WO2017063800A1 - Method and device for determining rotor position in a multi-electric machine system - Google Patents

Method and device for determining rotor position in a multi-electric machine system Download PDF

Info

Publication number
WO2017063800A1
WO2017063800A1 PCT/EP2016/071376 EP2016071376W WO2017063800A1 WO 2017063800 A1 WO2017063800 A1 WO 2017063800A1 EP 2016071376 W EP2016071376 W EP 2016071376W WO 2017063800 A1 WO2017063800 A1 WO 2017063800A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
electric machine
rotor position
parameter
determined
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/071376
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Henning Strauss
Oliver Rauch
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen Aktiengesellschaft filed Critical Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority to CN201680066957.3A priority Critical patent/CN108450053A/en
Priority to EP16763268.6A priority patent/EP3363113A1/en
Publication of WO2017063800A1 publication Critical patent/WO2017063800A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H02P5/52—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another additionally providing control of relative angular displacement
    • H02P5/56—Speed and position comparison between the motors by electrical means

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for rotor position detection in a multiple electric machine system, i. a system with multiple electrical
  • Machines for example, several electric motors, their torque on one
  • the determined rotor positions of the electrical machines are used for controlling and / or regulating the systems.
  • Known systems for rotor position determination in a multiple electric machine system are characterized by the use of a rotation angle sensor or a position sensor for each electrical machine, so that for each electric machine, the position position of a rotor, for example relative to a stator, can be detected by a position sensor.
  • the rotor position data is used to control and / or regulate the system.
  • the use of one sensor per machine is characterized by a high degree of control and / or regulation quality, but also involves high costs and a high cost
  • Object of the present invention is to at least partially take into account the problem described above.
  • the method according to the invention has the following steps:
  • the rotor position of a rotor of the at least one further electric machine is determined according to the invention based on the rotor position of the at least one rotor of the first electric machine and the at least one determined parameter of the at least one further electrical machine.
  • the rotor position is preferably detected relative to a stator of an associated electric machine.
  • the first and / or the at least one further electric machine are preferably designed in each case as a three-phase synchronous machine, for example as a corresponding electric motor.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the first and / or the at least one further electric machine are designed as a machine with an arbitrary number of phases.
  • the method according to the invention is preferably carried out for rotor position determination in a system with speed-synchronous or substantially speed-synchronous electrical machines, but is not limited thereto.
  • the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine is preferably not detected directly, ie, the use of a corresponding position sensor or position sensor can be dispensed with here.
  • the at least one parameter is preferred in the sense of the present invention as at least one operating parameter of at least to understand another electric machine.
  • a sensor such as a SIN / COS encoder or a resolver for continuously determining a rotor position is to be understood as the position sensor according to the invention.
  • the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine for the near future can be roughly derived or determined.
  • the determination of the rotor position of the rotor of the at least one further electrical machine can be determined permanently.
  • the rotor position of all rotors can be determined in the system with a reduced number of position sensors. It is thus possible, for example, to determine a plurality of rotor positions of a corresponding plurality of rotors in electric machines by means of only one single position sensor, by means of which the rotor position of the rotor of the first electric machine is continuously detected.
  • less and less position sensors are always required as rotors.
  • the cost of the unnecessary position sensors can be saved.
  • the fact that fewer position sensors are needed the required space can be reduced in the system. Nevertheless, it is possible by the present method, in spite of dispensing with position sensors to achieve a high control quality over the entire speed range of the respective electrical machines.
  • the parameter determination device preferably has one or more sensors, by means of which, in particular, operating parameters of the at least one further electrical machine can be determined.
  • the parameter determination device for example, to a converter via which operating parameters such as
  • Phase currents, pulse patterns and / or a traction network voltage can be obtained.
  • the method according to the invention can be used, for example, in motor vehicles in which the summation of the torques takes place, for example, via two electrically driven axles or shafts via the roadway.
  • Machine of a wave can be determined here, for example, directly via a position sensor, wherein the rotor position of a second electric machine of the other wave can be determined by the method according to the invention.
  • the rotor position is detected by a respective position sensor of a plurality of rotors of a plurality of associated electrical machines.
  • a respective position sensor of a plurality of rotors of a plurality of associated electrical machines By providing multiple position sensors on multiple rotors, ie, in each case a position sensor on an associated rotor, the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine can be determined even more precisely with reduced computational effort with respect to the system.
  • the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine can be determined on the basis of the rotor positions of the associated electrical machines detected by means of the respective position sensors.
  • By directly detecting a plurality of rotor positions by means of corresponding position sensors it is possible to achieve an even more precise and faster determination of the rotor position of the rotor of the at least one further electrical machine.
  • At least one parameter is determined by a plurality of the electrical machines. That is, at least one parameter can be determined in each case from an electrical machine of a plurality of electrical machines.
  • Machine or the rotor positions of rotors of other electrical machines can be determined even more precisely.
  • Control pattern for the power electronics of at least one other electrical machine is determined.
  • a drive pattern is to be understood as meaning, in particular, methods and measures for controlling the power electronics of the at least one further electrical machine, which are defined, for example, by defined current and / or voltage profiles or specific switching sequences.
  • a phase current and a phase voltage of the at least one further electrical machine are determined as the at least one parameter.
  • the parameter determination device can for this purpose have a current sensor for detecting the respective phase current.
  • the phase voltage can either be measured directly or derived from a pulse width modulated drive signal for the at least one further electrical machine.
  • the rotor position directly or indirectly via the
  • Inductances of the at least one further electric machine calculated and derived from the corresponding rotor position. From this calculated rotor position of the at least one further electric machine and the detected rotor position of the first electric machine, a correction angle can be determined with the aid of which the rotor position of the at least one further electric machine can be determined from the detected or measured rotor position of the first electric machine. Furthermore, it is possible according to the invention for the at least one parameter to be one
  • Rotor speed of the at least one further electrical machine is detected.
  • the slip of the at least one further electrical machine relative to the first electrical machine can be detected, and thus the rotor position of the at least one further electrical machine can be determined.
  • a correction angle can be determined with the aid of which the rotor position of the at least one further electrical machine can be permanently determined with precision.
  • the parameter determination device may for example comprise a speed sensor.
  • the at least one parameter is determined by an incremental encoder, for example a speed incremental encoder, or a Hall sensor, which generates a signal at one or more fixed rotational angles of the at least one further electrical machine.
  • an incremental encoder for example a speed incremental encoder, or a Hall sensor, which generates a signal at one or more fixed rotational angles of the at least one further electrical machine.
  • a correction angle of the at least one further electric machine can be determined exactly at continuously recurring times, and thus the rotor position of the at least one further electric machine can be permanently determined with precision.
  • a correction angle of a rotor of the at least one further electrical machine is determined as the at least one parameter.
  • the angle of correction is to be understood as meaning the angle which describes the difference between a rotor position angle of the first electric machine and the at least one further electrical machine. It is influenced by the slippage and the play of the first electric machine and the at least one further electric machine.
  • the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine can be determined, for example, based on the rotor position of the rotor of the first electric machine and the correction angle of the rotor of the at least one further electric machine, wherein the at least one further electric machine after determining the correction angle
  • the at least one electric machine can first be driven or energized in such a way that it rotates by utilizing the slip of a torque transfer to a known correction angle.
  • the now known correction angle can be adopted as the initial value.
  • the known correction angle of the rotor of the at least one further electrical machine is stored and taken over as the initial value when the system or the at least one further electric machine is switched on again.
  • Correction angle of the rotor of the at least one further electric machine the fast and correct availability of the correction angle can be ensured.
  • this machine can be operated for the first revolution according to a method of sensorless control until the rotor position has been determined and thus the correction angle to the position sensor first machine can be determined.
  • a system including a plurality of electric machines that transmit their torque to a common output, the system having a controller configured to perform the method as set forth above.
  • the system according to the invention brings the same advantages as have been described in detail with reference to the device according to the invention.
  • the system preferably has a position sensor for detecting the rotor position of at least one rotor of a first electric machine and a
  • Parameter determining device for determining at least one parameter of at least one further electrical machine.
  • a controller which is designed to carry out the method described above and / or to control and / or regulate the above system.
  • the controller preferably has a rotor position determining device for determining the rotor position of a rotor of the at least one other electric machine based on the rotor position of the at least one rotor of the first electric machine and the at least one determined parameter of the at least one further electric machine.
  • Figure 1 is a block diagram showing a system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart illustrating a method according to an embodiment of the present invention.
  • the first electric machine 20 has a first rotor 22 and a first stator 21, wherein the first rotor 22 is arranged to be movable or rotatable relative to the first stator 21.
  • the second electric machine 30 has a second rotor 32 and a second stator 31, wherein the second rotor 32 is arranged to be movable or rotatable relative to the second stator 31.
  • the third electric machine 40 has a third rotor 42 and a third stator 41, wherein the third rotor 42 is arranged to be movable or rotatable relative to the third stator 41.
  • the electric machines 20, 30, 40 are designed according to the embodiment shown in Fig. 1 as a three-phase synchronous machines.
  • the illustrated in FIG. 1 electrical machines 20, 30, 40 transmit their torque to a common output 50 in terms of torque addition. As a result, a correspondingly high torque can be achieved via the output 50.
  • the system 10 further includes a position sensor 23 for detecting the rotor position of the first rotor 22 of the first one electrical machine 20 on.
  • the system 10 illustrated in FIG. 1 also has two parameter determination devices 60, wherein a parameter determination device 60 is designed to determine at least one parameter of the second electrical machine and the other parameter determination device 60 is designed to determine at least one parameter of the third electrical machine.
  • Parameter determining device 60 for example, a drive pattern for the power electronics of the respective electric machine 30, 40, a phase current or
  • Phase currents of the respective electric machine 30, 40, a rotor speed of the respective electric machine 30, 40 and / or a correction angle of a rotor 32, 42 of the respective electric machine 30, 40 are determined.
  • the system shown in Figure 1 also includes a controller 70 configured to control the system. More specifically, the controller 70 is provided to process the signals from the parameter detecting devices 60 and the position sensor 23 and determine therefrom the rotor position of the second rotor 32 of the second electric machine and the rotor position of the third rotor 42 of the third electric machine. More specifically, the controller 70 is configured and arranged by the same based on the rotor position of the first rotor 22 of the first electric machine 20, which is detected by the position sensor 23, and at least one determined parameter of the second electric machine 30 and at least one determined parameter third electrical machine 40, the exact rotor position of the second rotor 32 and the third rotor 42 can be determined.
  • step S1 the rotor position of the first rotor 22 of the first electric machine 20 is detected by the position sensor 23 for this purpose.
  • step S10 and the following steps, which may be executed in parallel to or after step S1 parameters of the second electric machine 30 are detected by the parameter determination device 60.
  • the second rotor 32 is initially driven in step S10 by means of a phase current and optionally associated pulse width modulation. Due to slippage or play, the rotors 22, 32 and 42 can thereby rotate to different degrees.
  • step S1 1 is now detected by recognizing a known rotor position based on the results of Parameter determining devices 60, for example, by a Hall sensor or a Drehiereinkrementalgeber, a correction angle determined, which determines an angular difference between the known rotor position of the rotor 32 and the sensor 23 determined by
  • Rotor position of the rotor 22 corresponds exactly at this time.
  • the correction angle can still be filtered by a low-pass filter.
  • the rotor position of the second rotor 32 of the second electric machine 30 can now be determined based on the rotor position of the first rotor 22 and the determined correction angle.
  • step S10 first the second rotor 32 can be driven by means of a phase current and optionally associated pulse width modulation.
  • the rotors 22, 32 and 42 rotate differently wide.
  • step S1 1 the ratio of inductances Ld / Lq for the second rotor 32 is determined based on the phase currents by the parameter determination device 60 and the pulse width modulation determined.
  • step S12 the rotor position of the second rotor 32 is determined based on the phase currents and the phase voltages, alternatively based on the ratio Ld / Lq as a function of the phase currents, and then determines a correction angle, which the angular difference between the detected rotor position of the rotor 32 and the determined by sensor 23 rotor position of the rotor 22 corresponds. Finally, the correction angle can optionally be filtered by a low-pass filter.
  • step S13 the rotor position of the second rotor 32 of the second electric machine 30 can now be determined again based on the rotor position of the first rotor 22 and the determined correction angle.
  • Steps S20 to S23 for determining the rotor position of the third rotor 42 of the third electric machine 40 essentially correspond to the steps S10 to S13 in FIG

Abstract

The present invention relates to a method for determining rotor position in a system (10) comprising multiple electric machines (20, 30, 40) which transfer their torque to a common drive (50), comprising the steps: detecting the rotor position of at least one rotor (22) of a first electric machine (20) using a position sensor (23); and determining at least one parameter of at least one further electric machine (30, 40) using a parameter-determining device (60), wherein the rotor position of a rotor (32, 42) of the at least one further electric machine (30, 40) is determined on the basis of the rotor position of the at least one rotor (22) of the first electric machine (20) and of the at least one determined parameter of the at least one further electric machine (30, 40). The present invention further relates to a system (10) comprising multiple electric machines (20, 30, 40), which transfer their torque to a common drive (50), wherein the system comprises a controller (70) which is designed to carry out the method according to the invention. In addition, the present invention relates to a controller (70) which is designed to carry out the method according to the invention and/or for the open-loop and/or closed-loop control of the system (10) according to the invention.

Description

Beschreibung  description
Verfahren und Vorrichtung zur Rotorlageermittlung in einem Mehrfachelektromaschinensystem Method and device for rotor position determination in a multiple electric machine system
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rotorlageermittlung in einem Mehrfachelektromaschinensystem, d.h. einem System mit mehreren elektrischen The present invention relates to a method and apparatus for rotor position detection in a multiple electric machine system, i. a system with multiple electrical
Maschinen, beispielsweise mehreren Elektromotoren, die ihr Drehmoment auf einen Machines, for example, several electric motors, their torque on one
gemeinsamen Abtrieb übertragen. Die ermittelten Rotorlagen der elektrischen Maschinen werden zur Steuerung und/oder Regelung der Systeme verwendet. Verfahren und transmitted common output. The determined rotor positions of the electrical machines are used for controlling and / or regulating the systems. Method and
Vorrichtungen zur Ermittlung von Rotorlagen in elektrischen Maschinen sind beispielsweise aus der DE 44 37 793 A1 oder der DE 10 2007 049 788 A1 bekannt. Devices for determining rotor positions in electrical machines are known, for example, from DE 44 37 793 A1 or DE 10 2007 049 788 A1.
Bekannte Systeme zur Rotorlageermittlung in einem Mehrfachelektromaschinensystem zeichnen sich durch die Verwendung eines Drehwinkelsensors bzw. eines Lagesensors für jede elektrische Maschine aus, sodass für jede elektrische Maschine die Lageposition eines Rotors, beispielsweise relativ zu einem Stator, durch einen Lagesensor erfasst werden kann. Die Daten bezüglich der Rotorlagen werden zur Steuerung und/oder Regelung des Systems verwendet. Der Einsatz von einem Sensor je Maschine zeichnet sich durch eine hohe Steuerungsund/oder Regelungsgüte aus, bedingt jedoch auch hohe Kosten und einen hohen Known systems for rotor position determination in a multiple electric machine system are characterized by the use of a rotation angle sensor or a position sensor for each electrical machine, so that for each electric machine, the position position of a rotor, for example relative to a stator, can be detected by a position sensor. The rotor position data is used to control and / or regulate the system. The use of one sensor per machine is characterized by a high degree of control and / or regulation quality, but also involves high costs and a high cost
Bauraumaufwand. Space effort.
Daneben sind Systeme zur sensorlosen Steuerung und/oder Regelung bekannt. Der Einsatz von sensorlosen Systemen zeichnet sich durch entsprechend niedrigere Kosten und geringeren Bauraumaufwand aus, führt jedoch zu Problemen bei kleinen Drehzahlen und im In addition, systems for sensorless control and / or regulation are known. The use of sensorless systems is characterized by correspondingly lower costs and lower space requirements, but leads to problems at low speeds and in the
Feldschwächebereich. Darüber hinaus kann es bei sensorlosen Systemen insbesondere beim Andrehen des Systems zu Problemen bezüglich einer ungenauen Lageermittlung kommen. Field weakening range. In addition, there may be problems with inaccurate position detection in sensorless systems, especially when starting the system.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rotorlageermittlung in einem Mehrfachelektromaschinensystem zu schaffen, mittels welcher sämtliche Rotorlagen im Mehrfachelektromaschinensystem kostengünstig und zuverlässig erfasst werden können. Object of the present invention is to at least partially take into account the problem described above. In particular, it is an object of the present invention to provide a method and a device for rotor position determination in a multiple electric machine system, by means of which all rotor positions in the multiple electric machine system can be detected inexpensively and reliably.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und dem Controller zum Durchführen des Verfahrens und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. The above object is solved by the claims. Further features and details of the invention will become apparent from the description and the drawings. Here are features that are described in connection with the method, of course, in connection with the inventive system and the controller for performing of the method and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual invention aspects always reciprocal reference is or can be.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur According to a first aspect of the present invention, a method for
Rotorlageermittlung in einem System mit mehreren elektrischen Maschinen, die ihr Rotor position detection in a system with several electrical machines that you
Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb übertragen, vorgeschlagen. Das Torque transmitted to a common output, proposed. The
erfindungsgemäße Verfahren weist dabei insbesondere die folgenden Schritte auf: In particular, the method according to the invention has the following steps:
Erfassen der Rotorlage wenigstens eines Rotors einer ersten elektrischen Maschine durch einen Lagesensor,  Detecting the rotor position of at least one rotor of a first electric machine by a position sensor,
Ermitteln wenigstens eines Parameters von zumindest einer weiteren elektrischen Determining at least one parameter of at least one further electrical
Maschine durch eine Parameterermittlungsvorrichtung. Machine through a parameter determination device.
Die Rotorlage eines Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine wird erfindungsgemäß anhand der Rotorlage des wenigstens einen Rotors der ersten elektrischen Maschine und des wenigstens einen ermittelten Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt. The rotor position of a rotor of the at least one further electric machine is determined according to the invention based on the rotor position of the at least one rotor of the first electric machine and the at least one determined parameter of the at least one further electrical machine.
Die Rotorlage wird bevorzugt relativ zu einem Stator einer zugehörigen elektrischen Maschine erfasst. Die erste und/oder die wenigstens eine weitere elektrische Maschine sind bevorzugt jeweils als dreiphasige Synchronmaschine, beispielsweise als entsprechender Elektromotor ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. So ist es auch denkbar, dass die erste und/oder die wenigstens eine weitere elektrische Maschine als eine Maschine mit einer beliebigen Phasenzahl ausgestaltet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt zur Rotorlageermittlung in einem System mit drehzahlsynchronen oder im Wesentlichen drehzahlsynchronen elektrischen Maschinen durchgeführt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. The rotor position is preferably detected relative to a stator of an associated electric machine. The first and / or the at least one further electric machine are preferably designed in each case as a three-phase synchronous machine, for example as a corresponding electric motor. However, the present invention is not limited thereto. Thus, it is also conceivable that the first and / or the at least one further electric machine are designed as a machine with an arbitrary number of phases. The method according to the invention is preferably carried out for rotor position determination in a system with speed-synchronous or substantially speed-synchronous electrical machines, but is not limited thereto.
Unter dem System mit mehreren elektrischen Maschinen, die ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb übertragen, ist ein Mehrfachelektromaschinensystem zu verstehen, wobei bei der Übertragung der Drehmomente das Ziel einer Drehmomentenaddition besteht, um am gemeinsamen Abtrieb ein entsprechend hohes Drehmoment zu erzeugen. Die elektrischen Maschinen und insbesondere die jeweiligen Rotoren der elektrischen Maschinen sind dabei bevorzugt mechanisch gekoppelt. Under the system with several electric machines, which transfer their torque to a common output, is a multi-electric machine system to understand, with the transmission of torques has the goal of torque addition, to produce a correspondingly high torque at the common output. The electrical machines and in particular the respective rotors of the electrical machines are preferably mechanically coupled.
Bei der Ermittlung des wenigstens einen Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine wird bevorzugt nicht direkt die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine erfasst, d.h., hierbei kann auf die Verwendung eines entsprechenden Lagesensors bzw. Lagegebers verzichtet werden. Der wenigstens eine Parameter ist im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt als wenigstens ein Betriebsparameter der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine zu verstehen. Unter dem erfindungsgemäßen Lagesensor ist insbesondere ein Sensor wie ein SIN/COS-Geber oder ein Resolver zum kontinuierlichen Ermitteln einer Rotorlage zu verstehen. When determining the at least one parameter of the at least one further electrical machine, the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine is preferably not detected directly, ie, the use of a corresponding position sensor or position sensor can be dispensed with here. The at least one parameter is preferred in the sense of the present invention as at least one operating parameter of at least to understand another electric machine. In particular, a sensor such as a SIN / COS encoder or a resolver for continuously determining a rotor position is to be understood as the position sensor according to the invention.
Anhand der Rotorlage des wenigstens einen Rotors der ersten elektrischen Maschine kann die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine für die nahe Zukunft grob abgeleitet bzw. ermittelt werden. Unter Hinzuziehung des wenigstens einen Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann die Ermittlung der Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine dauerhaft ermittelt werden. On the basis of the rotor position of the at least one rotor of the first electric machine, the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine for the near future can be roughly derived or determined. Taking into account the at least one parameter of the at least one further electrical machine, the determination of the rotor position of the rotor of the at least one further electrical machine can be determined permanently.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einer reduzierten Anzahl von Lagesensoren die Rotorlage sämtlicher Rotoren im System ermittelt werden. So ist es beispielsweise möglich, anhand nur eines einzigen Lagesensors, durch welchen die Rotorlage des Rotors der ersten elektrischen Maschine kontinuierlich erfasst wird, mehrere Rotorlagen einer entsprechenden Mehrzahl von Rotoren in elektrischen Maschinen zu ermitteln. Mit anderen Worten, gemäß der vorliegenden Erfindung werden stets weniger Lagesensoren als Rotoren benötigt. Dadurch können die Kosten für die nicht benötigten Lagesensoren eingespart werden. Darüber hinaus kann dadurch, dass weniger Lagesensoren benötigt werden, der erforderliche Bauraum im System reduziert werden. Gleichwohl ist es durch das vorliegende Verfahren möglich, trotz Verzicht auf Lagesensoren eine hohe Regelgüte über den gesamten Drehzahlbereich der jeweiligen elektrischen Maschinen zu erzielen. The inventive method, the rotor position of all rotors can be determined in the system with a reduced number of position sensors. It is thus possible, for example, to determine a plurality of rotor positions of a corresponding plurality of rotors in electric machines by means of only one single position sensor, by means of which the rotor position of the rotor of the first electric machine is continuously detected. In other words, according to the present invention, less and less position sensors are always required as rotors. As a result, the cost of the unnecessary position sensors can be saved. In addition, the fact that fewer position sensors are needed, the required space can be reduced in the system. Nevertheless, it is possible by the present method, in spite of dispensing with position sensors to achieve a high control quality over the entire speed range of the respective electrical machines.
Die Parameterermittlungsvorrichtung weist bevorzugt einen oder mehrere Sensoren auf, mittels welcher insbesondere Betriebsparameter der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden können. Hierbei ist es möglich, die Parameterermittlungsvorrichtung beispielsweise mit einem Umrichter zu koppeln, über welchen Betriebsparameter wie The parameter determination device preferably has one or more sensors, by means of which, in particular, operating parameters of the at least one further electrical machine can be determined. In this case, it is possible to couple the parameter determination device, for example, to a converter via which operating parameters such as
Phasenströme, Pulsmuster und/oder eine Traktionsnetzspannung erhalten werden können. Phase currents, pulse patterns and / or a traction network voltage can be obtained.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich beispielsweise bei Kraftfahrzeugen anwenden, bei welchen die Summierung der Momente beispielsweise über zwei elektrisch angetriebene Achsen bzw. Wellen über die Fahrbahn erfolgt. Die Rotorlage einer ersten elektrischen The method according to the invention can be used, for example, in motor vehicles in which the summation of the torques takes place, for example, via two electrically driven axles or shafts via the roadway. The rotor position of a first electrical
Maschine der einen Welle kann hier beispielsweise direkt über einen Lagesensor bestimmt werden, wobei die Rotorlage einer zweiten elektrischen Maschine der anderen Welle durch das erfindungsgemäße Verfahren ermittelt werden kann. Machine of a wave can be determined here, for example, directly via a position sensor, wherein the rotor position of a second electric machine of the other wave can be determined by the method according to the invention.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die Rotorlage durch einen jeweiligen Lagesensor von mehreren Rotoren von mehreren zugehörigen elektrischen Maschinen erfasst wird. Durch das Bereitstellen mehrerer Lagesensoren an mehreren Rotoren, d.h., jeweils einem Lagesensor an einem zugehörigen Rotor, kann die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine bei reduziertem Rechenaufwand mit Bezug auf das System noch präziser ermittelt werden. Die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann dabei anhand der mittels der jeweiligen Lagesensoren erfassten Rotorlagen der zugehörigen elektrischen Maschinen ermittelt werden. Durch das direkte Erfassen mehrerer Rotorlagen mittels entsprechender Lagesensoren ist es möglich, eine noch präzisere und schnellere Ermittlung der Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine zu erzielen. According to one embodiment of the present invention, it is possible that the rotor position is detected by a respective position sensor of a plurality of rotors of a plurality of associated electrical machines. By providing multiple position sensors on multiple rotors, ie, in each case a position sensor on an associated rotor, the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine can be determined even more precisely with reduced computational effort with respect to the system. The rotor position of the rotor of the at least one further electric machine can be determined on the basis of the rotor positions of the associated electrical machines detected by means of the respective position sensors. By directly detecting a plurality of rotor positions by means of corresponding position sensors, it is possible to achieve an even more precise and faster determination of the rotor position of the rotor of the at least one further electrical machine.
Außerdem ist es erfindungsgemäß möglich, dass jeweils wenigstens ein Parameter von mehreren der elektrischen Maschinen ermittelt wird. D.h., von einer elektrischen Maschine von mehreren elektrischen Maschinen kann jeweils wenigstens ein Parameter ermittelt werden. Durch eine mögliche Kombination der jeweils erfassten Parameter der mehreren elektrischen Maschinen kann die Rotorlage des Rotors der wenigstens einen weiteren elektrischen In addition, it is possible according to the invention that in each case at least one parameter is determined by a plurality of the electrical machines. That is, at least one parameter can be determined in each case from an electrical machine of a plurality of electrical machines. By a possible combination of the respectively detected parameters of the plurality of electrical machines, the rotor position of the rotor of the at least one further electrical
Maschine bzw. können die Rotorlagen von Rotoren weiterer elektrischer Maschinen noch präziser ermittelt werden. Machine or the rotor positions of rotors of other electrical machines can be determined even more precisely.
Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn als der wenigstens eine Parameter ein Moreover, it may be advantageous if as the at least one parameter
Ansteuerungsmuster für die Leistungselektronik der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt wird. Unter einem Ansteuerungsmuster sind vorliegend insbesondere Verfahren und Maßnahmen zum Ansteuern der Leistungselektronik der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine zu verstehen, die sich beispielsweise durch definierte Strom- und/oder Spannungsverläufe oder bestimmte Schaltabläufe definieren. Control pattern for the power electronics of at least one other electrical machine is determined. In the present case, a drive pattern is to be understood as meaning, in particular, methods and measures for controlling the power electronics of the at least one further electrical machine, which are defined, for example, by defined current and / or voltage profiles or specific switching sequences.
Von besonderem Vorteil ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass als der wenigstens eine Parameter ein Phasenstrom und eine Phasenspannung der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden. Die Parameterermittlungsvorrichtung kann hierzu einen Stromsensor zum Erfassen des jeweiligen Phasenstroms aufweisen. Die Phasenspannung kann entweder direkt gemessen oder aus einem pulsweitenmodulierten Ansteuersignal für die zumindest eine weitere elektrische Maschine abgeleitet werden. Über den Phasenstrom bzw. die Phasenströme sowie die Phasenspannung bzw. die Phasenspannungen der jeweiligen weiteren elektrischen Maschine kann die Rotorlage direkt oder auch indirekt über die It is particularly advantageous for the purposes of the present invention that a phase current and a phase voltage of the at least one further electrical machine are determined as the at least one parameter. The parameter determination device can for this purpose have a current sensor for detecting the respective phase current. The phase voltage can either be measured directly or derived from a pulse width modulated drive signal for the at least one further electrical machine. About the phase current or the phase currents and the phase voltage or the phase voltages of the respective other electric machine, the rotor position directly or indirectly via the
Induktivitäten der zumindest einen weiteren elektrischem Maschine berechnet und daraus die entsprechende Rotorlage abgeleitet werden. Aus dieser berechneten Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine und der erfassten Rotorlage der ersten elektrischen Maschine kann ein Korrekturwinkel bestimmt werden, mit dessen Hilfe aus der erfassten bzw. gemessenen Rotorlage der ersten elektrischen Maschine die Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden kann. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, dass als der wenigstens eine Parameter eine Inductances of the at least one further electric machine calculated and derived from the corresponding rotor position. From this calculated rotor position of the at least one further electric machine and the detected rotor position of the first electric machine, a correction angle can be determined with the aid of which the rotor position of the at least one further electric machine can be determined from the detected or measured rotor position of the first electric machine. Furthermore, it is possible according to the invention for the at least one parameter to be one
Rotordrehzahl der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine erfasst wird. Dadurch kann der Schlupf der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine bezogen auf die erste elektrische Maschine erfasst werden und damit die Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden. Aus dem Schlupfwinkel kann ein Korrekturwinkel bestimmt werden, mit dessen Hilfe die Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine dauerhaft präzise ermittelt werden kann. Zum Erfassen der Rotordrehzahl kann die Parameterermittlungsvorrichtung beispielsweise einen Drehzahlsensor aufweisen. Rotor speed of the at least one further electrical machine is detected. As a result, the slip of the at least one further electrical machine relative to the first electrical machine can be detected, and thus the rotor position of the at least one further electrical machine can be determined. From the slip angle, a correction angle can be determined with the aid of which the rotor position of the at least one further electrical machine can be permanently determined with precision. For detecting the rotor speed, the parameter determination device may for example comprise a speed sensor.
Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, dass der wenigstens eine Parameter durch einen Inkrementalgeber, beispielsweise einen Drehzahlinkrementalgeber, oder einen Hallsensor ermittelt wird, der bei einem oder mehreren festen Drehwinkeln der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ein Signal generiert. Dadurch kann ein Korrekturwinkel der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine zu kontinuierlich wiederkehrenden Zeitpunkten exakt bestimmt werden und damit die Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine dauerhaft präzise ermittelt werden. Furthermore, it is possible according to the invention that the at least one parameter is determined by an incremental encoder, for example a speed incremental encoder, or a Hall sensor, which generates a signal at one or more fixed rotational angles of the at least one further electrical machine. As a result, a correction angle of the at least one further electric machine can be determined exactly at continuously recurring times, and thus the rotor position of the at least one further electric machine can be permanently determined with precision.
Bei einer Weiterbildung ist es außerdem möglich, dass als der wenigstens eine Parameter ein Korrekturwinkel eines Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt wird. Unter dem Korrekturwinkel ist vorliegend der Winkel zu verstehen, der die Differenz eines Rotorlagewinkels der ersten elektrischen Maschine und der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine beschreibt. Er wird durch den Schlupf und das Spiel der ersten elektrischen Maschine und der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine beeinflusst. Die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann beispielsweise anhand der Rotorlage des Rotors der ersten elektrischen Maschine und des Korrekturwinkels des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden, wobei die zumindest eine weitere elektrische Maschine nach Ermittlung des Korrekturwinkels In a development, it is also possible that a correction angle of a rotor of the at least one further electrical machine is determined as the at least one parameter. In this case, the angle of correction is to be understood as meaning the angle which describes the difference between a rotor position angle of the first electric machine and the at least one further electrical machine. It is influenced by the slippage and the play of the first electric machine and the at least one further electric machine. The rotor position of the rotor of the at least one further electric machine can be determined, for example, based on the rotor position of the rotor of the first electric machine and the correction angle of the rotor of the at least one further electric machine, wherein the at least one further electric machine after determining the correction angle
kontinuierlich nachgeführt wird. Durch die Ermittlung des Korrekturwinkels des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann eine besonders präzise Ermittlung der Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine erzielt werden. is tracked continuously. By determining the correction angle of the rotor of the at least one further electric machine, a particularly precise determination of the rotor position of the rotor of the at least one further electrical machine can be achieved.
Mit Bezug auf die vorstehend dargestellten Parameter wie das Ansteuerungsmuster für die Leistungselektronik, den Phasenstrom, die Rotordrehzahl und den Korrekturwinkels ist zu erwähnen, dass diese Parameter zur Ermittlung der Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine separat oder in Kombination verwendet werden können. Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass zum Ermitteln der Rotorlage des Rotors der wenigstens einen weiteren elektrischen Maschine folgende Schritte durchgeführt werden: With regard to the above-described parameters, such as the drive electronics powering pattern, the phase current, the rotor speed, and the correction angle, it should be noted that these parameters can be used to determine the rotor position of the rotor of the at least one other electric machine separately or in combination. Moreover, according to the present invention, it is possible to carry out the following steps to determine the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine:
Speichern des Korrekturwinkels beim Abschalten des Systems und  Saving the correction angle when switching off the system and
Verwenden des Korrekturwinkels beim Einschalten des Systems zum Ermitteln der Rotorlage des Rotors der wenigstens einen weiteren elektrischen Maschine.  Use the correction angle when switching on the system for determining the rotor position of the rotor of the at least one further electric machine.
Dadurch ist es möglich, den Korrekturwinkel für die Ermittlung der Rotorlage beim Einschalten besonders schnell und einfach zu initialisieren. Hierzu kann die zumindest eine elektrische Maschine zunächst derart angetrieben bzw. bestromt werden, dass sie sich unter Ausnutzung des Schlupfes eines Drehmomentübertrages auf einen bekannten Korrekturwinkel dreht. This makes it possible to initialize the correction angle for determining the rotor position when switching on particularly quickly and easily. For this purpose, the at least one electric machine can first be driven or energized in such a way that it rotates by utilizing the slip of a torque transfer to a known correction angle.
Anschließend kann der nun bekannte Korrekturwinkel als Initialwert übernommen werden. Beim Abschalten des Systems bzw. der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine wird der bekannte Korrekturwinkel des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine gespeichert und beim wieder Einschalten des Systems bzw. der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine als Initialwert übernommen. Durch die Initialisierung des Subsequently, the now known correction angle can be adopted as the initial value. When the system or the at least one further electric machine is switched off, the known correction angle of the rotor of the at least one further electrical machine is stored and taken over as the initial value when the system or the at least one further electric machine is switched on again. By initializing the
Korrekturwinkels des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann die schnelle und korrekte Verfügbarkeit des Korrekturwinkels gewährleistet werden. Correction angle of the rotor of the at least one further electric machine, the fast and correct availability of the correction angle can be ensured.
Für den Fall, dass sich der Korrekturwinkel zumindest einer weiteren elektrischen Maschine beim Einschalten derselben nicht im Vorfeld ermitteln lässt, kann diese Maschine für die erste Umdrehung gemäß einem Verfahren einer sensorlosen Regelung betrieben werden, bis die Rotorlage ermittelt wurde und somit der Korrekturwinkel zum Lagegeber der ersten Maschine ermittelt werden kann. In the event that the correction angle of at least one further electric machine can not be determined in advance when switching on the same, this machine can be operated for the first revolution according to a method of sensorless control until the rotor position has been determined and thus the correction angle to the position sensor first machine can be determined.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System mit mehreren elektrischen Maschinen bereitgestellt, die ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb übertragen, wobei das System einen Controller aufweist, der zum Durchführen des vorstehend dargestellten Verfahrens ausgestaltet ist. Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind. Das System weist hierzu bevorzugt einen Lagesensor zum Erfassen der Rotorlage wenigstens eines Rotors einer ersten elektrischen Maschine sowie eine According to another aspect of the present invention, there is provided a system including a plurality of electric machines that transmit their torque to a common output, the system having a controller configured to perform the method as set forth above. Thus, the system according to the invention brings the same advantages as have been described in detail with reference to the device according to the invention. For this purpose, the system preferably has a position sensor for detecting the rotor position of at least one rotor of a first electric machine and a
Parameterermittlungsvorrichtung zum Ermitteln wenigstens eines Parameters von zumindest einer weiteren elektrischen Maschine auf. Parameter determining device for determining at least one parameter of at least one further electrical machine.
Außerdem ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Controller bereitgestellt, der zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens und/oder zum Steuern und/oder Regeln des vorstehenden Systems ausgestaltet ist. Der Controller weist bevorzugt eine Rotorlagen- Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln der Rotorlage eines Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine anhand der Rotorlage des wenigstens einen Rotors der ersten elektrischen Maschine und des wenigstens einen ermittelten Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine auf. Damit bringt auch der erfindungsgemäße Controller die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. In addition, in the context of the present invention, a controller is provided, which is designed to carry out the method described above and / or to control and / or regulate the above system. The controller preferably has a rotor position determining device for determining the rotor position of a rotor of the at least one other electric machine based on the rotor position of the at least one rotor of the first electric machine and the at least one determined parameter of the at least one further electric machine. Thus, the controller according to the invention also brings the same advantages as have been described in detail with reference to the method according to the invention.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Further, measures improving the invention will become apparent from the following description of various embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. Any features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including constructive details and spatial arrangements, can be used both in themselves and in the various
Kombinationen erfindungswesentlich sein. Combinations essential to the invention.
Es zeigen jeweils schematisch: Each show schematically:
Figur 1 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Figure 1 is a block diagram showing a system according to an embodiment of the present invention and
Figur 2 ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. FIG. 2 is a flow chart illustrating a method according to an embodiment of the present invention.
Fig. 1 zeigt ein System 10 mit mehreren elektrischen Maschinen 20, 30, 40, genauer gesagt mit einer ersten elektrischen Maschine 20, einer zweiten (weiteren) elektrischen Maschine 30 sowie einer dritten (weiteren) elektrischen Maschine 40. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Vielmehr ist auch ein System mit einer beliebigen Anzahl von elektrischen Maschinen denkbar. Die erste elektrische Maschine 20 weist einen ersten Rotor 22 und einen ersten Stator 21 auf, wobei der erste Rotor 22 relativ zum ersten Stator 21 bewegbar bzw. drehbar angeordnet ist. Die zweite elektrische Maschine 30 weist einen zweiten Rotor 32 und einen zweiten Stator 31 auf, wobei der zweite Rotor 32 relativ zum zweiten Stator 31 bewegbar bzw. drehbar angeordnet ist. Die dritte elektrische Maschine 40 weist einen dritten Rotor 42 und einen dritten Stator 41 auf, wobei der dritte Rotor 42 relativ zum dritten Stator 41 bewegbar bzw. drehbar angeordnet ist. Die elektrischen Maschinen 20, 30, 40 sind gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform als dreiphasige Synchronmaschinen ausgebildet. 1 shows a system 10 with a plurality of electrical machines 20, 30, 40, more specifically with a first electric machine 20, a second (further) electric machine 30 and a third (further) electric machine 40. However, the present invention is not limited to this. Rather, a system with any number of electrical machines is conceivable. The first electric machine 20 has a first rotor 22 and a first stator 21, wherein the first rotor 22 is arranged to be movable or rotatable relative to the first stator 21. The second electric machine 30 has a second rotor 32 and a second stator 31, wherein the second rotor 32 is arranged to be movable or rotatable relative to the second stator 31. The third electric machine 40 has a third rotor 42 and a third stator 41, wherein the third rotor 42 is arranged to be movable or rotatable relative to the third stator 41. The electric machines 20, 30, 40 are designed according to the embodiment shown in Fig. 1 as a three-phase synchronous machines.
Die gemäß Fig. 1 dargestellten elektrischen Maschinen 20, 30, 40 übertragen ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb 50 im Sinne einer Drehmomentenaddition. Dadurch kann über den Abtrieb 50 ein entsprechend hohes Drehmoment erzielt werden. Das System 10 weist ferner einen Lagesensor 23 zum Erfassen der Rotorlage des ersten Rotors 22 der ersten elektrischen Maschine 20 auf. Das in Fig. 1 dargestellte System 10 weist außerdem zwei Parameterermittlungsvorrichtungen 60 auf, wobei eine Parameterermittlungsvorrichtung 60 zum Ermitteln wenigstens eines Parameters der zweiten elektrischen Maschine ausgebildet ist und die andere Parameterermittlungsvorrichtung 60 zum Ermitteln wenigstens eines Parameters der dritten elektrischen Maschine ausgebildet ist. Mittels der jeweiligen The illustrated in FIG. 1 electrical machines 20, 30, 40 transmit their torque to a common output 50 in terms of torque addition. As a result, a correspondingly high torque can be achieved via the output 50. The system 10 further includes a position sensor 23 for detecting the rotor position of the first rotor 22 of the first one electrical machine 20 on. The system 10 illustrated in FIG. 1 also has two parameter determination devices 60, wherein a parameter determination device 60 is designed to determine at least one parameter of the second electrical machine and the other parameter determination device 60 is designed to determine at least one parameter of the third electrical machine. By means of the respective
Parameterermittlungsvorrichtung 60 können beispielsweise ein Ansteuerungsmuster für die Leistungselektronik der jeweiligen elektrischen Maschine 30, 40, ein Phasenstrom bzw.  Parameter determining device 60, for example, a drive pattern for the power electronics of the respective electric machine 30, 40, a phase current or
Phasenströme der jeweiligen elektrischen Maschine 30, 40, eine Rotordrehzahl der jeweiligen elektrischen Maschine 30, 40 und/oder ein Korrekturwinkel eines Rotors 32, 42 der jeweiligen elektrischen Maschine 30, 40 ermittelt werden. Phase currents of the respective electric machine 30, 40, a rotor speed of the respective electric machine 30, 40 and / or a correction angle of a rotor 32, 42 of the respective electric machine 30, 40 are determined.
Das in Fig. 1 dargestellte System weist außerdem einen Controller 70 auf, der zur Steuerung des Systems ausgestaltet ist. Genauer gesagt ist der Controller 70 bereitgestellt, um die Signale von den Parameterermittlungsvorrichtungen 60 sowie dem Lagesensor 23 zu verarbeiten und basierend darauf die Rotorlage des zweiten Rotors 32 der zweiten elektrischen Maschine sowie die Rotorlage des dritten Rotors 42 der dritten elektrischen Maschine zu ermitteln. Genauer gesagt ist der Controller 70 konfiguriert und angeordnet, dass durch selbigen anhand der Rotorlage des ersten Rotors 22 der ersten elektrischen Maschine 20, welche mittels des Lagesensors 23 erfasst wird, und wenigstens eines ermittelten Parameters der zweiten elektrischen Maschine 30 sowie wenigstens eines ermittelten Parameters der dritten elektrischen Maschine 40 die genaue Rotorlage des zweiten Rotors 32 sowie des dritten Rotors 42 ermittelbar sind. The system shown in Figure 1 also includes a controller 70 configured to control the system. More specifically, the controller 70 is provided to process the signals from the parameter detecting devices 60 and the position sensor 23 and determine therefrom the rotor position of the second rotor 32 of the second electric machine and the rotor position of the third rotor 42 of the third electric machine. More specifically, the controller 70 is configured and arranged by the same based on the rotor position of the first rotor 22 of the first electric machine 20, which is detected by the position sensor 23, and at least one determined parameter of the second electric machine 30 and at least one determined parameter third electrical machine 40, the exact rotor position of the second rotor 32 and the third rotor 42 can be determined.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird anschließend ein Verfahren zur Rotorlageermittlung in dem With reference to FIG. 2, a method for rotor position determination in the
vorstehend beschriebenen System mit mehreren elektrischen Maschinen 20, 30, 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Genauer gesagt wird mit Bezug auf Fig. 2 ein Verfahren beschrieben, mittels welchem die Rotorlagen der zweiten elektrischen Maschine 30 sowie der dritten elektrischen Maschine 40 ohne separat dafür vorgesehene Lagesensoren ermittelt werden. described above system having a plurality of electric machines 20, 30, 40 according to an embodiment of the present invention. More specifically, a method will be described with reference to FIG. 2, by which the rotor positions of the second electric machine 30 and the third electric machine 40 are determined without separately provided position sensors.
In Schritt S1 wird hierzu die Rotorlage des ersten Rotors 22 der ersten elektrischen Maschine 20 durch den Lagesensor 23 erfasst. In Schritt S10 und den folgenden Schritten, welche parallel zu oder nach Schritt S1 ausgeführt werden können, werden Parameter der zweiten elektrischen Maschine 30 durch die Parameterermittlungsvorrichtung 60 erfasst. Hierzu wird in Schritt S10 zunächst der zweite Rotor 32 mittels eines Phasenstroms und ggf. zugehöriger Pulsweitenmodulation angetrieben. Durch Schlupf oder Spiel können sich hierdurch die Rotoren 22, 32 und 42 unterschiedlich weit drehen. In einem anschließenden Schritt S1 1 wird nun durch Erkennung einer bekannten Rotorlage basierend auf den Ergebnissen der Parameterermittlungsvorrichtungen 60, beispielsweise durch einen Hall-Sensor oder einen Drehzahlinkrementalgeber, ein Korrekturwinkel ermittelt, welcher einer Winkeldifferenz zwischen der bekannten Rotorlage des Rotors 32 und der durch Sensor 23 bestimmten In step S1, the rotor position of the first rotor 22 of the first electric machine 20 is detected by the position sensor 23 for this purpose. In step S10 and the following steps, which may be executed in parallel to or after step S1, parameters of the second electric machine 30 are detected by the parameter determination device 60. For this purpose, the second rotor 32 is initially driven in step S10 by means of a phase current and optionally associated pulse width modulation. Due to slippage or play, the rotors 22, 32 and 42 can thereby rotate to different degrees. In a subsequent step S1 1 is now detected by recognizing a known rotor position based on the results of Parameter determining devices 60, for example, by a Hall sensor or a Drehzahlinkrementalgeber, a correction angle determined, which determines an angular difference between the known rotor position of the rotor 32 and the sensor 23 determined by
Rotorlage des Rotors 22 genau zu diesem Zeitpunkt entspricht. In einem anschließenden Schritt S12 kann der Korrekturwinkel noch durch einen Tiefpassfilter gefiltert werden. Rotor position of the rotor 22 corresponds exactly at this time. In a subsequent step S12, the correction angle can still be filtered by a low-pass filter.
Im darauffolgenden Schritt S13 kann nun die Rotorlage des zweiten Rotors 32 der zweiten elektrischen Maschine 30 anhand der Rotorlage des ersten Rotors 22 sowie des ermittelten Korrekturwinkels ermittelt werden. In the subsequent step S13, the rotor position of the second rotor 32 of the second electric machine 30 can now be determined based on the rotor position of the first rotor 22 and the determined correction angle.
Neben dieser Ausführungsform ist noch eine alternative Vorgehensweise möglich. So kann in Schritt S10 zunächst der zweite Rotor 32 mittels eines Phasenstroms und ggf. zugehöriger Pulsweitenmodulation angetrieben werden. Durch Schlupf oder Spiel können sich, wie vorstehend beschrieben, die Rotoren 22, 32 und 42 unterschiedlich weit drehen. Im In addition to this embodiment, an alternative approach is still possible. Thus, in step S10, first the second rotor 32 can be driven by means of a phase current and optionally associated pulse width modulation. By slippage or play, as described above, the rotors 22, 32 and 42 rotate differently wide. in the
anschließenden Schritt S1 1 wird für den zweiten Rotor 32 das Verhältnis von Induktivitäten Ld/Lq basierend auf den Phasenströmen durch die Parameterermittlungsvorrichtung 60 ermittelt sowie der Pulsweitenmodulation bestimmt. Im darauffolgenden Schritt S12 wird die Rotorlage des zweiten Rotors 32 anhand der Phasenströme und der Phasenspannungen, alternativ basierend auf dem Verhältnis Ld/Lq in Abhängigkeit von den Phasenströmen, bestimmt und anschließend ein Korrekturwinkel ermittelt, welcher der Winkeldifferenz zwischen der ermittelten Rotorlage des Rotors 32 und der durch Sensor 23 bestimmten Rotorlage des Rotors 22 entspricht. Abschließend kann der Korrekturwinkel noch optional durch einen Tiefpassfilter gefiltert werden. Im darauffolgenden Schritt S13 kann nun die Rotorlage des zweiten Rotors 32 der zweiten elektrischen Maschine 30 wieder anhand der Rotorlage des ersten Rotors 22 sowie des ermittelten Korrekturwinkels ermittelt werden. Subsequent step S1 1, the ratio of inductances Ld / Lq for the second rotor 32 is determined based on the phase currents by the parameter determination device 60 and the pulse width modulation determined. In the subsequent step S12, the rotor position of the second rotor 32 is determined based on the phase currents and the phase voltages, alternatively based on the ratio Ld / Lq as a function of the phase currents, and then determines a correction angle, which the angular difference between the detected rotor position of the rotor 32 and the determined by sensor 23 rotor position of the rotor 22 corresponds. Finally, the correction angle can optionally be filtered by a low-pass filter. In the subsequent step S13, the rotor position of the second rotor 32 of the second electric machine 30 can now be determined again based on the rotor position of the first rotor 22 and the determined correction angle.
Die Schritte S20 bis S23 zur Ermittlung der Rotorlage des dritten Rotors 42 der dritten elektrischen Maschine 40 entsprechen im Wesentlichen den Schritten S10 bis S13 zur Steps S20 to S23 for determining the rotor position of the third rotor 42 of the third electric machine 40 essentially correspond to the steps S10 to S13 in FIG
Ermittlung der Rotorlage des zweiten Rotors 32 der zweiten elektrischen Maschine 30, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird. Bezugszeichenliste System Determining the rotor position of the second rotor 32 of the second electric machine 30, for which reason a detailed description of the same is dispensed with. Reference symbol system
erste elektrische Maschine first electric machine
erster Stator first stator
erster Rotor first rotor
Lagesensor position sensor
zweite elektrische Maschine second electric machine
zweiter Stator second stator
zweiter Rotor second rotor
dritte elektrische Maschine third electric machine
dritter Stator third stator
dritter Rotor third rotor
Abtriebswelle output shaft
Parameterermittlungsvorrichtung Parameter determining device
Controller controller

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Rotorlageermittlung in einem System (10) mit mehreren elektrischen Maschinen (20, 30, 40), die ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb (50) übertragen, aufweisend die Schritte: A rotor position detection method in a system (10) having a plurality of electrical machines (20, 30, 40) transmitting their torque to a common output (50), comprising the steps of:
Erfassen der Rotorlage wenigstens eines Rotors (22) einer ersten elektrischen Detecting the rotor position of at least one rotor (22) of a first electrical
Maschine (20) durch einen Lagesensor (23) und Machine (20) by a position sensor (23) and
Ermitteln wenigstens eines Parameters von zumindest einer weiteren elektrischen Maschine (30, 40) durch eine Parameterermittlungsvorrichtung (60),  Determining at least one parameter of at least one further electrical machine (30, 40) by a parameter determination device (60),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Rotorlage eines Rotors (32, 42) der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) anhand der Rotorlage des wenigstens einen Rotors (22) der ersten elektrischen Maschine (20) und des wenigstens einen ermittelten Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) ermittelt wird. the rotor position of a rotor (32, 42) of the at least one further electric machine (30, 40) on the basis of the rotor position of the at least one rotor (22) of the first electric machine (20) and of the at least one determined parameter of the at least one further electrical machine ( 30, 40) is determined.
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Rotorlage durch einen jeweiligen Lagesensor (23) von mehreren Rotoren (22, 32) von mehreren zugehörigen elektrischen Maschinen (20, 30) erfasst wird. the rotor position is detected by a respective position sensor (23) of a plurality of rotors (22, 32) of a plurality of associated electrical machines (20, 30).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
jeweils wenigstens ein Parameter von mehreren der elektrischen Maschinen (30, 40) ermittelt wird. in each case at least one parameter of a plurality of the electrical machines (30, 40) is determined.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
als der wenigstens eine Parameter ein Ansteuerungsmuster für die Leistungselektronik der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) ermittelt wird. as the at least one parameter, a drive pattern for the power electronics of the at least one further electrical machine (30, 40) is determined.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
als der wenigstens eine Parameter ein Phasenstrom und eine Phasenspannung der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) ermittelt werden. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, as the at least one parameter, a phase current and a phase voltage of the at least one further electrical machine (30, 40) are determined. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
als der wenigstens eine Parameter eine Rotordrehzahl der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) erfasst wird. as the at least one parameter, a rotor speed of the at least one further electric machine (30, 40) is detected.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
als der wenigstens eine Parameter ein Korrekturwinkel eines Rotors (32, 42) der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) ermittelt wird. as the at least one parameter, a correction angle of a rotor (32, 42) of the at least one further electrical machine (30, 40) is determined.
Verfahren nach Anspruch 7 Method according to claim 7
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zum Ermitteln der Rotorlage des Rotors (32, 42) der wenigstens einen weiteren for determining the rotor position of the rotor (32, 42) of the at least one further
elektrischen Maschine (30, 40) ferner folgende Schritte durchgeführt werden: electric machine (30, 40) are further performed the following steps:
Speichern des Korrekturwinkels beim Abschalten des Systems (10) und  Saving the correction angle when switching off the system (10) and
Verwenden des Korrekturwinkels beim Einschalten des Systems (10) zum Ermitteln der Rotorlage des Rotors (32, 42) der wenigstens einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40).  Using the correction angle when switching the system (10) for determining the rotor position of the rotor (32, 42) of the at least one further electric machine (30, 40).
System (10) mit mehreren elektrischen Maschinen (20, 30, 40), die ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb (50) übertragen, wobei das System einen Controller (70) aufweist, der zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestaltet ist. A system (10) comprising a plurality of electric machines (20, 30, 40) transferring their torque to a common output (50), the system comprising a controller (70) adapted to perform a method according to any one of claims 1 to 8 is designed.
Controller (70), der zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder zum Steuern und/oder Regeln eines Systems (10) nach Anspruch 9 ausgestaltet ist. A controller (70) configured to perform a method according to any of claims 1 to 8 and / or to control and / or regulate a system (10) according to claim 9.
PCT/EP2016/071376 2015-10-16 2016-09-09 Method and device for determining rotor position in a multi-electric machine system WO2017063800A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680066957.3A CN108450053A (en) 2015-10-16 2016-09-09 Method and apparatus for carrying out rotor-position measuring and calculating in multi-machine system
EP16763268.6A EP3363113A1 (en) 2015-10-16 2016-09-09 Method and device for determining rotor position in a multi-electric machine system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015117702.1A DE102015117702A1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Method and device for rotor position determination in a multiple electric machine system
DE102015117702.1 2015-10-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017063800A1 true WO2017063800A1 (en) 2017-04-20

Family

ID=56893985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/071376 WO2017063800A1 (en) 2015-10-16 2016-09-09 Method and device for determining rotor position in a multi-electric machine system

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3363113A1 (en)
CN (1) CN108450053A (en)
DE (1) DE102015117702A1 (en)
WO (1) WO2017063800A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4437793A1 (en) 1994-10-21 1996-05-15 Agie Ag Ind Elektronik Method and device for controlling an electric motor
US20080272717A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-06 Gleason Sean E Method and apparatus to determine rotational position of an electrical machine
CN101340165A (en) * 2008-04-25 2009-01-07 深圳职业技术学院 Synchronous control system for multiple motors
DE102007049788A1 (en) 2007-10-17 2009-04-23 Continental Automotive Gmbh Method and device for electronic commutation of an engine
US20100156333A1 (en) * 2008-12-24 2010-06-24 Aisin Aw Co., Ltd. Motor control device and drive device for hybrid vehicle
DE102012111799A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-20 Clean Mobile Ag Method for calibrating electrically commutated motor, involves storing correction angle as zero point for detected error of sensor unit for controlling angle of electrically commutated motor
WO2015132010A2 (en) * 2014-03-05 2015-09-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Electric drive, method for the operation thereof, and serial hybrid drive train for a motor vehicle

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000184784A (en) * 1998-12-17 2000-06-30 Toshiba Corp Pwm inverter
JP2002354871A (en) * 2001-05-25 2002-12-06 Mitsubishi Electric Corp Electric power steering device
FR2921310B1 (en) * 2007-09-20 2011-04-29 Michelin Soc Tech REDUNDANT MATERIAL ARCHITECTURE FOR THE STAGE OF CONTROL SIGNALS OF A VEHICLE BRAKE SYSTEM OF ALL WHEELS CONNECTED TO AT LEAST ONE ROTATING ELECTRIC MACHINE
EP2043251B1 (en) * 2007-09-27 2010-05-19 Baumüller Nürnberg Gmbh Regulated electric motor assembly for a tensing mechanism
DE102008042201B4 (en) * 2007-09-27 2023-12-21 Baumüller Nürnberg GmbH Electromotive tensioning mechanism and starting methodology for it
DE102008012471A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Drive with three-phase synchronous machines powered by current source inverter
DE102010023286A1 (en) * 2010-06-10 2011-12-15 Minebea Co., Ltd. Electromotor i.e. electronic commutated motor, synchronous positioning method for e.g. electrical seat adjuster in automotive application, involves compensating position difference under given position difference by controller
CN103563238B (en) * 2011-06-03 2016-03-23 株式会社安川电机 Multiaxis electric motor drive system and multiaxis motor drive
DE102012015036B4 (en) * 2012-07-31 2020-03-19 Schneider Electric Automation Gmbh Method for operating an electric drive having several electric motors

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4437793A1 (en) 1994-10-21 1996-05-15 Agie Ag Ind Elektronik Method and device for controlling an electric motor
US20080272717A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-06 Gleason Sean E Method and apparatus to determine rotational position of an electrical machine
DE102007049788A1 (en) 2007-10-17 2009-04-23 Continental Automotive Gmbh Method and device for electronic commutation of an engine
CN101340165A (en) * 2008-04-25 2009-01-07 深圳职业技术学院 Synchronous control system for multiple motors
US20100156333A1 (en) * 2008-12-24 2010-06-24 Aisin Aw Co., Ltd. Motor control device and drive device for hybrid vehicle
DE102012111799A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-20 Clean Mobile Ag Method for calibrating electrically commutated motor, involves storing correction angle as zero point for detected error of sensor unit for controlling angle of electrically commutated motor
WO2015132010A2 (en) * 2014-03-05 2015-09-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Electric drive, method for the operation thereof, and serial hybrid drive train for a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
EP3363113A1 (en) 2018-08-22
DE102015117702A1 (en) 2017-04-20
CN108450053A (en) 2018-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2272162B1 (en) Determining offset angle for synchronous machines
DE112012003134B4 (en) Inverter device
WO2012104372A2 (en) Method, device, and computer program for determining an offset angle in an electric machine
WO2014131408A2 (en) Rotor position encoder for an electronically comutated electric machine having a reference encoder
EP2067249B1 (en) Method for operating an electronically commutating electric motor
EP2476196B1 (en) Method for the operation of an electric machine, and driving device
EP2686952B1 (en) Method and apparatus for adapting commutation for an electronically commutated electrical machine
EP2555417B1 (en) Determination of a rotor angle of an electric motor in a vehicle with wheel sensors
EP3864746B1 (en) Method for determining the rotor position of a bldc motor
EP1501185B1 (en) Method and arrangement for positioning a rotating device
EP2982035B1 (en) Method for starting a variable-speed electric motor
EP3016270A2 (en) Method and circuit assembly for the stabilization of a position of a rotor with respect to a stator in an electric motor
EP2645550B1 (en) Method and device for controlling an electric machine
WO2017063800A1 (en) Method and device for determining rotor position in a multi-electric machine system
EP3086464B1 (en) Method for operating an electric machine and drive
EP3014756B1 (en) Method for detecting an incorrect angular position of an electric motor
EP3734232B1 (en) Method for determining an offset of an angular position sensor on a rotor shaft of an electric machine
EP3446071A1 (en) Brushless dc motor and method for providing an angle signal
EP3556011B1 (en) Method for determining the angular position of the rotor of an inverter-fed synchronous motor, and apparatus for carrying out the method
EP2998753A2 (en) Monitoring device for an electric machine, control device and method
EP3026811A1 (en) Method for determining an angular error in an electronically commutated synchronous machine, device and motor vehicle system
DE102018212444B3 (en) Method and device for checking a rotor position angle
DE102011085350A1 (en) Method for assembly of electric machine i.e. electromotor, used as drive of electric car, involves pressing resolver transmitter wheel on rotor, and aligning rotor relative to stator by energizing electric machine with direct current
DE102013212410A1 (en) Method for detecting an angular misalignment of an electric motor
DE102020214606A1 (en) MOTOR POSITION CALIBRATION

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16763268

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016763268

Country of ref document: EP