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    重庆时时彩500本金怎么倍投玩: 用于识别电机的故障特性的方法和设备.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201180066720.2

    申请日:

    2011.12.07

    公开号:

    CN103328995A

    公开日:

    2013.09.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/34申请日:20111207|||公开
    IPC分类号: G01R31/34 主分类号: G01R31/34
    申请人: 罗伯特·博世有限公司
    发明人: J-W.法尔肯施泰因
    地址: 德国斯图加特
    优先权: 2011.02.03 DE 102011003573.7
    专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 胡莉莉;刘春元
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201180066720.2

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.09.16|||2013.10.30|||2013.09.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种用于识别电机的故障特性的方法,其中调制影响电机(1)的转矩(M)的第一变量(isq)。为了可靠地检测电机的失灵并且阻止电机的与此联系的不期望的力矩输出或者功率输出,调制影响电机的转矩的第二变量(Ψp),其中影响转矩(M)的两个变量(Ψp,isq)在其对电机(1)的参数的作用方面在无故障运行时被抵消,所述电机(1)的参数尤其是转矩(M)、转速、电参数和/或磁参数,而在未抵消的情况下推断出故障情况。

    权利要求书

    权利要求书
    1.   一种用于识别电机的故障特性的方法,其中调制影响电机(1)的转矩(M)的第一变量(isq),其特征在于,调制影响电机的转矩的第二变量(Ψp),其中影响转矩(M)的两个变量(Ψp,isq)在其对电机(1)的参数的作用方面在无故障运行时被抵消,所述电机(1)的参数尤其是转矩(M)、转速、电参数和/或磁参数,而在未抵消的情况下推断出故障情况。

    2.   根据权利要求1所述的方法,其特征在于,影响转矩(M)的第一变量(isq)与电机的定子关联,而影响转矩(M)的第二变量(Ψp)与电机(1)的转子(3)关联。

    3.   根据权利要求2所述的方法,其特征在于,与定子关联的变量是定子电流(isq),而与转子关联的变量是转子磁通(Ψp)。

    4.   根据权利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,通过各将测试信号(ΨpΔ)向上调制到相应变量的基本信号上,对影响电机的转矩的第一和第二变量(Ψp,isq)进行调制。

    5.   根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在将测试信号(ΨpΔ)向上调制到基本信号上时考虑信号限制,其中测试信号(ΨpΔ)被选择为使得经调制的基本信号在向上调制之后不超过所述信号限制。

    6.   根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,至少一个测试信号(ΨpΔ)包括振荡。

    7.   根据权利要求4、5或6所述的方法,其特征在于,测试信号(ΨpΔ)连续地被向上调制到影响电机(1)的转矩(M)的第一和第二变量(Ψp,isq)上。

    8.   根据权利要求4、5或6所述的方法,其特征在于,测试信号(ΨpΔ)在电机(1)的至少一个限定的工作状态下被向上调制到影响电机(1)的转矩(M)的第一和第二变量(Ψp,isq)上。

    9.   根据上述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,影响电机(1)的转矩(M)的第一和第二变量(Ψp,isq)利用测试信号(ΨpΔ)来调制,该测试信号(ΨpΔ)具有相反的符号,由此对影响电机(1)的转矩(M)的第一和第二变量(Ψp,isq)的调制在电机(1)无故障运行时在其对电机(1)的参数的作用方面被抵消,所述电机(1)的参数尤其是转矩(M)、转速、电参数和/或磁参数,而依据未抵消的对电机(1)的参数的作用识别故障情况,所述电机(1)的参数尤其是转矩(M)、转速、电参数和/或磁参数。

    10.   根据上述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,在对影响电机(1)的转矩(M)的第一和第二变量(Ψp,isq)的调制之后测量电机(1)的实际参数(isu,isv,isw),其中当实际参数(isu,isv,isw)在围绕预给定的参数(isuMod,isvMod,iswMod)的预给定的时间变化过程被撑开的范围之内时,判决电机(1)的运行无故障。

    11.   根据权利要求2和10所述的方法,其特征在于,在调制影响电机(1)的转子(3)的变量(Ψp)之后,测量在电机(1)的定子上出现的第一实际参数(isu,isv,isw),所述第一实际参数(isu,isv,isw)与围绕预给定的第一参数(isuMod,isvMod,iswMod)的预给定的时间变化过程被撑开的范围进行比较。

    12.   根据权利要求2和10所述的方法,其特征在于,在调制影响电机(1)的定子的变量(isu,isv,isw)之后,测量在电机(1)的转子(3)上出现的第二实际参数(ip),所述第二实际参数(ip)与围绕预给定的第二参数(ipSoll)的预给定的时间变化过程被撑开的范围进行比较。

    13.   根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在调制影响电机(1)的转矩的第一和第二变量(Ψp,isq)之后测量在机动车的传动系上出现的扭转振动,并且将所述扭转振动与围绕预给定的扭转振动的预给定的时间变化过程被撑开的范围进行比较。

    14.   根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在调制影响电机(1)的转矩的第一和第二变量(Ψp,isq)之后测量由电机(1)输出的转速,并且将所述转速与围绕预给定的转速的预给定的时间变化过程被撑开的范围进行比较。

    15.   根据权利要求10至14中的至少一项所述的方法,其特征在于,对电机(1)的扭转振动、转速、第一实际参数和/或第二实际参数的监控彼此分离地分别在监控路径中进行。

    16.   根据权利要求15所述的方法,其特征在于,为了监控电机(1)的故障特性激活至少两个独立的监控路径,尤其是同时激活至少两个独立的监控路径。

    17.   根据权利要求15或16所述的方法,其特征在于,监控路径通向电机的至少一个共同的关断路径和/或用于影响电机(1)的作用方式的共同的路径。

    18.   根据权利要求15或16所述的方法,其特征在于,监控路径中的每个都通向电机的至少一个关断路径和/或用于影响电机(1)的作用方式的路径。

    19.   一种用于识别电机的故障特性的设备,其中调制影响电机(1)的转矩(M)的第一变量(isq),其特征在于,存在调制影响电机(1)的转矩(M)的第二变量(Ψp)的装置,其中影响转矩(M)的两个变量(Ψp,isq)在其对电机(1)的参数的作用方面在无故障运行时被抵消,所述电机(1)的参数尤其是转矩(M)、转速、电参数和/或磁参数,而在未抵消的情况下推断出故障情况。

    20.   根据权利要求19所述的设备,其特征在于,检测电机的扭转振动或者转速或者定子的参数或者电机(1)的转子的参数的监控单元仅具有一个监控路径,在该监控路径上连接有电机(1)的关断路径和/或用于影响电机(1)的路径。

    说明书

    说明书用于识别电机的故障特性的方法和设备
    技术领域
    本发明涉及一种用于识别电机的故障特性的方法,其中影响电机的转矩的第一变量被调制,以及本发明涉及一种用于执行该方法的设备。
    背景技术
    电机的转矩可以受到多个独立的变量的影响。通常在机动车传动系中不存在用于直接确定电机的力矩输出或者功率输出的适当的测量系统。例如,出于成本原因而省去了对传动轴力矩的测量。电机的不期望的力矩输出或者功率输出因而不能直接被确定。尤其是在电动车辆或者混合动力车辆中,即使在车辆停止时在车辆的电机与主动轮之间也可存在力配合(Kraftschluss)。电机的例如由于数据通信中的故障或者构件故障引起的不期望的力矩输出或者功率输出接着可招致机动车的与驾驶员愿望相矛盾的最高安全临界运动。
    在电动车辆或混合动力车辆中,使用高电机功率,在故障情况下因此可形成不期望的高加速或者延迟。这导致不稳定的行驶动力学,其中尤其是在高延迟的情况下极少为驾驶员留有作出对应反应的可能性。如果电机也提供在数值上过小的力矩,则这可招致安全临界的行驶情形。例如,如果为了回收而要接收电机的总制动力矩的一部分,则可出现,该电机但是没有实施(umsetzen)其分摊到的那份制动力矩。
    从EP 1387459 A1中公知了一种用于识别传动装置中的故障的方法,其中传动装置具有多相电动机和连接在电动机下游的变流器,其中变流器控制在电动机的各个相上的电压,其中在电动机的这些相中的相电流分别周期性地变化。为了识别电动机的故障,测量电动机的多个相电流。在此,对电机的电压进行正弦调制。
    安全原因和监控原因因此要求准确知晓电动机的正确力矩输出或者功率输出并且要求用于在故障情况下快速和极为有效地介入的可能性。
    发明内容
    在根据权利要求1的特征的用于识别电机的故障特性的方法中,电机的失灵被检测并且电机的与此联系的不期望的力矩输出或者功率输出被阻止。通过调制影响电机的转矩的第二变量,其中影响转矩的这两个变量在其对电机的参数(尤其是转矩、转速、电参数和/或磁参数)的作用方面在无故障运行时被抵消,而在未抵消的情况下推断出故障情况,在使用电变量的情况下可以可靠地作出关于电机的机械转矩的特性的声明。
    在此,对影响电机的转矩的变量的调制要被理解为改变、尤其是该变量与测试信号的叠加。这种测试信号在此尤其是可以随着时间的过去并且在其形状(例如矩形、(正弦)振荡、锯齿形、梯形)方面是可改变的。
    有利地,影响转矩的第一变量与电机的定子关联,而影响转矩的第二变量与电机的转子关联。由此,用于识别电机的故障特性的两个在物理上不同的变量变化,所述两个在物理上不同的变量影响电动机的机械转矩。只有在电机无故障运行时,这两个在物理上不同的变量的变化才导致在其对电机的参数(尤其是转矩、转速、电参数和/或磁参数)的作用方面的抵消。
    在一种扩展方案中,与定子关联的变量是定子电流,而与转子关联的变量是转子磁通。因此,为了检查电机的故障特性,仅影响直接对电机的功能产生影响的物理量。
    在一种改进方案中,通过各将测试信号向上调制(aufmodulieren)到相应的变量的基本信号上,对影响电机的转矩的第一和第二变量进行调制。需要各种测试信号,因为定子电流或转子磁通是两个在物理上不同的变量,这两个变量要求在物理上不同的或者被不同缩放的测试信号。测试信号例如是给定子电流向上调制的部分和给形成转子磁通的励磁电流向上调制的部分。
    在一种变型方案中,在将测试信号向上调制到基本信号上时,考虑信号限制,其中测试信号被选择为使得在向上调制之后经调制的基本信号不超过该信号限制。因此,保证了在调制之后也存在经调制的基本信号,该经调制的基本信号可以完全被用于检查电机的故障特性,因为基本信号和测试信号一起都不超过该信号限制。经调制的基本信号超过信号限制会带来经调制的基本信号在电子处理时失真,使得测试结果没有说服力。在调制影响电机的转矩的变量时也要注意影响电机的转矩的其他变量的信号限制,以便保证在无故障运行时这两个变量在其对电机的参数的作用方面的抵消??商婊坏?,允许信号限制,其中影响电机的转矩的两个变量的测试信号彼此协调,使得即使在信号限制活动时也保证了在电机无故障运行时的抵消。
    有利地,至少一个测试信号包括振荡。将振荡用作测试信号具有如下优点:这种测试信号良好地与电机的运行方式匹配。优选地,振荡被选择为使得在电机的故障情况下电机的转矩在时间平均上不改变。由此,通过测试信号避免了车辆的附加加速或者延迟,其方式是振荡的频率被选择得足够高,例如具有每秒约5个振荡周期。
    在一种实施形式中,测试信号连续地被向上调制到影响电机的转矩的第一和第二变量上。通过该连续的方法方式对电机就故障特性不断地进行检验,由此直接检测电机的临界状态。因此可能对检测到的故障特性直接作出反应。
    在一种替换方案中,在电机的至少一个限定的运行状态下,测试信号被向上调制到影响电机的转矩的第一和第二变量上。这样,例如在电机的其中出现高加速或者延迟的运行状态下、譬如在电机的回收运行时调节对故障特性的检查。因此,尤其是可以可靠地监控安全临界的行驶情形。
    在一种特别简单的改进方案中,影响电机的转矩的第一和第二变量利用测试信号来调制,该测试信号具有相反的符号,由此对影响电机的转矩的第一和第二变量的调制在电机无故障运行时在其对电机的参数(尤其是转速、转矩、电参数和/或磁参数)的作用方面被抵消,在故障情况期间依据未抵消的对电机的参数(尤其是转矩、转速、电参数和/或磁参数)的作用来识别。使用具有相反符号的测试信号使得能够特别简单地识别电机的作用方式或故障特性。
    为了确定是存在对这两个经调制的影响电机的转矩的变量的作用的抵消还是存在对这两个经调制的影响电机的转矩的变量的作用的不抵消,有各种分析可能性。这样,在调制影响电机的转矩的第一和第二变量之后测量电机的实际参数,其中当该实际参数在围绕预给定的参数的预给定的时间变化过程(Verlauf)被撑开的范围之内时,判决电机运行无故障。由此,允许电机的实际参数偏离预期的期望参数的一定的波动宽度并且尽管如此仍识别出电机的无故障运行。
    在一种扩展方案中,在调制影响电机的转子的变量之后测量在电机的定子上出现的第一实际参数,该第一实际参数与围绕预给定的第一参数的预给定的时间变化过程被撑开的范围进行比较。
    可替换地,在调制影响电机的定子的变量之后测量在电机的转子上出现的第二实际参数,该第二实际参数与围绕预期的第二参数的预给定的时间变化过程被撑开的范围进行比较。在此,由于对影响电机的转矩的变量的调制曾被改变或曾被影响的电参数被分析。
    在另一方法方式中,通过在调制影响电机的转矩的第一和第二变量之后测量在机动车的传动系上出现的扭转振动并且将所述扭转振动与围绕预给定的扭转振动的预给定的时间变化过程被撑开的范围进行比较,分析电机的机械改变。在利用振荡形的测试信号进行调制时,在故障情况下在传动系中激励扭转振动。由于机动车的传动系的振荡特性大多为线性,所以扭转振动具有与测试信号相同的频率。相对应的扭转振动可以依据转速信号(例如通过相关计算)来确定。当扭转振动幅度超过预给定的阈值时,那么检测到故障情况。
    另一种分析电机的故障特性的可能性在于,在调制影响电机的转矩的第一和第二变量之后测量由电机输出的转速,并且将所述转速与围绕预给定的转速的预给定的时间变化过程被撑开的范围进行比较。在该情况下,电机的故障特性也依据电机的以机械方式出现的改变而被检测。
    在一种扩展方案中,对电机的扭转振动、转速、第一实际参数和/或第二实际参数彼此分离地分别在监控路径中进行监控。因此,提供多个不同的方法来检测电机的失灵,这些方法基于不同的彼此独立的传感器。由此,实现在检验电机的运行特性时的高冗余度。
    在另一实施形式中,为了监控电机的故障特性激活至少两个独立的监控路径。由于每个监控路径都具有用于确定电机的故障特性的另外的分析方法,所以已在使用仅两个监控路径时给出了足够的冗余度。一旦监控路径之一表明电机的故障特性,就推断出电机的故障特性。当这两个监控路径之一有缺陷时,那么也存在高安全性。替换于此地,只有当两个监控路径彼此独立地得到存在电机的故障特性的结果时,才在该情况下承认电机的故障特性。由此提高了车辆的可支配性。
    有利地,监控路径通向电机的至少一个共同的关断路径和/或用于影响电机的作用方式的共同的路径。因此,确保了在确定存在电机失灵时立即关断电机。但是,如果在机动车运行时这是不可能的,则电机的作用方式受到如下影响:相关的故障状态被修正。因此,分级的方法方式是可能的,例如其方式是,如果监控路径之一表明电机的故障特性,则电机的功率被限制。如果监控路径中的两个表明故障特性,则将电机完全关断。
    在一种替换方案中,监控路径中的每个都通向电机的至少一个关断路径和/或用于影响电机的作用方式的路径。由此保证了,当仅通过监控路径确定电机的失灵时,关断电机或者在其运行方式方面影响所述电机。当关断路径之一有缺陷或者不正确工作时,另一关断路径在失灵时将电机关断或者将信号给予用于影响电机的运行方式的路径。
    本发明的另一改进方案涉及一种用于识别电机的故障特性的设备,其中调制影响电机的转矩的第一变量。为了检测电机的失灵并且阻止与此联系的不期望的力矩输出或者功率输出,存在如下装置:所述装置调制影响电机的转矩的第二变量,其中影响转矩的这两个变量在其对电机的参数(尤其是转矩、转速、电参数和/或磁参数)的作用方面在无故障运行被抵消,而在未抵消时推断出故障情况。这具有如下优点:通过影响电机的特性的电参数的变化可以推断出电机的机械运行方式。由此可以实现非常简单的监控装置。
    在一种扩展方案中,检测电机的扭转振动或者转速或者定子的参数或者电机的转子的参数的监控单元仅具有一个监控路径,在该监控路径上连接有电机的关断路径和/或用于影响电机的路径。由于在设备、例如控制设备中分别仅一个监控路径被构造用于监控电机的故障特性,所以得到了在监控电机运行方面的高冗余度,这满足高安全性要求。
    除了监控电机的故障特性之外,借助测试信号的调制也可以被用于校准和/或检验发送器(Geber)和/或用于无传感器地调节电机和/或用于电机在传感器失效时的应急运行。
    附图说明
    本发明允许有众多实施形式。其中一个实施形式要依据在附图中所示的图来详细阐述。
    其中:
    图1示出了用于激励(Ansteuerung)电机的原理图。
    具体实施方式
    图1以他励三相同步电机1为例示出了本发明的实施例,该三相同步电机1被用于驱动电动车辆。未进一步示出的定子的绕组被称作相u、相v和相w并且极为简化地示出。这些绕组的线圈轴线分别相对彼此转动120度。转子3中的电流流经的励磁绕组2产生转子磁通Ψp?;档募菔辉被蚧档陌踩低郴蛘呒菔辉备ㄖ低吃じㄆ谕豈Soll。期望转矩MSoll在自动化的传动装置的切换过程期间受该自动化的传动装置影响。
    对三相电机1的面向场的观察方式基于空间向量的原理。当观察与空间向量同步运转的标准正交的d?q坐标系时,该关系可以被简化,其中所述标准正交的d?q坐标系的d轴与在异步电机的情况下为转子磁通空间向量Ψr的方向或在同步电机的情况下为凸轮转子磁通空间向量Ψp的方向叠合。这些空间向量接着可以被分解成d分量和q分量。在此,转子磁通空间向量或凸轮转子磁通空间向量的q分量消失:
    Ψrq = 0
    Ψpq = 0 。
    在具有理想的实心磁极转子(Vollpollaeufer)的同步电机中,所产生的实际转矩M(气隙转矩)与定子电流的q分量isq成比例:  
    M = 3/2 zpΨpisq,          (1)
    其中:
    zp是极对数,
    Ψp = Ψpd 是转子磁通或凸轮转子磁通(d?分量),
    在他励同步电机中,转子磁通Ψp 通过预给定励磁磁电流ip来调节。
    在块101中,依据期望转矩MSoll、转子转速ω和当前可用的中间回路电压UZK在期望转矩MSoll在数值上小并且转子转速ω非常高的情况下取回效率优化的转子磁通ΨpOpt。转子磁通Ψp 的改变动态大多是有限的,因而还可以考虑诸如转矩预留之类的边界条件。
    测试信号ΨpΔ被加到或被向上调制到最优的转子磁通ΨpOpt上。该测试信号ΨpΔ被选择为使得在有利的效率下此外还可以产生期望转矩MSoll并且也可以调节这样计算的转子磁通期望值ΨpSoll。测试信号ΨpΔ在此包括持续存在的无平均值的振荡。与同步电机1或车辆的运行点有关的对测试信号ΨpΔ的激活和修改同样是可能的。
    转子磁通期望值ΨpSoll被转发给块102。在块102中,电流ip被预给定给转子3的励磁绕组2或通过预给定励磁电压来调节,使得转子磁通实际值Ψp根据转子磁通期望值ΨpSoll出现。将励磁电流ip传输到旋转的转子3上的转动传送器在图1中为了简便起见而未示出。
    期望转矩MSoll与恒定的因子2/(3zp)相乘,其中该结果用转子磁通期望值ΨpSoll除。这样,得到了定子电流的q分量isq的期望值isqSoll。在块103中,调节相电压uSU、uSV、uSW和由此调节相电流isu、isv、isw,使得定子电流的q分量isq跟随期望值isqSoll。除了转子3的旋转之外,转子磁通Ψp的调制也导致电机1的定子中的感生电压。未进一步示出的除了转子转速ω之外还对转子磁通期望值ΨpSoll的考虑改善了在预控制的意义下的定子电流调节。
    根据转子磁通实际值Ψp、转子磁通期望值ΨpSoll和定子电流实际值isq、定子电流期望值isqSoll,这样产生实际转矩M,所述实际转矩M对应于期望转矩MSoll。也就是说,影响转矩的这两个变量、即转子磁通Ψp和定子电流isq的q分量或相电流isu、isv、isw被调制,使得所述调制在电机无故障运行时在其对所产生的实际转矩M的作用方面根据等式1而被抵消。
    实际值大多仅延迟地跟随期望值,这例如通过绕组的电感和信号传输中的时间延迟而造成。延迟是已知的。因而,推荐的是动态校正或预控制期望值(转子磁通期望值ΨpSoll和定子电流期望值isqSoll),使得实际值Ψp、isq的调制在其对所产生的转矩M的作用方面被抵消。
    如果转子磁通Ψp由于利用测试信号ΨpΔ的调制达到调定边界(Stellgrenze),例如因为励磁电流ip达到最大边界,则这在定子电流isq的调制中予以考虑,使得调制在其对所产生的转矩M的作用方面在电机1无故障运行时此外还被抵消。相对应地在预给定转子磁通Ψp或励磁电流ip的情况下考虑经调制的定子电流isq的调定量限制。
    在控制设备、传感器或者执行器中的数据通信中的故障、软件故障或者构件故障(其影响所产生的转矩M)也将影响转子磁通Ψp和/或定子电流isq的调制。例如,如果由于在块102中的存储器故障或者由于供给电压的短路而励磁电流ip不再对应于其期望值,则在励磁电流ip中并且因此在转子磁通Ψp中也不再包含调制。定子电流isq中的所遗留的调制接着导致在所产生的转矩M中的调制。
    在电机1有故障运行时,在转子磁通Ψp中的和在定子电流isq中的调制在其对所产生的转矩M的作用方面不再被抵消,这在振荡形的测试信号ΨpΔ的情况下导致在所产生的转矩M中的叠加的振荡并且由此导致在传动系中的扭转振动。监控转子3的在块104中的第一监控单元获得所测量的转子转速ω和经调制的转子磁通期望值ΨpSoll。例如,如果借助相关计算检测传动系中的存在的扭转振动(该扭转振动的原因在于振荡形的测试信号ΨpΔ),则进行励磁电流ip的关断并且由此电机1的关断通过信号b_DeAct_r进行。替换于关断,用于校正有故障的转矩M的措施是可能的,例如通过校正定子电流isq实现。
    转子磁通Ψp的调制影响定子中的磁变量和电变量,而定子电流isq的调制影响转子3中的磁变量和电变量。依据作用机制同样可以证明电机1的有故障运行。例如,除了转子3的旋转之外,转子磁通Ψp的调制也导致电机1的定子中的感生电压。这些感生电压在定子的电流调节的情况下、即在预给定相电压usu、usv、usw时被考虑或被补偿,使得出现预给定的相电流isu、isv、isw。他们被预给定为使得定子电流的q分量isq跟随同样经调制的期望值isqSoll。
    在块105中示出了第二监控单元,该第二监控单元接收相电压usu、usv、usw和所测量的相电流isu、isv、isw作为输入量。此外,给用于监控定子的块105还输送转子磁通期望值ΨpSoll和所测量的或者所观察的转子转速ω以及所测量的或者所观察的转子转动角                                               。在块105中,为了监控定子而检查定子中的磁变量和电变量对于经调制的转子磁通期望值ΨpSoll是否是可信的。这例如可以通过经调制的、即依据数学模型所确定的相电流值iSUMod、iSVMod、iSWMod与所测量的相电流isu、isv、isw进行比较。数学模型也考虑定子中的附加的感生电压,该附加的感生电压由于转子磁通Ψp的调制在无故障运行时形成。如果转子磁通Ψp的调制在电机1的故障情况下改变,则这导致所测量的相电流偏离经调制的相电流。在偏差过大时,块105利用信号b_DeAct_s切断相电流并且关断电机1。当各个所测量的相电流isu、isv、isw在围绕经调制的相电流isuMod、isvMod、iswMod的预给定的时间变化过程的范围之内时,电机的无故障运行被识别出。该方法尤其是在转子转速小的情况下采取,其中仅有条件地可使用其他方法、如例如功率平衡。
    如果所观察的针对转子转速ω和转子转动角的变量被使用,则在块105中仅动用所测量的相电流isu、isv、isw。在用于监控转子3的块104中仅使用所测量的转子转速ω。通过块104和105形成的监控单元使用彼此独立的传感器和通过彼此独立的关断路径介入,这导致高冗余度。如果监控单元之一、即关联的传感器、关联的关断路径或者关联的用于关断的执行器不正确地起作用,则关断通过另一监控单元来进行。根据等式(1),定子电流的q分量isq通过切断相电流isu、isv、isw引起的关断或者转子磁通Ψp通过切断励磁电流ip引起的关断导致实际转矩M=0 Nm,即导致电机1的转矩自由度或关断。
    相电流isu、isv、isw的调制也可以被使用,以便招致对转子3中的磁变量和电变量产生影响并且对其进行似然性检验。为此目的,有利地可以使用定子电流的d分量isd的调制。这在转子3的励磁绕组2中引起感生电压,该感生电压在调节励磁电流ip时予以考虑。励磁电压被调制为使得该励磁电压抵消感生电压。励磁电压的调制在电机1的无故障情况下将相电流isu、isv、isw的调制在其对励磁电流ip的作用方面抵消。如果感生电压由于电机1的故障而改变,则抵消不再完全进行。在励磁电流ip中显示出相电流的调制。励磁电流ip偏离其期望值ipSoll并且离开如下范围:该范围围绕励磁电流期望值ipSoll的预给定的时间变化过程被撑开。在具有凸极转子的同步电机中,所产生的实际转矩M也与定子电流的d分量isd有关。在该情况下,定子电流的d分量isd的调制在其对所产生的实际转矩M的作用方面被抵消,例如通过对转子磁通Ψp和/或定子电流的q分量isq的适当相反调制来抵消。
    有利地,用于确定期望磁通的块101、用于确定和调节励磁电流的块102和在块104中的用于监控转子的第一监控单元在第一控制设备中被计算,该第一控制设备未进一步示出。用于调节定子的电流的块103连同在块105中的定子的第二监控单元在第二控制设备中被计算。在控制设备之间,期望转矩MSoll和转子磁通期望值ΨpSoll例如通过总线系统来交换,该总线系统在图1中通过虚线B来示出。这两个控制设备中的每个都包含监控单元并且可以在检测到的故障情况下关断电机1。由此,可以满足高安全性要求。所示出的功能划分要被视为例子,因此其他划分成多个控制设备也是可能的。
    根据本发明的经由测试信号的调制的另一应用在于校准发送器或检验运行中的发送器。例如,根据转子磁通Ψp的调制及其对定子中的磁变量和电变量的影响可以推断出当前的转子转动角。这可以用于校准转子转动角传感器,即用于产生在转子转动角传感器的信号与当前电转子转动角之间的联系,例如在安装转子角度传感器之后或为了在持续不断运行时对其进行检验。
    利用所建议的调制可以辅助无发送器的调节方法,所述无发送器的调节方法省去了电机上的转子转动角传感器或转子转速传感器。另外,所述方法只有在转子转速较高时才特别良好地起作用。对于电机在转子转动角传感器或转子转速传感器失效时的应急运行而言也可以使用调制。
    根据本发明的经由测试信号的调制的另一应用在于对电机1的特性值的适配,例如对电感、互感量和电阻的适配,这些特性值对于调节而言是重要的。例如,可以根据转子磁通Ψp的调制及其对定子中的磁变量和电变量的影响推断出电机1的当前的磁性质和电性质。

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