1.本发明涉及一种用于以无探测器的方式确定无刷直流电机的转子的转角位置的方法和一种手持式工具。
技术实现要素：
2.本发明所基于的任务是提供一种以无探测器的方式确定无刷直流电机的转子的转角位置的方法和手持式工具，所述方法和手持式工具能够可靠地、尽可能无延迟地和低噪声地确定转子的转角位置。
3.根据本发明的方法用于尤其是从转子的未知转角位置开始并且尤其是从大于零的转速开始以无探测器的方式确定无刷直流电机的转子的转角位置。
4.该方法具有以下步骤。
5.在该方法的第一步骤中，常规地检测或测量在无刷直流电机的定子中感生的（反向）电压。
6.随后检验所检测的或测量的电压是否小于例如根据经验确定或计算的阈值。
7.如果所感生的电压小于阈值，则基于通过在线电抗测量（inform）的间接通量确定来确定或计算转子的起始或初始转角位置。在inform方法中，外加（einpr
ä
gen）至少两个线性独立的电压脉冲，其中转子的转角位置或转子位置从电流响应中被算出。此外，关于这种本身已知的方法，还应该参考有关专业文献。inform方法的优点是已经在少数测试脉冲之后非常快速地确定转子的起始或初始转角位置或绝对转子位置（absoluten rotorlage）。然而，由于所使用的测试脉冲必须是线性独立的（典型地使用两个彼此偏移90
°
的脉冲或三个彼此偏移120
°
的脉冲），因此在q轴的方向上也总是形成电流响应。在考虑最大电机电流振幅时，形成力矩的（momentbildende）电流必须被减小由测试信号产生的电流。
8.在计算了初始转角位置之后，从所计算的初始转角位置开始在使用一个或多个连续测试信号的情况下持续地跟踪转角位置，必要时直至达到阈值转速为止。
9.在一种实施方式中，从所计算的初始转角位置开始在使用至少一个连续测试信号的情况下跟踪转角位置具有以下步骤：将尤其是连续测试电压形式的连续测试信号馈入或外加到无刷直流电机的定子或定子绕组中，确定尤其是响应电流形式的响应信号，所述响应信号根据测试信号出现，并且根据测试信号和响应信号确定转子的转角位置。连续测试信号例如可以是施加到三相无刷直流电机的所属的相上的三个连续矩形或正弦形测试电压。
10.所述一个或多个测试信号可以连续地、转子同步地（rotorsynchron）或非转子同步地被馈入。可以在d轴的方向上馈入所述一个或多个测试信号，由此形成力矩的q电流仅须最低限度地被减小，以便不超过给定的最大电流振幅。馈入测试信号比基于inform的初始方法温和得多。然而，基于连续测试信号确定转子的初始转角位置将会持续比较长时间，使得为此根据本发明使用inform方法。此外，在使用连续测试信号时为了在正和负d轴之间进行区分而初始必须在d轴的方向上注入具有高振幅的附加测试脉冲（饱和脉冲），对此由
于使用inform方法而可以被放弃。
11.在一种实施方式中，如果所感生的电压与阈值一样大或者大于阈值，则执行以下步骤：根据一个在定子或定子绕组中感生的（反向）电压或者根据多个在定子或定子绕组中感应（反向）电压计算转子的转角位置。关于基于所述一个或多个在定子中感生的反向电压对转子的转角位置的本身已知的确定也应该参考有关专业文献。
12.在一种实施方式中，执行基于通过在线电抗测量（inform）的间接通量确定对转子的转角位置的计算以及从所计算的初始转角位置开始在使用至少一个测试信号的情况下对转角位置的跟踪直至阈值转速为止，其中所述阈值转速处于无刷直流电机的标称转速或最大转速的18%和22%之间的范围内。
13.手持式工具具有无刷直流电机和例如微处理器控制装置形式的用于操控无刷直流电机的电机控制装置，其中所述电机控制装置被构造用于控制手持式工具，使得执行上述方法。
附图说明
14.下面参照附图详细地描述本发明。在此情况下：图1极为示意性地示出机动链锯形式的手持式工具的框图，并且图2示出用于以无探测器的方式（geberlosen）确定图1中所示的手持式工具的无刷直流电机的转子的转角位置（drehwinkelstellung）的信号的示范性时间变化过程。
具体实施方式
15.图1极为示意性地示出机动链锯形式的手持式工具1的框图。
16.手持式工具1具有常规的无刷三相直流电机2，所述无刷三相直流电机具有转子3和三相定子4。就此而言，也应该参考有关专业文献。
17.手持式工具1此外具有用于操控无刷直流电机2的电机控制装置5，其中电机控制装置5被构造用于产生适用于定子4的三个相的操控电压。此外存在未更详细示出的合适的电压和电流传感器，所述电压和电流传感器被设置用于测量在定子4的三个相中或/进入定子4的三个相中的电压或电流，其中所测量的电压或电流由电机控制装置5适当地被评估。
18.电机控制装置5被设置用于以无探测器的方式确定无刷直流电机2的转子3的转角位置dw，这在下面参照图2详细地被描述。
19.图2示出针对定子4的各自相u、v和w的所馈入的测试电压utu、utv、utw形式的测试信号的示范性时间变化过程以及相电流或响应电流itu、itv和itw形式的得出的响应信号。
20.在时间间隔i1中，电机控制装置5借助于合适的传感器检测在无刷直流电机的定子4中感生的电压或在定子4的定子绕组中感生的电压。电机控制装置5然后检验（一个或多个）所检测的电压是否小于阈值。如果（一个或多个）所感生的电压小于阈值，这目前示范性地是这种情况，则电机控制装置5基于本身已知的通过在线电抗测量（online reaktanz messung）（inform）的间接通量确定（indirekten flussermittlung）来确定转子3的初始转角位置dw。
21.在跟随在时间间隔i1之后的时间间隔i2中，电机控制装置5从所计算的初始转角位置dw开始在使用测试电压utu、utv、utw形式的三个连续测试信号的情况下跟踪转角位置
dw，所述测试电压被馈入到定子绕组中。为此，测量根据测试信号或测试电压utu、utv、utw而出现的响应信号或响应电流itu、itv、itw，并且电机控制装置5根据测试信号或测试电压utu、utv、utw和所测量的响应信号或响应电流itu、itv、itw计算转子3的转角位置dw。
22.在无刷直流电机2的处于阈值转速之上的转速范围内，常规地根据在定子4中感生的（反向）电压来计算转子3的转角位置dw。第二转速范围在图2中紧接在时间间隔i2之后并且未更详细地示出。
技术特征：
1.一种用于以无探测器的方式确定无刷直流电机（2）的转子（3）的转角位置（dw）的方法，所述方法具有步骤：-检测在所述无刷直流电机（2）的定子（4）中感生的电压，-检验在所述定子（4）中感生的电压是否小于阈值，并且-如果所感生的电压小于所述阈值，则：-基于通过在线电抗测量（inform）的间接通量确定来确定所述转子（3）的初始转角位置（dw），以及-随后从所计算的初始转角位置（dw）开始在使用至少一个连续测试信号（utu、utv、utw）的情况下跟踪所述转角位置（dw）。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，-从所计算的初始转角位置（dw）开始在使用至少一个连续测试信号（utu、utv、utw）的情况下跟踪所述转角位置（dw）具有以下步骤：-将连续测试信号（utu、utv、utw）馈入到所述无刷直流电机（2）的定子（4）中，-确定响应信号（itu、itv、itw），所述响应信号根据所述连续测试信号（utu、utv、utw）出现，以及-根据所述连续测试信号（utu、utv、utw）和所述响应信号（itu、itv、itw）确定所述转子（3）的转角位置（dw）。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-如果所感生的电压与所述阈值一样大或者大于所述阈值，则执行以下步骤：-根据在所述定子（4）中感生的电压计算所述转子（3）的转角位置（dw）。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-执行基于通过在线电抗测量（inform）的间接通量确定对所述转子（3）的转角位置（dw）的计算以及从所计算的初始转角位置（dw）开始在使用至少一个连续测试信号（utu、utv、utw）的情况下对所述转角位置（dw）的跟踪直至阈值转速为止，其中所述阈值转速处于所述无刷直流电机（2）的标称转速的18%和22%之间的范围内。5.一种手持式工具（1），所述手持式工具具有：-无刷直流电机（2），和-用于操控所述无刷直流电机（2）的电机控制装置（5），其中所述电机控制装置（5）被构造用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
技术总结
本发明涉及一种用于以无探测器的方式确定无刷直流电机（2）的转子（3）的转角位置（DW）的方法，所述方法具有步骤：-检测在所述无刷直流电机（2）的定子（4）中感生的电压，-检验在所述定子（4）中感生的电压是否小于阈值，并且-如果所感生的电压小于所述阈值，则：-基于通过在线电抗测量（INFORM）的间接通量确定来确定所述转子（3）的初始转角位置（DW），以及-随后从所计算的初始转角位置（DW）开始在使用至少一个连续测试信号（utu、utv、utw）的情况下跟踪所述转角位置（DW）。转角位置（DW）。转角位置（DW）。
技术研发人员：J
受保护的技术使用者：安德烈
技术研发日：2022.09.13
技术公布日：2023/3/16