(57)【要約】  本発明は、回転式の電気機械（１０）のロータ位置を決定する方法に関する。電気機械（１０）は、少なくとも第１の多相サブシステム（２１）と第２の多相サブシステム（２２）とを有し、サブシステムは、それぞれの巻線グループ（３１、３２）に給電するためのＰＷＭ制御方式のインバータ（４１、４２）を有し、少なくとも第１のサブシステム（２１）及び第２のサブシステム（２２）の巻線グループ（３１、３２）は、実質的に３６０°だけ電気的に互いにずらして配置されている。この方法では、高周波電流変化を達成するために、調整器（５０）によって設定された電圧（ｕＣｏｎｔｒｏｌ）が高周波電圧（ｕｉｎｊ）を供給することによって変更される。次いで、それぞれのサブシステム（２１，２２）について、少なくとも第１の相電流及び第２の相電流を測定することにより相電流の電流波形を決定することによって電流変化が検出される。次いで、決定された電流波形及び供給された高周波電圧（ｕｉｎｊ）の関数としてロータ位置が決定される。さらに本発明は、本発明による方法を実施するように設定された電気機械（１０）に関する。
2020528259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転式の電気機械（１０）のロータ位置を決定する方法であって、電気機械（１０）が、少なくとも第１の多相サブシステム（２１）と第２の多相サブシステム（２２）とを有し、それぞれのサブシステム（２１、２２）が、それぞれ１つの巻線グループ（３１、３２）と、それぞれの巻線グループ（３１、３２）に給電するためのＰＷＭ制御方式のインバータ（４１、４２）とを有し、少なくとも第１のサブシステム（２１）及び第２のサブシステム（２２）の巻線グループ（３１、３２）が、実質的に３６０°だけ電気的に互いにずらして配置されている方法において、該方法が、
ａ．それぞれ位置に依存した電流変化を達成するために、それぞれのサブシステム（２１、２２）に、所定の電圧（ｕＣｏｎｔｒｏｌ）に加えてそれぞれ高周波電圧（ｕｉｎｊ）を供給することによって、調整器によって第１の調整器サンプリングステップと第２の調整器サンプリングステップとの間でサブシステム（２１、２２）を制御するために設定された電圧（ｕＣｏｎｔｒｏｌ）を変更する変更ステップであって、少なくとも第１のサブシステム（２１）及び第２のサブシステム（２２）の高周波電圧（ｕｉｎｊ）が、互いにシフトした位相位置を有するように選択され、少なくとも第１のサブシステム（２１）及び第２のサブシステム（２２）の所定の電圧（ｕＣｏｎｔｒｏｌ）が、実質的に互いに同じ位相位置を有するように選択される、変更ステップと、
ｂ．相電流のそれぞれ１つの電流波形を得るために、第１の調整器サンプリングステップと第２の調整器サンプリングステップとの間で、それぞれのサブシステム（２１、２２）のための少なくとも第１の相電流及び第２の相電流をＰＷＭ同期的に測定する測定ステップと、
ｃ．方法ステップｂで得られた電流波形及び方法ステップａで供給された高周波電圧（ｕｉｎｊ）の関数としてロータ位置を決定する決定ステップと
を含む、回転式の電気機械（１０）のロータ位置を決定する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
方法ステップａで、少なくとも第１のサブシステム（２１）及び第２のサブシステム（２２）の高周波電圧（ｕｉｎｊ）を、該高周波電圧（ｕｉｎｊ）が、３６０°のｎ倍をサブシステムの数で割った分だけシフトされた位相位置を有するように選択し、ｎを整数とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
方法ステップａで、少なくとも第１のサブシステム（２１）及び第２のサブシステム（２２）の高周波電圧（ｕｉｎｊ）の振幅を、サブシステム（２１、２２）の高周波電圧（ｕｉｎｊ）の全ての電圧ベクトルの合計がロータ磁束方向に向いた座標系においてゼロベクトルをもたらすように選択する方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、
方法ステップｃで、少なくとも第１及び第２のサブシステムについて、所定の電圧（ｕＣｏｎｔｒｏｌ）を変化させることにより生じるそれぞれの電流変化を、方法ステップｂで得られた相電流の電流波形の関数として決定し、電流波形を、所定の電圧（ｕＣｏｎｔｒｏｌ）を変化させることなしに流れる第１の電流の電流波形と、高周波電圧（ｕｉｎｊ）を供給することによって生成される第２の電流とに分割し、それぞれ決定された電流変化の関数としてロータ位置を決定する方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
方法ステップｂで得られた少なくとも第１のサブシステム（２１）及び第２のサブシステム（２２）の相電流の差を求めることにより、高周波電圧（ｕｉｎｊ）を供給することによって生成される第２の電流を決定する方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の方法において、
方法ステップｂで得られた少なくとも第１のサブシステム（２１）及び第２のサブシステム（２２）の相電流の平均値を求めることによって、所定の電圧（ｕＣｏｎｔｒｏｌ）を変化させることなしに流れる第１の電流を決定する方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法において、
第１の調整器サンプリングステップと第２の調整器サンプリングステップとの間の所要時間を表す調整器サンプリング周期をＰＷＭ周期よりも大きく設定する方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法において、
高周波電圧（ｕｉｎｊ）が、電気機械（１０）のケーシングで生成され得る機械的振動の共振周波数を超える周波数範囲を有する方法。
【請求項９】
少なくとも第１の多相サブシステム（２１）及び第２の多相サブシステム（２２）を有する回転式の電気機械（１０）であって、それぞれのサブシステム（２１、２２）が、巻線グループ（３１、３２）と、それぞれの巻線グループ（３１、３２）に給電するためのＰＷＭ制御方式のインバータ（４１、４２）とを有する回転式の電気機械（１０）において、
少なくとも第１のサブシステム（２１）及び第２のサブシステム（２２）の巻線グループ（３１、３２）が、実質的に３６０°だけ電気的に互いにずらして配置されており、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする回転式の電気機械（１０）。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気機械において、
少なくとも第１及び第２のサブシステム（２１、２２）の巻線グループ（３１、３２）が、ロータ磁束方向に向いた座標系において実質的に一定であるインダクタンス行列が得られるように相互に接続されている電気機械。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の電気機械において、
前記少なくとも第１及び第２のサブシステム（２１、２２）が、共通電圧中間回路（６０）を有する電気機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式の電気機械のロータ位置を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような方法は、例えば、ドイツ特許出願公開第１０２００９０３９６７２号明細書に開示されている。この明細書には、位置センサを使用することなしにロータ位置を決定しようとするエンコーダレスの調整が開示されている。回転数が少ない場合には、機械の磁気異方性によってロータ位置を決定する、いわゆる「異方性に基づいた方法」が使用される。高い動力により駆動される場合には、電気機械の調節可能な位相電圧を生成するために一般にパルス幅変調（ＰＷＭ）方式のインバータが使用される。インバータの制御信号は、調整によって決定された所定の電圧をＰＷＭデューティサイクルに換算する空間ベクトル変調によって計算される。所定の電圧は、調整器によって、例えば、ロータ位置及び検出された相電流、ならびに電気機械に対する特定の要件、例えば回転数又はトルクの関数として決定される。異方性に基づいた一般的な方法では、調整器によって設定された電圧に加えて高周波電圧を誘導することにより、２つの調整器サンプリングステップの間で所定の電圧を適切に変更することによって、位置に依存した電流の変化が生成される。次いで、このようにして生じる電流変化は、特定の時点で電気機械のそれぞれの相電流の電流測定によって検出することができる。検出された相電流及び供給された電圧に依存して、例えば、上述の公開明細書に開示されているように、ロータ位置を決定することができる。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、回転式の電気機械のロータ位置を決定する方法に関し、電気機械は、少なくとも第１の多相サブシステムと第２の多相サブシステムとを有し、それぞれのサブシステムは、巻線グループと、それぞれの巻線グループに給電するためのＰＷＭ制御方式のインバータとを有し、少なくとも第１及び第２のサブシステムの巻線グループは、実質的に３６０°だけ電気的に互いにずらして配置される。この方法は、次の方法ステップ：
ａ．それぞれ位置に依存した電流変化を達成するために、それぞれのサブシステムに、所定の電圧に加えてそれぞれ高周波電圧を供給することにより、調整器によって第１の調整器サンプリングステップと第２の調整器サンプリングステップとの間でサブシステムを制御するために設定された電圧を変更する変更ステップであって、
少なくとも第１のサブシステム及び第２のサブシステムの高周波電圧が、互いにシフトした位相位置を有するように選択され、
少なくとも第１のサブシステム及び第２のサブシステムの所定の電圧が、実質的に互いに同じ位相位置を有するように選択される、変更ステップ、
ｂ．相電流のそれぞれ１つの電流波形を得るために、第１の調整器サンプリングステップと第２の調整器サンプリングステップとの間で、それぞれのサブシステムのための少なくとも第１の相電流及び第２の相電流をＰＷＭ同期的に測定する測定ステップ、及び
ｃ．方法ステップｂで得られた電流波形及び方法ステップａで供給された高周波電圧の関数としてロータ位置を決定する決定ステップ
を含む。
【０００４】
この場合、サブシステムの高周波電圧の位相位置がシフトされたことに基づいて、異方性に基づいた方法、この場合には特に高周波電圧を供給することによって、電気機械のトルクリップルの生成を低減することができることが有利である。これにより、電気機械が動作している場合にロータ位置の決定に起因するノイズ発生を低減することができる。
【０００５】
この方法によって、動作中に電気機械の特性を無視できる程度にしか劣化させないエンコーダなしのロータ位置の決定を行うことができる。さらに、本発明によれば、この方法によって、既存のロータ位置センサの結果を確認することも可能である。
【０００６】
この場合、電気機械のサブシステムは、特にそれぞれ３相で構成されており、とりわけ、それぞれ１つの巻線グループと、それぞれの巻線グループに給電するためのＰＷＭ制御方式のインバータとを有する。
【０００７】
さらに、電気機械は、第１及び第２のサブシステムに加えて、第３又は第４のサブシステム、又はさらには任意の数のさらなるサブシステムを有することも可能であり、これらのサブシステムは、特に、同様にそれぞれ３６０°だけ電気的に互いにずらして配置されている。この場合、第１及び第２のサブシステムの所定の電圧の位相位置が実質的に同じであることは、例えば、外乱又は製造に基づいたそれぞれのサブシステムの許容差に基づいて最大で数度のずれがあることとして理解されるべきである。
【０００８】
３６０°だけ電気的に互いにずらされていることは、２つの異なるサブシステムの巻線グループが、３６０°の整数倍を電気機械の極数で割った分だけ機械的に互いにずらして配置されていることであると理解されたい。倍数は１を意味することもある。
【０００９】
本発明による方法の一実施形態では、方法ステップａで、少なくとも第１及び第２のサブシステムの高周波電圧は、高周波電圧が、３６０°のｎ倍をサブシステムの数で割った分だけシフトされた位相位置を有するように選択され、この場合、ｎは整数である。
【００１０】
有利には、この場合、このように位相位置を対応してシフトすることによって、例えば、２つのサブシステムにおいて、ロータ磁束方向に向いた座標系において反対に整列されるように高周波電圧を選択することによって、ノイズ発生をさらに最適化することができる。したがって、このようにして生じる総電圧ベクトルは、有利には、非常に小さく、これにより電気機械の対応するトルクリップルを小さく抑えることができる。したがって、高周波電圧をこのように選択することによって、ロータ位置を決定するための本発明の方法によるノイズの発生がさらに低減される。
【００１１】
２つのサブシステムの場合には、高周波電圧は、例えば、互いに１８０°の位相位置を有することができる。例えば、３つのサブシステムの場合には、高周波電圧の位相位置をサブシステム毎にそれぞれ１２０°だけシフトすることが可能である。４つのサブシステムの場合には、例えば、サブシステムが互いに０°、９０°、１８０°及び２７０°の位相位置を有する可能性がある。しかしながら、高周波電圧がそれぞれ２つのサブシステムで同じ方向に注入され、他の２つのサブシステムでは、最初の２つのサブシステムと比較して１８０°だけシフトした位相位置で注入されることも可能である。
【００１２】
本発明による方法の一実施形態によれば、方法ステップａで、少なくとも第１及び第２のサブシステムの高周波電圧の振幅は、サブシステムの高周波電圧の全ての電圧ベクトルの合計がロータ磁束方向に向いた座標系においてゼロベクトルをもたらすように選択される。
【００１３】
有利には、この場合には、高周波電圧の振幅を付加的に設定することにより、ロータ位置の決定に基づいたトルクリップルの発生を完全に回避することさえできる。ゼロベクトルは、３相のサブシステムにおいて、全ての第１の相の高周波電圧の合計、全ての第２の相の高周波電圧の合計、及び全ての第３の相の高周波電圧の合計がゼロになることを意味する。
【００１４】
本発明による方法の一実施形態によれば、方法ステップｃで、少なくとも第１及び第２のサブシステムについて、所定の電圧を変化させることにより生じるそれぞれの電流変化が、方法ステップｂで得られた相電流の電流波形の関数として決定され、電流波形は、所定の電圧を変化させることなしに流れる第１の電流の電流波形と、高周波電圧を供給することによって生成される第２の電流とに分割され、それぞれ決定された電流変化の関数としてロータ位置が決定される。ロータ位置の対応する決定は、例えば、前述の従来技術に開示されている。
【００１５】
有利には、このことは、ロータ位置を決定するための簡略な可能性を表す。これにより、必要な計算労力を小さく抑えることができ、ロータ位置の決定を迅速に行うことができる。
【００１６】
本発明による方法の一実施形態では、高周波電圧を供給することによって生成される第２の電流は、方法ステップｂで得られた少なくとも第１及び第２のサブシステムの相電流の差を求めることによって決定される。
【００１７】
有利には、この場合、サブシステムの所定の電圧の位相位置が同じであることに基づいて、所定の電圧を変化させることなしに流れる第１の電流は、差を求める場合に互いに相殺し、したがって、高周波電圧を供給することによって生成される第２の電流は極めて簡単に決定可能である。これに対して、第２の電流は、高周波電圧の位相位置がシフトされていることに基づいて、互いに相殺することはない。
【００１８】
本発明による方法の一実施形態によれば、所定の電圧を変化させることなしに流れる第１の電流は、方法ステップｂで得られた少なくとも第１及び第２のサブシステムの相電流の平均値を求めることによって決定される。
【００１９】
有利には、この場合、サブシステムの高周波電圧の位相位置がシフトされていることに基づいて、高周波電圧を供給することによって生成される第２の電流は、平均値を求める場合に少なくともある程度は互いに相殺し、したがって、所定の電圧を変化させることなしに流れる第１の電流は極めて簡単に決定可能である。したがって、第１の電流は、所定の電圧の位相位置が同じであることに基づいて、互いに相殺することはない。
【００２０】
本発明による方法の一実施形態によれば、第１の調整器サンプリングステップと第２の調整器サンプリングステップとの間の所要時間を表す調整器サンプリング周期がＰＷＭ周期よりも大きく設定されている。
【００２１】
有利には、この場合、相電流のＰＷＭ同期方式の測定によって、ロータ位置を決定するために実際に必要とされるよりも多くの測定値が検出される。これにより、信号対雑音比を改善することができる。
【００２２】
この場合、高周波電流を計算するために使用される相電流間の差は、推定され、補償される低周波誤差を有すると仮定することができる。この低周波誤差成分は、例えば、それぞれのサブシステム又は巻線グループの製造に基づいた許容差から生じる。誤差の推定は、特に最小二乗法を用いて行うことができる。この場合、調整器によって設定される電圧は、２つの調整器サンプリングステップの間で一定であると仮定することができる。低周波誤差成分は、調整器によって設定された電圧が一定である期間において、モデル関数を使用して、好ましくは低次多項式を用いて記述することができる。高周波電圧の供給によって生じる高周波電流はまた、さらにロータ位置に依存する逆インダクタンスの関数として線形方程式によって、又はロータ位置誤差の関数として線形方程式によって記述することができる。
【００２３】
設定された電圧は一定であるが、相電流間の差の時間波形は、線形の連立方程式を用いて記述することができる。調整器サンプリング周期の逆数を表す調整器サンプリング周波数がＰＷＭ周波数よりも著しく低くなるように選択される場合、線形方程式を解くために必要とされるよりも著しく多くの相電流測定値が検出される。この場合、最小二乗法を用いて、過剰決定された連立方程式を解くことができる。このことは、ＰＷＭ周波数と比較して調整器サンプリング周波数が小さいほど、決定の解パラメータの信号対雑音比が良好になることを意味する。
【００２４】
本発明による方法の一実施形態によれば、高周波電圧は、電気機械のケーシングで生成され得る機械的振動の共振周波数を超える周波数範囲を有する。
【００２５】
有利には、この場合、高周波電圧のための適切な周波数範囲を選択することによって、それぞれのサブシステムへの高周波電圧の供給に起因するノイズ発生は低減することができるか、又は全く生じない。
【００２６】
高周波電圧を供給することによって、高周波電圧と実質的に同じ周波数を有する半径方向の高周波力が電気機械のステータに作用する。電気機械のトポロジー及び高周波電圧の選択に応じて、高周波電圧によって生成される半径方向の力は、異なる空間次数を有する。この力によってステータが振動させられる。機械的振動のモードは、通常、力の空間次数と同一であり、共振周波数は、それぞれのモードについて異なる。したがって、機械的振動を最小限に抑えるためには、高周波電圧の周波数範囲が励起モードの共振周波数を超えていることが有利である。
【００２７】
本発明は、少なくとも第１の多相サブシステム及び第２の多相サブシステムを有する回転式の電気機械に関する。それぞれのサブシステムは、巻線グループと、それぞれの巻線グループに給電するためのＰＷＭ制御方式のインバータとを有する。さらに、少なくとも第１及び第２のサブシステムの巻線グループは、実質的に３６０°だけ電気的に互いにずらして配置されている。さらに、電気機械は、本発明による方法を実施するように構成されている。
【００２８】
有利には、サブシステムの高周波電圧の位相位置がシフトされることにより、異方性に基づいた方法、この場合には高周波電圧を供給することによって生成される電気機械のトルクリップルを低減することができる。これにより、電気機械の動作中にロータ位置を決定することに起因するノイズ発生を低減することができる。
【００２９】
本発明による電気機械の一実施形態によれば、少なくとも第１及び第２のサブシステムの巻線グループは、ロータ磁束方向に向いた座標系において実質的に一定であるインダクタンス行列が得られるように相互に接続されている。
【００３０】
有利には、この場合、ロータ位置を簡単に決定することが可能である。その理由は、サブシステムの個々の巻線グループの巻線を相互に接続することができる様々な可能性があるからである。サブシステムもしくは巻線グループの接続に応じて、電気機械は異なる対称特性を有する。このことは、とりわけ、個々の位相間の磁気結合に影響を及ぼす。したがって、ロータ磁束方向に向いた座標系では、例えば、別個のサブシステムを有する電気機械の位相及び結合インダクタンスは、織り合わされた巻線を有する機械と比較して、追加の数学的次数を有する。これらの追加の次数は、高周波電流変化からロータ位置を推論することができるようにするために、追加の次数が知られていなければならないので、異方性ベースの方法を使用してロータ位置を決定することを困難にする。電気機械の一定のインダクタンス行列をもたらす巻線グループを相互に接続することによって、追加の次数を最小限に抑えることができ、したがって、ロータ位置の決定を簡単に保つことができる。
【００３１】
本発明による電気機械の一実施形態によれば、少なくとも第１及び第２のサブシステムは、共通の電圧中間回路を有する。
【００３２】
有利には、この場合、トルクリップルに加えて、それぞれのサブシステムへの高周波電圧の供給に起因して発生し、インバータへの供給ラインに流れるバッテリ電流リップルを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】回転式の電気機械のロータ位置を決定するための本発明による方法の例示的な実施形態を示す図である。
【図２】本発明による方法を実施するように構成された本発明による回転式の電気機械の例示的な実施形態を示す図である。
【図３ａ】例えば図２に示した電気機械の第１及び第２のサブシステムの巻線グループの２つの異なる配置を詳細に示す図である。
【図３ｂ】例えば図２に示した電気機械の第１及び第２のサブシステムの巻線グループの２つの異なる配置を詳細に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、回転式の電気機械のロータ位置を決定するための本発明による方法の例示的な実施形態を示す。例えば図２に示す電気機械１０は、少なくとも１つの第１の多相サブシステム２１及び第２の多相サブシステム２２を有する。サブシステム２１、２２は、特に３相で構成されている。さらに、それぞれのサブシステム２１、２２は、巻線グループ３１、３２と、それぞれの巻線グループ３１、３２に給電するためのＰＷＭ制御式のインバータ４１、４２とを有する。少なくとも第１及び第２のサブシステム２１、２２の巻線グループ３１、３２は、実質的に３６０°だけ互いにずらして配置されている。
【００３５】
図１に示す例示的な実施形態では、方法は、開始Ｓの後に、方法ステップａにおいて、位置に依存した電流変化を達成するために、所定の電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌに加えて高周波電圧ｕｉｎｊを注入することによって２つのサブシステム２１、２２を制御するための調整器５０によって、第１の調整器サンプリングステップと第２の調整器サンプリングステップとの間で、それぞれのサブシステム２１、２２について所定の電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌが変更される。それぞれのサブシステム２１、２２について、高周波電圧ｕｉｎｊは、所定の電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌに加算され、次に、それぞれのサブシステム２１、２２を制御するためにＰＷＭデューティサイクルに変換される。少なくとも第１及び第２のサブシステム２１、２２の高周波電圧ｕｉｎｊは、互いにシフトした位相位置を有するように選択される。例えば、第１のサブシステム２１の高周波電圧ｕｉｎｊは、第２のサブシステム２２の高周波電圧ｕｉｎｊに対して１８０°だけずれた位相位置を有することができる。さらに、２つのサブシステム２１、２２の高周波電圧ｕｉｎｊの振幅は、サブシステム２１、２２の高周波電圧ｕｉｎｊの全ての電圧ベクトルの合計がゼロベクトルとなるように選択することができる。したがって、２つのサブシステムの高周波電圧ｕｉｎｊの位相シフトが１８０°である場合、振幅は、合計してゼロベクトルを得るために同一になるように選択することができる。さらに、少なくとも第１及び第２のサブシステム２１、２２の所定の電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌは、実質的に互いに同じ位相位置を有するように選択される。第１のコントローラ走査ステップと第２の調整器サンプリングステップとの間の所要時間は、特に、ＰＷＭ周期の所要時間よりも何倍も大きくなるように選択することができる。
【００３６】
方法ステップａに続いて、方法ステップｂでは、全ての相電流のそれぞれ１つの電流波形を得るために、それぞれのサブシステム２１，２２について、第１調整器サンプリングステップと第２調整器サンプリングステップとの間の少なくとも第１相電流及び第２相電流がＰＷＭ同期的に測定される。例えば、三相で構成されたサブシステム２１、２２を有する電気機械１０において、それぞれのサブシステム２１、２２の第１の相電流及び第２の相電流のみが測定される場合には、それぞれのサブシステム２１、２２の第３の相電流は、第１のキルヒホッフの法則によって第１の相電流及び第２の相電流から決定することができる：
【数１】
2020528259.tif 000003
代替的には、それぞれのサブシステム２１、２２の第３相電流を測定することもできる。
【００３７】
最後に、方法ステップｃにおいて、電気機械１０のロータ位置が、方法ステップｂで得られた電流波形、及び方法ステップａで供給された高周波電圧ｕｉｎｊの関数として決定され、これに続いて方法は終了する。ロータ位置は、特に、方法ステップａにおいて所定の電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌを変化させることにより生じる電流変化を決定することによって決定することができる。電流変化は、ステップｂで得られた相電流の電流波形、及び方法ステップａで供給された高周波電圧ｕｉｎｊの関数として決定される。このために、方法ステップｂで得られた電流波形は、所定の電圧ＵＣｏｎｔｒｏｌを変化させることなしに流れる第１の電流と、電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌを変化させることによって生成される第２の電流とに分割される。第２の電流は、例えば、方法ステップｂで得られた少なくとも第１及び第２のサブシステム２１、２２の相電流の差を求めることによって決定することができる。さらに、第１の電流は、例えば、方法ステップｂで得られた少なくとも第１及び第２のサブシステム２１、２２の相電流の平均値を求めることによって決定することができる。
【００３８】
図示しない代替的な実施形態では、電気機械のロータ位置を連続的に決定するために、この方法を規則的に新たに開始することができる。
【００３９】
図２は、本発明による方法を実施するように構成された、本発明による回転式の電気機械の例示的な実施形態を示す。
【００４０】
電気機械１０が示されている。電気機械１０は、第１の多相サブシステム２１の巻線グループ３１と、第２の多相サブシステム２２の巻線グループ３２とによって取り囲まれた永久磁石ロータ１５を有する。サブシステム２１、２２は、特に３相で設計されているが、このことは図示されていない。巻線グループ３１、３２は、少なくとも第１及び第２のサブシステム２１、２２の巻線グループ３１、３２が実質的に３６０°だけ電気的に互いにずらして配置されるように、図示しないステータに配置されている。
【００４１】
さらに、第１のサブシステム２１の巻線グループ３１は、巻線グループ３１を通電するインバータ４１に接続されている。これに対応して、第２のサブシステム２２の巻線グループ３２もインバータ４２に接続されている。２つのサブシステム２１、２２の２つのインバータ４１、４２は、インバータ４１及び４２を対応して制御するＰＷＭユニット７０に接続されている。この場合、ＰＷＭユニット７０は、それぞれのサブシステム２１、２２について、調整器５０から所定の電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌを受け取り、高周波励起ユニット８０から高周波電圧Ｕｉｎｊを受け取り、これらの電圧は加算され、ＰＷＭユニット７０によって対応するＰＷＭデューティサイクルに換算される。この場合、少なくとも第１及び第２のサブシステム２１、２２の高周波電圧ｕｉｎｊは、互いにずらされた位相位置を有するように選択されている。さらに、少なくとも第１及び第２のサブシステム２１、２２の所定の電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌは、実質的に互いに同じの位相位置を有するように選択されている。さらに、第１のサブシステム２１及び第２のサブシステム２２は、共通の電圧中間回路６０に接続されている。
【００４２】
電気機械１０は、三相式のサブシステム２１、２２では、それぞれのサブシステム２１、２２の少なくとも第１の相及び第２の相のためにそれぞれ１つの電流測定センサユニット５５を有する。この電流測定センサユニット５５によって、対応する相電流を検出することができる。この場合、検出された相電流の値は、コントローラ５０及びロータ位置ユニット９０の両方に供給される。ロータ位置ユニット９０は、相電流の対応する電流波形の関数としてロータ１５のロータ位置を決定し、このロータ位置をとりわけコントローラ５０に伝送するように構成されている。コントローラ５０は、相電流の電流波形及び得られたロータ位置の関数として第１及び第２のサブシステム２１、２１のための所定の電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌを決定し、これらの所定の電圧ｕＣｏｎｔｒｏｌを前述のようにＰＷＭユニット７０に伝送するように構成されている。
【００４３】
図３ａ及び図３ｂは、例えば図２に示した電気機械の第１及び第２のサブシステムの巻線グループの２つの異なる配置を詳細に示す。
【００４４】
図３ａ及び図３ｂはそれぞれ、電気機械１０のステータ１３に配置され、電気機械１０のロータ１５の周囲に配置された第１及び第２のサブシステム２１、２２の巻線グループ３１、３２を示す。巻線グループ３１、３２は、それぞれ３相で構成されており、したがって、相につきそれぞれ１つのコイルを有する。したがって、第１のサブシステム２１の第１の巻線グループ３１は、相ｕ１、ｖ１、及びｗ１のためのそれぞれ１つのコイルを有する。これに対応して、第２のサブシステム２２の第２の巻線グループ３２は、相ｕ２、ｖ２、及びｗ２のためのそれぞれ１つのコイルを有する。図３ａ及び図３ｂの巻線グループ３１、３２のコイルは、それぞれ３６０°だけ電気的に互いにずらして配置されており、それぞれの配置により、それぞれの相の個々のコイル間の磁気結合に基づいた電気機械１０の異なる対称特性のみがもたらされる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【国際調査報告】
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