本發(fā)明涉及一種用于借助于負(fù)載仿真器模仿三相無刷直流電機(jī)的方法，其中，所述負(fù)載仿真器三相地經(jīng)由其負(fù)載連接端連接到電機(jī)控制器的供電連接端并且所述負(fù)載仿真器具有仿真器功率電子器件和用于控制仿真器功率電子器件的仿真器控制器，其中，仿真器控制器確定由電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端和未由電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端，并且仿真器功率電子器件通過仿真器控制器如此驅(qū)控，使得在通過電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端中流過由仿真器控制器基于電機(jī)模型計(jì)算的相電流iemulate并且在由電機(jī)控制器未驅(qū)控的供電連接端上輸出由仿真器控制器基于電機(jī)模型計(jì)算的相電壓vemulate。本發(fā)明此外也涉及一種負(fù)載仿真器的仿真器控制器，該仿真器控制器如此設(shè)計(jì)，使得該仿真器控制器可以結(jié)合仿真器功率電子器件執(zhí)行前述用于模仿三相無刷直流電機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
：用于借助于負(fù)載仿真器模仿電氣負(fù)載的方法用于在實(shí)驗(yàn)室條件下測試電機(jī)控制器，而在控制器上無需連接“真實(shí)的”電氣驅(qū)動器，電氣驅(qū)動器在此以三相無刷直流電機(jī)的形式。電氣負(fù)載亦即三相無刷直流電機(jī)準(zhǔn)確地說由負(fù)載仿真器模仿。電機(jī)控制器經(jīng)常由具有以變流器形式的功率輸出級的控制裝置組成?？刂蒲b置產(chǎn)生變流器控制數(shù)據(jù)，所述變流器控制數(shù)據(jù)用于適合地驅(qū)控變流器的功率開關(guān)，功率開關(guān)通常借助于半導(dǎo)體開關(guān)元件(IGBT、IGCT等)實(shí)現(xiàn)。在此考慮的應(yīng)用情況下，電機(jī)控制器的變流器用作逆變器，逆變器那么作為能源具有直流電壓源并且以交流電壓驅(qū)動負(fù)載。負(fù)載仿真器經(jīng)常以硬件在環(huán)仿真器的形式實(shí)現(xiàn)，亦即通過要仿真的環(huán)境的數(shù)學(xué)模型的仿真運(yùn)算器——在此以無刷直流電機(jī)形式的負(fù)載——利用數(shù)值方法計(jì)算并且在其自身具有功率電子輸出級(仿真器功率電子器件)，其可以經(jīng)由負(fù)載仿真器的負(fù)載連接端與電機(jī)控制器的相應(yīng)供電連接端連接。結(jié)果，在負(fù)載仿真器上實(shí)現(xiàn)的用于模仿三相無刷直流電機(jī)的方法用于：電機(jī)控制器經(jīng)由其供電連接端如此電氣加載，如同該電機(jī)控制器與真實(shí)的驅(qū)動器連接一樣。無刷直流電機(jī)——不同于名稱猜測的那樣——如永久激勵(lì)的交流同步電機(jī)那樣工作并且基于無刷構(gòu)造是低磨損和低維護(hù)的。在工業(yè)領(lǐng)域中，如例如在汽車領(lǐng)域中，無刷直流電機(jī)經(jīng)常用作輔助機(jī)組的驅(qū)動器，如例如泵驅(qū)動器(油、燃料)和傳動驅(qū)動裝置(變速器、離合器、照明范圍調(diào)節(jié)器、閥/閘門)。在整體換向驅(qū)控的無刷直流電機(jī)中，由電機(jī)控制器總是驅(qū)控三個(gè)電機(jī)相中的兩個(gè)——電機(jī)控制器的三個(gè)供電連接端中的兩個(gè)那么被驅(qū)控——并且三相交流繞組的第三相未通過電機(jī)控制器驅(qū)控，電機(jī)控制器的相應(yīng)供電連接端那么同樣未被驅(qū)控。通過由電機(jī)控制器對交流繞組的周期轉(zhuǎn)換產(chǎn)生交變磁場。在無刷直流電機(jī)的未由電機(jī)控制器驅(qū)控的相中相電流下降并且很快完全失去。無刷直流電機(jī)的未驅(qū)控的相經(jīng)常也稱為未通電的相，其中，如上所述變?yōu)槲打?qū)控和未通電的狀態(tài)可以在時(shí)間上相互分離。如果無刷直流電機(jī)的相不再由電機(jī)控制器驅(qū)控，那么是如下結(jié)果，即在不再驅(qū)控的相中的相電流最后消失，但是不是強(qiáng)制立刻在換向之后失去并且那么相實(shí)際上是未通電的。在無刷直流電機(jī)的未驅(qū)控的相中然而感應(yīng)出反向電壓，該電壓的檢測對于無刷直流電機(jī)的驅(qū)控是極其重要的，因?yàn)榭纱_定由此轉(zhuǎn)子的位置角并且電機(jī)控制器如此也可以在沒有單獨(dú)的角傳感器的情況下確定下一換向的時(shí)刻，亦即由未驅(qū)控的供電連接端到驅(qū)控的供電連接端以及與之相反的切換的時(shí)刻。因此在整體換向的無刷直流電機(jī)的仿真中在未驅(qū)控的相中感應(yīng)出的反向電壓的模仿也是必要的，以便電機(jī)控制器也可以在沒有角傳感器的情況下確定下一換向的時(shí)刻。但是在配備角傳感器的無刷直流電機(jī)中反向電壓的計(jì)算在仿真的范圍內(nèi)也是重要的，因?yàn)閮H僅如此可以正確計(jì)算和模仿仿真電機(jī)的物理關(guān)系和繼而連接值。仿真器功率電子器件為了給電機(jī)控制器的供電連接端施加相應(yīng)的電氣連接值而具有電壓源和電流源，電壓源和電流源大多經(jīng)由解耦電感可與仿真器功率電子器件的負(fù)載連接端連接。如此可以通過電壓源和電流源與仿真器功率電子器件的負(fù)載連接端的相應(yīng)連接對如下做出反應(yīng)，即負(fù)載連接端是否在未驅(qū)控狀態(tài)的情況下通過電機(jī)控制器僅僅施加感應(yīng)的反向電壓，或者負(fù)載連接端在驅(qū)控狀態(tài)的情況下通過電機(jī)控制器引導(dǎo)電流。通過在負(fù)載連接端與電壓或電流源之間規(guī)定的解耦電感阻止通過開關(guān)的電壓或電流源預(yù)定的電氣連接值無延遲地作用施展到負(fù)載連接端上。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：因?yàn)榻柚谪?fù)載仿真器高質(zhì)量地模仿三相無刷直流電機(jī)僅僅當(dāng)如下情況時(shí)是可能的，即當(dāng)在變化的運(yùn)行條件下也可靠地識別出換向的時(shí)刻時(shí)，所以本發(fā)明的任務(wù)在于，如此提出一種開頭所述用于借助于負(fù)載仿真器模仿三相無刷直流電機(jī)的方法，使得確?？煽康膿Q向識別。之前導(dǎo)出的任務(wù)在開頭所述方法中在第一步驟中首先通過如下方式解決，即，如果在電機(jī)控制器的供電連接端j上測量的輸出電壓vinv(j)與計(jì)算的相電壓vemulate(j)之間的電壓差值Vdiff(j)對于預(yù)定的第一時(shí)間段t1大于預(yù)定的電壓閾值VTH，那么識別出電機(jī)控制器的供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝1過渡到驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝0。所述電機(jī)控制器的供電連接端由未驅(qū)控狀態(tài)到驅(qū)控狀態(tài)的過渡的識別基于如下考慮：在涉及的供電連接端的該過渡中不再通過電機(jī)控制器中打開的半導(dǎo)體開關(guān)與電機(jī)控制器的直流電壓源準(zhǔn)“分離”，而是通過又閉合的半導(dǎo)體開關(guān)與電機(jī)控制器的電壓源連接并且因此在電機(jī)控制器的涉及的供電連接端上測量的輸出電壓又被有效影響并繼而改變。由此引起的在供電連接端上的測量電壓與通過電機(jī)模型計(jì)算的相電壓的分開——該計(jì)算的相電壓正是總是還在假定舊的未受控狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)——是用于改變電機(jī)控制器的開關(guān)狀態(tài)的可靠指示并且被相應(yīng)利用。聚焦于電機(jī)控制器的首先未受控的供電連接端因此是有意義的，因?yàn)樵摴╇娺B接端在下一換向事件時(shí)必須強(qiáng)制過渡到驅(qū)控狀態(tài)，亦即強(qiáng)制經(jīng)受狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在按照本發(fā)明的方法的另一步驟中規(guī)定，在識別到電機(jī)控制器的供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝1過渡到驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝0的狀態(tài)過渡之后，仿真器控制器如此驅(qū)控仿真器功率電子器件，使得由仿真器控制器計(jì)算的相電流iemulate(j)流經(jīng)現(xiàn)在通過電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端j。在實(shí)踐中，由仿真器控制器包括的電機(jī)模型在識別到換向過程時(shí)經(jīng)歷關(guān)于電機(jī)的與供電連接端j連接的相的結(jié)構(gòu)變換，從而相應(yīng)地匹配計(jì)算。仿真器控制器那么特別是在仿真器功率電子器件中將電流源切換到涉及的負(fù)載連接端，以便在相應(yīng)相中可以調(diào)節(jié)計(jì)算的相電流。因?yàn)槔糜?jì)算的相電流應(yīng)覆蓋正和負(fù)的符號范圍，仿真器功率電子器件的電流源也用作電流宿。如果在下文中談及電流源，那么該電流源因此也總是包括電流宿的功能。為了可靠識別供電連接端由未驅(qū)控狀態(tài)到驅(qū)控狀態(tài)的過渡，適合地選擇預(yù)定電壓閾值vTH是重要的。在一個(gè)優(yōu)選設(shè)計(jì)方案中規(guī)定，電壓閾值vTH如此計(jì)量，使得該電壓閾值大于在電機(jī)控制器并因此仿真器功率電子器件的不變開關(guān)狀態(tài)期間要期待的、在未驅(qū)控的供電連接端j的相中計(jì)算的相電壓vemulate與在未驅(qū)控的供電連接端j上實(shí)際反向測量的電壓vinv(j)之間的最大偏差。上述偏差首先通過基于在電壓額定跳躍時(shí)的容性效應(yīng)的超調(diào)是可期待的。上述偏差通常依賴于如下電壓上升，該電壓上升必須針對未驅(qū)控或未通電的相來仿真；偏差因此依賴于電機(jī)控制器的中間電路電壓。出于該原因特別是規(guī)定，電壓閾值vTH選擇為電機(jī)控制器的中間電路電壓VDC_Link的一小部分，優(yōu)選地選擇小于中間電路電壓VDC_Link的一半，完全優(yōu)選地選擇為電機(jī)控制器的中間電路電壓VDC_Link的五分之一。關(guān)于預(yù)定第一時(shí)間段t1的選擇，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中規(guī)定，預(yù)定的第一時(shí)間段t1選擇為大于要期待的瞬態(tài)電壓失真和/或預(yù)定的第一時(shí)間段t1選擇為大于通過仿真器控制器和仿真器功率電子器件的電壓施加的延遲，優(yōu)選地，預(yù)定的第一時(shí)間段t1應(yīng)選擇為大于兩個(gè)上述持續(xù)時(shí)間中的最大者。要期待的瞬態(tài)電壓失真可以取決于電磁輻射，該電磁輻射自身是環(huán)境和結(jié)構(gòu)有關(guān)的并且必須立刻相應(yīng)地確定。在三相無刷直流電機(jī)的模仿中，該三相無刷直流電機(jī)用于汽車領(lǐng)域中的輔助機(jī)組，時(shí)間段t1按照本發(fā)明位于在微秒的一位數(shù)范圍內(nèi)。未驅(qū)控并因此最終未確定的相的命運(yùn)在下一換向過程中是明確的——電機(jī)控制器的相連接端或供電連接端由未驅(qū)控狀態(tài)轉(zhuǎn)換為驅(qū)控狀態(tài)——，之前驅(qū)控的供電連接端的命運(yùn)是不一定的，因?yàn)楣╇娺B接端可以在下一換向過程中保持驅(qū)控，該供電連接端但是也可以轉(zhuǎn)換為未驅(qū)控狀態(tài)。因此必須找出：電機(jī)控制器的哪個(gè)供電連接端——其之前是驅(qū)控狀態(tài)——轉(zhuǎn)換為未驅(qū)控狀態(tài)或者保持在驅(qū)控狀態(tài)中。按照本發(fā)明的第一進(jìn)一步擴(kuò)展方案規(guī)定，如果經(jīng)由負(fù)載仿真器的負(fù)載連接端k并因此經(jīng)由相應(yīng)的供電連接端k計(jì)算的相電流iemulate檢測為零，那么基于電流識別出電機(jī)控制器的供電連接端k由驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝0到未驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝1的過渡。對于該標(biāo)準(zhǔn)基于如下認(rèn)識，即電流在經(jīng)由電機(jī)控制器的首先驅(qū)控的供電連接端供以電壓的相中流經(jīng)，該相電流但是在供電連接端的不再驅(qū)控的狀態(tài)下最終消失。在按照本發(fā)明的方法的進(jìn)一步擴(kuò)展方案中已經(jīng)證實(shí)特別有利的是，如果在識別出電機(jī)控制器的供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝1到驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝0的狀態(tài)過渡的時(shí)刻，驅(qū)控的供電連接端k，l的計(jì)算的相電流iemulate值位于在電流閾值iTH之上，那么應(yīng)用基于電流識別出前述的供電連接端k的電機(jī)控制器由驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝0到未驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝1的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。通過該措施實(shí)現(xiàn)如下，即小的流經(jīng)驅(qū)控的供電連接端的相電流忽略性地識別為零電流。通過電流閾值iTH的標(biāo)準(zhǔn)可以避免在識別由驅(qū)控狀態(tài)到未驅(qū)控狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換中的這樣的錯(cuò)誤；基于電流的換向識別優(yōu)選當(dāng)在大負(fù)載的情況下存在大的相電流時(shí)是可應(yīng)用的，在非常小的負(fù)載和僅僅完全小的相電流的情況下存在錯(cuò)誤解讀的危險(xiǎn)。該方法的特別有利的進(jìn)一步擴(kuò)展方案基于如下認(rèn)識，有意義地選擇電流閾值依賴于在電機(jī)繞組中模擬電流的上升時(shí)間并繼而依賴于其模擬電感。為了避免：通過在整體換向中典型的三相脈寬調(diào)制(PWM)電壓產(chǎn)生的并且模擬的電流波動歪曲剩余換向相的識別，所述電流閾值iTH限定在(計(jì)算的)零電流周圍。該電流閾值可如此設(shè)置，使得在PWM占空比為50％的情況下——這是在具有在零電流范圍內(nèi)的最小電流的情況——在兩個(gè)直至換向驅(qū)控并且因此通電的相之間電流波動不允許具有交零。換言之：必須在換向識別的時(shí)刻還有模擬最小電流流經(jīng)兩個(gè)驅(qū)控的并因此通電的相的相應(yīng)電感，從而通過電流波動沒有檢測到電流交零。因?yàn)殡妷荷仙樞蜃饔糜趦蓚€(gè)直至換向驅(qū)控的并因此通電的相的電感，并因此電流也順序流經(jīng)這些電感，所以必須對于閾值的規(guī)范基于雙重的在模型中假定的相電感LPH。因此產(chǎn)生作為對于電流閾值iTH合理的并優(yōu)選的選擇，其中T是電機(jī)控制器的PWM電壓周期：iTH=uDC_Link2LPHT2]]>按照本發(fā)明的方法的另一設(shè)計(jì)方案，備選地基于電壓識別出電機(jī)控制器的供電連接端k由驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝0到未驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝1的過渡。為此規(guī)定，在識別到電機(jī)控制器的供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝1到驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝0的狀態(tài)過渡之后，如此驅(qū)控仿真器功率電子器件，使得仿真器功率電子器件的其他連接端k，l經(jīng)由感應(yīng)式解耦設(shè)置為預(yù)定電壓uintermediate。如果經(jīng)由仿真器功率電子器件的供電連接端k或負(fù)載連接端k的電流衰減之后在供電連接端k上由仿真器控制器反向測量的電壓在預(yù)定的第二時(shí)間段t2上等于預(yù)定電壓uintermediate，那么基于電壓識別到電機(jī)控制器的供電連接端k由驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝0到未驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝1的過渡。對于該基于電壓的用于識別供電連接端由驅(qū)控到未驅(qū)控狀態(tài)的狀態(tài)過渡的方法基于如下認(rèn)識，電機(jī)控制器的未驅(qū)控的供電連接端——其通過在電機(jī)控制器中打開的半導(dǎo)體開關(guān)與電機(jī)控制器的電壓供電高阻分離——可以毫無問題地設(shè)置為預(yù)定電壓，在此為電壓uintermediate。這在此外驅(qū)控的供電連接端中是不可能的，因?yàn)樵擈?qū)控的供電連接端決定性地通過電機(jī)控制器中的電壓源影響。通過感應(yīng)式解耦，通過仿真器功率電子器件中的電壓源預(yù)定的電壓不持久作用于在電機(jī)控制器的供電連接端上的電壓。在該方法中重要的是，等待電流經(jīng)由仿真器功率電子器件的供電連接端k或負(fù)載連接端的衰減，因?yàn)榇送馔ㄟ^在解耦電感中可變的電流引起的電壓還能產(chǎn)生由仿真器功率電子器件預(yù)定的電壓uintermediate。有意義并且優(yōu)選的是，預(yù)定電壓uintermediate選自在由電機(jī)控制器切換的直流電壓的范圍內(nèi)，特別是等于電機(jī)控制器的半中間電流電壓vDC_Link。按照該方法的另一設(shè)計(jì)方案，預(yù)定的第二時(shí)間段t2如此大地計(jì)量，使得即使在低負(fù)載電流下也能夠在連續(xù)驅(qū)控的供電連接端與之前驅(qū)控的但是隨后不再驅(qū)控的供電連接端進(jìn)行可靠區(qū)分。在已經(jīng)提及的應(yīng)用情況下，其中，整體換向的三相無刷直流電機(jī)用作汽車應(yīng)用中的輔助機(jī)組，已經(jīng)證實(shí)為有利的是，t2在約10μ秒的范圍內(nèi)選擇。按照用于模仿三相無刷直流電機(jī)的方法的一個(gè)特別有利的設(shè)計(jì)方案規(guī)定，在仿真器功率電子器件中不僅實(shí)現(xiàn)開始所述基于電流的用于識別出電機(jī)控制器的供電連接端由驅(qū)控狀態(tài)到未驅(qū)控狀態(tài)的過渡的方法，而且也實(shí)現(xiàn)隨后所述的基于電壓的用于識別這樣的過渡的方法。優(yōu)選地，如果在識別出電機(jī)控制器的供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝1到驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝0的狀態(tài)過渡的時(shí)刻，驅(qū)控的供電連接端k，l的計(jì)算的相電流值位于在電流閾值iTH之下，那么由仿真器控制器通?；陔妷簩?shí)現(xiàn)電機(jī)控制器的供電連接端k由驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝0到未驅(qū)控狀態(tài)SPH(k)＝1的過渡的識別。對于如下情況，即驅(qū)控的供電連接端k，l的計(jì)算的相電流iemulate值位于在電流閾值iTH之上，由仿真器控制器基于電流實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器的供電連接端k由驅(qū)控狀態(tài)到未驅(qū)控狀態(tài)的過渡的識別，如上所述。開始導(dǎo)出的任務(wù)也通過一種用于控制用于模仿三相無刷直流電機(jī)的仿真器功率電子器件的仿真器控制器解決，其中，利用仿真器控制器可確定由電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端和未驅(qū)控的供電連接端，并且仿真器功率電子器件通過仿真器控制器可如此驅(qū)控，使得在通過電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端中流過由仿真器控制器基于電機(jī)模型計(jì)算的相電流iemulate并且在由電機(jī)控制器未驅(qū)控的供電連接端上輸出由仿真器控制器基于電機(jī)模型計(jì)算的相電壓vemulate。在該仿真器控制器中由此實(shí)現(xiàn)解決方案，在仿真器控制器的常規(guī)應(yīng)用中，如果在電機(jī)控制器的供電連接端j上測量的輸出電壓vinv(j)與計(jì)算的相電壓vemulate(j)之間的電壓差值vdiff(j)對于預(yù)定的第一時(shí)間段t1大于預(yù)定的電壓閾值vTH，那么識別到電機(jī)控制器的供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝1過渡到驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝1；并且在識別到電機(jī)控制器的供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝1過渡到驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝0的狀態(tài)過渡之后，仿真器控制器如此驅(qū)控仿真器功率電子器件，使得由仿真器控制器計(jì)算的相電流iemulate流經(jīng)現(xiàn)在通過電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端j。仿真器控制器在優(yōu)選實(shí)施例中此外完全具體地如此設(shè)計(jì)，使得仿真器控制器在常規(guī)應(yīng)用中執(zhí)行上述方法，亦即例如其方式為相應(yīng)地編程由仿真器控制器包括的可編程的運(yùn)算單元。附圖說明詳細(xì)地現(xiàn)在具有多種如下可能，即設(shè)計(jì)并進(jìn)一步擴(kuò)展方案按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的仿真器控制器。為此一方面參照后置于權(quán)利要求1和15的權(quán)利要求，另一方面參照結(jié)合附圖各實(shí)施例的以下描述。圖中：圖1示出由用于實(shí)施按照本發(fā)明的方法的電機(jī)控制器和負(fù)載仿真器組成的設(shè)備；圖2示出在電機(jī)控制器的供電連接端上電氣旋轉(zhuǎn)內(nèi)的換向過渡；圖3示出用于實(shí)施按照本發(fā)明的方法的設(shè)備的詳細(xì)視圖；圖4示出用于闡明檢測電機(jī)控制器的供電連接端由未驅(qū)控狀態(tài)到驅(qū)控狀態(tài)的過渡的狀態(tài)圖；圖5示出用于闡明基于電流檢測電機(jī)控制器的供電連接端由驅(qū)控狀態(tài)到未驅(qū)控狀態(tài)的過渡的狀態(tài)圖；圖6示出用于闡明基于電壓識別出電機(jī)控制器的供電連接端由驅(qū)控狀態(tài)到未驅(qū)控狀態(tài)的狀態(tài)過渡的狀態(tài)圖；圖7示出圖6中的用于基于電壓識別電機(jī)起動的狀態(tài)圖的擴(kuò)展；以及圖8示出圖7中的用于基于電壓識別狀態(tài)的狀態(tài)圖的擴(kuò)展，其中，驅(qū)控電機(jī)控制器的所有供電連接端。具體實(shí)施方式在圖1中首先示出由現(xiàn)有技術(shù)自身已知的用于實(shí)施用于借助于負(fù)載仿真器1模仿三相無刷直流電機(jī)的方法的設(shè)備，其中，負(fù)載仿真器1三相地經(jīng)由其負(fù)載連接端2連接到電機(jī)控制器4的供電連接端3。負(fù)載仿真器1具有仿真器功率電子器件5和用于控制仿真器功率電子器件5的仿真器控制器6。電機(jī)控制器4在此情況下自身也包括以三相標(biāo)明的逆變器7形式的功率電子器件，逆變器通過直流電壓源UDC按照功率供電并且通過由逆變器7包括的半導(dǎo)體開關(guān)的相應(yīng)電路經(jīng)由其供電連接端3驅(qū)動三相交流負(fù)載。該方法規(guī)定，仿真器控制器6確定由電機(jī)控制器4驅(qū)控的和未由電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端3，其中仿真器功率電子器件5通過仿真器控制器6如此驅(qū)控，使得在通過電機(jī)控制器4驅(qū)控的供電連接端3中流過由仿真器控制器6基于電機(jī)模型8計(jì)算的相電流iemulate并且在由電機(jī)控制器4未驅(qū)控的供電連接端上輸出由仿真器控制器6基于電機(jī)模型8計(jì)算的相電壓vemulate?？芍氖?，仿真器功率電子器件5為了完成該任務(wù)具有不僅電流源Is而且具有電壓源US，它們可以相應(yīng)地切換到仿真器功率電子器件5的負(fù)載連接端2，其中這在該情況下間接地對于每相通過解耦電感Ld實(shí)現(xiàn)。在圖2中示出在三相整體換向無刷直流電機(jī)中六個(gè)在電氣旋轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的換向過渡，其中，換向分別以60°電氣角間隔實(shí)現(xiàn)?？芍氖?，未驅(qū)控供電連接端僅僅保持在一相中的換向間隔中并且此后立即又轉(zhuǎn)變到驅(qū)控狀態(tài)；各相在此以i1、i2和i3表示。在電機(jī)控制器4的兩個(gè)驅(qū)控的供電連接端3中，一個(gè)供電連接端轉(zhuǎn)變?yōu)槲打?qū)控狀態(tài)，而其他驅(qū)控的供電連接端保持在驅(qū)控狀態(tài)。通過整體轉(zhuǎn)向的驅(qū)控如此在無刷直流電機(jī)中產(chǎn)生相應(yīng)交變場，利用該無刷直流電機(jī)于是可以施加相應(yīng)的扭矩。在圖3中再次更高詳細(xì)程度地示出圖1中的用于利用按照本發(fā)明設(shè)置的仿真器控制器6實(shí)施按照本發(fā)明的方法的裝置。在仿真器功率電子器件5內(nèi)示出調(diào)節(jié)器9，其用于按照仿真器控制器6中的預(yù)定值調(diào)節(jié)實(shí)際上在負(fù)載連接端2上預(yù)定的相電流。為此在仿真器功率電子器件5內(nèi)反向測量分別感興趣的相電流并且出于形成調(diào)節(jié)差的目的提供給調(diào)節(jié)算法10。通過調(diào)制器11給分別正確的相分配預(yù)定電壓值或預(yù)定電流值。仿真器控制器6在示出的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)在FPGA板上，在該板上“固定連線的”電路結(jié)構(gòu)確保以下描述方法的特別快速的可執(zhí)行性。通過讀入接口12將輸出電壓vinv(j)——其在電機(jī)控制器4的供電連接端3上測量——讀入到仿真器控制器6中并且使得在那里是可用的，那么也涉及真實(shí)的測量變量。經(jīng)由輸出接口13輸出對于計(jì)算的相電壓vemulate(j)和對于計(jì)算的相電流iemulate(j)計(jì)算的額定預(yù)定值給仿真器功率電子器件5。在仿真器控制器6內(nèi)此外實(shí)現(xiàn)狀態(tài)自動裝置14，利用該狀態(tài)自動裝置識別在電機(jī)控制器4的供電連接端3上換向有關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。供電連接端j的狀態(tài)在下文中原則上表示為SPH(j)，其中，值1表示供電連接端j的未驅(qū)控狀態(tài)，而值0代表涉及的供電連接端的驅(qū)控狀態(tài)。對于換向識別根本的是，如果在電機(jī)控制器4的供電連接端j上測量的輸出電壓vinv(j)與計(jì)算的相電壓vemulate(j)之間的電壓差值vdiff(j)對于預(yù)定的第一時(shí)間段t1大于預(yù)定的電壓閾值vTH，那么識別到電機(jī)控制器4的供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝1過渡到驅(qū)控狀態(tài)SPH(j)＝0。該情況也再次在圖4中根據(jù)狀態(tài)圖示出，其中Sv是輔助狀態(tài)變量，其示出：是否電壓差值vdiff(j)在最小時(shí)間段t1上大于或小于預(yù)定電壓閾值vTH，那么適用如下：Sv(j):=1,minwhiletimet1:|vdiff(j)|≥vTH0,minwhiletimet2:|vdiff(j)|<vTH.]]>對首先未驅(qū)控的供電連接端j的聚焦基于如下，即該供電連接端在每個(gè)換向事件中經(jīng)歷明確的狀態(tài)過渡并因此是換向的強(qiáng)制指示。電壓差vdiff(j)在此無論如何是可期待的，因?yàn)闇y量的輸出電壓vinv(j)在電機(jī)控制器4的切換過程中改變?yōu)殡姍C(jī)控制電壓UDC的邊值，而計(jì)算的電壓vemulate(j)在電機(jī)控制器的直流電壓間隔內(nèi)總是還保持在預(yù)定值上，因?yàn)樵诜抡嫫骺刂破?內(nèi)的計(jì)算基于涉及的供電連接端j的未驅(qū)控狀態(tài)。在識別到供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)到驅(qū)控狀態(tài)的過渡之后，在仿真器控制器6中實(shí)現(xiàn)的方法此外規(guī)定，仿真器控制器6如此驅(qū)控仿真器功率電子器件5，使得由仿真器控制器6計(jì)算的相電流iemulate(j)流經(jīng)現(xiàn)在通過電機(jī)控制器4驅(qū)控的供電連接端j。計(jì)算的相電流iemulate(j)由電機(jī)模型8在電流計(jì)算器件15中的計(jì)算產(chǎn)生。電機(jī)模型8基于通過電機(jī)控制器4驅(qū)控的電機(jī)支路的測量的輸出電壓Vinv模擬要仿真的電機(jī)定子電流iemulate。未通電的電機(jī)支路的電壓那么由電機(jī)控制器4的驅(qū)控并因此通電的電機(jī)支路或供電連接端3的測量的輸出電壓Vinv亦即由模擬的無刷直流電機(jī)的感應(yīng)和磁特性產(chǎn)生。磁特性通過在三個(gè)電機(jī)相中的感應(yīng)的電壓vemf描述。因此根據(jù)狀態(tài)SPH以下測量的相電壓vinv_mdl作為用于電機(jī)模型8的電流模擬的輸入電壓，亦即在驅(qū)控的供電連接端3上測量的電壓，對于該電壓那么適用SPH(j)＝0以及用于電機(jī)控制器4的未驅(qū)控的相或者用于未驅(qū)控的供電連接端的模擬電壓。在此涉及計(jì)算的電壓，該電壓那么由仿真器功率電子器件5輸出并且因此可以在電機(jī)控制器4的未驅(qū)控供電連接端上測量。該電壓的計(jì)算基于驅(qū)控的并因此通電的相的測量的驅(qū)控電壓、電流有關(guān)的電氣感應(yīng)的電機(jī)特征、模擬電機(jī)電流以及磁特征的模擬，亦即模擬電機(jī)的感應(yīng)的反向電壓vemf。無刷直流電機(jī)的磁特性在此根據(jù)查閱表作為電氣電機(jī)角的函數(shù)描述。因此為了模擬在電機(jī)控制器4上測量的電壓在變流器計(jì)算16的范圍內(nèi)由電流模擬15反饋電氣和磁特性是需要的。電機(jī)模型8的計(jì)算的細(xì)節(jié)對于理解重要并且對于本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)不重要，重要的是，電機(jī)模型提供相電流iemulate的可靠計(jì)算。時(shí)間監(jiān)控：電壓差vdiff是否對于預(yù)定時(shí)間t1大于或小于預(yù)定電壓閾值vTH——換言之通過上述輔助狀態(tài)變量Sv——發(fā)生在狀態(tài)自動裝置14的電壓監(jiān)控17中。即使電機(jī)模型8和電機(jī)模型8的計(jì)算不是本發(fā)明的主要對象，以下也示出如何可以在每種情況下實(shí)施可能的計(jì)算；如已經(jīng)表示的那樣，詳細(xì)地基于電機(jī)模型8的計(jì)算不重要，應(yīng)用的電機(jī)模型8可以隨著對模型精度的要求并隨著用于計(jì)算模型的可用硬件而變化。在具有電機(jī)星形點(diǎn)連接的三個(gè)電機(jī)相中對稱感應(yīng)的特性的假定下在電機(jī)控制器4的供電連接端3上產(chǎn)生以下模擬的相電壓：vinv_mdl(j):=vinv(j),ifSPH(j)=0andΣi=13SpH(i)≠3Σi=13(1-SPH(i))(vinv(i)-vemf(i))3-Σi=13SPH(i),ifSPH(j)=1andΣi=13SPH(i)≠30,ifΣi=13SPH(i)=3.]]>由仿真器控制器6基于電機(jī)模型8計(jì)算的相電壓vemulate基本上相應(yīng)于電機(jī)控制器4的前述模擬相電壓，如果電機(jī)控制器4的兩相或兩個(gè)供電連接端3是未驅(qū)控的，那么該相電壓設(shè)置為中間電路電壓的確定值vDC_Link，例如VDC_Link/2，其中在此僅僅涉及過渡狀態(tài)，或者所有三相或所有三個(gè)供電連接端3是驅(qū)控的。當(dāng)現(xiàn)在成功識別出電機(jī)控制器4的供電連接端j之后，該供電連接端由未驅(qū)控狀態(tài)過渡到驅(qū)控狀態(tài)，現(xiàn)在必須明確識別出電機(jī)控制器4的其余兩個(gè)供電連接端3。對電機(jī)控制器4的供電連接端3由驅(qū)控狀態(tài)到未驅(qū)控狀態(tài)的過渡的探測可以基于電流或基于電壓實(shí)現(xiàn)，如這已經(jīng)在
發(fā)明內(nèi)容的描述部分闡明的那樣。上述狀態(tài)轉(zhuǎn)換在基于電流的情況下如此識別，使得檢測在負(fù)載仿真器1的涉及的負(fù)載連接端2上的計(jì)算的相電流iemulate檢測為零。這在圖5中根據(jù)另一狀態(tài)圖表示，其中特點(diǎn)在此在于，如果在識別出電機(jī)控制器4的供電連接端j由未驅(qū)控狀態(tài)到驅(qū)控狀態(tài)的狀態(tài)過渡的時(shí)刻，驅(qū)控的供電連接端k，l的計(jì)算的相電流iemulate值位于在電流閾值iTH之上，那么應(yīng)用狀態(tài)轉(zhuǎn)換的得以應(yīng)用的基于電流的識別。電流閾值iTH的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)阻止：在小負(fù)載下通過測量精度、干擾或其他產(chǎn)生的零電流導(dǎo)致供電連接端3的錯(cuò)誤解讀。由在圖5中完全在左側(cè)示出的狀態(tài)到中間過渡狀態(tài)的過渡首先涉及未驅(qū)控的供電連接端(在此以數(shù)字1表示)和到驅(qū)控狀態(tài)的過渡的識別。由中間過渡狀態(tài)到完全右側(cè)示出的狀態(tài)的過渡那么涉及以數(shù)字2表示的電機(jī)控制器4的供電連接端或負(fù)載仿真器5的相應(yīng)負(fù)載連接端2，通過該負(fù)載連接端測量到零的電流。由這些條件產(chǎn)生如下，即以數(shù)字2表示的供電連接端現(xiàn)在變化為未驅(qū)控狀態(tài)(SPH(2)＝1)。在圖6中備選地示出基于電壓識別出電機(jī)控制器4的供電連接端k由驅(qū)控狀態(tài)到未驅(qū)控狀態(tài)的過渡。由完全左側(cè)示出的狀態(tài)到中間過渡狀態(tài)的過渡又僅僅示出識別出電機(jī)控制器4的以數(shù)字1表示的相或相應(yīng)供電連接端由未驅(qū)控狀態(tài)(SPH(1)＝1)到驅(qū)控狀態(tài)(SPH(1)＝0)的過渡。對于附加的條件，即在以數(shù)字2和3表示的相中計(jì)算的電流小于電流閾值iTH，在隨后的時(shí)刻進(jìn)行討論。仿真器控制器6在中間狀態(tài)下用于：仿真器功率電子器件并繼而連接的電機(jī)控制器轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)過渡狀態(tài)。同樣用于：仿真器功率電子器件的其他連接端——其在公式中以數(shù)字2和3表示——通過感應(yīng)式解耦設(shè)置為預(yù)定電壓uintermediate。如果經(jīng)由仿真器功率電子器件5的涉及的供電連接端3或涉及的負(fù)載連接端2的電流衰減之后在供電連接端3上由仿真器控制器6反向測量的電壓在預(yù)定的第二時(shí)間段t2上等于預(yù)定電壓uintermediate，那么基于電壓正好識別到電機(jī)控制器4的供電連接端3由驅(qū)控狀態(tài)到未驅(qū)控狀態(tài)的過渡。在示出的例子中對于以數(shù)字2表示的相識別到預(yù)定條件的符合(Sv(2)＝0)，從而清楚的是，以數(shù)字2表示的相由驅(qū)控狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲打?qū)控狀態(tài)(Sph(2)＝1)。在本情況下，以數(shù)字2和3表示的相通過仿真器功率電子器件5設(shè)置為分別半個(gè)中間電路電壓VDC_Link。因?yàn)樵诖耸境龅睦又须姍C(jī)控制器4的第二相并因此第二供電連接端不再驅(qū)控，以下在電機(jī)控制器4的第二供電連接端上測量的電壓vinv(2)相應(yīng)于要仿真的電壓，只要在電機(jī)控制器4內(nèi)在相應(yīng)的空載二極管上的電流已經(jīng)衰退。如果電壓在預(yù)定的第二時(shí)間段t2上得以保持，那么正確識別到過渡到未驅(qū)控狀態(tài)。電機(jī)控制器4的此外驅(qū)控的第三相和此外驅(qū)控的第三供電連接端的測量的電壓Vinv(3)相比之下不同于輸出的電壓uintermediate，在此選擇為中間電流電壓vDC_Link的一半，因?yàn)榛诟袘?yīng)式解耦通過電機(jī)控制器4在第三供電連接端上電壓有關(guān)的接線相對于由仿真器功率電子器件5預(yù)定的電壓得以實(shí)施。在圖6中附加地示出的左狀態(tài)到中間狀態(tài)的過渡的標(biāo)準(zhǔn)亦即iemulate(2，3)≤iTH在此附加地用于“釋放”基于電壓的狀態(tài)識別的應(yīng)用。在優(yōu)選的變型中，在應(yīng)用所述基于電壓和基于電流的狀態(tài)識別之間根據(jù)示出的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于驅(qū)控的相電流來決定：所述兩個(gè)方法中的哪個(gè)用于具體情況中?；陔娏鞯倪^渡識別僅僅在足夠大相電流的情況下應(yīng)用，以便避免在基于電流的識別中的錯(cuò)誤解讀。在圖7中示出用于基于電壓的換向識別的另一應(yīng)用可能。上述三個(gè)狀態(tài)和在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變與如圖6中的狀態(tài)和轉(zhuǎn)變相同。新的是左下示出的狀態(tài)，其中，電機(jī)控制器4的三個(gè)相中或者三個(gè)供電連接端3中沒有被驅(qū)控。在電機(jī)起動期間，三個(gè)相中之一通過輔助狀態(tài)變量Sv識別為驅(qū)控的相，在此又是電機(jī)控制器4的以數(shù)字1表示的相或以數(shù)字1表示的供電連接端。兩個(gè)其他相如此長地保持在未通電狀態(tài)，直至這些相可以根據(jù)相應(yīng)的輔助狀態(tài)Sv探測為未通電或驅(qū)控。在電機(jī)起動期間特別是在無傳感器的運(yùn)行中經(jīng)常常見的是，所有三相通電或者電機(jī)控制器4的所有三個(gè)供電連接端被驅(qū)控，如此長至整體換向的無刷直流電機(jī)還沒有達(dá)到確定的最小轉(zhuǎn)速。而且該特定的運(yùn)行狀態(tài)可以基于電壓識別，這在圖8中示出。對于如下情況，即所有供電連接端3主動由電機(jī)控制器4驅(qū)控并且同時(shí)仿真器功率電子器件5的相應(yīng)的負(fù)載連接端2以輔助電壓uintermediate驅(qū)控，基于假定的感應(yīng)式解耦在仿真器功率電子器件5中在電機(jī)控制器4的涉及的供電連接端3上由電機(jī)控制器4提供的電壓實(shí)施在驅(qū)控的供電連接端3上。由此在反向測量的電壓Vinv與仿真的電壓vemulate之間的電壓差vdiff不等于0或者更大。那么如果對于電機(jī)控制器4的剩余的供電連接端3也識別到由未驅(qū)控狀態(tài)到驅(qū)控狀態(tài)的過渡，那么電機(jī)控制器4位于在三相電機(jī)起動中，亦即在圖8中右下示出的狀態(tài)下。作為用于由中間狀態(tài)(SPH(1)＝0)到如下狀態(tài)的過渡的附加條件，在該狀態(tài)下驅(qū)控電機(jī)控制器4的所有三個(gè)供電連接端，采用如下，即所有輔助狀態(tài)變量Sv(i)在限定時(shí)間上亦即第三時(shí)間段t3上等于值1。優(yōu)選地，第三時(shí)間段t3選擇為大于預(yù)定的第二時(shí)間段t2。用于確定第三時(shí)間段t3的時(shí)間測量以過渡到如下狀態(tài)開始，即，所有輔助狀態(tài)變量Sv假定為值1。預(yù)定的第三時(shí)間段t3選擇為大于預(yù)定的第二時(shí)間段t2，因?yàn)榉駝t在圖8中示出的到狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換SPH(2)＝1(其中第二相是唯一未驅(qū)控的相)不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闂l件Sv(2)＝1和Sv(3)＝1總是比條件Sv(2)＝0和Sv(3)＝1更早滿足。時(shí)間值t3應(yīng)附加地還至少比預(yù)定的第二時(shí)間段t2大以下值，即在由未驅(qū)控狀態(tài)到驅(qū)控狀態(tài)或由未通電到通電狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換與施加相應(yīng)要仿真的電壓之間的延遲時(shí)間。當(dāng)前第1頁1 2 3