(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. H02P 21/00 (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato () Prioritet , IT, PD09016 (84) Utpekte stater AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR (73) Innehaver Reel S.r.l., Via Riviera Berica, 40/42/44, Ponte di Nanto (VI), IT-Italia (72) Oppfinner BERTOTTO, Ezio, Via Carpaneda 2, I-3600 Bolzano Vicentino (vi), IT-Italia DI SANTO, Federico, Via Costa, I Sossano (VI), IT-Italia MARODIN, Enrico, Via A. Ferretto 37/a, I Barbarano Vicentino (VI), IT-Italia (74) Fullmektig Bryn Aarflot AS, Postboks 449 Sentrum, 04 OSLO, Norge (4) Benevnelse Fremgangsmåte for styring av en motor (6) Anførte publikasjoner FR-A US-A US-A

2 1 Fremgangsmåte for styring av en motor Oppfinnelsens område Foreliggende oppfinnelse finner generelt anvendelse i forbindelse med elektriske drev for motorer. Spesielt vedrører foreliggende oppfinnelse motorstyring gjennom elektriske drev, i alminnelighet utstyrt med vekselrettere. Bakgrunn og kjent teknikk I moderne teknologi er motorer blant de mest brukte elementer i forskjellige anvendelser. Mange forskjellige typer motorer har vært utviklet og anvendt, i samsvar med spesifikke typer anvendelser. For eksempel kan motorer grupperes i synkrone og asynkrone motorer, eller likestrøms- eller vekselstrømsmotorer. 1 Uansett er det et stadig økende behov for forbedring av virkningsgraden til slike motorer. Med henblikk på det ovennevnte er det mange anvendelser der motorer kan levere variabelt dreiemoment på forskjellige tidspunkter under drift. Av denne grunn, for å bedre virkningsgraden, kan det være formålstjenlig å endre motorhastigheten for å unngå energisløsing når motoren kan jobbe i en saktekjørende tilstand. Elektriske drev med vekselrettere blir derfor anvendt, som er tilpasset for å justere motorhastigheten. 2 Én av de viktigeste motorstyringsteknikker som realiseres av nevnte drev er den vektorielle metode, på hvilken ett eksempel er feltorienteringsmetoden. 3 Kort beskrevet, siden likestrømsmotoren alltid har vært brukt som en modell, som følge av det skarpe skillet mellom formagnetiseringsfluks-eksitasjonsstrømmen og den dreiemomentgenererende ankerstrømmen, blir en generell motor styrt gjennom en slik vektoriell metode, som gjør det mulig å dele inn sterkstrømmen i to komponenter, kjent som likestrøm og kvadratur- eller reaktiv strøm, som kan assimileres til fluksstrømmen og ankerstrømmen til en likestrøm, slik at motoren ideelt kan anvendes tilsvarende som den ovennevnte modellmotoren. Dette vil maksimere ytelsen til enhver motor med hensyn til dreiemoment ved forskjellige omdreiningshastigheter, hastighetsnøyaktighet og virkningsgrad.

3 2 Ved vektoriell styring er likestrøm tilsvarende fluksstrøm, mens kvadratur- eller reaktiv strøm svarer til ankerstrøm. Dreiemomentgenereringen styres ved å justere den kvadratur- eller reaktive strømmen, når den motorspesifikke likestrømmen har blitt bestemt. Et konkret eksempel er den synkrone reluktansmotor hvor, som nevnt over, likestrømstyring kan erstattes med likefluksstyring. 1 I eksempelet med feltorienteringsvektormetoden, ved styring av en kjent motor, kan klarrespons bare oppnås ved å sette likestrøm til den nominelle verdien mens den kvadratur- eller reaktive strømmen settes av en hastighets- eller dreiemomentregulator. Dette påvirker imidlertid virkningsgraden, siden motoren alltid drives ved maksimal kapasitet, også når dreiemomentbehovet er minimalt, dvs. når motoren kan kjøre med lav hastighet. Med andre ord, selv om denne løsningen holder motorvirkningsgraden uendret ved høye kjørehastigheter, reduseres virkningsgraden, gjerne i betydelig grad, ved lave kjørehastigheter. Av disse grunnene er styringsenheter kjent som også endrer likestrøm, ved å justere spenningen i endene av motoren som funksjon av last. Selv om dette bedrer motorvirkningsgraden ved å redusere strømmen som tilføres denne ved lave kjørehastigheter, har det fortsatt den ulempe at slik styring er en indirekte, ikke-optimal måte å påvirke likestrøm. 2 Videre oppnås det ved å tilføre forutbestemt likestrøm i tilstedeværelse av forutbestemte laster. En slik løsning er tilsynelatende ikke optimal, spesielt ved blandede laster. Med andre ord, også når kjente motorer styres gjennom en vektoriell feltorienteringsmetode for å assilimilere dem til en likestrømsmotor, er de fortsatt beheftet med redusert virkningsgrad ved lave kjørehastigheter, selv om styringen innebærer en endring av både kvadratur- / reaktiv strøm og likestrøm. 3 Et konkret eksempel er motorer med styringsenheter som opererer i vektoriell modus, uten posisjons- eller rotasjonshastighetssensor, også kjent som sensorløs vektoriell styring. I denne typen motorer er dette problemet enda mer alvolig. Mens rotorens rotasjonshastighet og posisjon kan detekteres ved anvendelse av den motelektromotoriske kraften ved høye kjørehastigheter, hindrer motorens iboende impedans bruk av denne

4 3 metoden ved lave kjørehastigheter. Spenningstap forårsaker en ikke ubetydelig feil, sammenliknet med absoluttverdien til den motelektromotoriske kraften. Av denne grunn, ved lave kjørehastigheter, blir en ytterligere tidsavhengig spenning, som er null i middel, lagt til matespenningen. Passende styrealgoritmer, som representerer motor/vekselretter-sammenstillingen, så som en resolver-til-digital-omformer, hvor motoren tjener som resolver og vekselretteren dekoder resultanten til spenningssignalet endret av den tillagte støyen, tilveiebringer verdier som er tilnærmelsesvis proporsjonale med differansen mellom den faktiske posisjonen og den estimerte posisjonen, idet det tillagte signalet genereres samtidig som vekselretterens grunnkomponent. Ikke desto mindre medfører slik tillagt spenning ved lave kjørehastigheter ytterligere arbeid i motoren, som resulterer i redusert virkningsgrad. 1 FR28283, som ingressen til krav 1 er basert på, viser en fremgangsmåte for styring av en motor, hvor beregningen av størrelsen til den vektorielle likestrømmen og den vektorielle reaktive strømmen varierer som funksjon av motorens momentanhastighet. US04/0222 viser en fremgangsmåte for styring av en motor, hvor rotorhastigheten og posisjonsvinkelen bestemmes ved å legge til en sinusspenning i matespenningen til motoren. US omhandler en fremgangsmåte og et apparat for styring av posisjonen til en permanentmagnetmotor med en sensorløs styring tilpasset for å generere nullsekvensspenninger basert på spenningskommandoer og motorutgangssignaler. 2 Ingen av disse tidligere dokumentene sier noe om styring av en motor med en vektoriell metode tilpasset for å maksimere motorvirkningsgraden uavhengig av den momentane rotorhastigheten. Sammenfatning av oppfinnelsen Formålet med foreliggende oppfinnelse er å i det minste delvis fjerne de ovennevnte ulemper ved å tilveiebringe en fremgangsmåte for styring av en motor som kan øke dens virkningsgrad også ved lave dreiemomenter. 3 Et annet formål er å tilveiebringe en fremgangsmåte for styring av en motor som kan øke virkningsgraden ved lave kjørehastigheter også i sensorløse motorer, dvs. motorer uten sensorer for å detektere rotasjonshastigheten og posisjonen til rotoren under drift.

5 4 Disse og andre formål, som vil bli forklart nærmere nedenfor, oppnås av en fremgangsmåte for styring av en motor som angitt i hovedkravet. Spesielt anvender fremgangsmåten en vektoriell metode og en vekselretter. Den inkluderer generelt de trinn å: - bestemme verdien til en kvadratur- eller reaktiv strøm I q nødvendig for motoren for å generere ønsket dreiemoment; - regne ut verdien til en likestrøm I d som skal tilføres motoren med likningen: 1 hvor k t er fasen til strømvektoren, som dreiemomentkonstanten til nevnte motor er kjent å avhenge av; - regne ut sterkstrømmen til nevnte motor ved hjelp av nevnte likestrøm I d og nevnte kvadratur- eller reaktive strøm I q ; - tilføre nevnte sterkstrøm til nevnte motor med nevnte vekselretter, hvor fasen k t til strømvektoren er en konstant vinkel uavhengig av motorens hastighet, og svarer til den maksimale dreiemomentkonstanten under betingelser med maksimal virkningsgrad. Med andre ord er ikke likestrømmen I d konstant, men endrer seg med den kvadratureller reaktive strømmen I q. Dette gjør det mulig å optimalisere sterkstrømmen som tilføres motoren i samsvar med dreiemomentet den er utformet for å utvikle. Som følge av dette optimaliseres virkningsgraden til motoren som styres på denne måten. 2 I denne henseende er motorens dreiemomentkonstant den maksimale dreiemomentkonstanten som kan oppnås ved en gitt lasttilstand og blir bestemt i et gitt trinn, under hvilket motoren karakteriseres som funksjon av likestrømmen I d og den kvadratur- eller reaktive strømmen I q for å frembringe kurven for maksimal dreiemomentkonstant. Variasjonen i likestrømmen I d som funksjon av den kvadratur- eller reaktive strømmen I q henger derfor sammen med den maksimalt oppnåelige dreiemomentkonstanten, dvs. at optimaliseringen av sterkstrømmen som tilføres motoren er relatert til den maksimale dreiemomentkonstanten. Dette gir maksimert motorvirkningsgrad. 3 De samme formål oppnås også av en motorstyringsanordning ifølge krav 12 som utfører fremgangsmåten over. Anordningen vil derfor innbefatte minst én vekselretter, for å til-

6 føre effekt til motoren, og en prosesseringsinnretning som jobber på nevnte vekselretter for å styre effekttilførselen til motoren. I én utførelsesform av oppfinnelsen er prosesseringsinnretningen utformet for å regne ut matestrømmen fra en likestrøm I d og en kvadratur- eller reaktiv strøm I q, idet den kvadratur- eller reaktive strømmen I q bestemmes basert på den mekaniske dreiemomentverdien som motoren er utformet for å styre, dvs. for å ta opp i tilfellet med bremsemoment eller for å levere for tilfellet med drivende dreiemoment. Likestrømmen I d regnes ut av prosesseringsinnretningen ved hjelp av likningen hvor k t er fasen til strømvektoren som definerer motorens dreiemomentkonstant. Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene. 1 For eksempel kan fremgangsmåten inkludere et trinn med kondisjonering av like- strømmen I d, hvor likestrømverdien som anvendes for å oppnå sterkstrømmen begrenses av en forutbestemt minste terskelverdi. Motormagnetiseringsfluksen avhenger av likestrømmen I d, som hindrer avmagnetisering av motoren under minimal last. Likeledes kan fremgangsmåten inkludere et ytterligere trinn med kondisjonering av likestrømmen I d, hvor sistnevnte begrenses av en forutbestemt største grenseverdi. Dette hindrer metning av motoren med for høy magnetiseringsfluks. 2 3 Kort beskrivelse av tegningene Ytterligere trekk og fordeler med oppfinnelsen vil tydeliggjøres av den detaljerte beskrivelsen av noen få foretrukne, ikke-eksklusive utførelsesformer av en fremgangsmåte for styring av en motor, og en styreanordning tilpasset for å utføre nevnte fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, som beskrives som ikke-begrensende eksempler: Figur 1 er en skjematisk betraktning av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen; Figur 2 viser et funksjonseksempel, som definerer maksimeringspunktet for motorens dreiemoment som funksjon av sterkstrømmen; Figur 3 er en ytterligere skjematisk betraktning av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen;

7 6 Figur 4 viser et eksempel på en kurve som representerer prosentandelen av en ytterligere tilførselsspenning til en motor som funksjon av prosentandelen av motorens kjørehastighet. Detaljert beskrivelse av en foretrukket utførelsesform Med henvisning til figur 1 beskrives en fremgangsmåte for styring av en motor med en vektoriell metode og en vekselretter. Som nevnt over muliggjør bruk av en vektoriell metode styring av en generell motor som om den var en likestrømsmotor, med alle fordeler dette innebærer. Oppfinnelsen som beskrives her vil derfor bli relatert til en generell motor, også når den spesifikt anvendes ved styring av synkrone reluktansmotorer. 1 Fremgangsmåten som beskrives her omfatter et første trinn, angitt med henvisningstall 1, hvor verdien til den kvadratur- eller reaktive strømmen I q blir bestemt. Som er kjent, og nevnt over, er denne strømmen ansvarlig for det mekaniske dreiemomentet som leveres av motoren. Når lasten og dreiemomentet som skal leveres av motoren er kjent, er den kvadratur- eller reaktive strømmen I q bestemt. I et senere trinn, angitt med henvisningstall 2, bestemmes likestrømmen I d som skal til- føres motoren med likningen: hvor k t er strømmens fase, som er kjent å henge sammen med dreiemomentkonstanten til motoren definert av denne. 2 Likestrømmen I d vil generere formagnetiseringsfluksen i motoren. Som nevnt over ble den i kjent teknikk holdt konstant ved en nominell verdi, eller endret i henhold til en regel knyttet til typen antatt påført last, noe som forårsaket tap av motorvirkningsgrad. Ved lave kjørehastigheter kan den optimaliseres som reaksjon på faktiske krav, slik at en unngår uønsket energisløsing. Dessuten, ved en plutselig beordring av et dreiemoment høyere enn forventet, fungerte ikke systemet korrekt, og kunne også være eksponerts for en risiko for totalt tap av styring, som følge av mangelen på fluks til motoren. 3 Den foreliggende fremgangsmåten bedrer derfor virkningsgraden til den styrte motoren, siden likestrømmen I d som tilføres denne ikke er konstant og ikke endrer seg i henhold til

8 7 en tidligere estimert regel, men endrer seg med den kvadratur- eller reaktive strømmen I q, dvs. med de faktiske dreiemomentbehovene, gjennom dreiemomentkoeffisienten k t. Når likestrømmen I d og den kvadratur- eller reaktive strømmen I q er kjent, kan sterkstrømmen som skal tilføres motoren bestemmes, som vist i trinn 3. I det siste trinnet, angitt med henvisningstall 4, styres vekselretteren til å tilføre denne strømmen til motoren. I ett aspekt ved oppfinnelsen knyttes utregningen av sterkstrømmen til typen motor. For eksempel, for en asynkron motor, bestemmes sterkstrømmen gjennom vektoraddisjon av likestrømmen I d og den kvadratur- eller reaktive strømmen I q, som kan assimileres til to vektorer som har samme lengde (modulus) som de tidligere beregnede verdiene. For likestrøm blir de to strømverdiene forsynt separat til motoren av en omformer. 1 Spesielt, i eksempelet med en synkron reluktansmotor, i likhet med den asynkrone motor, gir likestrømmen I d direkte likemagnetiseringsfluksen, som er den relevante parameteren for realiseringen av dette patentet. I et annet aspekt ved oppfinnelsen har motorens dreiemomentkonstant K t den maksimalt oppnåelige verdien. Dette gir ytterligere optimalisering av motorvirkningsgrad. Siden likestrømmen I d og den kvadratur- eller reaktive strømmen I q har slike verdier at den resulterende vektoren har konstant vinkel, svarende til den maksimalt oppnåelige dreiemomentkonstanten K t, vil motorens virkningsgrad under drift nødvendigvis maksimeres. 2 Dreiemomentkonstanten K t er likevel en motorspesifikk parameter, som i alminnelighet bestemmes i et spesialisert beregningstrinn. 3 For eksempel, når en betrakter sterkstrømmen til motoren som en roterende vektor med konstant lengde, kan punktene hvor det høyeste dreiemomentet produseres finnes langs den sirkulære banen til denne strømvektoren. Etter hvert som strømmens absoluttverdi økes bestemmes en funksjon, som definerer det strømrelaterte dreiemomentmaksimeringspunktet. Siden sterkstrømvektoren kan deles inn i vektorer av likestrøm I d og kvadratur- eller reaktiv strøm I q, kan denne bestemte funksjonen uttrykkes som funksjon av disse to strømmene. Ett eksempel kan finnes i figur 2. For eksempel, i synkrone reluktansmotorer, kan denne funksjonen tilnærmes til en linje hvis stigning endrer seg som funksjon av motorspesifikasjonene.

9 8 Denne parameteren kan også bestemmes matematisk av utvikleren av motoren. Det må forstås at dette trinnet utføres for å kontrollere og/eller oppdatere denne parameteren. I et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen inkluderer styringsfremgangsmåten minst ett trinn med kondisjonering av likestrømmen I d, som er angitt med henvisningstall 4 i figur 3. I et første kondisjoneringseksempel er likestrømmen I d som anvendes for å bestemme sterkstrømmen lik likestrømmen I d bestemt fra ovennevnte likning for verdier høyere enn en forutbestemt terskelverdi, og er lik denne forutbestemte terskelen når den bestemte likestrømmen I d er lavere enn nevnte terskelverdi. 1 Med andre ord har likestrømmen I d en nedre grenseverdi, dvs. en minste tillatelig verdi nedenfor hvilken den ikke lenger avtar, som er lik en forutbestemt terskelverdi. Dette hindrer full avmagnetisering av motoren når sistnevnte skal levere minimalt dreiemoment, og sikrer motorstyring også under minimale laster. Lavstrøm-driftsområdet tilnærmes også, hvor funksjonen over knyttet til dreiemomentkonstanten K t i alminnelighet er ikke-lineær. Eksperimentelle tester har vist at en optimal terskelverdi er en verdi som lar motormagnetiseringsfluksen være omtrent 60% av sin nominelle verdi. 2 I et annet eksempel på et trinn med kondisjonering av likestrømmen I d, som også kan bli utført som et ytterligere kondisjoneringstrinn, bestemmes likestrømmen I d som anvendes for å bestemme sterkstrømmen av ovennevnte likning for verdier lavere enn en forutbestemt maksimal grenseverdi, og er lik denne forutbestemte maksimale grenseverdien for høyere verdier. Med andre ord har likestrømmen I d en øvre grense, dvs. en maksimalt tillatelig verdi utover hvilken den ikke lenger øker, som er lik en forutbestemt terskelverdi. 3 Dette hindrer at økningen av magnetiseringsfluksen forårsaker metning av matespenningen til motoren. I tillegg kan den nominelle magnetiseringsfluksen overstiges for ytterligere å øke motorens virkningsgrad så lenge en sikrer en viss avstand fra matespenning-metningsverdien.

10 9 Som nevnt over kan styringen også være av sensorløs type. Rotorens posisjon og rotasjonshastighet bestemmes av den motelektromotoriske kraften generert av denne. Likevel, ved lave kjørehastigheter, hvor motoren er beheftet med tap av virkningsgrad, som omtalt i kjent teknikk som en ulempe, kan ikke motelektromotorisk kraft anvendes, siden dens verdi er sammenliknbar med, og således endres av, spenningsfallet på motorimpedansen. 1 I dette tilfellet er det alminnelig kjent å legge til en ekstra spenning, normalt en sinusspenning med null i middelverdi, i matespenningen, for å utføre den ønskede deteksjonen. Ikke desto mindre, også når denne spenningen har lave verdier, er den ikke lenger ubetydelig ved lave kjørehastigheter i forhold til matespenningen, som reduseres, som nevnt over, for å øke motorvirkningsgraden. Som følge av dette, selv om den ekstra spenningen har null i middelverdi, medfører den fortsatt et ikke ubetydelig tilleggsarbeid i motoren og påvirker dens virkningsgrad. Av denne grunn inkluderer den foreliggende fremgangsmåten også et trinn med innsetting av slik ekstra spenning, under hvilket genereringen av denne innebærer variabel absoluttverdi. 2 3 Spesielt skal amplituden til ekstraspenningen sikre korrekt estimering av rotorposisjonen. Eksperimentelle tester har bekreftet at en ekstraspenning med høy amplitude er ønskelig ved lave kjørehastigheter, mens innvirkningen på amplitude reduseres ved høyere kjørehastigheter. En ekstraspenning med høy amplitude ble også funnet å være uheldig spesielt ved høye kjørehastigheter, idet dreiemomentet er høyere med lave verdier. Denne oppførselen forklares med at ekstraspenningen forårsaker en fluksvariasjon, med null middelverdi, ved middels til høye kjørehastigheter. I dette tilfellet øker spenningsendringen den elektromotoriske kraften og forårsaker metning av motoren. Mengden av tillagt spenning må reduseres og begrenses som funksjon av motorens kjørehastighet. Et begrensende eksempel er vist i figur 4, hvor X-aksen angir prosentandelen av motorens driftshastighet basert på maksimalhastigheten og Y-aksen angir prosentandelen tillagt spenning, basert på den best egnede verdien. En optimal terskel utenfor hvilken amplituden til ekstraspenningen må reduseres, f.eks. ved anvendelse av en lineær funksjon som vist i figur 4, ble eksperimentelt funnet ved en driftshastighet for motoren svarende til 40% av maksimalhastigheten.

11 Videre kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen inkludere et trinn med beregning og kondisjonering av ekstraspenningen der sistnevnte bestemmes som funksjon av den kvadratur- eller reaktive strømmen I q, dvs. som funksjon av dreiemomentet som skal leveres. Spesielt reduseres absoluttverdien til den tillagte spenningen som funksjon av den kvadratur- eller reaktive strømmen, idet ingen høy spenningsverdi er nødvendig når den kvadratur- eller reaktive strømmen har lave verdier. Dette muliggjør bruk av metoden med ekstra spenning for å detektere rotorens rotasjonshastighet og posisjon samtidig som motorens virkningsgrad opprettholdes. Det skal bemerkes, blant annet, at ved lave kjørehastigheter, ekstraspenningen gjør at motoren avgir støy. Trinnet beskrevet over muliggjør tjenlig også reduksjon av denne støyen. 1 I et annet aspekt ved oppfinnelsen, siden metoden med motelektromotorisk kraft kan anvendes ved høye kjørehastigheter, kan begge metoder bli anvendt samtidig, idet resultatene oppnådd med den motelektromotoriske kraften prioriteres ved høye kjørehastigheter og resultatene oppnådd med metoden med ekstra spenning prioriteres ved lave kjørehastigheter. Ved mellomhøye kjørehastigheter kombineres resultatene. Det vil forstås at dette muliggjør ytterligere reduksjon av amplituden til ekstraspenningen og således av tapet av virkningsgrad denne medfører i motoren. Støyen som avgis av motoren reduseres også. 2 Det skal også bemerkes at ekstraspenningen forårsaker ytterligere tap av virkningsgrad fordi, siden vekselretteren modulerer denne spenningen på motorens grunnspenning, den nødvendigvis forbruker elektrisk energi. Dette forbruket er en funksjon av ekstraspenningens frekvens; jo høyere frekvens, jo høyere forbruk. Siden frekvensen økes for å redusere støyen som genereres av motoren når denne spenningen tillegges, vil enhver støyreduksjon oppnådd som beskrevet over tilsynelatende muliggjøre reduksjon av ekstraspenningens frekvens og således vekselretterens energiforbruk. Med andre ord muliggjør dette ytterligere maksimering av motorvirkningsgrad gjennom slik styring. 3 Ifølge ett aspekt ved oppfinnelsen kan frekvensen til ekstraspenningen også endres kontinuerlig, og med det optimalisere motorvirkningsgraden gjennom styringen og minimere fornemmelsen av støyen forårsaket av denne.

12 11 Spesielt gjøres frekvensen til den hovedsakelig sinusformede ekstraspenningen variabel ved anvendelse av en tilfeldig eller pseudotilfeldig beregningsteknikk. Som følge av det ovennevnte vedrører oppfinnelsen også en anordning for styring av en motor som utfører fremgangsmåten som beskrevet over. Anordningen innbefatter derfor minst én vekselretter, for å tilføre effekt til motoren, og en prosesseringsinnretning som jobber på vekselretteren for å styre krafttilførselen til motoren. 1 Denne prosesseringsinnretningen er tilpasset for å regne ut sterkstrømmen som skal tilføres fra en likestrøm I d og en kvadratur- eller reaktiv strøm I q. Den kvadratur- eller reaktive strømmen I q vil bli bestemt fra den mekaniske dreiemomentverdien som skal genereres av motoren, mens likestrømmen I d vil bli regnet ut av prosesseringsinnretningen gjennom likningen hvor k t er fasen of strømvektoren som definerer motorens dreiemomentkonstant. Anordningen vil ikke bli beskrevet i nærmere detalj her for å unngå gjentagelser, men anordningen har slik trekk at den muliggjør utførelse av fremgangsmåten som beskrevet over. 2 Det skal videre bemerkes at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er utformet for å realiseres ved hjelp av et passende IT-produkt, som også faller innenfor den oppfinneriske idéen her. Spesielt er IT-produktet utformet for å lastes inn i minnet til en datamaskin, for å kjøres av denne. Denne datamaskinen kan utgjøre eller være en del av prosesseringsinnretningen i anordningen ifølge oppfinnelsen. Beskrivelsen over viser klart at fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen i hvert fall delvis unngår ulemper som hefter ved kjent teknikk. Spesielt øker de motorvirkningsgrad også ved lave kjørehastigheter. 3 Denne økningen i virkningsgrad er spesielt betydelig for sensorløse styringsenheter, med tillegging av spenningsstøy.

13 12 Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen er mottakelig for en rekke endringer eller varianter, innenfor oppfinnelsens ramme og idé, som angitt i de vedføyde kravene. Selv om fremgangsmåten og anordningen har blitt beskrevet med spesiell henvisning til de vedlagte figurene, er henvisningstallene henvist til i beskrivelsen og kravene kun anvendt for å lette en bedre forståelse av oppfinnelsen, og er ikke ment for å begrense oppfinnelsens ramme på noen som helst måte.

14 13 P a t e n t k r a v 1. Fremgangsmåte for styring av en motor gjennom en vekselretter og med en vektoriell metode, omfattende følgende trinn: - å fastsette verdien til en kvadratur- eller reaktiv strøm (I q ) nødvendig for nevnte motor for å generere ønsket dreiemoment; - å regne ut verdien til en likestrøm (I d ) som skal tilføres til nevnte motor med likningen: 1 hvor k t er fasen til strømvektoren som dreiemomentkonstanten til nevnte motor avhenger av; - å regne ut sterkstrømmen til nevnte motor ved hjelp av nevnte likestrøm (I d ) og nevnte kvadratur- eller reaktive strøm (I q ); - å tilføre nevnte sterkstrøm til nevnte motor gjennom nevnte vekselretter; k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte fase (k t ) til strømvektoren er en konstant vinkel uavhengig av motorens hastighet og svarende til motorens maksimale dreiemomentkonstant (K t ) for å maksimere motorens virkningsgrad under drift av denne. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter et trinn med bestemmelse av nevnte maksimale dreiemomentkonstant (K t ) som henger sammen med nevnte fase eller vinkel (k t ) til strømvektoren Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor motoren er en synkron reluktansmotor, k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte bestemmelsestrinn utføres eksperimentelt gjennom en hovedsakelig lineær funksjon av nevnte kvadratur- eller reaktive strøm (I q ) og nevnte likestrøm (I d ), der deteksjonen av nevnte lineære funksjon representerer variasjonen i dreiemomentet som funksjon av matestrømmen. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter et trinn med bestemmelse av nevnte fase for dreiemomentkonstant før nevnte trinn med bestemmelse av nevnte kvadratur- eller reaktive strøm (Iq). 3. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter et trinn med kondisjonering av nevnte likestrøm (Id), hvor verdien til nevnte likestrøm (Id) begrenses nedover til en forutbestemt terskelverdi.

15 14 6. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter et trinn med kondisjonering av nevnte likestrøm (Id), hvor verdien til nevnte likestrøm (Id) begrenses oppover til en forutbestemt maksimalverdi. 7. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter et trinn med fastsettelse av rotasjonshastigheten og posisjonen til rotoren i nevnte motor uten posisjons- og hastighetssensorer. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte trinn med fastsettelse av rotasjonshastigheten og posisjonen til nevnte rotor omfatter addisjon av en ekstra, hovedsakelig sinusformet spenning til nevnte spenning til nevnte motor Fremgangsmåte ifølge krav 8, k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte ekstra spenning har en absoluttverdi som er variabel med lasten til nevnte motor.. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9, k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte ekstra spenning har en absoluttverdi som er variabel med rotasjonshastigheten til nevnte rotor og/eller med dreiemomentet som behøves av nevnte motor med dens last Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 8 til, k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte ekstra spenning har en absoluttverdi som er variabel med dreiemomentet som behøves av nevnte motor med dens last og en variabel frekvens fastsatt med en tilfeldig eller pseudotilfeldig beregningsteknikk. 12. Anordning for styring av en motor, omfattende minst én vekselretter, for å tilføre nevnte motor elektrisk effekt, og en prosesseringsinnretning som jobber på nevnte vekselretter for å styre tilførselen av en sterkstrøm til nevnte motor, hvor nevnte prosesseringsinnretning er i stand til å regne ut nevnte sterkstrøm gjennom en likestrøm (I d ) og en kvadratur- eller reaktiv strøm (I q ), der nevnte kvadratur- eller reaktive strøm (I q ) er fastsatt av dreiemomentkonstanten som nevnte motor skal generere og nevnte likestrøm (Id) blir regnet ut av nevnte prosesseringsinnretning ved hjelp av likningen 3

16 1 hvor k t er fasen til strømvektoren som dreiemomentkonstanten til nevnte motor avhenger av; k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte fase (k t ) til strømvektoren er en konstant vinkel uavhengig av hastigheten til motoren og svarende til den maksimale dreiemomentkonstanten (K t ) til motoren for å maksimere motorens virkningsgrad under driften av denne.

17 FIG.3 FIG. i til motoren 4\s Forsyn Forsyn sterkstrøm sterkstrøm TZ tank) 1. j ç 112 NO/EP sterkstrøm men fra nødvendig dreie moment Regn ut Bestem q til motoren fra nødvendig dreie mo ment sterkstrøm men Regn ut tan(k) Iq Bestem 1q

18 FIG. 4 c 0 FIG :: 212 NO/EP Hastighet % - 0% Injeksjon(hastighet) 40 / Id % 1% 0% c: 90% v, cl) 40% % 0% 0% % % % 40% 60% 0 //