[发明专利]用于运行电动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行电动机的方法，所述电动机具有初级部件和次级部件，其中，初级部件具有包含绕组的、多相的励磁线圈，其相接线端分别与输出级的输出接线端连接，其中，输出级具有可控制的半导体开关，以将相电压施加到输出接线端上，所述方法包括下述步骤：

a)通过这样将相电压施加到输出级的输出接线端上开始运行阶段，使得在励磁线圈中感应出磁的行波场，所述行波场引起初级部件和次级部件之间的相对运动，

b)断开在所述输出接线端中的至少一个上的相电压，从而开始测量阶段，

c)测量电的反电动势，该反电动势在连接在所述输出接线端上的绕组中由于初级部件和次级部件之间的相对运动而被感应出，以便能够确定出在励磁电流的相位和反电动势的相位之间的角度差，

d)必要时重复步骤a)至c)。

背景技术

这种方法由WO2007/026241A2所公知。在此，通过输出级的输出接线端将电的相电压施加到励磁线圈上。相电压具有预定的曲线，其中，所述电压在激励阶段的开始、中间以及结束分别关于预定的时间间隔等于零。在相电压不等于零的运行阶段，借助励磁线圈在与次级部件共同作用且驱动次级部件的初级部件中产生电磁的行波场。在相电压等于零的时间间隔中，开始测量阶段，在所述测量阶段中，励磁线圈的相接线端通过开关装置与模拟-数字转换器的测量信号输入部连接，以便能够测量在励磁线圈中感应出的反电动势。在每个测量阶段的开始，首先等待，直到绕组电流的过冲充分衰减。然后分别测得反电动势的两个测量值，微处理器由这两个测量值通过插值法计算反电动势的过零的时刻。微处理器由所述过零时刻算出在励磁电流相位和反电动势相位之间的角度差。所述角度差相应于初级部件和次级部件之间的相对位置。

上述方法具有下述的缺点，即：在每个测量阶段，首先必须等待，直到绕组电流的过冲衰减掉，从而反电动势能够完全以足够的精确性被测量。对于过冲的衰减必要的时间常数在通常的电动机中大约在几毫秒的范围内。此外不利的是，在每个测量阶段分别必须测量反电动势的两个测量值，它们必须在时间上以这样的程度彼此间隔，使得励磁电流的过零能够通过测量值的插值来确定。因此，测量阶段的持续时间必须相对长地选择。而在该持续时间期间，电动机不被驱动，也就是说，转矩分布是不均匀的。由此，电动机的功率和效率降低。此外，与所述转矩叠加的波可能引起声音上的干扰。所述方法的另外的缺点在于，所述插值法与一定的计算耗费相关且具有不精确性。

发明内容

因此本发明的目的在于，实现开头所述类型的方法，所述方法使得尽可能均匀的电动机运行成为可能，并且其中仍然能够以简单方式和大的精确性计算出励磁电流的相位和反电动势的相位之间的角度差。

根据本发明，所述目的由此实现，即，在相电压被断开后，在相电压已被断开的绕组中的绕组电流通过至少一个具有非线性特征曲线的自振荡元件引导以及维持，并且在绕组电压中测出在该绕组中通流的绕组电流过零时出现的脉冲前沿并且将其用作为用于测量相关的绕组的被感应出的反电动势的触发信号。

由此可能的是，能够以简单的的方式以较高的精确性探测绕组电流的过零时刻。在测量反电动势之后立即可以重新开始运行阶段并且通过输出级对电动机通电流。测量阶段优选在绕组电流即将过零之前才开始，从而接着立刻能够测量反电动势。通过根据本发明的方法可能的是，能够将测量阶段选择得非常短，使得转矩几乎没有中断地施加在电动机上。电动机由此能够实现高的效率和均匀的电动机运行。电动机优选是无刷直流电动机。自振荡元件能够例如是与电压的电阻(VDR)相关的。

有利的是，所述自振荡元件是半导体二极管。所述半导体二极管在此能够成本有利地集成到配属于其的半导体开关的半导体芯片中。

在本发明优选的构造方式中，配属于各个绕组的励磁电流和/或其滑动的中间值(gleitende Mittelwerte)优选具有大致正弦形的曲线。其中，施加在励磁线圈上的相电压相应地被脉宽调制。通过励磁线圈的正弦形激励能够实现电动机的均匀的转矩以及因此特别平稳的电动机运行。脉宽调制使得励磁线圈的损失少的激励成为可能。