本发明涉及一种用于无位置传感器地、无转速闭环调节地(drehzahlungeregelt)起动由具有电压中间电路的变频器馈电的同步电机的方法，该同步电机具有永磁转子和定子，其中，对于同步电机的受开环控制(gesteuert)的起动运行，矢量电流调节装置利用至少一个设定定子电流的第一电流分量的第一调节器设定矢量电流的根据预先给定的、上升的转速变化曲线旋转的参考电流空间矢量，所述参考电流空间矢量具有至少通过第一电流调节器的理论值预先给定的数值和在以所述参考电流空间矢量相对于定子的位置固定的参考系旋转的坐标系中的限定的角位置。
背景技术：
1、为了调节永磁同步电机(pmsm)，经常使用场定向调节(for)。利用这种方法可以非常精确地调节pmsm的转矩。然而，对于这种调节，需要知道转子位置、也就是说转子相对于定子的角位置。
2、转子位置可以通过位置传感器或通过所谓的无传感器方法来确定。由于位置传感器提高系统的成本，所以在许多应用中使用无传感器方法，所述无传感器方法评估由转子磁场反向感应到定子线圈中的电压、所谓的back-emf(electromagnetic force：电磁力)。基于反电磁力的方法被广泛使用并且能够相对简单且成本有利地实现。然而，它们仅在特定的最小转速以上起作用，因为它们基于对感应电压的观察，所述感应电压与转速成比例。对于较低的转速，例如存在具有外加的载波信号的方法，所述载波信号应当探测在转子中的非对称性并且因此确定转子位置。这些方法在实现中明显更复杂并且不适用于所有pmsm。因此，转子位置在同步电机起动运行时只能困难地被确定并且因此在许多情况下是未知的。
3、因此，对于同步电机作为具有负载特性曲线的负载的驱动装置，通常使用单纯受开环控制的方法用于起动运行，所述负载特性曲线在低转速的情况下仅需要小的转矩并且也仅很少在低转速的情况下运行，如在鼓风机和离心泵的情况下是这种情况。换句话说，对同步电机的操控在起动运行时在调节技术上不是在闭环中、而是在开环中进行。这意味着，不是在使用转子的反馈到转速调节器的调节器输入端上的实际位置和/或实际转速的情况下进行起动运行。而是，全然预先给定转子的理论位置或者说角位置。在从限定的目标转速起变换到场定向调节的区域中、也就是说使用场定向调节之前，以这种方式单纯受开环控制地穿过小转速的区域。转子的理论位置或者说角位置的预给定通常在使用按照限定的轨迹的电流或电压空间矢量的情况下进行，例如使得针对恒定的加速度设定恒定的电流，从而转子占据预先给定的、对应于所述轨迹的理论位置或者说角位置。
4、在单纯受开环控制的起动运行时有问题的是不能调节转矩。这由待驱动的负载的初始位置、频率预定值和负载特性得出。更确切地说，转矩m由在电流空间矢量i与互连磁通量ψ(下面也称为磁通链)之间的角度和电流空间矢量的数值is、即定子电流is的高度产生，如下面的转矩等式1所表达并且图1所示的那样，
5、等式1：
6、其中，p是转子的极对数。图1以横截面示出同步电机1的具有三个在空间上以120°错开的定子绕组的定子2和示出永磁转子3，所述定子绕组分别配属于以120°相互错开的轴a、b和c中的一个。转子3在此具有两个永磁体4(p＝1)，所述永磁体构成北磁极(n)和南磁极(s)。转子3的磁通链ψ的空间矢量根据定义位于磁体4的南北轴上，使得磁通链ψ也可以等同于转子场。转子场/磁通链ψ相对于定子2或者说相对于放置在定子2中的、具有定子固定的坐标轴α和β的笛卡尔αβ坐标系(定子参考系)具有角位置θ，其相应于关于定子2的转子位置。在图1中示例性地标绘出定子电流的电流空间矢量i，其具有相对于转子场/磁通链ψ的空间矢量的角度以及在αβ坐标系中的角度具有位置固定的坐标轴α和β的αβ坐标系出于清楚的原因单独地在图2中示出，其中，图2中的坐标轴α对应于图1中的位置固定的空间轴a。
7、图2还示出用于场定向调节并且以所估计的或者说受开环控制的转子角度旋转的笛卡尔dq坐标系以及说明转子关于αβ坐标系的实际角位置的δγ坐标系。坐标轴d、q用点划线示出。在此，δ轴根据定义指向磁通链ψ的方向。在准确地知道转子的转子位置/角位置的情况下，两个坐标系dq、δγ精确地彼此叠置。
8、外加到定子2中的电流或者说为此在αβ坐标系中可示出的电流空间矢量i可以通过投影到坐标轴d和q上而被分解成第一电流分量id和第二电流分量iq。这在数学上借助所谓的帕克变换(park-transformation)进行。在此，以图形的方式观察，第一电流分量id位于d轴上，第二电流分量iq位于q轴上，其中，电流空间矢量i通过第一和第二电流分量id、iq的矢量相加得出。这两个电流分量id、iq通常在语言使用中也被称为d电流和q电流。在知道转子位置的情况下，q电流iq是产生转矩的电流分量，而d电流id产生磁通量。所述两个电流分量id、iq是正交的并且因此可以彼此独立地被调节。
9、在这里所选择的示图中，实际的转矩由iγ电流形成。电流分量id、iq可以通过旋转角度被转变到电流分量iδ、iγ中。
10、如果这样外加定子电流i，使得其在dq坐标系中仅具有d轴上的分量，如这在图2中的情况那样，即作为单纯的d电流，那么当dq坐标系与δγ坐标系一致时(在静止状态下观察)，不将转矩施加到转子3上。因此，转子3保持在现存的角位置中。然而当转子3的实际角位置与所外加的电流空间矢量的角位置或方向有偏差时是不同的。在这种情况下，转子旋转直到各坐标系(dq和δγ)一致。
11、如在图2中所示，假设转子3与d轴成一角度则存在形成转矩的电流iγ＞0，并且转子3被定向成，使得δ轴与d轴一致。换句话说，δγ坐标系旋转向dq坐标系，使得它们在最终状态下重合。因此，在这种情况下δγ坐标系描述转子的未知的实际位置或者说实际角位置，而dq坐标系描述理论位置或者说理论角位置。在所述最终状态下，d电流到γ轴上的投影等于零，使得不再有转矩m作用到转子3上。因此适用：iδ＝id和iγ＝iq＝0。因此，在用于转矩m的转矩等式中根据等式1得出：
12、等式2：
13、如已经提到的，通常单纯受开环控制地进行具有永磁转子(pmsm)的无传感器的同步电机的起动运行，其方式为重复地以预先给定的角度来设定电流空间矢量。分别设定的电流空间矢量的角度增加，更确切地说随着时间增加得更快。这可被称为“开环相位(openloop phase)”。
14、在这里再一次提到，在所述开环相位中驱动装置的转矩仅被开环控制，也就是说不被闭环控制，因为实际的转子位置是未知的。出于这个原因，在起动运行时可能发生：转子3旋转得比电流空间矢量被进一步切换得更快。这意味着，转子3短时间超前于所设定的电流空间矢量或者说定子场，也就是说超过电流空间矢量或者说定子场。这导致转矩变为负，转子3被朝向所设定的电流空间矢量的方向拉回。转子3被制动并且能量被反馈到中间电路中。由此中间电路电压升高。这可能导致中间电路中的过电流和/或过电压并且在最坏的情况下——当中间电路不具有足够的中间电路电容时——可能破坏中间电路，这在所谓的“细长的(schlank)”的中间电路中是这种情况，也就是说在具有小电容的中间电路中。通常，因此为了保护变频器而启动紧急切断。不言而喻，这种情况在实践中必须避免。这是可能的，其方法为在同步电机的变频器中使用足够大的中间电路电容。然而大的中间电路电容引起相应大的结构体积，导致变频器的较高的成本和较大的重量。
技术实现思路
1、因此，根据第一方面，本发明的任务是如下优化具有永磁转子的同步电机的受开环控制的起动运行、或者说“开环相位”，使得在起动运行期间避免负转矩并且因此可以在变频器中使用小的或最小的中间电路电容。
2、所述任务通过根据权利要求1所述的方法来解决。有利的进一步改进方案在从属权利要求中给出并且在下面解释。
3、根据本发明提出一种用于无位置传感器地、无转速闭环调节地起动由具有电压中间电路的变频器馈电的同步电机的方法，该同步电机具有永磁转子和定子，其中，对于同步电机的受开环控制的起动运行，矢量电流调节装置借助至少一个设定定子电流的第一电流分量的第一调节器设定根据预先给定的、上升的转速变化曲线旋转的参考电流空间矢量，所述参考电流空间矢量具有至少通过第一电流调节器的理论值预先给定的数值和在以所述参考电流空间矢量相对于定子的位置固定的参考系旋转的坐标系中的限定的角位置。定子的位置固定的参考系对应于之前在引言中所述的αβ坐标系。在该方法中，在起动运行期间求取电压中间电路的中间电路电压。然后将中间电路电压或从中导出的参量与参考值、特别是极限值进行比较，并且当中间电路电压超过参考值时，向所述转速变化曲线加入转速校正值。
4、通过加入转速校正值实现：电流空间矢量或者定子场较强地加速或者在αβ坐标系中观察被向前旋转，以便赶上机械地在前的转子。因此，可能的负力矩被最小化或者甚至被过补偿，从而再次实现正力矩。因此，本发明的核心在于，根据中间电路电压动态地适配预先给定的转速曲线。对于起动运行，转速曲线是单调上升的函数，该函数的斜率至少暂时通过转速校正值相对于最初预先给定的曲线提高。转速曲线的这种适配也可以称为补偿调节或者鉴于借此所达到的目的称为电流角度调节或者中间电路电压调节。
5、不能完全避免负力矩，因为负力矩的存在才引起根据本发明的用于防止中间电路过载的补偿反应。负力矩借助能量到电压中间电路中的反馈、因此借助于上升的中间电路电压被识别到。当中间电路电压超过参考值时，可以向所述转速变化曲线加入转速校正值。
6、作为参考值，例如可以使用在开始起动运行之前的中间电路电压的值或者位于其之上1％至10％的值。
7、备选地，当中间电路电压升高时，可以加入转速校正值。因此，由中间电路电压导出的参量可以是中间电路电压的时间导数，其在中间电路电压上升时是正的。在这种情况下，参考值可以是0v/ms或稍微正的值，例如1v/ms或10v/ms。
8、在一种实施变型方案中可以规定，累积地满足上述两个标准。在这种情况下，如之前那样进行第一询问：中间电路电压是否超过参考值。但是仅当中间电路电压同时升高或者以确定的程度升高时，才加上转速校正值。在这种情况下，附加地进行第二询问，即例如：中间电路电压的时间导数是否是正的。
9、根据一种有利的进一步改进方案可以规定，中间电路电压与参考值的偏差越大，转速校正值就越大，或者说被确定得越大。这对应于比例调节或者说具有p分量的调节。在这种情况下，所述偏差首先通过计算来确定。随后，根据所求取的偏差的大小来确定转速校正值的大小，例如其方式为，将转速校正值与偏差或由此导出的第一校正因数相乘，并且将这样确定的转速校正值加到转速变化曲线。
10、备选地或附加地可以规定，确定中间电路电压与参考值的偏差，并且偏差存在越久，转速校正值越大，或者说被确定得越大。这对应于积分调节，或者说具有i分量的调节。在这种情况下，所确定的偏差随着时间进行积分。随后，根据通过积分获得的积分值的大小来确定转速校正值的大小，例如其方式为，将转速校正值与积分值或由此导出的第二校正因数相乘，并且将这样确定的转速校正值加到转速变化曲线。如果偏差已经在所述比例调节的范围内被确定，则该偏差自然不必为积分调节再确定一次。
11、进一步备选地或附加地可以规定，中间电路电压或偏差上升得越快，转速校正值越大，或者说被确定得越大。这对应于微分调节，或者说具有d分量的调节。在这种情况下，中间电路电压或偏差被求微分。随后，根据通过微分获得的微分值的大小来确定转速校正值的大小，例如其方式为，将转速校正值与微分值相乘或与由此导出的第三校正因数相乘，并且将这样确定的转速校正值加到转速变化曲线。如果在比例调节或积分调节的范畴内已经确定偏差，则该偏差自然不必为微分调节重新确定。否则，首先确定中间电路电压与参考值的偏差。
12、特别有利的是，在起动运行之前将转子定向到目标位置上，其方式为，矢量电流调节装置至少以第一电流调节器将具有限定的角位置的至少一个静态的参考电流空间矢量设定为用于起动运行的相对于位置固定的参考系的起始位置。换句话说，将转子停放在目标位置中，从而已知其在开始起动运行时的角位置。转子到目标位置上的这种定向可以与根据本发明通过转速校正值对转速曲线的适配无关地进行。
13、为了定向，也可以在一定时间内设定一个亦或多个电流空间矢量。在多个电流空间矢量的情况下，最后设定的电流空间矢量确定转子的目标位置。转子然后始终朝向静态的电流空间矢量或者说定子场的方向定向，因为电流空间矢量在αβ坐标系中限定定子场的方向。优选地，设定至少两个不同的电流空间矢量，因为除了期望的稳定的平衡位置(dq坐标系和δ、γ坐标系一致)之外也始终存在以180°错开的不稳定的平衡位置(dq坐标系和δ、γ坐标系彼此错开180°，也就是说外加的d电流不利地偶然与δ轴相反)，使得机器不产生转矩。如果转子在起动之前偶然处于该位置，那么转子不会对齐。
14、在所述定向过程中变得明显的是，转子根据其初始位置实施或多或少大的运动，该运动可以沿之后设定的旋转方向(在此定义为正转速)的方向或者与该方向相反地(在此定义为负转速)延伸。在此，最大运动对应于半个电周期，即π/p(p＝极对数)的机械角。换句话说，在p＝1的极对数(两个磁体)的情况下π/p＝180°的最大运动是可能的。
15、如果在位置中定向，则在转子3从初始位置θ1到目标位置θ2的角运动的情况下对于动能e适用：
16、等式3：也就是说，在不利的情况下在初始位置θ1＝π/p时
17、等式4：
18、因此，通过角运动建立的动能e取决于在初始位置θ1与目标位置θ2之间的角度差θ2-θ1以及取决于马达电流is和磁通链ψ。
19、动能一直建立，直至到达所定向的位置。为了达到静止状态，所述动能现在必须通过摩擦或者说通过由马达产生的反向转矩再次降低。如在开环相位中转子超过定子场的情况下，当中间电路不能容纳这种能量时，在此也存在问题，这在所谓的“细长的”中间电路中、即在具有相对小的电容的中间电路中可以是这种情况。
20、此外要考虑的是，转子3的目标位置不是突然被占据。而是转子超出所述目标位置、振荡返回并且在该目标位置中趋于平稳。这种瞬态响应可以与弹簧-质量系统的振荡相比较，其中，转子的旋转惯性力矩对应于质量并且磁力矩对应于弹簧力。因此，转子位置跟随缓慢衰减的减轻的振荡。在此，转子的轴承中的机械摩擦以及定子中的电损耗(欧姆损耗和反复磁化损耗)起阻尼作用。如果将泵看作同步电机的负载，则此外液体在叶轮中的摩擦是阻尼参量。但由于液压力在低转速时相对小，所以根据旋转的质量、即转子的惯性力矩的不同仅能产生小的阻尼。由此产生的危险是，尽管存在阻尼，但系统仍强烈超调。由于超调形成的过量动能必须再次被降低。在极端情况下，因此必须将全部动能e再反馈到中间电路中。这可能导致在中间电路中的过电流和/或过电压，并且在最坏的情况下，如果中间电路不具有足够的中间电路电容，则可能破坏中间电路。通常，因此为了保护变频器而启动紧急切断。
21、因此，根据本发明的第二方面任务是，这样设计永磁同步电机(pmsm)的起动过程、特别是转子到用于随后定义的起动运行的目标位置上的定向，使得将可能的瞬态振荡过程最小化并且只要出现这种瞬态振荡过程，就避免在中间电路中的由此引起的过电流或者过电压，其中，同时最大可设定的力矩应当可供用于使转子加速。
22、所述任务通过一种用于无位置传感器地起动由具有电压中间电路的变频器馈电的同步电机的方法来解决，该同步电机具有永磁转子和定子，其中，为了将转子定向到目标位置上以用于同步电机的随后的起动运行，矢量电流调节装置以至少一个设定定子电流的第一电流分量的第一电流调节器设定至少一个静态的参考电流空间矢量，所述参考电流空间矢量具有至少通过第一电流调节器的理论值预先给定的数值和在以所述参考电流空间矢量相对于定子的位置固定的参考系旋转的坐标系中的限定的角位置，其中，在设定静态的参考电流空间矢量时求取定子电流的由第一电流调节器设定的第一电流分量的实际值并且将其与第一电流调节器的理论值进行比较，并且对于第一电流调节器，当实际值高于理论值时，使用第一组调节器参数，并且当实际值低于第一理论值时，使用第二组调节器参数，其中，第一组调节器参数将电流调节器参数化为，使得该电流调节器比在其利用第二组调节器参数参数化的情况下更快地进行调节。
23、因此，根据本发明的方法的第二方面的核心在于，根据超过还是低于理论值而使用用于电流调节器的不同的调节器参数。这引起电流调节器在转子根据其实际位置定向时的动态特性，从而最小化或者甚至避免超出目标位置的超调和由此引起的在中间电路中的过电流和过电压。因为这表明电流调节同样对系统的阻尼施加影响。因此，可以借助等式4看出，is(θ)的变化曲线也包括在能量中。也就是说，如果电流调节器具有“差的”或“软的”干扰特性，则引入更少的能量。换句话说，感应电压反作用于原因或者运动。同时，理论值可以在任何时刻对应于最大可能的可设定的电流，以便可以根据转子的初始位置调用最大可能的转矩。
24、第一组调节器参数由于较小的时间常数而引起刚性的参数化或刚性的调节器特性，而第二组调节器参数由于较大的时间常数而引起软的参数化或软的调节器特性。因为不应强烈地超过理论值，所以对于实际值超过理论值的情况，使用刚性的参数化，即第一组调节器参数。如果理论值低于理论值，则使用软参数化，即第二组调节器参数，由此反向感应的电压(back-emf)可以反作用于驱动装置的加速并且可以限制该加速。
25、研究表明，除了初始位置θ1以外，电流的时间变化曲线强烈地取决于电流调节的参数。如果选择电流调节器的刚性的调节器参数化，则在虚拟的与转子相关的δ、γ坐标系中的电流矢量几乎是恒定的。在此不利的是，大量动能被引入到系统中并且机电系统具有小的阻尼。因此，出现明显的机械振荡并且在此转换的动能必须被缓存在中间电路中，这在小的电容的情况下在中间电路中可能导致高的电压。
26、转子的明显的机械振荡在图3中在曲线kr1中可见。图3在用于不同的调节器参数化的五个曲线kr1、kr2、kr3、kr4、kr5中分别示出转子位置随着时间的变化过程。图4在用于不同的调节器参数化的与之对应的五个曲线ki1、ki2、ki3、ki4、ki5中分别示出定子电流随时间的变化过程。如曲线ki1能够看出的，电流i以在此选择的参数化快速并且好地调节，但转子位置剧烈而长时间地波动，如曲线kr1所示的那样。
27、如果电流调节器现在设计得不太刚性或“更缓慢”，那么转子的机械振荡降低。这示出彼此相比之下的曲线kr2、kr3、kr4和kr5。曲线kr2和ki2以如下调节器参数化记录，在该调节器参数化中，闭式调节回路具有时间常数为5ms的传递函数。在曲线kr3和ki3的情况下，调节器参数化使得闭式调节回路具有时间常数为10ms的传递函数。对于曲线kr4和ki4，时间常数为25ms，而对于曲线kr5和ki5，时间常数为50ms。如在图3中可看出，转子的机械振荡随着时间常数的增大而减小，更确切地说不仅在超调的高度方面而且在摆动运动的数量方面减小，直到目标位置是静止的，参见曲线kr2、kr3、kr4和kr5。因为在刚性较低的电流调节器中通过运动产生的感应的反向电压现在能够降低电流，所以也降低了转矩和加速度并且将较少的动能引入到系统中。在此不利的是，在电流中出现明显的超调，如相关的曲线ki2、ki3、ki4和ki5所示的那样。这意味着，对于电流调节器的这些参数化，用于电流的理论值必须选择得小于、必要时也明显小于最大允许的电流，以避免过电流。由此，然而这也减小了当转子被阻挡时所产生的最大可实现的转矩。
28、根据本发明的方法通过在第一调节器参数与第二组调节器参数之间、即在刚性的或者说快速的与相对较软的或者说较缓慢的调节之间的根据本发明的转换克服了所述缺点，其中，当电流高于理论值iref时使用刚性的参数化，而当电流低于理论值iref时使用较软的参数化、即具有更高的时间常数的参数化。因此，参考电流空间矢量的数值、特别是电流调节器的理论值可以对应于最大可设定的电流。此外，基于这种转换，中间电路可以实施成“细长的”，也就是说仅具有小的电容。优选地，电压中间电路可以具有小于0.02μf每瓦的中间电路电容。
29、根据本发明的方法的第二方面、即对调节器参数化的转换也可以在根据该方法的第一方面设定根据预先给定的、上升的转速曲线旋转的参考电流空间矢量时使用。这也适用于第二方面的所有进一步改进方案。然而要强调，所述方法的第二方面与所述方法的第一方面无关并且因此也可以单独地使用。
30、因此，根据第一方面所述的方法如下进一步细化，在设定根据预先给定的、上升的转速变化曲线旋转的参考电流空间矢量时，求取定子电流的由第一电流调节器设定的第一电流分量的实际值或与第一电流分量的实际值相关的第一参量，并且将实际值或第一参量与第一电流调节器的理论值或与该理论值相关的第二参量进行比较，并且对于第一电流调节器，当实际值或第一参量高于理论值或高于第二参量时，使用第一组调节器参数，并且当实际值或第一参量低于第一理论值或低于第二参量时，使用第二组调节器参数，其中，第一组调节器参数将电流调节器参数化为，使得该电流调节器比在其利用第二组调节器参数参数化的情况下更快地进行调节。
31、因此，可以以不同的方式触发调节器参数之间的转换：
32、a)在最简单的情况下，第一电流分量的实际值可以与第一电流调节器的理论值进行比较。
33、b)备选地，可以由第一电流分量的实际值计算出第一参量并且将该第一参量与第一电流调节器的理论值进行比较。
34、c)根据另一种备选方案，可以将第一电流分量的实际值与由理论值计算出的第二参量进行比较。
35、d)进一步备选地，可以由第一电流分量的实际值计算出第一参量，并且将该第一参量与由理论值计算出的第二参量进行比较。
36、通过使用变型方案b)、c)和d)中的第一和/或第二参量，可以根据需要来匹配用于在第一和第二组调节器参数之间进行转换的条件。第一参量可以是实际值与第一加权因子的乘积，该第一加权因子例如可以在0.9至1.1之间。第二参量可以是理论值与第二加权因子的乘积，该第二加权因子例如可以在0.9至1.1之间。根据a)至d)的各自的比较的结果，将第一组或第二组调节器参数用于第一电流调节器。
37、参考电流空间矢量的数值、特别是电流调节器的理论值在此也可以对应于最大可设定的电流。此外，中间电路可以实施成“细长的”，即仅具有小的电容。优选地，电压中间电路可以具有小于0.02μf每瓦的中间电路电容。
38、下面的实施方案既涉及根据本发明的方法的第一方面也涉及第二方面。
39、可以依据相互要比较的参量、也就是说理论值与实际值、理论值与第一参量、第二参量与实际值或第二参量与第一参量之间的误差偏差来判断实际值或第一参量是否低于或高于理论值或第二参量，其中，当所述误差偏差为负时，对于所述第一电流调节器使用第一组调节器参数，并且当所述误差偏差为正时，使用第二组调节器参数。
40、参考电流空间矢量i可以对于起动运行在其位置方面基本上任意选择。然而，当其仅由参考电流空间矢量的两个电流分量中的一个形成或设定时，存在简单的情况。这有意义地是id电流分量，因为仅所述id电流分量产生使转子定向所必须的磁通量。与此相对地，iq电流分量因此可以为零。在图2中，这可以根据在那里标绘的参考电流空间矢量i看出，该参考电流空间矢量仅具有位于d轴上的电流分量id，而电流分量iq、更确切地说用于第二电流分量iq的理论值是零。因此，在此设定的参考电流空间矢量i具有数值id和关于αβ坐标系的角度因此有利的是，参考电流空间矢量仅通过第一电流调节器来设定，而用于矢量电流调节装置的第二电流调节器的理论值是零，该第二电流调节器能设定参考电流空间矢量的第二电流分量。
41、优选地，矢量电流调节装置具有设定第一电流分量的第一电流调节器以及设定第二电流分量的第二电流调节器，其中，第一和第二电流分量共同定义参考电流空间矢量。只要参考电流空间矢量仅通过第一电流调节器设定，那么第二电流调节器的理论值是零，也就是说第二电流分量被调节到零。然而，第二电流分量的理论值也可以不同于零，由此可以设定任意的参考电流空间矢量。
42、第一电流调节器优选是如下电流调节器，所述电流调节器在永磁同步电机的衔接于起动运行的场定向调节中在正常运行中确定用于设定定子电流空间矢量的id电流分量，而第二电流调节器确定用于设定定子电流空间矢量的iq电流分量。这具有如下优点：可以使用用于场定向调节现存的调节结构，以便根据第一或第二方面实施同步电机的起动运行。不需要实施新的调节器。
43、在一种实施变型方案中可以规定，第一组调节器参数和第二组调节器参数不仅将第一电流调节器而且将第二电流调节器参数化。从第一组调节器参数转换到第二组调节器参数以及相反的转换优选同时进行，例如其方式为，共同的转换开关同时将转换信号传输给第一和第二电流调节器。可以如上所述地触发该转换，如果实际值或第一参量升高超过理论值或第二参量的话，其中，因此使用第一组调节器参数，否则使用第二组调节器参数。
44、在一种实施变型方案中，可以仅根据第一电流分量、更确切地说根据第一电流分量的实际值或由此计算出的第一参量与其理论值或由此计算出的第二参量之间的误差偏差/差值来进行转换。
45、备选地，用于两个电流调节器的转换可以根据第一和第二电流分量来进行，特别是根据由第一电流分量的实际值和第二电流分量的实际值形成的第一参量与由第一电流分量的理论值和第二电流分量的理论值形成的第二参量的误差偏差/差值来进行。例如，第一参量可以是所述实际值的平方和并且第二参量可以是所述理论值的平方和。
46、根据一种进一步改进方案，第一参量也可以是所述实际值的平方和的方根，第二参量可以是所述理论值的平方和的方根。第一参量在这种情况下对应于由第一电流分量的实际值和第二电流分量的实际值形成的实际的电流空间矢量的数值(幅值)，并且第二参量对应于由第一电流分量的理论值和第二电流分量的理论值形成的参考电流空间矢量的数值(幅值)。换句话说，在此根据误差电流空间矢量进行转换，该误差电流空间矢量对应于实际电流空间矢量与参考电流空间矢量之间的差值。
47、在另一种实施变型方案中，用于第二电流调节器的第一组和第二组调节器参数之间的转换可以与第一电流调节器的调节器参数组的转换无关地进行。例如，用于第二电流调节器的第一和第二组调节器参数之间的转换可以仅根据第二电流分量进行，而用于第一电流调节器的第一和第二组调节器参数之间的转换可以仅根据第一电流分量进行。
48、第一组调节器参数能够将第一电流调节器或者第一和第二电流调节器例如这样参数化，使得包括相应的第一或第二电流调节器的开式调节回路具有如下传递函数，所述传递函数具有所谓的对称最优值(symmetrische optimum，so)。换句话说，第一电流调节器或第一电流调节器和第二电流调节器然后根据对称最优值的方法被参数化，以便实现良好的干扰特性。在图3和图4中，在曲线kr1和ki1中使用根据对称最优值的参数化。根据“对称最优值”的调节器的设计是本身已知的。就此而言，参照有关的专业文献，例如“elektrischeantriebe/dierkspringer出版社，2001年第2版，isbn3-540-41994-2，第3.2章”。对称最优值在电驱动技术中是一个重要的优化标准，其中，名称涉及优化的开式调节回路的频率响应，其相位特性曲线在振幅通过点(amplitudendurchtritt)上对称。
49、与此相对，第二组(set2)调节器参数能够将第一电流调节器或者第一电流调节器和第二电流调节器这样参数化，使得包括相应的第一电流调节器或第二电流调节器的闭式调节回路具有如下传输函数，所述传输函数具有在5ms至20ms之间的时间常数。这种参数化在曲线kr2至kr5和ki2至ki5中使用。
50、如果第一电流调节器是或具有p调节器或pi调节器，并且是用于p调节器的比例分量或pi调节器的比例分量和积分分量的增益系数，则实现电流调节的一种简单的执行方案。因此，所述两组调节器参数中的每组可以仅包括一个参数值、即用于比例分量的参数值，或者包括两个参数值、即用于比例分量和积分分量的参数值。这同样适用于第二电流调节器。
51、在一种实施变型方案中，第二电流调节器可以使用与第一电流调节器相同组的调节器参数。然而，根据另一种实施变型方案可以规定，每个电流调节器具有其自身的调节器参数，从而所述调节器参数可以是不同的。在这种情况下，第一和第二组调节器参数能够分别包括两个或四个调节器参数，即用于第一和第二电流调节器的各一个比例分量、或用于第一和第二电流调节器的各一个比例分量和积分分量。
1.用于无位置传感器地、无转速闭环调节地起动由具有电压中间电路的变频器馈电的同步电机(1)的方法，该同步电机具有永磁转子(3)和定子(2)，其中，对于所述同步电机(1)的受开环控制的起动运行，矢量电流调节装置(5)利用至少一个设定定子电流的第一电流分量(id)的第一电流调节器(11)设定根据预先给定的、上升的转速变化曲线(nstart)旋转的参考电流空间矢量(i)，所述参考电流空间矢量具有至少通过所述第一电流调节器(11)的理论值(idref)预先给定的数值和在以所述参考电流空间矢量(i)相对于所述定子(2)的位置固定的参考系(α、β)旋转的坐标系(d、q)中限定的角位置其特征在于，在起动运行期间求得所述电压中间电路的中间电路电压(udc)并且将所述中间电路电压或由所述中间电路电压推导出的参量与参考值(udcmax)进行比较，其中，当所述中间电路电压(udc)超过所述参考值(udcmax)时，向所述转速变化曲线加入转速校正值(n+)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，仅当所述中间电路电压(udc)升高的同时或所述中间电路电压以确定的程度升高时，才加入所述转速校正值(n+)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，求取所述中间电路电压(udc)与所述参考值(udcmax)的偏差，并且所述偏差越大，所述转速校正值(n+)就越大。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，求取所述中间电路电压(udc)与所述参考值(udcmax)的偏差，并且所述偏差存在越久，所述转速校正值(n+)就越大。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述中间电路电压升高得越快，所述转速校正值(n+)就越大，或者求取所述中间电路电压(udc)与所述参考值(udcmax)的偏差，并且所述偏差增加得越快，所述转速校正值(n+)就越大。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在起动运行之前将所述转子(3)定向到目标位置上，其方式为，所述矢量电流调节装置(5)至少以所述第一电流调节器(11)设定相对于所述位置固定的参考系(α、β)具有限定的角位置的至少一个静态的参考电流空间矢量(i)作为用于起动运行的起始位置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在设定所述参考电流空间矢量(i)时，求取定子电流的由所述第一电流调节器(11)设定的第一电流分量(id)的实际值(idact)或与第一电流分量的实际值相关的第一参量，并且将实际值(idact)或第一参量与所述第一电流调节器(11)的理论值(idref)或与该理论值(idref)相关的第二参量进行比较，并且对于所述第一电流调节器(11)，当实际值(idact)或第一参量高于所述理论值(idref)或高于所述第二参量时，使用第一组(set1)调节器参数(ki1、kp1)，并且当实际值(idact)或第一参量低于所述理论值(idref)或低于所述第二参量时，使用第二组(set2)调节器参数(ki2、kp2)，其中，所述第一组(set1)调节器参数(ki1、kp1)将所述电流调节器(11)参数化为，使得该电流调节器比在其以第二组(set2)调节器参数(ki2、kp2)参数化的情况下更快地进行调节。
8.至少根据权利要求7所述的方法，其特征在于，依据理论值(idref)与实际值(idref)、理论值(idref)与第一参量、第二参量与实际值(idact)或第二参量与第一参量之间的误差偏差(e)来评估：实际值(idact)或第一参量是低于还是高于理论值(idref)或第二参量，其中，当所述误差偏差(e)为负时，对于所述第一电流调节器(11)使用第一组(set1)调节器参数(ki1、kp1)，并且当所述误差偏差(e)为正时，使用第二组(set2)调节器参数(ki2、kp2)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，仅通过所述第一电流调节器(11)来设定所述参考电流空间矢量(i)，而用于第二电流调节器(12)的理论值(iqref)为零，所述第二电流调节器能设定所述参考电流空间矢量(i)的第二电流分量(iq)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述矢量电流调节装置(5)具有设定第一电流分量(id)的第一电流调节器(11)以及设定第二电流分量(iq)的第二电流调节器(12)，其中，所述第一电流调节器(11)是如下电流调节器，所述电流调节器在所述永磁同步电机的衔接于起动运行的场定向调节中在正常运行中确定用于设定定子电流空间矢量的id电流分量，而所述第二电流调节器(12)在正常运行中确定用于设定定子电流空间矢量的iq电流分量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述参考电流空间矢量(i)的数值、特别是所述第一电流调节器(11)的理论值(idref)对应于最大可设定的电流(imax)。
12.至少根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一电流调节器(11)是或具有p调节器或pi调节器，并且所述调节器参数(ki1、kp1、ki2、kp2)是用于所述p调节器的比例分量或所述pi调节器的比例分量和积分分量的增益系数。
13.至少根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一组(set1)调节器参数(ki1、kp1)将所述第一电流调节器(11)参数化为，使得包括所述第一电流调节器(11)的开式调节回路具有如下传递函数，该传递函数具有对称最优值(so)。
14.至少根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二组(set2)调节器参数(ki2、kp2)将所述第一电流调节器(11)参数化成，使得包括所述第一电流调节器(11)的闭式调节回路具有如下传递函数，该传递函数具有在5ms至20ms之间的时间常数。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电压中间电路具有变流器的小于0.02μf每瓦额定功率的中间电路电容。
16.用于无位置传感器地、无转速闭环调节地起动由具有电压中间电路的变频器馈电的同步电机(1)的系统，其特征在于，所述系统构造用于实施按照权利要求1至15中任一项所述的方法。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述系统包括：
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述电流角度调节器(13)构造用于将中间电路电压(udc)与参考值(udcmax)进行比较，并且当所述中间电路电压(udc)超过所述参考值(udcmax)时，将转速校正值(n+)设为大于零的值。
19.根据权利要求17或18所述的系统，其特征在于，所述电流角度调节器(13)具有pid调节器的功能。
20.根据权利要求17至19之一所述的系统，其特征在于，所述矢量电流调节装置(5)包括转换开关(8)，所述转换开关(8)构造用于对于所述第一电流调节器(11)在第一组(set1)调节器参数(ki1、kp1)与第二组(set2)调节器参数(ki2、kp2)之间转换。
21.根据权利要求17至20之一所述的系统，其特征在于，所述矢量电流调节装置(5)包括第二电流调节器(12)，所述第二电流调节器构造用于设定所述参考电流空间矢量(i)的第二电流分量(iq)。
22.计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，其特征在于，所述指令在被处理器执行时实现根据权利要求1至15中任一项所述的方法。
