算复杂度保持在限度以内。可以可靠地确定电流面积值。另一方面，存在通过平均化确定偏差值的可能性。为此，确定针对多个电流脉冲对的偏差值，随后由所述偏差值形成平均值。此外，该措施使得在估算瞬时电流值时使用适用于该状况并从而被最优化的措施成为可能，由此能够特别可靠地确定转子角度值。已经发现当交流电压具有16个电压脉冲时所获得的结果特别好。
作为备选，该交流电压还可以是电机的操作电压，其以所规定的时间顺序被施加给定子绕组。
上述说明中提及无刷DC电动机并不旨在起任何限定作用。该新方法和新装置可被用在适于任何所期望的方式的电子换向电机中--也就是说包含永磁同步电动机的情形或磁阻电动机的情形。用在发电机中同样也是可以想到的。由于相应的类似考虑，该典型实施例也可被用于作为发电机的电机中。
不用说，在不背离本发明范围的情况下，上文所提到的特征和下文将进行解释的特征不仅可用在分别规定的组合中，还可用在其他组合中或自己来使用。



本发明的典型实施例在图中示出并且在下面的说明书中将对其进行更详细地解释。在图中 图1示出了结合了所要操作的电机的新型装置的典型实施例的示意图， 图2示出了包含在电子换向电机中的定子绕组的示意图， 图3示出了为电机供电的电压源随时间的变化， 图4示出了施加给不同定子绕组对的电压随时间的变化， 图5示出了在不同定子绕组中感应的电压随时间的变化， 图6示出了在定子绕组中流经的电流随时间的变化， 图7示出了施加给定子绕组对的交流电压的第一实施例随时间的变化， 图8示出了在第一转子位置的情况下流经施加有该交流电压的定子绕组对的电流随时间的变化， 图9示出了在第二转子位置的情况下流经该定子绕组对的电流随时间的变化， 图10示出了施加给定子绕组对的交流电压的第二实施例随时间的变化， 图11示出了在第一转子角的情况下流经施加有该交流电压的定子绕组对的电流随时间的变化， 图12示出了在第二转子角的情况下流经该定子绕组对的电流随时间的变化， 图13示出了表示为转子角的函数的曲线分布图，以及 图14示出了用于说明该新方法的简化流程图。

具体实施例方式 在图1中，该新装置的典型实施例整体由附图标记10标明。
电机12通过装置10进行操作。电机12是为电子换向提供的电动机或电子换向电动机，优选为无刷DC电动机(BLDC)。电机12具有三个定子绕组，即由附图标记14标明的定子绕组A、由附图标记16标明的定子绕组B、和由附图标记18标明的定子绕组C。另外，电机12具有转子20。转子20为具有北极和南极的永磁体，北极由箭头22标出。转子20被安装为可绕伸出附图平面的轴24旋转。由于该旋转运动，转子20具有转子角

其中转子角

可以取0°到360°之间的值。在本典型实施例的上下文中，转子角

被定义为转子20的北极相对于垂直方向偏转的角度。这并不意在起任何限定作用。例如，在对转子角

进行定义时，也可参考转子20的南极或水平方向。
为了确定转子角

必须了解转子极性。在本典型实施例中，转子极性由北极的定向来定义。如果不知道转子极性，则只能确定转子位置。换句话说不知道转子极性，就不能明确地、而只是含糊地确定转子角

可以通过装置10明确地确定转子角

--为了精确起见，与转子20是否相对于定子绕组12、16、18静止或相对于其旋转无关。
装置10具有控制单元26，其驱动开关单元28。开关单元28包含三个半桥，例如，每个半桥由两个开关晶体管构成。开关晶体管可以是例如双极性晶体管或MOSFET晶体管。通过开关单元28，将由电压源30所提供的供电电压施加给定子绕组14、16、18。定子绕组14、16、18经由导线32、34、36连接至开关单元28。通过开关单元28的相应驱动，可以将正或负电压施加给各个定子绕组14、16、18。
施加给定子绕组的电压导致电流流经所述定子绕组。如果，例如，通过开关单元28的相应控制，供电电压被施加给定子绕组A，则在所述定子绕组中流经有电流，其从电压源30经由导线32被馈送给该定子绕组。通过相应的方式，电流经由导线34被馈送给定子绕组B，且电流经由导线36被馈送给定子绕组C。
装置10具有检测单元38，通过其对电流信号——例如表示流经定子绕组A并从而流经导线32的电流的电流信号的瞬时电流值进行检测。为此，检测单元38包括所谓的分流电阻器，例如，其放置在导线32中。流经导线32的电流在该分流电阻器产生与该电流成比例的电压降。因此，基于电压和电流间的线性关系，由于该电压降呈现了代表流经定子绕组A的电流的电流信号。所述电流信号包含馈入第一估算单元42和第二估算单元44二者的瞬时电流值40的时间序列。分流电阻器的值在该情况下应该是已知的。通过相应的方式，同样在导线34、36中设置有各自的分流电阻器。从而，通过检测单元38，也可以检测代表流经定子绕组B的电流或流经定子绕组C的电流的瞬时电流值。
存在通过检测单元38来检测瞬时电流值的替代方式。也可根据流经将电压源30连接至开关单元28的导线之一的电流来确定瞬时电流值。由于开关单元28的开关状态已知，所检测的针对两根导线之一的瞬时电流值可被指定给施加有交流电压的定子绕组或定子绕组对。在这种情况下只需要一个分流电阻器。作为一种备选，还可在开关单元28的开关晶体管处检测该瞬时电流值。在该情况下，还可以确定是否由于短路产生了故障电流。
在第一估算单元42中，电流分布特征量的第一特征量值和第二特征量值根据瞬时电流值40而确定，其中电流分布特征量表征流经定子绕组的电流的时间特性。该电流分布特征量可以是例如幅度，从而两个特征量值可以是幅值。代表在第一特征量值和第二特征量值之间存在的偏差的偏差值46在第一估算单元42中被确定。该偏差值46被送给比较单元48。偏差值46可以是例如在两个特征量值之间的差或由这两个特征量值形成的商。根据偏差值46并从而根据第一和第二特征量值确定转子角度值52。
在第二估算单元44中，电流面积值50根据瞬时电流值40而确定，所述电流面积值被送入比较单元48。电流面积值50表征针对流经定子绕组的电流形成的时间积分。该时间积分可以例如通过将单独的瞬时电流值40相加而确定。在比较单元48中，转子角度值52根据偏差值46和电流面积值50而确定。为此，将偏差值46与多个偏差比较值54相比较，并且将电流面积值50与多个面积比较值56相比较。对任意期望数量的转子角度值，各自相关的偏差比较值54和各自相关的面积比较值56存储在存储器58中。这些比较值例如通过由装置10和电机12所执行的试验测量提前被确定。作为备选，比较值也可以在电机12的操作过程中通过自学习系统的方式被确定。转子角度值52被送入控制单元26，并从而能在电机12的操作过程中被考虑到。
单元42、44、48在所有情况下均可以是结构或功能适应性单元。这些单元和图1中其他单元在所有情况下可以是独立的或部分结合以形成装配件。
在比较单元48中，转子角度值52根据偏差值46和电流面积值50而确定。因此两个值是必须的，这是因为电流面积值50表征转子20的转子位置，从而单独使用电流面积值50不能明确地、而仅能含糊地确定转子角

偏差值46表征转子极性。通过结合这两个值，就可以清楚地确定转子角

在这种情况下，只要偏差值46定性地表征转子极性就足够了。例如，为了该目的可以估算偏差值46的符号。在该情况下，偏差值46不需要质量很高。相反，如果偏差值46质量很高，可以单独根据偏差值46来确定转子角度值52，这是因为在该情况下偏差值46定量地表征转子极性。在该情况下可以省却由电流面积值50提供的附加信息。然而，为了增加、改善可靠性，也可以在该情况下对两个值都进行估算。
电压源30是供给基本恒定电压的DC电压源。该电压源30例如可以是电池。电压源30可以是以任意方式为电机12的操作所提供的电压源。这使得能够紧凑的并从而简单和成本低廉的构造新装置10。
通过装置10可以确定转子角度值52而不需考虑转子20是相对于定子绕组14、16、18静止还是相对于其运动。从而，装置10可用于确定从静止经过加速或启动过程直至电机12的正常操作模式的转子角度值52。然而，也可以想到使用装置10来仅在直至电机20的规定转速的启动过程中确定转子角度值52，并随后切换至不同的例如基于电压的方法来确定转子角度值。
即使是图1中未示出的其他相互连接也是可以想到的。例如，可以提供在控制单元26和存储器58之间的连接。由可在控制单元26中确定的偏差，例如在上述比较值的“学习”过程中可以调整存储在存储器中的比较值54、56，其中该偏差例如是假定的转子角度值和确定的转子角度值52之间的偏差，开关单元28的驱动基于该假定的转子角度值。此外，可向两个估算单元42、44中的每一个馈送控制单元26驱动开关单元28时所使用的信号。这可以确保，在两个估算单元42、44中，估算在每种情况下均与交流电压的施加完全同步。
图2以示意性方式示出了定子绕组A、定子绕组B和定子绕组C。定子绕组14、16、18在星形点70连接在一起。换向电压可以经由自由端72、74、76施加。例如，在自由端72、74之间，将电压UAB施加给两个定子绕组A、B。由此引起的或与其相关的电流变化导致电流IAB流经这两个定子绕组，并具有随时间变化的瞬时值。假定恰当地选择所施加的电压UAB和相应的估算，可以由电流IAB确定转子角度值52。为了清楚起见，省略了对转子20的图示。
作为电压UAB对称耦合的结果，由于在定子绕组C中产生的变化磁通，在定子绕组C中感生电压UindC。如果没有将定子绕组C指定给电路，则所述电压不会导致电流的产生。然而，也可想到将该定子绕组C指定给电路。由随后流动的电流同样能够确定转子角。
如果至少两个不同定子绕组对相继对应连接至交流电压，并且检测和估算分别流经该定子绕组对的电流，则针对每个定子绕组对获得确定转子角度值52所需的偏差值46和电流面积值50。在动态励磁的电机中，当进行测量时，通常必须施加电压以产生规定的磁场，这是由于不然的话规定的转子位置不存在。
图3示出了由电压源30所提供的供电电压Usup随时间的变化。这是具有值UV的DC电压。
图4示出了施加给定子绕组14、16、18的电压Uij随时间的变化。该随时间的变化由开关单元28的对应驱动所产生。单个电压Uij具有与供电电压Usup的值对应的幅值UV。然而，通过相应地供给由电压源30所提供的供电电压，还可以达到使电压Uij的幅值为值UV/2的效果。
在由两个时刻t0和t2所限定的第一时间段中，供电电压Usup被施加给两个定子绕组14、16。在这种情况下，驱动开关单元28以使得生成由UAB所指示的交流电压分布。在由两个时刻t2和t4所限定的第二时间段中，供电电压Usup被施加给两个定子绕组16、18。在这种情况下，驱动开关单元28以使得生成由UBC所指示的交流电压分布。在由两个时刻t4和t6所限定的第三时间段中，供电电压Usup被施加给两个定子绕组18、14。在这种情况下，驱动开关单元28以使得生成由UCA所指示的交流电压分布。在第三时间段后，供电电压Usup再次以对应于第一时间段的方式被施加给两个定子绕组14、16。开关单元28从而被驱动为使得交流电压分别地在时间上相继呈现在不同的定子绕组对上。开关单元28还可被驱动为使得该分别施加给定子绕组对的交流电压具有多次时间上连续的符号变化，而不是图4中所示的一次符号变化。这对图5和图6中所示的分布具有相应的影响，其将在下文中进行描述。
图5示出了感应电压Uindi随时间的变化，该感应电压Uindi在未施加有交流电压的那些定子绕组中感应产生。从而，在第一时间段示出感应电压UindC，在第二时间段示出感应电压UindA，在第三时间段示出感应电压UindB。可以在例如相对于地的各自的自由端72、74、76测量感应电压Uindi。电压阶跃ΔUindi在时刻t1、t3、t5发生，所述电压阶跃源自施加给各定子绕组对的交流电压的符号变化。其中感生电压Uindi的各定子绕组通常为开放的，也就是说未被分配给电路。但是，如果电机12操作在所有定子绕组14、16、18都被包含在电路中的方式下，则各自的感应电压Uindi通过由于发生的电流变化所产生的进一步的感应电压进行补偿。
图6示出了电流Iij随时间的变化。该电流分别为流经施加有交流电压的定子绕组对的电流。在第一时间段中，电流IAB流经两个定子绕组14、16。在第二时间段中，电流IBC流经两个定子绕组16、18。在第三时间段中，电流ICA流经两个定子绕组18、14。电流Iij呈三角形时间分布。假定如图4中所示那样在时间上重复交流电压Uij，该电流分布图的结果将是，针对各自的电流Iij形成的时间积分将具有不同于零的逐渐增大的值。从而，将建立不等于零的平均电流，这导致了定向的力作用。当确定转子角时，该力作用和转子的相关旋转运动要被避免。这通过施加给定子绕组对的交流电压具有有利的分布而实现。各自电流Iij的梯度在时刻t1、t3、t5改变。
图7示出了施加给由定子绕组14、16组成的定子绕组对的交流电压UAB随时间的变化。对该定子绕组对进行描述并不意在进行任何的限制。为了对称起见，下述描述还可相应地应用至由定子绕组16、18所形成的定子绕组对及电压UBC和由定子绕组18、14所形成的定子绕组对及电压UCA。
交流电压UAB具有矩形分布并具有多个电压脉冲90。该矩形分布具有电压信号具有恒定电压段的优点，该恒定电压段的影响是流经定子绕组对的电流IAB在段中线性增加。这使得电流以极为简单的方式被估算。用矩形电压驱动无刷直流电动机被称作块换向(blockcommutation)。
图7示出了交流电压UAB的三个电压脉冲。第一电压脉冲92具有第一脉冲持续时间，其由时刻t7和t11所限定。第二电压脉冲94具有第二脉冲持续时间，其由时刻t11和t15所限定。第三电压脉冲96具有第三脉冲持续时间，其由时刻t15和t19所限定。脉冲持续时间要具有基本相同的值。对于图7中所示的交流电压UAB，假定其在时刻t7之前值为零。其效果为在图8和图9中所示并将在下文进行描述的电流IAB在时刻t7前值为零。电压UAB在时刻t20之后随时间的进一步变化在图7中未知。相应地这同样适用于图8和图9中所示的电流IAB。交流电压UAB有利地具有图7中所示的整数个电压脉冲92和另外的半个电压脉冲。由此，从时刻t7开始，例如，交流电压将在时刻t13或时刻t17或相应更晚的时刻终止。最后半个电压脉冲的作用为使得电流IAB在交流电压UAB终止时同样值为零。
每个电压脉冲92、94、96具有三个矩形段。下文考虑第一电压脉冲92。该解释相应地也适用于包含在交流电压UAB中的所有其他的电压脉冲。第一电压脉冲92具有第一脉冲段98，其具有第一脉冲值UV和由时刻t7和t8所限定的第一段持续时间。第二脉冲段100具有第二脉冲值-UV和由时刻t8和t10所限定的第二段持续时间。第三脉冲段102具有第三脉冲值UV和由时刻t10和t12所限定的第三段持续时间。在该情况下，第一脉冲值和第三脉冲值相同以及第一段持续时间和第三段持续时间相同是适用的。此外，首先第一和第三脉冲段98、102的脉冲值和段持续时间、其次第二脉冲段100的脉冲值和段持续时间被选择为使得第一电压脉冲92具有趋向于零值的时间平均值也是适用的。由于这适用于包含在交流电压UAB中的所有电压脉冲，交流电压UAB总体上具有趋向于零值的时间平均值。试验中已经发现当交流电压包含16个电压脉冲时获得的结果最佳。
图8中所示显示施加具有多个电压脉冲的交流电压导致多个正脉冲段和多个负脉冲段的交替序列。这些电压脉冲中的每一个具有多个交替的脉冲段。实际上，由多个电压脉冲组成的交流电压首先被施加给第一定子绕组对，随后由多个电压脉冲组成的交流电压被施加给第二定子绕组对，等等。
图8示出了流经由两个定子绕组14、16形成的定子绕组对的电流IAB随时间的变化。在该情况下，转子20具有第一转子角

如图8中的图示所示，电流IAB具有随时间重复的特性。其由多个电流脉冲组成，下文中考虑了其中的第一电流脉冲104。第一电流脉冲104具有由时刻t8和t16所限定的电流脉冲持续时间。该电流脉冲持续时间为电压脉冲92、94、96的脉冲持续时间的两倍。此外，第一电流脉冲104以两个幅值为特征，该两个幅值具有不同的量值，第一幅值IAB1和第二幅值IAB2，其中第一幅值小于第二幅值。代表这两个幅值之间存在的偏差的偏差值46是表示特征的，因此可作为转子角

的测量。两个幅值IAB1和IAB2可以例如由最大值测定来确定。
然而，也可以考虑采用面积。指定给第一幅值IAB1的三角形，例如指定给时刻t8的第一三角形106，具有第一三角形面积值F1。指定给第二幅值IAB2的三角形，例如指定给时刻t12的第二三角形108，具有第二三角形面积值F2。由图8所示可得知，第二三角形面积值F2大于第一三角形面积值F1。因此，代表两个三角形面积值之间存在的偏差的偏差值46也是表示特征的并因此可作为转子角

的测量。两个三角形面积值F1和F2可例如通过特别是由求和形成各自的时间积分来确定。
然而，也可以考虑梯度。由图8中所示可得知，第一电流脉冲104所包含的两个下降电流沿具有不同的梯度。第一电流沿110由时刻t8和t10限定并具有第一梯度值S1。第二电流沿112由时刻t12和t14限定并具有第二梯度值S2。因此，代表两个梯度值之间存在的偏差的偏差值46也是表示特征的并因此可作为转子角

的测量。可使用微商来确定梯度值S1和S2，其中，对于两个电流沿110、112中的每一个，还可以通过求多个微商的平均值来确定各个梯度值。
例如，通过形成差值来确定偏差值。在这种情况下，例如，将分配给第二三角形108的第二幅值IAB2从分配给第一三角形106的第一幅值IAB1减去。同样的方法可相应地用于三角形面积值F1、F2和梯度值S1、S2。
图9示出了同样流经由两个定子绕组14、16组成的定子绕组对的电流IAB随时间的变化。但是，在该情况下，转子20呈现转子角

且对于

有，
可以由图9得知，对于在转子角为

时所流过的电流而言，所述电流的时间特性由两个幅值IAB1和IAB2所表征--尽管其具有在第一电流脉冲104′中首先出现第二幅值IAB2然后再出现第一幅值IAB1的区别。通过相应的方式，电流IAB的时间特性还由两个三角形面积值F1和F2以及还由两个梯度值S1和S2来表征--尽管其具有如下不同分配给时刻t8的第一三角形106′基本上具有第二三角形面积值F2。分配给时刻t12的第二三角形108′基本上具有第一三角形面积值F1。第一电流沿110′具有第一梯度值S2。第二电流沿112′具有第一梯度值S1。也可以在该情况下确定偏差值，其中将分配给第二三角形108′的值从分配给第一三角形106′的值中减去。从而，出现与图8中所示电流分布相同的绝对值，但符号不同。
总的来说，这样就可以依据表示两个特征量值之间偏差的偏差值46来明确确定转子角度值52。该偏差值还可以通过求取多个三角形对的平均值来形成，该三角形对在所有情况下具有与第一三角形106、106′对应的三角形和与第二三角形108、108′对应的三角形--其中在先前形成绝对值之后还考虑具有负的瞬时电流值的三角形。
作为偏差值46的补充方式，还可依据瞬时电流值确定电流面积值50，其中电流面积值50表征电流IAB的时间积分。在该情况下，对瞬时电流值的绝对值形成时间积分。该时间积分因而代表电流信号的面积。可以例如通过将各瞬时电流值的绝对值相加来形成该时间积分。该时间积分优选在多个电流脉冲上形成。通过考虑偏差值46和电流面积值50，可以可靠地确定转子角度值52。
如上述说明所示，转子角度值52可依据电流分布特征量的两个特征量值而确定。该电流分布特征量可以是幅度IAmp、面积F或梯度S。可以从图8和图9中所示得知，交流电压UAB被选择为使得电流IAB的时间平均值趋向于零值。
下述内容可由关于图7、图8、图9的说明而得到为了确定偏差值46，交流电压UAB必须至少具有第一电压脉冲92和第二电压脉冲94。
图10示出了具有另一种分布的交流电压UAB′。该电压为非对称交流电压。图10中所使用的带有“′”的附图标记与图7中所使用的附图标记对应。对图7的说明可同样对应地用于图10--包含交流电压UAB′在时刻t′之前随时间的变化以及具有半个电压脉冲的交流电压的结束部分。
图11中示出了对于转子角

交流电压UAB′产生的电流IAB′。在这种情况下，带有“″”的附图标记与图8中使用的相应附图标记相对应。对图8的说明可相应地用于图11。
图12中示出了对转子角

交流电压UAB′产生的电流IAB′。在这种情况下，带有“″′”的附图标记与图9中使用的带“′”的附图标记相对应。对图9的说明可相应地用于图12。
为了清楚起见，在图11和图12中均省去了对各个时刻的标记。
图13示出了作为转子角

的函数的各种曲线。标记为DIij的曲线表示针对不同转子角度值52产生的电流面积值50。标记为dIij的曲线表示针对不同转子角度值52产生的偏差值46。在该情形下，曲线DIAB和dIAB被指定给由定子绕组14、16所组成的定子绕组对。曲线DIBC和dIBC被指定给由定子绕组16、18所组成的定子绕组对。曲线DICA和dICA被指定给由定子绕组18、14所组成的定子绕组对。
由图示可得知，曲线DIij具有180°的周期。因此，仅仅使用电流面积值不能明确确定转子角度值52。与其形成对比的是，曲线dIij具有360°的周期。因此，可以仅仅使用偏差值来确定转子角度值52。图13中所示曲线dIij表示具有很高质量的偏差值。因此，这些曲线具有正弦分布。如果偏差值不具有所需的质量，则曲线dIij偏离理想的正弦分布。
假定为理想的正弦分布，则可以通过确定两个偏差值来确定转子角度值52。为了达到该目的，向两个定子绕组对施加时间上连续的交流电压。然而，为了实现精确测量和冗余，更好的做法是依据全部三个偏差值来确定转子角。在该情况下，向全部三个定子绕组对连续施加交流电压。更加好的做法是确定三个偏差值和三个电流面积值并使其分别相互平衡。则可由这六个值来非常可靠地确定转子角。可以想到关于顺序的多种变化。这样，可以先确定偏差值，然后确定电流面积值。但是，也可想到成对进行，也就是说确定如偏差值dIAB和电流面积值DIAB。此后，确定偏差值dIBC和电流面积值DIBC。随后，确定偏差值dICA和电流面积值DICA。
为了确定转子角度值52，将偏差值46与多个偏差比较值54相比较。将电流面积值50与多个面积比较值56相比较。偏差比较值54和面积比较值56存储在存储器58中。图13中所示曲线也可用于这些比较值。
图14中所示流程图示出了该新方法的基本顺序。根据步骤120，施加交流电压给至少一个定子绕组。通常，将该交流电压施加给定子绕组对。该交流电压具有多个电压脉冲，例如两个电压脉冲。在下一步骤122中，检测流经至少一个定子绕组的电流的瞬时电流值。优选对流经施加有交流电压的定子绕组的电流进行检测。在接下来的步骤124中，估算检测到的瞬时电流值。在该情况下，根据瞬时电流值确定电流分布特征量的至少第一特征量值和第二特征量值。确定表示该两个特征量值之间存在的偏差的偏差值46。可以以补充的方式依据瞬时电流值确定电流面积值50。
为了能够更可靠地确定转子角度值52，可以在步骤124之后再次执行步骤120、122、124。在这种情况下，交流电压被施加给不同的定子绕组对。最好对全部三个定子绕组对都执行步骤120、122、124。
在步骤126中，至少根据偏差值46来确定转子角度值52。为了达到该目的，将偏差值46与多个偏差比较值54进行比较。为了增加精确度，可以另外根据电流面积值50来确定转子角度值52。为了达到该目的，将电流面积值50与多个面积比较值56相比较。在接下来的步骤128中，在电机12的操作过程中考虑该转子角度值52。如果电机12仍处于加速过程，可以从步骤120开始再次执行上述步骤序列。与此相反，如果电机12已经达到足够高的转速，则电机12能在正常操作模式下操作，并且不必再次执行上述步骤序列。
通过该新方法，可以清楚地确定转子角度值，从而使电机能够最优化地加速并随后过渡到正常操作模式。该新方法可以使用电机的正常操作模式所需的相同部件。通过该新的方法和新的装置，不用专门的位置传感器就可以确定转子角度值。
该新方法使得使用简单的方法以小于±5°的精度确定转子角度值成为可能。可以非常迅速地完成该确定，这是因为可以使用具有频率大于20kHz、在某些情况下甚至大于50kHz的交流电压，其对应于小于50微秒、乃至小于20微秒的周期持续时间。不用说，该新方法还可工作在更低的频率下。
交流电压UAB引起变化的电流IAB。同样的情况相应地适用于交流电压UBC和交流电压UCA。总的来说，由此产生了变化的磁通。为了将电流IAB的变化保持为较小并从而防止如电机的过热或损坏，使用了交流电压。磁通的变化率以复杂的方式与电机磁路的耦合程度相关，其随之可以根据转子角

变化。因此，通过估算电流IAB，即使在静止时也可以确定所寻求的转子角度值。
作为感应电压和电流间关系的结果，在使用电动机模型进行相应的转变后，如果适当的话，也可从电压信号获得必要的信息项，如电流梯度。
新方法和新装置基于下述观察如果电压被施加给定子绕组对，则电流随时间变化。电流差对持续时间的微商--相对于电压--与该定子绕组对的电感一致。在该情况下，发现电感为转子角的函数。该相关性可以解释如下。在具有磁通势的磁路中，将以使得磁场能量最小的方式建立起磁通。与转子的磁化相对应的是，在周边具有电连接，当转子上粘接有磁体时这就变得尤为清楚。为了显露出磁极，转子没有在整个周边上设置磁体，而是至少分别有一个凸出的北极和南极，其由无磁通的周边区域分隔开。磁路包括定子中的由线圈所包围的部分、相对于转子的气隙、各向同性导磁转子和依次的相对于定子的气隙。定子和转子的铁心可以被看作理想的导磁体；仅气隙构成磁阻。在下文中假定转子的磁极与定子绕组A重叠，更准确的说是与定子极A重叠，并在重叠处产生磁通。在定子绕组A中，进一步的磁通势同样产生磁通，其从定子绕组A经由气隙流到转子。转子磁通和定子磁通的磁通方向在重叠区域相反，在其余极区域中同向。因此定子磁通可用的气隙面积和由此导致的磁阻是极重叠部分的函数，这样电感的变化不是饱和效应的结果。因此，也不需要大的磁化电流，相反地在有由于应用PWM而不能避免的电流脉冲时已经产生了信号。
该新方法和新装置进一步基于下述考虑电机通常通过磁效应将电能转换为机械能，反之亦然。因此，必须建立磁场并且电机可以被视为第一途径中的电感。则电机的特征在于向其施加电压，该电压的频率对应于电动机的转动频率。然而，这仅仅在电动机运行速度已知时才有可能。必须对其进行确定。为此，向定子绕组对施加交流电压并且产生旋转磁场。该交流电压优选为占空比为50％的脉冲宽度调制电压。基于所建立的与该交流电压有关的电流响应，就可以识别所施加的交流电压的频率是否对应于电动机的转动频率。从而，可以将该脉冲宽度调制电压看作具有特定频率的AC电压。因此，没有用到传统意义上的测试信号。如果断定电动机没有以假定频率旋转，其基于电动势或电流变化而显示出来，则该交流电压发生移相。这个过程涉及到观察电动机是否接着继续以假定的新电压相位运行。如果情况不是这样，则可再次更改电压的相位。基于在整个该过程中所获得的信息，就可以以转动频率或转子角和旋转磁场彼此匹配的方式驱动电动机的定子绕组。
权利要求
1.一种用于操作具有转子(20)和多个定子绕组(14，16，18)的电机(12)的方法，包括如下步骤
a)施加交流电压(UAB，UBC，UCA)给至少一个定子绕组(14，16，18)，其中该交流电压(UAB，UBC，UCA)具有多个电压脉冲(90)，
b)检测电流信号的瞬时电流值(40)，其中该电流信号表示反应于所施加的电压(UAB，UBC，UCA)而流经至少一个定子绕组(14，16，18)的电流(IAB，IBC，ICA)随时间的变化，
c)估算该瞬时电流值(40)，其中，为达到该目的，依据该瞬时电流值(40)确定电流分布特征量(IAB，F，S)的第一特征量值(IAB1，F1，S1)和第二特征量值(IAB2，F2，S2)，其中该电流分布特征量(IAmp，F，S)表征流经定子绕组(14，16，18)的该电流(IAB，IBC，ICA)的时间特性，以及
d)依据该两个特征量值(IAB1，IAB2，F1，F2，S1，S2)确定转子角度值(52)。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括如下步骤
e)在电机(12)的操作过程中考虑该转子角度值(52)。
3.根据权利要求1或2的方法，其中该交流电压(UAB，UBC，UCA)具有矩形分布。
4.根据前述任意权利要求的方法，其中该电流(IAB，IBC，ICA)流经的定子绕组(14，16，18)是施加有该交流电压(UAB，UBC，UCA)的定子绕组。
5.根据前述任意权利要求的方法，其中电机(12)具有三个定子绕组(14，16，18)，其中将该交流电压(UAB，UBC，UCA)同时施加给两个定子绕组。
6.根据前述任意权利要求的方法，其中该电流分布特征量(IAmp，F，S)为幅度(IAmp)。
7.根据前述任意权利要求的方法，其中步骤c)包括确定表示在该第一特征量值(IAB1，F1，S1)和第二特征量值(IAB2，F2，S2)之间存在的偏差的偏差值(46，dIij)，其中步骤d)包括根据该偏差值(46，dIij)确定该转子角度值(52)。
8.根据前述任意权利要求的方法，其中首先对第一定子绕组(14)执行步骤a)至c)，其中该电流信号表示流经该第一定子绕组(14)的第一电流(IAB)随时间的变化，其中根据针对所述第一电流(IAB)所确定的两个特征量值(IAB1，IAB2)确定第一偏差值(dIAB1)，并且随后对第二定子绕组(16，18)执行步骤a)至c)，其中该电流信号表示流经第二定子绕组的第二电流(IBC，ICA)随时间的变化，其中根据针对所述第二电流(IBC，ICA)所确定的两个特征量值(IBC1，IBC2，ICA1，ICA2)来确定第二偏差值(dIBC1，dICA1)，其中步骤d)包括根据该两个偏差值(dIAB1，dIBC1，dICA1)确定该转子角度值(52)。
9.根据前述任意权利要求的方法，其中步骤c)包括另外根据该瞬时电流值(40)确定电流面积值(50，DIij)，其中该电流面积值(50，DIij)表征针对流经该定子绕组(14，16，18)的电流(IAB，IBC，ICA)形成的时间积分，其中步骤d)包括另外根据该电流面积值(50，DIij)确定该转子角度值(52)。
10.根据前述任意权利要求的方法，其中步骤d)包括将该偏差值(46，dIij)与多个偏差比较值(54)进行比较，和/或将该电流面积值(50，DIij)与多个面积比较值(56)进行比较。
11.根据前述任意权利要求的方法，其中该交流电压(UAB，UBC，UCA)具有趋向于零值的时间平均值。
12.根据前述任意权利要求的方法，其中该交流电压(UAB，UAB′)具有至少两个电压脉冲，具有第一脉冲持续时间的第一电压脉冲(92，92′)和具有第二脉冲持续时间的第二电压脉冲(94，94′)，其中该第一特征量值(IAB1，IAB1′)表征第一脉冲持续时间内该电流(IAB，IAB′)的时间特性，以及该第二特征量值(IAB2，IAB2′)表征第二脉冲持续时间内该电流(IAB，IAB′)的时间特性。
13.根据前述任意权利要求的方法，其中每一电压脉冲(90，90′)具有三个矩形脉冲区段，其中第一脉冲区段(98，98′)和第三脉冲区段(102，102′)各自具有基本相同的第一脉冲值(UV，UV1)和基本相同的第一区段持续时间，以及第二脉冲区段(100，100′)具有第二脉冲值(-UV，-UV2)和第二区段持续时间，其中选择两个脉冲值和两个区段持续时间以使得该电压脉冲(90，90′)具有趋向于零值的时间平均值。
14.一种包括程序代码装置的计算机程序，所述程序代码装置用于当在计算机(26)上执行该计算机程序时执行根据权利要求1至12中任意一项的方法。
15.一种用于操作具有转子(20)和多个定子绕组(14，16，18)的电机(12)的装置，该装置包括用于施加交流电压(UAB，UBC，UCA)给至少一个定子绕组(14，16，18)的第一单元(28，30，32，34，36)，其中该交流电压(UAB，UBC，UCA)具有多个电压脉冲(90)；该装置包括用于检测电流信号的瞬时电流值(40)的第二单元(38)，其中该电流信号表示反应于所施加的电压(UAB，UBC，UCA)而流经至少一个定子绕组(14，16，18)的电流(IAB，IBC，ICA)随时间的变化；该装置包括用于估算该瞬时电流值(40)的第三单元(42，44)，其中，为达到该目的，依据该瞬时电流值(40)确定电流分布特征量(IAB，F，S)的第一特征量值(IAB1，F1，S1)和第二特征量值(IAB2，F2，S2)，其中该电流分布特征量(IAmp，F，S)表征流经定子绕组(14，16，18)的该电流(IAB，IBC，ICA)的时间特性；以及该装置包括用于依据该两个特征量值(IAB1，IAB2，F1，F2，S1，S2)确定转子角度值(52)的第四单元(48，58)。
全文摘要
用于操作具有转子和多个定子绕组的电机的方法，包括如下步骤a)施加交流电压给至少一个定子绕组，其中该交流电压具有多个电压脉冲，b)检测电流信号的瞬时电流值，其中该电流信号表示反应于所施加的电压流经至少一个定子绕组的电流随时间的变化，c)估算该瞬时电流值，其中，为达到该目的，依据该瞬时电流值确定电流分布特征量的第一特征量值和第二特征量值，其中该电流分布特征量表征流经定子绕组的该电流的时间特性，以及d)依据该两个特征量值确定转子角度值。进一步提出了一种对应的装置和对应的计算机程序。
文档编号H02P21/12GK101814891SQ201010175129
公开日2010年8月25日 申请日期2010年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者R·纳泽 申请人:Hkr候技股份有限公司