DE102021119056A1

DE102021119056A1 - Verfahren zur Bestimmung der Rotorlage einer permanenterregten Synchronmaschine, permanenterregte Synchronmaschine zur Ausführung eines derartigen Verfahrens sowie Computerprogramm und computerlesbares Medium umfassend ein derartiges Verfahren

Info

Publication number: DE102021119056A1
Application number: DE102021119056.8A
Authority: DE
Inventors: Bjoern Bartholmai; Wolf Goetze
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2023-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Rotorlage einer permanenterregten Synchronmaschine (1), umfassend folgende Schritte: Erzeugen mehrerer, zeitlich zueinander versetzter Spannungszeiger (4), die unterschiedliche Phasenwinkel in Bezug auf eine Rotorreferenzlage aufweisen, mittels einer Statorwicklung der permanenterregten Synchronmaschine (1), Messen von Stromantworten (8) und den dazugehörigen Phasenwinkeln in Bezug auf die Rotorreferenzlage, die sich als Reaktion auf die jeweiligen Spannungszeiger (4) ergeben, mittels mindestens eines Stromsensors, Berechnen einer harmonischen Schwingung 2. Ordnung (9) aus den Stromantworten (8), Bestimmen einer Phasendifferenz zwischen der harmonischen Schwingung 2. Ordnung (9) und den Spannungszeigern (4), Bestimmen der Rotorlage in Bezug auf die Rotorreferenzlage mittels der Phasendifferenz. Ferner betrifft die Erfindung eine permanenterregte Synchronmaschine (1) zur Ausführung eines derartigen Verfahrens sowie ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium umfassend ein derartiges Verfahren.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Rotorlage einer permanenterregten Synchronmaschine. Ferner betrifft die Erfindung eine permanenterregte Synchronmaschine zur Ausführung eines derartigen Verfahrens. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, welches Befehle umfasst, die bewirken, dass eine derartige permanenterregte Synchronmaschine die Verfahrensschritte des Verfahrens ausführt. Außerdem betrifft die Erfindung ein computerlesbares Medium, auf dem ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist.
Stand der Technik
Um bei permanenterregten Synchronmaschinen ein problemloses Starten oder Anlaufen des Rotors aus dem Stillstand zu gewährleisten, ist es notwendig die genaue Rotorlage zu kennen, um in Abhängigkeit der Rotorlage ein elektromagnetisches Drehfeld, welches den Rotor in Rotation versetzt, auszurichten. Hierdurch wird beispielsweise ein akustisch leises Anlaufen des Rotors aus dem Stillstand ermöglicht. Auch wird auf diese Weise sichergestellt, dass der Rotor sich nicht in eine Richtung anfängt zu bewegen, die der gewünschten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist.
Dies kann beispielsweise mithilfe eines Rotorlagesensors erreicht werden. Ein derartiger Rotorlagesensor kann beispielsweise als Hallsensor ausgebildet sein, der mithilfe eines Permanentmagneten, der drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist, in der Lage ist, die Rotorlage zu bestimmen.
Bei Kraftstoffpumpen wird ein solcher Hallsensor jedoch nicht verwendet, weil dieser durch den zu fördernden Kraftstoff beschädigt werden würde. Auch ist es gewünscht, auf einen derartigen Rotorlagesensor und einen Permanentmagneten zur Rotorlagebestimmung zu verzichten, um die Gesamtkosten einer derartigen permanenterregten Synchronmaschine möglichst gering zu halten.
Um das Anlaufen eines Rotors einer permanenterregten Synchronmaschine ohne einen derartigen Rotorlagesensor zu ermöglichen, ist aus dem Stand der Technik bekannt, eine Spule eines Stators einer permanenterregten Synchronmaschine vor dem Anlaufen des Rotors aus dem Stillstand mithilfe eines elektromagnetischen Drehfelds derart zu bestromen, dass der Rotor gezwungen wird, eine vorbestimmte Lage einzunehmen, die durch die bestromte Spule vorbestimmt ist. Nach einer gewissen Zeit, die ausreichend lang gewählt ist, um sicherzustellen, dass der Rotor durch die bestromte Spule des Stators die vorbestimmte Lage eingenommen hat, wird der Anlauf des Rotors mithilfe des elektromagnetischen Drehfelds durchgeführt, wobei das elektromagnetische Drehfeld nunmehr aufgrund der vorbestimmten Lage des Rotors diesen wie gewünscht in Rotation zu versetzen vermag.
Aus der Druckschrift EP 1 870 999 A2 ist bekannt, den Rotor einer permanenterregten Synchronmaschine nach deren Betrieb mittels eines Stromvektors abzubremsen, sodass der Rotor eine Lage entsprechend des Stromvektors einnimmt. Daraufhin wird der Stromvektor bzw. die dazugehörige Rotorlage in einer Steuereinheit abgespeichert und dazu genutzt, bei einem erneuten Anlaufen des Rotors aus dem Stillstand, auf die Rotorlage der permanenterregten Synchronmaschine zu schließen, um das elektromagnetische Drehfeld an der Rotorlage auszurichten.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung der Rotorlage einer permanenterregten Synchronmaschine zu schaffen, ohne einen speziell hierfür vorgesehenen Rotorlagesensor zu nutzen oder den Rotor nach jedem oder vor jedem Betrieb der permanenterregten Synchronmaschine in eine vorbestimmte Lage zu zwingen.
Ferner besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, eine permanenterregte Synchronmaschine bereitzustellen, mit der ein solches Verfahren ausgeführt werden kann.
Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe darin, ein Computerprogramm bereitzustellen, welches bewirkt, dass eine derartige permanenterregte Synchronmaschine die Verfahrensschritte des Verfahrens zur Bestimmung der Rotorlage ausführt. Außerdem besteht eine weitere Aufgabe darin ein computerlesbares Medium bereitzustellen, auf dem ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren zur Bestimmung der Rotorlage einer permanenterregten Synchronmaschine gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:

- Erzeugen mehrerer, zeitlich zueinander versetzter Spannungszeiger, die unterschiedliche Phasenwinkel in Bezug auf eine Rotorreferenzlage aufweisen, mittels einer Statorwicklung der permanenterregten Synchronmaschine,
- Messen von Stromantworten und den dazugehörigen Phasenwinkeln in Bezug auf die Rotorreferenzlage, die sich als Reaktion auf die jeweiligen Spannungszeiger ergeben, mittels mindestens eines Stromsensors,
- Berechnen einer harmonischen Schwingung 2.Ordnung aus den Stromantworten,
- Bestimmen einer Phasendifferenz zwischen der harmonischen Schwingung 2. Ordnung und den Spannungszeigern,
- Bestimmen der Rotorlage in Bezug auf die Rotorreferenzlage mittels der Phasendifferenz.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass durch die Berechnung der harmonischen Schwingung 2.Ordnung aus den Stromantworten und die anschließende Bestimmung der Phasendifferenz zwischen der harmonischen Schwingung 2.Ordnung und den Spannungszeigern auf die Rotorlage in Bezug auf die Rotorreferenzlage geschlossen werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den Verfahren aus dem Stand der Technik den Vorteil, dass damit ohne speziell hierfür vorgesehene Sensoren, die Rotorlage bestimmt werden kann. Zudem ist der Aufwand zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders gering.
Die Erzeugung der Spannungszeiger erfolgt bevorzugterweise durch die Bestromung der Statorwicklung mittels einer Spannung, die durch eine Spannungsquelle zur Verfügung gestellt wird. Es ist zweckmäßig, wenn die unterschiedlichen Phasenwinkel der Spannungszeiger aufgrund von Überlagerungen einzelner bestromter Stator- und/oder Phasenwicklungen erfolgt. Mit anderen Worten handelt es sich bei den Spannungszeigern um Raum- oder Spannungsraumzeiger. Vorteilhafterweise wird die Spannung durch eine Leistungselektronik gesteuert, moduliert und/oder vorgegeben. Mit anderen Worten ist durch Raumzeigermodulation eine Vielzahl von Spannungszeigern mit unterschiedlichen Phasenwinkeln in Bezug auf die Rotorreferenzlage erzeugbar. Die Leistungselektronik ist insbesondere als Inverter oder Drei-Phasen-Halbbrücken-Schaltung ausgebildet. Bei der Spannung handelt es sich bevorzugterweise um eine pulsweitenmodulierte Spannung.
Bei der Spannungsquelle handelt es sich bevorzugterweise um eine Gleichspannungsquelle, wie beispielsweise eine Batterie. Die Gleichspannungsquelle wird vorzugsweise durch einen Gleichspannungswandler zur Verfügung gestellt, der eine Wechselspannung in eine Gleichspannung wandelt. Die Wechselspannung wird beispielsweise durch eine Lichtmaschine erzeugt. Die Lichtmaschine wird vorzugsweise durch einen Verbrennungsmotor angetrieben. Beispielsweise ist ein Kraftfahrzeug oder ein Generator zur Stromerzeugung mit einem derartigen Verbrennungsmotor ausgestattet.
Bevorzugterweise ist die Statorwicklung als konzentrierte Wicklung oder verteilte Wicklung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es, wenn es sich um eine Dreiphasen-Wicklung handelt. Es ist zweckmäßig, wenn jede dieser Phasenwicklungen einer elektrischen Phase zugeordnet ist. Insbesondere ist jede der drei Phasenwicklungen elektrisch leitend zwischen je zwei Halbbrücken der Drei-Phasen-Halbbrücken-Schaltung angeschlossen, um eine Dreieckschaltung zu bilden. Alternativ hierzu ist jede der drei Phasenwicklungen elektrisch leitend zwischen je einer Halbbrücke der Drei-Phasen-Halbbrücken-Schaltung und einem gemeinsamen Schaltpunkt der drei Phasenwicklungen angeschlossen, um eine Sternschaltung zu bilden. Durch gezielte Bestromung der Statorwicklung oder mindestens einer Phasenwicklung der Statorwicklung wird ein Magnetfeld erzeugt, welches auf den Rotor wirkt.
Werden Phasenwicklungen der Statorwicklung bestromt, werden dadurch einzelne Magnetfelder erzeugt, die auf den Rotor wirken. Durch gezieltes, insbesondere pulsweitenmoduliertes, bestromen der Phasenwicklungen der Statorwicklung ergibt sich ein resultierendes Magnetfeld, dessen Wirkrichtung dem des Spannungszeigers entspricht. Mit anderen Worten können durch die gezielte Bestromung der Statorwicklung, insbesondere einzelner oder mehrerer Phasenwicklungen, und durch die Überlagerung der sich erzeugenden einzelnen Magnetfelder, eine Vielzahl verschiedener Spannungszeiger unterschiedlicher Ausrichtung, mit anderen Worten unterschiedlicher Phasenwinkel, erzeugt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spannungszeiger zueinander einen gleichmäßigen Winkelabstand aufweisen. Durch Pulsweitenmodulation können ebenfalls die Beträge der resultierenden Spannungszeiger beeinflusst werden. Es ist besonders bevorzugt, wenn die Spannungszeiger auf den Rotor gerichtet werden. Ferner ist es bevorzugt, wenn es sich bei den mehreren, zeitlich zueinander versetzter Spannungszeigern um eine erste Gruppe von Spannungszeigern handelt. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, wenn es sich um mehrere, zeitlich zueinander versetzte erste Spannungszeiger handelt.
Es ist zweckmäßig, wenn die Bestimmung der Rotorlage eine Berechnung und/oder Ermittlung der Rotorlage umfasst. Bei der Rotorlage handelt es sich bevorzugterweise um eine Relativrotorlage. Es ist zweckmäßig, wenn die Relativrotorlage als ein Winkelwert relativ zur Rotorreferenzlage des Rotors angegeben wird. Insbesondere liegt dieser Winkelwert zwischen 0° und 360°. Dieser Winkelwert kann sich auf eine vollständige mechanische Umdrehung des Rotors oder auf eine elektrische Periode beziehen. Mit der elektrischen Periode ist ein zeitliches Intervall gemeint, indem sich eine positive und eine darauffolgende negative Halbschwingung des Phasenstromverlaufs ausbildet. Je größer die Polpaarzahl des Elektromotors ist, desto kleiner ist die Bewegung des Rotors bei einer vollständige elektrische Periode im Vergleich zu einer vollständigen mechanischen Umdrehung des Rotors.
Die Rotorreferenzlage ist vorzugsweise durch eine Rotorlage relativ zum Stator definiert. Bevorzugterweise handelt es sich um eine vorbestimmte Lage. Eine besonders einfache Implementierung einer Rotorreferenzlage lässt sich verwirklichen, indem als Rotorreferenzlage eine Rotorlage gewählt wird, die der Rotor einnimmt, wenn lediglich eine Phase oder Phasenwicklung bestromt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor innerhalb des Stators angeordnet ist. Mit anderen Worten handelt es sich um einen Rotor, der als Innenläufer ausgebildet ist. Alternativ hierzu ist eine Ausgestaltung als Außenläufer denkbar. Anders gesagt, der Rotor ist in dieser Alternative derart ausgebildet, dass er den Stator umgibt. Während Innenläufer vorzugsweise bei Pumpen oder anderen Motoren zum Einsatz kommen, werden Außenläufer bevorzugterweise bei Lüftermotoren eingesetzt, da ihre Rotoren aufgrund ihrer größeren Durchmesser im Vergleich zu Innenläufern eine höhere Trägheit aufweisen, die bei solchen Anwendungen bevorzugt wird. Grundsätzlich ist der Rotor aus einer Vielzahl einzelner Bleche gebildet, die untereinander elektrisch isoliert sind, um Wirbelstromverluste gering zu halten, wobei die Bleche ein Blechpaket bilden. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Rotor Permanentmagnete aufweist. Insbesondere sind diese Permanentmagneten an der Oberfläche oder innerhalb des Blechpakets angeordnet.
Vorteilhafterweise werden die Stromantworten als Reaktion auf die jeweiligen Spannungszeiger erzeugt, indem die jeweiligen Spannungszeiger Spannungen in den Rotor induzieren, wobei diese in den Rotor induzierten Spannungen Gegenspannungen in die Statorwicklung induzieren, die Stromantworten zur Folge haben. Damit sind die Stromantworten direkt abhängig von den Spannungszeigern und der Rotorlage. Die Abhängigkeit der Stromantworten von der Rotorlage wird dadurch hervorgerufen, dass die Permanentmagneten des Rotors Magnetfelder erzeugen, die abhängig von der Rotorlage, also abhängig von ihrer Entfernung zur Statorwicklung, unterschiedlich stark auf die Statorwicklung wirken. Mit anderen Worten ergibt sich in Abhängigkeit der Rotorlage und damit in Abhängigkeit der Entfernung der Permanentmagneten des Rotors zur Statorwicklung eine unterschiedliche magnetische Sättigung der Statorwicklung. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Gegenspannung in einen unbestromten Teil der Statorwicklung, beispielsweise in eine unbestromte Phasenwicklung der Statorwicklung, induziert wird.
Bei dem mindestens einen Stromsensor handelt es sich um einen Stromsensor, der dazu ausgebildet ist, die Stromantworten zu messen. Mit anderen Worten entspricht die Empfindlichkeit des mindestens einen Stromsensors den zu messenden Strom antworten.
Da die Stromantworten wiederum abhängig von den Spannungszeigern sind, ist der mindestens eine Stromsensor auf die Spannungszeiger abgestimmt.
Die Berechnung der harmonischen Schwingung 2.Ordnung aus den Stromantworten erfolgt bevorzugterweise mithilfe einer Fouriertransformation.
Es ist vorteilhaft, wenn sich die harmonische Schwingung 2. Ordnung auf die elektrische Periode bezieht. Mit der elektrischen Periode ist ein zeitliches Intervall gemeint, indem sich eine positive und eine darauffolgende negative Halbschwingung des Phasenstromverlaufs ausbildet. Dadurch ist die Bestimmung der Rotorlage unabhängig von der Polpaarzahl, da sich die Schwingung 2. Ordnung in diesem Fall nicht auf eine mechanische Periode, d.h. nicht auf eine volle Rotorumdrehung von 360° bezieht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens drei zeitlich zueinander versetzte Spannungszeiger, die unterschiedliche Phasenwinkel in Bezug auf eine Rotorreferenzlage aufweisen, mittels einer Statorwicklung der permanenterregten Synchronmaschine erzeugt werden, wobei die zu den Spannungszeigern gehörenden Stromantworten gemessen werden, um daraus die harmonische Schwingung 2. Ordnung zu berechnen. Bei Erzeugung von mehr als drei Spannungszeigern und der Verwendung der sich daraus ergebenden Stromantworten ist es möglich, die Rotorlage genauer zu bestimmen. Mit anderen Worten ist das Verfahren entsprechend den jeweiligen Genauigkeitsanforderungen skalierbar, da die Genauigkeit der Rotorlagebestimmung mit der Anzahl der verwendeten unterschiedlichen Spannungszeiger und deren dazugehörigen Stromantworten zunimmt.
Aus der Phasendifferenz der berechneten Schwingung 2.Ordnung und den Spannungszeigern lässt sich die Rotorlage in Bezug auf die Rotorreferenzlage bestimmen, da diese Phasendifferenz der Rotorlage in Bezug auf die Rotorreferenzlage entspricht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Stromantwort als Wert einer elektrischen Stromstärke gemessen wird, die sich nach einer festgelegten Zeit in Reaktion auf einen Spannungszeiger einstellt, oder dass die jeweilige Stromantwort als Wert einer Zeit gemessen wird, die benötigt wird, damit sich in Reaktion auf einen Spannungszeiger ein festgelegter Wert einer elektrischen Stromstärke einstellt. Mit anderen Worten zeichnet sich das erste Messverfahren dadurch aus, dass jede gemessene Stromantwort eine gleiche, vorbestimmte Zeit lang gemessen wird, wobei sich unterschiedlich hohe Werte für die gemessenen Stromstärken der jeweiligen Stromantworten nach dieser Zeit einstellen. Das zweite Messverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Zeit gemessen wird, die benötigt wird, damit die jeweilige Stromantwort einen vorbestimmten Wert für eine Stromstärke erreicht.
Anders gesagt werden entweder Stromstärken oder Zeiten gemessen. In beiden Verfahren, d. h. bei der Messung der Stromstärken oder der Messung der Zeit, die benötigt wird, bis sich eine bestimmte Stromstärke einstellt, sind beide Messwerte von der Rotorlage abhängig, da abhängig von der Rotorlage und damit durch die Lage der Permanentmagnete des Rotors eine unterschiedliche magnetische Sättigung in den Phasenwicklungen auftritt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Phasendifferenz aufgrund einer magnetischen Sättigung der Statorwicklung durch die Permanentmagneten des Rotors erfolgt. Mit anderen Worten erzeugen die Permanentmagnete des Rotors je nach Lage des Rotors eine unterschiedliche magnetische Sättigung in der Statorwicklung, insbesondere in den Phasenwicklungen. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Messwerte in Abhängigkeit der Rotorlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungszeiger erzeugt wird, der gegenüber einem bereits erzeugten Spannungszeiger um 180° gedreht ist, dass die Stromantworten des bereits erzeugten Spannungszeigers und des gedrehten Spannungszeigers miteinander verglichen werden, und dass durch den Vergleich der beiden Stromantworten zueinander festgestellt wird, welcher der beiden Spannungszeiger eine Schwächung eines Magnetfelds hervorruft, welches durch einen Permanentmagneten des Rotors erzeugt wird. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob es sich bei dem Magnetpol des Rotors, über den die Position des Rotors bestimmt wird, um einen Nord- oder Südpol handelt. Besonders bevorzugt ist es, wenn die gemessenen elektrischen Stromstärken, die sich nach einer festgelegten Zeit in Reaktion auf die beiden Spannungszeiger einstellen, oder die Dauer, die benötigt wird, damit sich in Reaktion auf die beiden Spannungszeiger ein festgelegter Wert einer elektrischen Stromstärke einstellt, miteinander verglichen werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Magnetfeld des Rotormagneten so stark ist, dass eine magnetische Vorsättigung der Statorwicklung erzeugt wird, die einem Wert entspricht, bei dem die magnetische Flussdichte mit zunehmender magnetischer Feldstärke degressiv zunimmt. Hierbei wird im Rahmen dieser Erfindung von einem stark magnetisch gesättigten Elektromotor gesprochen.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der bereits erzeugte Spannungszeiger und der dem bereits erzeugten Spannungszeiger entgegengesetzte Spannungszeiger vom Betrag her identisch sind. Mit anderen Worten unterscheiden sich die Spannungszeiger lediglich in ihrer Ausrichtung, die um 180° gedreht, also entgegensetzt ist.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der bereits erzeugte Spannungszeiger einer der ersten Spannungszeiger ist, da hierfür gegenüber den Spannungszeigern aus der ersten Gruppe kein weiterer Spannungszeiger erzeugt werden muss. Hierdurch kann das Verfahren schneller durchgeführt werden, da auf einen zusätzlichen Spannungszeiger verzichtet werden kann.
Alternativ hierzu ist es möglich, dass der bereits erzeugte Spannungszeiger ein gegenüber den ersten Spannungszeigern weiterer Spannungszeiger ist. Mit anderen Worten wird in dieser Alternative ein Spannungszeigerpaar erzeugt, das aus dem weiteren Spannungszeiger und einem hierzu um 180° gedrehten Spannungszeiger besteht. Der weitere Spannungszeiger ist ein gegenüber der ersten Gruppe von Spannungszeigern zusätzlicher Spannungszeiger.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es bevorzugt, dass der weitere Spannungszeiger derart auf den Magnetpol des Rotors gerichtet ist, dass unabhängig vom Betrag des weiteren Spannungszeigers oder dessen Wirkdauer der Rotor nicht in Bewegung versetzt wird. Hierzu ist der Spannungszeiger derart auf den Permanentmagneten gerichtet, dass sich keine resultierende Magnetkraftkomponente einstellt, die den Rotor in Bewegung versetzen würde. Mit anderen Worten entsteht lediglich eine radiale Kraftkomponente, die die Rotationsachse des Rotors schneidet. Im Rahmen der Erfindung wird von einem schwach gesättigten Elektromotor gesprochen, wenn das Magnetfeld des Rotormagneten einem Wert entspricht, der eine magnetische Vorsättigung der Statorwicklung erzeugt, bei dem die magnetische Flussdichte mit zunehmender magnetischer Feldstärke zunächst im Wesentlichen linear zunimmt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Betrag des weiteren Spannungszeigers und/oder dessen Wirkdauer derart gewählt wird, dass die durch den Spannungszeiger hervorgerufene magnetische Flussdichte in der Statorwicklung einem Wert entspricht, der mit zunehmender magnetischer Feldstärke degressiv zunimmt. Auf diese Weise lässt sich auch bei schwachgesättigten Elektromotoren der Nord- oder Südpol des Rotormagneten bestimmen, indem die Stromantworten beider Spannungszeiger, also dem weiteren Spannungszeiger und dem dazu um 180° entgegengesetzten Spannungszeiger, miteinander verglichen werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Stromsensor ein Stromsensor ist, der dazu bestimmt ist, einen Phasenstrom einer Phasenwicklung der permanenterregten Synchronmaschine zu messen. Es ist zweckmäßig, wenn ein weiterer Stromsensor dazu bestimmt ist einen Phasenstrom einer zweiten Phasenwicklung der permanenterregten Synchronmaschine zu messen. Ferner ist es besonders zweckmäßig, wenn ein dritter Stromsensor dazu bestimmt ist, den Phasenstrom einer dritten Phasenwicklung der permanenterregten Synchronmaschine zu messen.
Solche Stromsensoren werden bei der Regelung und/oder Steuerung von permanenterregten Synchronmaschinen eingesetzt, weshalb die zusätzliche Verwendung zur Durchführung des erfindungsmäßen Verfahrens mittels eines solchen Sensors bzw. dieser Sensoren sensorseitig kostenneutral ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das erfindungsmäße Verfahren bei einer Rotordrehzahl durchgeführt wird, die unter einer Mindestdrehzahl liegt, die dafür notwendig ist, um die Rotorlage mithilfe von Gegen-EMK (gegenelektromotorische Kraft) zu ermitteln. Beim Betrieb einer dreiphasigen permanenterregten Synchronmaschine sind lediglich zwei der drei Phasen zur gleichen Zeit bestromt, während die verbleibende Phase unbestromt bleibt. Durch die Permanentmagneten des sich rotierenden Rotors wird eine gegenelektromotorische Kraft in Form einer elektrischen Spannung in die unbestromte Phasenwicklung induziert, die gemessen werden kann, um auf die aktuelle Rotorlage zu schließen. Allerdings ist hierfür eine Mindestdrehzahl des Rotors nötig, um eine ausreichend starke elektrische Spannung in die unbestromte Phase zu induzieren. Da das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von der Rotordrehzahl ist, stellt es eine geeignete Ergänzung oder einen Ersatz für ein solches Verfahren zur Bestimmung der Rotorlage mithilfe von Gegen-EMK dar.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Wirkdauer und/oder die elektrische Spannung der einzelnen Spannungszeiger mindestens so groß ist, dass der Stromsensor die jeweiligen Stromantworten messen kann. Da sich der durch die induzierte Spannung einstellende Strom zeitversetzt einstellt, mit anderen Worten der Spannung nacheilt, kann dadurch sichergestellt werden, dass die zu messende Stromantwort durch den mindestens einen Stromsensor gemessen werden kann. Mit anderen Worten gibt es eine Abhängigkeit zwischen der Wirkdauer, der elektrischen Spannung des Spannungszeigers, der darin besteht, dass die Wirkdauer umso geringer sein kann desto höher die Spannung des Spannungszeigers ist. Anders gesagt, kann mit einer entsprechend hohen Wirkdauer und/oder einer entsprechend hohen Spannung des Spannungszeigers ein relativ günstiger Stromsensor verwendet werden, da dieser nur eine geringe Empfindlichkeit aufweisen muss.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Wirkdauer der einzelnen Spannungszeiger kleiner ist als die mechanische Zeitkonstante der permanenterregten Synchronmaschine. Die mechanische Zeitkonstante ist ein Maß für die Reaktionszeit der Rotordrehzahl auf eine Spannungsänderung. Das bedeutet, dass die einzelnen Spannungszeiger des erfindungsgemäßen Verfahrens den Rotor nicht aus der Ruhelage in Bewegung versetzen können oder im Fall, dass der Rotor sich zur Zeit der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits in Bewegung befindet, durch die Spannungszeiger keine Drehzahländerung hervorgerufen wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Bestimmung der Rotorlage nicht verfälscht wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren vor einem Starten der permanenterregten Synchronmaschine durchgeführt wird. Mit dem Starten einer permanenterregten Synchronmaschine ist ein Anlaufen, d.h. eine Beschleunigung des Rotors der permanenterregten Synchronmaschine aus der Ruhelage des Rotors gemeint.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Verfahren dazu genutzt wird, um ein elektromagnetisches Drehfeld, welches durch die Bestromung der Statorwicklung erzeugt wird und dazu dient den Rotor anzutreiben, in Abhängigkeit der durch das Verfahren ermittelten Rotorlage auszurichten. Mit anderen Worten wird das Verfahren dazu verwendet, um ein elektromagnetisches Drehfeld des permanenten Synchronmaschine an der durch das Verfahren ermittelten Rotorlage auszurichten.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren bei Stillstand des Rotors durchgeführt wird. Mit anderen Worten wird das Verfahren in einer Ruhelage des Rotors durchgeführt. Damit ist gemeint, dass der Rotor relativ zum Stator keine Bewegung durchführt. Dadurch kann ein gezieltes Anlaufen des Rotors aus seinem Stillstand durch das elektromagnetische Drehfeld, welches durch das gezielte Bestromen der Statorwicklung erzeugt wird, erzielt werden, da dieses sich zu Beginn des Rotoranlaufs an der Rotorlage orientieren muss.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Verfahren zur Rotorlagebestimmung genutzt wird, während parallel ein anderes Verfahren zu Rotorlagebestimmung genutzt wird, um die ermittelte Rotorlage des anderen Verfahrens zu spezifizieren und/oder auf Plausibilität zu prüfen. Mit der parallelen Nutzung beider Verfahren ist die zeitgleiche Durchführung beider Verfahren oder die Durchführung beider Verfahren innerhalb einer ausreichend geringen Zeitspanne gemeint. Mit ausreichend geringer Zeitspanne ist eine Zeitspanne zu verstehen, die einerseits lang genug ist, um zeitlich vor oder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das andere Verfahren zur Bestimmung der Rotorlage durchzuführen. Andererseits ist die ausreichend geringe Zeitspanne so kurz, dass die beiden Verfahren innerhalb der Zeitspanne in der Lage sind die gleiche Rotorlage zu bestimmen, d.h. dass zwischen der Durchführung beider Verfahren nicht so viel Zeit vergeht, dass die Bestimmungen der Rotorlage durch die beiden Verfahren zu im Wesentlichen unterschiedlichen Ergebnissen führen. Im Wesentlichen unterschiedliche Ergebnisse für die Rotorlagen würden beispielsweise vorliegen, wenn die Rotorlage, ermittelt durch das erfindungsgemäße Verfahren, von der Rotorlage, ermittelt durch das andere Verfahren zur Bestimmung einer Rotorlage, derart voneinander abweichen würden, dass das elektromagnetische Drehfeld bei der Ausrichtung an der durch das erfindungsgemäße Verfahren bestimmten Rotorlage zu einem gravierend anderen akustischen Ergebnis führen würde, als die Ausrichtung an der, durch das andere Verfahren bestimmten, Rotorlage.
Alternativ hierzu ist es möglich, dass das erfindungsgemäße Verfahren in unregelmäßigen Abstanden durchgeführt wird, um das andere Verfahren auf Plausibilität zu prüfen. Dadurch kann die korrekte Funktion des anderen Verfahrens überprüft werden.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren zur Rotorlagebestimmung als redundantes Verfahren zur Rotorlagebestimmung genutzt wird. Durch die Redundanz wird sichergestellt, dass eine hohe Funktionssicherheit der permanenterregten Synchronmaschine gewährleistet wird. Beispielsweise kann bei sicherheitsrelevanten permanenterregten Synchronmaschinen, wie sie in elektrischen Servolenkungen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen, das erfindungsgemäße Verfahren zu Redundanzzwecken implementiert werden, um die Funktionssicherheit der Kraftfahrzeuglenkung zu erhöhen und damit Verkehrsunfälle zu verhindern. Im Fall, dass das erste Verfahren ausfallen sollte, kann das Erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden, um die Rotorlage zu bestimmen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Rotorlage, insbesondere die Rotorlage im Verhältnis zur Rotorreferenzlage, in einem Steuergerät der permanenterregten Synchronmaschine abgespeichert wird. Dadurch kann die Rotorlage für ein späteres Anlaufen des Rotors verwendet werden, indem die Rotorlage aus dem Steuergerät geladen oder abgerufen wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Betrieb der permanenterregten Synchronmaschine, insbesondere während sich der Rotor in seiner Ruhelage befindet, durchgeführt wird. Dadurch kann ein erneutes Anlaufen des Rotors der permanenterregten Synchronmaschine beschleunigt werden, da das erfindungsgemäße Verfahren das Hochlaufen nicht verzögert und die Rotorlage bereits bekannt ist.
Die zweite Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine permanenterregte Synchronmaschine mit einem Stator, der eine Statorwicklung aufweist, mindestens einem, vorzugsweise zwei oder drei, Stromsensor/en, einem Rotor, der Permanentmagnete aufweist, einem Steuergerät und Mitteln, die dazu geeignet sind, die Schritte eines der vorhergehenden Verfahren auszuführen, bereitgestellt wird. Hierdurch wird eine besonders einfache und damit günstige permanenterregte Synchronmaschine zur Verfügung gestellt, da es sich bei dem Stromsensor, um einen Stromsensor handelt, der bereits zur Regelung und/oder Steuerung der permanenterregten Synchronmaschine notwendig ist. Mit anderen Worten sind keine zusätzlichen Bauteile notwendig.
Die dritte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Computerprogramm bereitgestellt wird, welches Befehle umfasst, die bewirken, dass die permanenterregte Synchronmaschine die Verfahrensschritte des Verfahrens ausführt. Hierdurch wird die einfache Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms, beispielsweise durch nachträgliches Implementieren des Verfahrens in eine bereits bestehende permanenterregte Synchronmaschine, durch aufspielen, installieren oder flashen in bzw. auf das Steurgerät ermöglicht.
Die vierte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein computerlesbares Medium bereitgestellt wird, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Bei dem computerlesbaren Medium kann es sich um einen Speicherbaustein, eine Festplatte, ein Steuergerät, o. ä. handeln. Mit anderen Worten lassen sich bestehende permanenterregte Synchronmaschinen mit solchen Steuergeräten ausstatten, um zu ermöglichen, dass bereits bestehende permanente Synchronmaschinen dieses Verfahren ausführen können.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen permanenterregten Synchronmaschine,
2 eine Darstellung der Messsignal der Stromantworten zur Bestimmung der Rotorlage bei konstantem Stromgrenzwert,
3 eine andere Darstellung der Messsignale der Stromantworten zur Bestimmung der Rotorlage bei konstanter Messdauer der Stromantworten,
4a eine Darstellung zur Bestimmung des Nord- oder Südpols eines Rotormagneten bei einem Elektromotor, und
4b eine Darstellung zur Bestimmung des Nord- oder Südpols eines Rotormagneten bei einem anderen Elektromotor.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung der erfindungsgemäßen permanenterregten Synchronmaschine 1 mit einem Stator 5, der eine Statorwicklung 2 mit drei verschiedenen Phasenwicklungen U, V, W aufweist. Ferner weist die permanenterregte Synchronmaschine 1 einen innerhalb des Stators 5 drehend gelagerten Rotor 3 auf, der hier in vereinfachter Weise als ein Permanentmagnet mit einem Nord und einem Südpol dargestellt ist. Der Rotor 3 befindet sich in der 1 in einer Rotorlage, in der der Nordpol des Permanentmagneten sich in der Nähe der Phasenwicklung U befindet. Daher weist die Phasenwicklung U gegenüber den anderen Phasenwicklungen V und W die höchste magnetische Sättigung auf. Durch zeitversetzte Bestromung der Phasenwicklungen wirken sechs verschiedene Spannungszeiger 4 unterschiedlicher Orientierung auf den Rotor 3. Mit anderen Worten wirken aufgrund von Raumzeigermodulation verschiedene Spannungszeiger 4 mit unterschiedlichen Phasenwinkeln auf den Rotor 3. Die Orientierung der Spannungszeiger 4 wird durch die bestromten Phasenwicklungen bestimmt. Dargestellt sind Spannungszeiger 4, die sich durch die einzelne Bestromung der jeweiligen Phasenwicklungen U, V und W sowie durch die gleichzeitige Bestromung der Phasenwicklung U und V, V und W sowie V und W ergeben.
In 2 sind Messsignale eines Messvorgangs mit einer anderen Rotorlage dargestellt, in diesem Beispiel als Zeit 8 die vergeht, bis sich ein vorbestimmte Stromgrenzwert 6 in Reaktion auf einen der Spannungszeiger ergibt. Der Strom wird hierbei durch einen Stromsensor der permanenterregten Synchronmaschine gemessen. Über den Messignalen ist dargestellt, welches Messignal zu welchem Spannungszeiger gehört. Aus den Messsignalen ist ersichtlich, dass sich an der Phasenwicklung U am schnellsten der vorbestimmte Strom in Reaktion auf den Spannungszeiger einstellt, da hier die höchste magnetische Sättigung auftritt. Hieraus lässt sich erkennen, dass sich der Rotor mit seinem Permanentmagneten in der Nähe der Phasenwicklungen U befindet. Wird nun mittels einer Fourier-Transformation die harmonische Schwingung 2. Ordnung 9 berechnet, lässt sich die Rotorlage in Bezug auf eine Rotorreferenzlage anhand der Phasendifferenz zwischen den Spannungszeigern und der Schwingung 2. Ordnung 9 der Stromantworten 8 bestimmen.
3 zeigt eine andere Darstellung der Messsignale der Stromantworten 8 zur Bestimmung der Rotorlage bei konstanter Messdauer der Stromantworten 8. Hierbei stellt sich ein Maximum der Stromantworten 8 an einer Phasenwicklung ein, die die höchste magnetische Sättigung aufweist. Aus den Stromantworten 8 lässt sich die harmonische Schwingung 2. Ordnung 9 ermitteln, wobei deren Phasendifferenz zu den Spannungszeigern der Rotorlage im Verhältnis zur Rotorreferenzlage entspricht.
4a zeigt eine Darstellung zur Bestimmung des Nord- oder Südpols des Rotormagneten bei einem Elektromotor. Das Magnetfeld des Permanentmagneten wirkt derart auf die Statorwicklung, dass der Wert der magnetischen Flussdichte B 10a bei zunehmender magnetischer Feldstärke H degressiv zunimmt. Wird nun ein zu einem vorhergehenden Spannungszeiger 14a um 180° gedrehter, also entgegengesetzter Spannungszeiger 13a erzeugt, stellen sich unterschiedliche Stromantworten auf die jeweiligen Spannungszeiger 13a, 14a ein, da sich unterschiedliche Werte von Flussdichten B 11a, 12a ergeben. Durch den Unterschied der jeweiligen Stromantworten kann darauf geschlossen werden, ob es sich bei dem Permanentmagneten um einen Nord- oder Südpol handelt.
4b zeigt eine Darstellung zur Bestimmung des Nord- oder Südpols des Rotormagneten bei einem anderen Elektromotor. Das Magnetfeld des Permanentmagneten wirkt derart auf die Statorwicklung, dass der Wert der magnetischen Flussdichte B 10b bei zunehmender magnetischer Feldstärke H zunächst linear zunimmt und erst mit stark zunehmender magnetischer Flussdichte H degressiv ansteigt. Wird nun ein zu einem vorhergehenden Spannungszeiger 14b, dessen Betrag so groß gewählt worden ist, dass sich die ergebende magnetische Flussdichte im degressiven Bereich befindet, um 180° gedrehter, also entgegengesetzter Spannungszeiger 13b erzeugt, stellen sich unterschiedliche Stromantworten auf die jeweiligen Spannungszeiger ein, da sich unterschiedliche Werte von Flussdichten B 11b, 12b ergeben. Durch den Unterschied der jeweiligen Stromantworten kann darauf geschlossen werden, ob es sich bei dem Permanentmagneten um einen Nord- oder Südpol handelt, obwohl die magnetische Sättigung durch das magnetische Feld des Permanentmagneten eine magnetische Flussdichte B 10b in die Statorwicklung induziert, die sich im linearen Bereich befindet. Da hierfür ein vorhergehender Spannungszeiger 14b notwendig ist, der vom Betrag her größer ist als bei einem Motor wie in der 4a, könnte der Rotor durch den Spannungszeiger 14b in Bewegung gebracht werden. Um dies zu verhindern, ist der vorhergehende Spannungszeiger 14b und damit auch der um 180° zum vorhergehenden Spannungszeiger erzeugte Spannungszeiger 13b derart ausgerichtet, dass er unabhängig von seinem Betrag den Rotor nicht in Bewegung versetzten kann. Erzielt wird dies dadurch, dass der vorhergehende Spannungszeiger genau auf den Magnetpol des Permanentmagneten gerichtet wird.
Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 4b weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.
Bezugszeichenliste

01: Permanenterregte Synchronmaschine
02: Statorwicklung
03: Rotor
04: Spannungszeiger
05: Stator
06: vorbestimmter Grenzstromwert
07: Dauer bis zur Erreichung des Grenzstromwerts
08: Strom antworten
09: Harmonische Schwingung 2. Ordnung
10a: magnetische Flussdichte B, hervorgerufen durch einen Permanentmagneten des Rotors bei einem ersten Elektromotor
10b: magnetische Flussdichte B, hervorgerufen durch einen Permanentmagneten des Rotors bei einem anderen Elektromotor
11 a: Flussdichte B, die sich auf den vorhergehenden Spannungszeiger in 4a einstellt
11b: Flussdichte B, die sich auf den vorhergehenden Spannungszeiger in 4b einstellt
12a: Flussdichte B, die sich auf den weiteren Spannungszeiger in 4a einstellt
12b: Flussdichte B, die sich auf den weiteren Spannungszeiger in 4b einstellt
13a: weiterer Spannungszeiger in 4a
13b: weiterer Spannungszeiger in 4b
14a: vorhergehender Spannungszeiger in 4a
14b: vorhergehender Spannungszeiger in 4b

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1870999 A2 [0006]

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Rotorlage einer permanenterregten Synchronmaschine (1), umfassend folgende Schritte: - Erzeugen mehrerer, zeitlich zueinander versetzter Spannungszeiger (4), die unterschiedliche Phasenwinkel in Bezug auf eine Rotorreferenzlage aufweisen, mittels einer Statorwicklung (2) der permanenterregten Synchronmaschine, - Messen von Stromantworten (8) und den dazugehörigen Phasenwinkeln in Bezug auf die Rotorreferenzlage, die sich als Reaktion auf die jeweiligen Spannungszeiger (4) ergeben, mittels mindestens eines Stromsensors, - Berechnen einer harmonischen Schwingung 2. Ordnung (9) aus den Stromantworten (8), - Bestimmen einer Phasendifferenz zwischen der harmonischen Schwingung 2. Ordnung (9) und den Spannungszeigern (4), - Bestimmen der Rotorlage in Bezug auf die Rotorreferenzlage mittels der Phasendifferenz.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Stromantwort (8) als Wert einer elektrischen Stromstärke gemessen wird, die sich nach einer festgelegten Zeit in Reaktion auf einen Spannungszeiger (4) einstellt, oder dass die jeweilige Stromantwort (8) als Wert einer Zeit gemessen wird, die benötigt wird, damit sich in Reaktion auf einen Spannungszeiger (4) ein festgelegter Wert einer elektrischen Stromstärke einstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasendifferenz aufgrund einer magnetischen Sättigung der Statorwicklung durch die Permanentmagnete des Rotors (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungszeiger (4) erzeugt wird, der gegenüber einem bereits erzeugten Spannungszeiger um 180° gedreht ist, dass die Stromantworten des bereits erzeugten Spannungszeigers (4) und des gedrehten Spannungszeigers (4) miteinander verglichen werden, und dass durch den Vergleich der beiden Stromantworten zueinander festgestellt wird, welcher der beiden Spannungszeiger (4) eine Schwächung eines Magnetfelds hervorruft, welches durch einen Permanentmagneten erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bereits erzeugte Spannungszeiger (4, 14a) einer der ersten Spannungszeiger (4) ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bereits erzeugte Spannungszeiger ein gegenüber den ersten Spannungszeigern (4) weiterer Spannungszeiger (14b) ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bereits erzeugte Spannungszeiger vom Betrag her derart gewählt ist, dass sich eine magnetische Flussdichte einstellt, die mit zunehmender magnetischer Feldstärke degressiv zunimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stromsensor ein Stromsensor ist, der dazu bestimmt ist, einen Phasenstrom der permanenterregten Synchronmaschine (1) zu messen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Rotordrehzahl durchgeführt wird, die unter einer Mindestdrehzahl liegt, die dafür notwendig ist, um die Rotorlage mithilfe von Gegen-EMK zu ermitteln.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkdauer und/oder die elektrische Spannung der einzelnen Spannungszeiger (4) mindestens so groß ist, dass der Stromsensor die jeweiligen Stromantworten (8) messen kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkdauer der einzelnen Spannungszeiger (4) kleiner ist als die mechanische Zeitkonstante der permanenterregten Synchronmaschine (1).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vor einem Anlaufen oder Starten des Rotors (3) oder der permanenterregten Synchronmaschine (1) durchgeführt wird.
Verfahren zum Starten oder Hochlaufen einer permanenterregten Synchronmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dazu genutzt wird, um ein elektromagnetisches Drehfeld, welches durch die Bestromung der Statorwicklung (2) erzeugt wird und dazu dient den Rotor (3) anzutreiben, in Abhängigkeit der durch das Verfahren ermittelten Rotorlage auszurichten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Stillstand des Rotors (3) relativ zum Stator (5) der permanenterregten Synchronmaschine (1) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Rotorlagebestimmung genutzt wird, während parallel ein anderes Verfahren zu Rotorlagebestimmung genutzt wird, um die ermittelte Rotorlage des anderen Verfahrens zu spezifizieren und/oder auf Plausibilität zu prüfen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Rotorlagebestimmung nach einem der vorherigen Ansprüche als redundantes Verfahren zur Rotorlagebestimmung genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorlage in einem Steuergerät der permanenterregten Synchronmaschine (1) abgespeichert wird.
Permanenterregte Synchronmaschine (1) mit einem Stator (5), der eine Statorwicklung aufweist, mindestens einem Stromsensor, einem Rotor (3), der Permanentmagnete aufweist, einem Steuergerät und Mittel, die dazu geeignet sind, die Schritte eines der vorhergehenden Verfahren auszuführen.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Vorrichtung des Anspruchs 18 die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ausführt.
Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 19 gespeichert ist.