用于起动转速可变的电动马达的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于起动转速可变的电动马达特别是同步马达或者异步马达的 方法，以及涉及电动马达特别是同步马达或者异步马达本身。
【背景技术】
[0002] 各种驱动装置或者说机器具有电动马达，所述电动马达完成了为机器功能所需的 驱动工作。在一定的运行条件下可能会由于污染而出现传动系的锁死。这种问题通常出现 在电驱动的栗系统中，因为所需的体积流量将染污冲入栗壳体或者说马达壳体中，所述污 染然后可以导致栗轴或者说马达轴的锁死。
[0003] 通常将锁死的栗或者驱动装置拆解和清洁，以便保障继续运行。另一个可能性在 于，通过机械力作用于马达或者驱动机的轴上，解除锁死或者说减小被增高的启动转矩。例 如在DE 3210761 C1中提出的是，在轴锁死的情况下利用螺丝刀起动轴。
[0004] 在EP 0771065 B1中介绍了用于识别栗工作轮或者说任意驱动装置的轴的锁死的 方法。只要马达所需的启动电流超过了固定的极限值，则认定轴的锁死。在这种情况下，应 该利用在变化的转动方向上的最大启动转矩、也就是说利用最大的正向转矩或者说负向启 动转矩来加载驱动装置。然而这种方法的缺点在于，驱动装置可以短时间地起动进入相反 的运动方向，只要在施加负向的启动转矩时克服锁死。
【发明内容】
[0005] 因此本发明的任务在于，改进设计已知的用于电动马达启动的方法，所述方法可 以克服上述问题。
[0006] 该任务通过具有权利要求1的特征的方法予以解决。所述方法的有利的实施方案 是与主权利要求并列的依附的从属权利要求的内容。
[0007] 因而根据权利要求1提出了用于启动转速可变的电动马达的方法。电动马达的具 体的实施方案是任意的，因此所述电动马达可以例如实施为单相或者多相的同步马达，特 别是同步磁阻马达。唯一的条件是用于调节马达转速的调整器件的集成。转速例如可以借 助频率逆变器予以控制。因此所述方法可以同样地在具有频率逆变器的异步马达上实施。
[0008] 根据本发明的方法在第一个方法步骤中设置的是，基于确定的运行条件可靠地识 别马达轴的锁死。只要确定了马达轴的锁死，就应该利用正向转矩激励该马达轴。在这种 情况下，正向转矩可以理解为在期望的马达方向上引起转动的转矩。与此相对，负向转矩可 以理解为反方向上的轴的转动。
[0009] 根据本发明从现在起设置的是，所施加的正向转矩经历连续的改变，其中利用不 同的频率进行这种连续的改变，以便实现从锁死中起动。对本发明而言重要的是持续地施 加正向转矩。通过连续的频率变化的转矩改变可以通过充分利用所谓的共振效应获得被固 定的驱动轴的起动。据此相对于由技术现状已知的方法避免了在马达的转子轴的起动时在 一定的情况下在相反的方向上起动。
[0010] 电动马达特别是同步马达的运行通过施加的线圈电压或者说线圈电流予以控制， 所述线圈电流流动通过马达固定部（Motorstjinder)的马达绕组。依据所使用的相的数量 必须相应地通过改变线圈电压来调节多个线圈电流。优选地单个的线圈电流可以转换到具 有d轴和q轴的转子坐标系之中。所述d轴在场方向上延伸，所述场由转子自身产生。所 述q轴在转子转动的平面内垂直地与d轴交叉。
[0011] 根据本发明的一个特别优选的实施变型方案，利用正向转矩对马达轴所进行的激 励通过沿着q轴的电流分量Iq予以调节。
[0012] 特别优选地，电动马达、特别是同步马达调节到用于电流分量Iq的常数值上。理 想地沿着q轴的最大电流Iq的一半的值I q/2作为常数值使用。此常数值随后与振动、优选 地与周期性振动进行叠加，以便实现用于从锁死中起动的正向转矩的连续变化。在这种情 况下如此选择幅值，从而在马达轴上始终施加正向转矩。
[0013] 正弦或者说余弦函数或者各个其它的周期性振动证明是合适的振动函数，特别是 周期性振动函数。
[0014] 为了获得共振效应，对叠加振动的频率优选地进行变化，所述共振效应可以加速 被固定的转子的起动。据此不仅转矩改变发生变化，而且改变的速度也发生了变化。这导 致了优化的摆脱函数，所述摆脱函数基于共振效应构造产生了有效的和快速的锁死消除。
[0015] 频率理想地在具有最小和最大频率的频率通道内变化。所述变化可以以离散步长 或者也可以以连续步长实现。
[0016] 存在以下的可能性，即电流分量Iq的常数值与振动叠加，所述振动具有可变的幅 值走势。然而优选使用具有常数振幅的振动。理想地，所应用的叠加振动的幅值小于或者 等于电流分量Iq最大值的一半。随后电流分量的作用方向不改变，从而始终施加正向转矩。
[0017] 只要识别出锁死的解除，则有意义的是，叠加振动的幅值减小为零。在这种情况下 马达运行首先利用常数的电流分量Iq最大值的一半继续并且在需要时逐步地提高，直到设 定出期望的马达转速。
[0018] 根据本发明的方法特别适合于在同步马达特别是同步磁阻电动马达中使用，所述 同步马达设置了无传感器的电角度测量。电角度在此可以理解为转子的磁场走向的角度， 也就是说d轴相对于激励的线圈相位的角度。电角度通常在沿着q轴与d轴的电流分量的 基础上进行计算。
[0019] 在使用所计算的电角度时，在本发明的一个特别优选的设计方案中可以推断出转 子轴的可能的锁死。特别地，从控制中认定转子轴的锁死，只要当前采样步和之前采样步的 角位置的差值不超过某一极限值。两个采样时间点之间的角度改变例如显示为无差别或者 说仅显示出可以忽略的小差值。如果同步马达没有经历电角度的改变，则可以基于消失的 转动推断出被固定的转子轴。这可以形成锁死的第一个必要的标准。
[0020] 额外地电流分量Iq的发展可以考虑作为第二个必要的标准。
[0021] 如果同时满足两个标准，则识别出锁死。只要所计算的电流分量Iq达到或者超过 最大值并且角度改变位于极限阈值之下，则应推断出被固定的转子轴。
[0022] 此外本发明涉及电动马达，特