控制功率放大器9 的脉冲宽度调制器16发送。在补偿单元17和脉冲宽度调制器16之间W信号路径布置坐 标转换器13,该坐标转换器13构造用于，将由补偿单元17生成的控制信号一一尤其通过派 克变换一一从转子坐标转换为定子坐标，尤其转换为=相系统。坐标转换器12和13分别 通过连接线路19与转子位置传感器8连接并且能够从位置传感器8接收待坐标变换的转 子位置信号。
[002引在该实施例中补偿单元17具有化S估算器。化S估算器14构造用于，根据由控 制单元2输入端一侧接收的电压信号、电流信号、溫度信号和转子位置信号通过电动机1、 尤其是表示定子线圈4、6和7的电感和电阻的模型，W及通过最小二乘法来确定磁通量、尤 其是磁通量的基波和谐波的傅立叶系数并且在输出端一侧生成并发送表示磁通量的谐波 的输出信号。该补偿单元17还具有补偿控制单元15,该补偿控制单元15在输入端一侧与 化S估算器14连接。该补偿控制单元15构造用于，根据由化S估算器14生成的表示算得 的傅立叶系数的输出信号，W及根据在输入端23处接收的表示额定转矩的转矩信号，生成 补偿的控制信号27并向脉冲宽度调制器16发送。该脉冲宽度调制器16能够根据转矩信 号和补偿的控制信号生成用于激励定子3的控制脉冲模式并向功率放大器9发送。从而确 保，该电动机1生成对应于该转矩信号的、清除转矩脉动的转矩。
[0029] 该控制单元2还具有转矩信号的输入端23。该转矩信号表示由电动机1待生成的 且在输出端一侧向转子5的转子轴待生成的转矩的额定转矩。
[0030] 化S估算器14能够例如具有W下电动机的电模型：
[0031] (n
阳03引其中：
[0033] Ud, q=在转子坐标中，通过定子线圈的电压
[0034] Id,q=在转子坐标中，通过定子线圈的电流
[0035]Ld,q=在转子坐标中，定子线圈的电感
[0036] R=定子线圈的欧姆电阻 阳037] Wd,q=在转子坐标中的磁通量
[0038] f=由转子位置传感器电性地获取的辕子角度
[0039] 在公式1中的磁通链能够表示为如下：
[0040] (2)
[OOW其中下标pm表示在永磁性地构造的转子的情况下的永久磁铁，并且指数d和q表 示，确定转子坐标系下的磁通量。
[0042] 永磁转子的磁通量向量在将Wpm g/b/。派克转换到定子坐标系后生成，其在公式3 中表示：
[0043]
W44] 其中指数a,b，c分别表示；相定子、即具有；个定子线圈的定子的相位且系数曰1， 曰5,曰7,日11和a13均表示傅立叶级数。 W45] 矢量的元素为EMK谐波的幅值和电角度f的函数。
[0047] 保存在化S估算器14中的模型基于W下假设： W48] 不存在由于满流的铁损； W例各相曰、b和C中的电阻均大小相等；
[0050] 在=相a、b和C的自感和互感中既不存在谐波又不存在不对称性；
[0051] 在各相曰、b和C中的永磁磁通量Wpm中不存在不对称性。
[0052] 例如模型EMK谐波具有奇数次，尤其是第五次、第屯次、第十一次和第十=次。
[0053] 图1中化S估算器14能够如此确定谐波，即从最小二乘法的意义上尽可能好地满 足W下公式：
[0055] 电动机1的通常的转矩公式为：
[0057] 在将似代入（6)后为了考虑EMK谐波得到W下转矩公式：
[0059] 接着由公式7的补偿控制单元15确定额定值I
[0060]
[0061] 图1中基于平整度地控制控制单元2的原则在于：有利地根据控制单元2的电压 公式（1)，能够直接确定调节量{；/,^和?^^^1
[0062] 在将电流和其时间导数的额定值代入公式（1)中后能够根据公式（9)确定控制单 元2的电压17!和C/I的调节量：
W64] 为了确定控制单元2的电流/^和.|^的时间导数，能够确定额定转矩！^>、>惭时间 导数，其能够例如由控制单元2的状态变量滤波器确定。 阳0化]通过运样构造的控制单元能够W有利的方式实现现场补偿转矩中生成的转矩脉 动，从而分给图1中转子5的电机轴的转矩的时间曲线不具有的或者仅具有小的转矩脉动， 其能够作为通过电机轴的固体声发出并且能够由与该电机轴连接的元件W干扰的空气声 反射。
【主权项】
1. 一种电子换向的电动机（1)，包括定子（1)和转子（5)以及与所述定子相连接的控 制单元（2)，所述控制单元（2)被构造为，生成用于激励用于生成旋转磁场的所述定子（3) 的多个定子线圈（4、6、7)的多个控制信号，并且所述电动机（1)被构造用于，至少部分地补 偿由所述转子生成的转矩的转矩脉动， 其特征在于， 所述电动机（1)具有转子位置传感器（8)和电流传感器（10)，其中，所述电流传感器 (10)被构造为，获取在所述多个定子线圈（4、6、7)中流动的多个电流和生成表示所述多个 电流的电流信号，其中，所述控制单元（2)具有处理单元（17)，所述处理单元（17)被构造 为，根据所述电流信号和施加在所述多个定子线圈（4、6、7)上的电压以及由所述转子位置 传感器（8)生成的转子位置信号来确定所述电动势的多个谐波并且生成起补偿所述多个 谐波的作用的控制信号（27)以及将补偿的控制信号（27)叠加在所述控制信号上，从而能 够至少部分地或者完全地补偿所述多个谐波的作用以及所述转矩脉动。2. 根据权利要求1所述的电动机（1)， 其特征在于， 所述处理单元（17)具有RLS估算器，所述RLS估算器被构造为，通过最小二乘法确定 所述多个谐波，尤其是所述多个谐波的相位和幅值。3. 根据权利要求1或2所述的电动机（1)， 其特征在于， 所述处理单元（17)被构造为，根据所述补偿的控制信号（27)借助于基于平整度的控 制来控制所述定子（3)。4. 根据权利要求2或3所述的电动机（1)， 其特征在于， 所述控制单元（2)被构造为，根据所述补偿的控制信号（27)生成用于施加给所述多个 定子线圈（4、6、7)的电压。5. 根据前述权利要求中任一项所述的电动机（1)， 其特征在于， 所述处理单元（17)被构造为，根据由所述RLS估算器确定的多个谐波来生成表示补偿 的转矩的转矩信号，以及根据补偿的转矩信号来生成所述补偿的控制信号（27)。6. 根据前述权利要求中任一项所述的电动机（1)， 其特征在于， 所述处理单元（17)具有所述电动机（1)的电模型，所述电模型表示取决于所述多个定 子线圈（4、6、7)的电感和所确定的磁通的、用于施加在所述多个定子线圈（4、6、7)上的电 压的调节量，其中，所述磁通具有多个待补偿的谐波，并且所述处理单元被构造为，根据所 述调节量生成所述补偿的控制信号。7. 根据权利要求6所述的电动机（1)，其特征在于， 所述磁通表示以傅立叶级数的形式的所述多个谐波。8. -种电的助力转向装置，其用于具有根据前述权利要求中任一项所述的电动机（1) 的车辆，其中，所述助力转向装置被构造为，借助于所述电动机（1)生成辅助转向的转向 矩。9. 一种制动力放大器，其用于具有根据权利要求1至7中任一项所述的电动机（1)的 车辆， 其中，所述制动力放大器被构造为，借助于所述电动机（1)生成辅助制动的制动力。10. -种电动自行车，其具有根据权利要求1至7中任一项所述的电动机（1)，其中，所 述电动机（1)是所述电动自行车的驱动电机。
【专利摘要】本发明涉及一种电子换向的电动机，该电子换向的电动机具有定子和尤其永磁地构造的转子。该电动机还具有与定子相连接的控制单元。该控制单元构造用于，生成用于激励用于生成旋转磁场的定子的多个定子线圈的多个控制信号。该电动机构造用于，至少部分地补偿由转子生成的转矩的转矩波动。根据本发明该电动机具有转子位置传感器和电流传感器。该电流传感器构造用于，获取在多个定子线圈中流动的多个电流并且生成表示多个电流的电流信号。优选地该控制单元具有处理单元，该处理单元构造用于，根据电流信号和施加在多个定子线圈上的电压以及由转子位置传感器生成的转子位置信号确定电动势的谐波以及生成起补偿谐波的作用的控制信号。该控制单元、尤其是处理单元，构造用于，将补偿的控制信号与控制信号叠加，从而能够至少部分地或者完全地补偿多个谐波的作用以及转矩脉动。
【IPC分类】H02P6/10
【公开号】CN105324929
【申请号】CN201480033245
【发明人】U·福尔默, 徐延辉
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年4月3日
【公告号】DE102013211151A1, EP3008807A1, US20160111986, WO2014198437A1