DE102005011578A1 - Method and circuit arrangement for limiting the current consumption of a DC motor - Google Patents

Method and circuit arrangement for limiting the current consumption of a DC motor Download PDF

Info

Publication number
DE102005011578A1
DE102005011578A1 DE102005011578A DE102005011578A DE102005011578A1 DE 102005011578 A1 DE102005011578 A1 DE 102005011578A1 DE 102005011578 A DE102005011578 A DE 102005011578A DE 102005011578 A DE102005011578 A DE 102005011578A DE 102005011578 A1 DE102005011578 A1 DE 102005011578A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
current
voltage
characteristic
limiting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005011578A
Other languages
German (de)
Inventor
Harald Eisenhardt
Bernhard Rasch
Andreas MÜLLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102005011578A priority Critical patent/DE102005011578A1/en
Priority to PCT/EP2006/050690 priority patent/WO2006097390A1/en
Publication of DE102005011578A1 publication Critical patent/DE102005011578A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Stromaufnahme eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Gleichstrommotors, insbesondere eines aus dem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges gespeisten Gebläsemotors, wobei die maximale Stromaufnahme des Motors an seine Stromaufnahme im Normalbetrieb angeglichen wird entsprechend einer Kennlinie mit zwei linearen Abschnitten (12, 16) oberhalb der Kennlinie für die Stromaufnahme des Motors im Normalbetrieb. Hierbei verläuft ein erster Abschnitt (12) der Kennlinie im Anlaufbereich des Motors (18) deutlich flacher, vorzugsweise im Wesentlichen waagerecht. Ein zweiter, ebenfalls linearer Abschnitt (16) und gegebenenfalls weitere lineare Abschnitte schließen sich unmittelbar an den vorausgehenden Abschnitt an und treffen bei der Nennspannung des Motors mit der Kennlinie für dessen Normalbetrieb zusammen. Die erfindungsgemäße Strombegrenzung lässt sich mit einfachen schaltungstechnischen Mitteln realisieren ohne größeren Kostenaufwand, wie er beispielsweise bei Verwendung eines Mikrocontrollers entsteht.The invention relates to a method and a circuit arrangement for limiting the current consumption of a dc motor fed from a DC power fan, in particular a powered from the electrical system of a motor vehicle fan motor, wherein the maximum current consumption of the motor is adjusted to its current consumption in normal operation according to a characteristic curve with two linear sections ( 12, 16) above the characteristic curve for the current consumption of the motor in normal operation. In this case, a first section (12) of the characteristic in the starting region of the motor (18) runs significantly flatter, preferably substantially horizontally. A second, also linear portion (16) and possibly other linear sections are immediately adjacent to the preceding section and meet at the rated voltage of the motor with the characteristic for its normal operation together. The current limitation according to the invention can be realized with simple circuitry means without greater expense, as it arises for example when using a microcontroller.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Stromaufnahme eines Gleichstrommotors, insbesondere eines aus dem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges gespeisten Gebläsemotors. Derartige Motoren werden beispielsweise in Klimaanlagen zur Luftförderung ins Fahrzeuginnere eingesetzt, wobei zur Geschwindigkeitsregelung ein elektronisches Steuergerät benutzt wird. Zum Schutz des Gleichstrommotors gegen Überlastung und Überhitzung wird dabei in bekannter Weise der vom Motor aufgenommene Strom begrenzt in Form einer linearen Funktion der am Motor anliegenden Spannung. Zur Sicherstellung des Motoranlaufes wird ein Stromoffset bei einer Motorspannung von 0 V generiert, bei Nennspannung entspricht die Höhe des Begrenzungsstromes der Stromaufnahme des Gleichstrommotors im Normalbetrieb. Eine entsprechende Strombegrenzungskennlinie gemäß Stand der Technik ist in 1 mit einer strichpunktierten Linie angedeutet.The invention relates to a method and a circuit arrangement for limiting the current consumption of a DC motor, in particular a blower motor fed from the electrical system of a motor vehicle. Such motors are used, for example, in air conditioning systems for conveying air into the vehicle interior, wherein an electronic control unit is used for speed control. To protect the DC motor against overloading and overheating, the current absorbed by the motor is limited in a known manner in the form of a linear function of the voltage applied to the motor. To ensure the motor start a current offset is generated at a motor voltage of 0 V, at nominal voltage corresponds to the height of the limiting current of the current consumption of the DC motor in normal operation. A corresponding current limiting characteristic according to the prior art is in 1 indicated by a dot-dash line.

Aus der DE 34 33 538 C ist eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Verlustleistung in einem Leistungstransistor bekannt. Diese Schaltungsanordnung weist zusätzlich zu dem gegen Überlastung zu schützenden Leistungstransistor ein weiteres Schaltelement, beispielsweise einen weiteren Transistor oder einen Operationsverstärker auf, welcher bei unzulässigen hohen Strömen über den Leistungstransistor leitend wird und die Steuerstrecke des Leistungstransistors zur Reduzierung des Stromes über dessen Hauptelektroden überbrückt. Eine derartige Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Verlustleistung in einem Leistungsschalter liefert jedoch keine Hinweise zur Begrenzung des Laststromes in einem Gleichstrommotor.From the DE 34 33 538 C a circuit arrangement for limiting the power loss in a power transistor is known. This circuit arrangement has, in addition to the power transistor to be protected against overload, another switching element, for example a further transistor or an operational amplifier, which becomes conductive at impermissibly high currents via the power transistor and bridges the control path of the power transistor for reducing the current via its main electrodes. However, such a circuit arrangement for limiting the power loss in a circuit breaker provides no clues to limit the load current in a DC motor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine entsprechende Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Stromaufnahme eines Gleichstrommotors anzugeben, welche sicherstellen, dass der Motor einerseits ein ausreichend hohes Anlaufmoment erreicht, andererseits aber insbesondere bei kleinen bis zu mittleren Motorspannungen die Leistungsaufnahme und damit die Erwärmung des Motors begrenzt werden. Besonders wichtig ist eine derartige Strombegrenzung in Fehlerfällen, beispielsweise bei einem schwergängigen oder blockierten Motor.Of the Invention is based on the object, an improved method and a corresponding circuit arrangement for limiting the current consumption indicate a DC motor, which ensure that the Motor on the one hand achieved a sufficiently high starting torque, on the other hand especially for small to medium motor voltages the power consumption and thus the warming be limited to the engine. Especially important is such Current limitation in case of faults, for example, in a difficult or blocked engine.

Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 8, wobei sichergestellt ist, dass beim Start des Motors ein ausreichend hoher Anlaufstrom zur Verfügung steht, welcher jedoch in der weiteren Anlaufphase nach dem Start nicht oder nur in geringem Maße ansteigt und so die Leistungsaufnahme des Motors auf das notwendige Maß begrenzt. Zweckmäßigerweise verläuft ein erster linearer Abschnitt der Strombegrenzungslinie waagerecht und stellt hierbei einen Startstrom zur Verfügung, der vorzugsweise etwa dem doppelten Wert der Stromaufnahme des Motors im Normalbetrieb entspricht, um Startprobleme durch schwergängige Lager, festsitzende Dichtungen, Trägheitsmomente der angeschlossenen Last und dergleichen sichern zu überwinden.The Task is solved by the characterizing features of claims 1 and 8, wherein ensured is that when starting the engine, a sufficiently high starting current to disposal which, however, in the further start-up phase after the start not or only to a small extent increases and so the power consumption of the engine to the necessary Limited measure. Conveniently, goes on first linear section of the current limiting line horizontally and This provides a starting current available, preferably about twice the current consumption of the motor during normal operation corresponds to start problems due to stiff bearings, stuck seals, moments of inertia secure the connected load and the like to overcome.

In der Regel ist es ausreichend, wenn die Kennlinie der Strombegrenzung in zwei lineare Abschnitte unterteilt wird, wobei der zweite Abschnitt mit einem Knick direkt an den ersten Abschnitt angrenzt und bei der Nennspannung des Motors etwa den Wert der Stromaufnahme des Motors im Normalbetrieb erreicht. In einem 12 V-Gleichspannungs-Bordnetz eines Kraftfahrzeuges endet der erste, waagerechte Abschnitt der Strombegrenzung vorzugsweise bei einem Mittelwert der anliegenden Gleichspannung von etwa 2 bis 3 V und geht dann mit einem Knick in einen ansteigenden linearen Abschnitt über.In usually it is sufficient if the characteristic of the current limit is divided into two linear sections, the second section with a kink directly adjacent to the first section and at the rated voltage of the motor about the value of the current consumption of Motor reached in normal operation. In a 12 V DC electrical system of a motor vehicle ends the first, horizontal portion of Current limitation preferably at an average value of the adjacent DC voltage of about 2 to 3 V and then goes with a kink in a rising linear section over.

Zur Bereitstellung der Begrenzungskennlinie für die Stromaufnahme des Motors ist es zweckmäßig, wenn einem Regelkreis für die Spannungsversorgung des Motors ein Regelkreis zur Begrenzung des Motorstromes dominierend überlagert wird, wobei der in Abhängigkeit von der Motorspannung generierte Sollwert des Stromes mit dem jeweiligen Istwert des Motorstromes verglichen und bei Überschreitung des Sollwertes die treibende Spannung für ein Stellglied im Motorstromkreis reduziert wird.to Provision of the limiting characteristic for the current consumption of the motor it is useful if a control loop for the power supply of the motor is a control circuit for limiting the Motor current dominantly superimposed being, depending on generated by the motor voltage setpoint of the current with the respective Actual value of the motor current compared and exceeded the setpoint the driving voltage for an actuator in the motor circuit is reduced.

Eine besonders vorteilhafte Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Stromaufnahme eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Gleichstrommotors ergibt sich, wenn das Stellglied für seinen Speisestrom einerseits durch einen Spannungsregler in Abhängigkeit von der Differenz eines Istwertes und eines Sollwertes der Motorspannung und andererseits hierzu überlagert durch einen Stromregler steuerbar ist, dessen Ausgangsignal durch die vorgegebene Strombegrenzungs-Kennlinie geprägt ist. Hierzu wird zweckmäßigerweise dem Stromregler ein Sollwertgeber für den Motorstrom vorgeschaltet, der einen entsprechend der Motorspannung begrenzten Sollwert als Referenz zum Istwert des Motorstromes an den Stromregler liefert. Dabei ist der Ausgang des Stromreglers mit dem Ausgang des Spannungsreglers über ein Gleichrichterelement derart gekoppelt, dass die von dem Spannungsregler gelieferte Steuerspannung für das Stellglied im Motorstromkreis über den Ausgang des Stromreglers im Sinne einer Begrenzung des Motorstromes herabgesetzt wird.A particularly advantageous circuit arrangement for limiting the current consumption a DC motor fed from a DC power supply arises when the actuator for its supply current one hand by a voltage regulator depending on the difference an actual value and a set value of the motor voltage and on the other hand superimposed on this can be controlled by a current regulator whose output signal the predetermined current limiting characteristic is coined. This is expediently the current controller upstream of a setpoint generator for the motor current, the a setpoint limited by the motor voltage as a reference to the actual value of the motor current to the current controller supplies. It is the output of the current controller with the output of the voltage regulator via a Rectifier element coupled such that supplied by the voltage regulator Control voltage for the actuator in the motor circuit via the output of the current controller is reduced in the sense of limiting the motor current.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.Further Details and advantageous embodiments of the invention result from the description of the embodiment.

Die Abbildungen zeigen inThe Illustrations show in

1 ein Diagramm der Stromaufnahme eines Gleichstrommotors im Normalbetrieb als Funktion der Versorgungsspannung sowie eine Kennlinie entsprechend der erfindungsgemäßen Strom- und Leistungsbegrenzung des Motors, und in 1 a diagram of the current consumption of a DC motor in normal operation as a function of supply voltage and a characteristic according to the current and power limit of the invention, and in

2 eine Schaltungsanordnung zur Überwachung und Begrenzung der Stromaufnahme eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Motors. 2 a circuit arrangement for monitoring and limiting the power consumption of a motor fed from a DC power supply.

In 1 ist in schematisierter Darstellung der statische Normalverlauf des Motorstromes IM bei sich drehendem Rotor in Abhängigkeit von der am Motor anliegenden Spannung UM als Kurve 10 dargestellt. Da der Rotor sich jedoch typischerweise lastabhängig erst ab einer Spannung von etwa 0,5 V bis 1 V zu drehen beginnt, ist die Kurve 10 nicht bis zur Spannung von 0 V durchgezeichnet sondern bei 0,5 V abgebrochen. Die Abbildung zeigt, dass der Motor beim Lauf mit geringer Spannung bereits einen Strom von etwa 3 A aufnimmt, welcher bis etwa zur Hälfte der Nennspannung zunächst nur langsam und danach deutlich schneller ansteigt.In 1 is a schematic representation of the static normal course of the motor current I M with the rotor rotating as a function of the voltage applied to the motor voltage U M as a curve 10 shown. However, since the rotor typically begins to rotate only from a voltage of about 0.5 V to 1 V, depending on the load, the curve is 10 not drawn to the voltage of 0 V but canceled at 0.5 V. The figure shows that the motor already consumes a current of about 3 A when running with low voltage, which initially rises only slowly and then significantly faster up to about half of the rated voltage.

Die Strombegrenzung ist nun derart gewählt, dass ein Anlaufstrom, der einen sicheren Motoranlauf garantiert, etwa in Höhe des doppelten normalen Stromes zugelassen und entsprechend dem ersten waagerechten Abschnitt 12 der Begrenzungslinie bis zu einem Spannungswert von etwa 2,5 V konstant gehalten wird. Bei einer ausreichend bemessenen Anlaufstromreserve bleibt hierdurch die mögliche Leistungsaufnahme des Motors in diesem Bereich verhältnismäßig gering. Bei einer Motorspannung von 2,5 V weist die Kennlinie einen Knick 14 auf und verläuft entsprechend dem zweiten Abschnitt 16 linear weiter mit einer solchen Steigung, dass sie bei Erreichen der Nennspannung des Motors, im Ausführungsbeispiel bei 12 V, die Kennlinie für die Stromaufnahme des Motors im Normalbetrieb schneidet und somit die maximale Stromaufnahme des Motors auf etwa 26 A begrenzt. Diese Kennlinie für die Begrenzung der Stromaufnahme des Motors ist mit verhältnismäßig geringem schaltungstechnischem Aufwand unter Verzicht auf integrierte Schaltelemente dem Kennlinienverlauf im Normalbetrieb mit der notwendigen Sicherheitsreserve gut anpassbar. Die zulässige Verlustleistung ist gegenüber der strichpunktiert in 1 dargestellten herkömmlichen Strombegrenzung deutlich verringert.The current limit is now selected so that a starting current that guarantees a safe engine start, about twice the normal permitted current and according to the first horizontal section 12 the boundary line is kept constant to a voltage value of about 2.5V. With a sufficiently sized start-up current reserve, the possible power consumption of the motor in this area remains relatively low. With a motor voltage of 2.5 V, the characteristic curve has a kink 14 on and runs according to the second section 16 linear continues with a slope such that it reaches the rated voltage of the motor, in the embodiment at 12 V, the characteristic for the current consumption of the motor in normal operation cuts and thus limits the maximum current consumption of the motor to about 26 A. This characteristic for limiting the power consumption of the motor is well adaptable with relatively little circuit complexity waiving integrated switching elements the characteristic curve in normal operation with the necessary safety margin. The permissible power loss is opposite to the dot-dash line in 1 illustrated conventional current limit significantly reduced.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Realisierung der vorgeschlagenen Strombegrenzung eines Gleichstrommotors 18, welcher im Ausführungsbeispiel als Gebläselüfter für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist. Der Motor 18 liegt mit einem Anschluss 20 am Pluspol 22 eines Gleichspannungsnetzes, im Ausführungsbeispiel am Pluspol des Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges mit der Batteriespannung UB. Der Minuspol des Gleichspannungsnetzes ist mit 24 bezeichnet. Zwischen den Polen 22 und 24 des Gleichspannungsnetzes liegen in Reihe mit dem Motor 18 an dessen Anschluss 26 ein Stellglied 28 für den Motorstrom IM und ein Shunt 30 zur Erfassung der Größe des Motorstromes. 2 shows a circuit arrangement according to the invention for realizing the proposed current limit of a DC motor 18 which is formed in the embodiment as a blower fan for the air conditioning of a motor vehicle. The motor 18 lies with a connection 20 at the positive pole 22 a DC voltage network, in the embodiment at the positive pole of the electrical system of a motor vehicle with the battery voltage U B. The negative pole of the direct voltage network is with 24 designated. Between the poles 22 and 24 of the DC voltage network are in series with the engine 18 at its connection 26 an actuator 28 for the motor current I M and a shunt 30 for detecting the size of the motor current.

Die am Motor 18 anliegende Spannung UM wird an dessen Anschlüssen 20, 26 abgegriffen und einem Differenzverstärker 32 zugeführt, an dessen Ausgang ein der Motorspannung UM proportionaler Istwert Uist ansteht, welcher einerseits einem Anschluss eines Spannungsreglers 34 und andererseits einem Sollwertgeber 36 zugeführt wird, in dem die Kennlinie für die Begrenzung des Motorstromes gemäß 1 abgebidet ist. Am zweiten Eingang des Spannungsreglers 34 liegt der lastabhängig veränderbare Sollwert Usoll, der Ausgang des Spannungsreglers 34 ist mit dem Eingang des Stellgliedes 28 über eine Leitung 38 verbunden.The at the engine 18 voltage applied U M is at its terminals 20 . 26 tapped and a differential amplifier 32 supplied to the output of the motor voltage U M proportional actual value U is present, which on the one hand a connection of a voltage regulator 34 and on the other hand a setpoint generator 36 in which the characteristic for the limitation of the motor current according to 1 is canceled. At the second input of the voltage regulator 34 is the load-dependent variable target value is U, the output of the voltage regulator 34 is with the input of the actuator 28 over a line 38 connected.

Der den Grenzwert Isoll des Motorstromes liefernde Ausgang des Sollwertgebers 36 liegt an einem Eingang eines Stromreglers 44, dessen anderer Eingang mit dem von einem Shunt 30 erzeugten Referenzwert Iist für den tatsächlich fließenden Motorstrom IM beaufschlagt ist. Der Ausgang des Stromreglers 44 ist mit der Kathode eine Diode 40 verbunden, deren Anode an einen Verbindungspunkt 42 in der Leitung 38 angeschlossen ist.Of the limit value of the motor current I is to be delivered output of the setpoint generator 36 is located at an input of a current regulator 44 whose other entrance with that of a shunt 30 generated reference value I is for the actual flowing motor current I M is acted upon. The output of the current controller 44 is a diode with the cathode 40 connected, the anode to a connection point 42 in the pipe 38 connected.

Die Schaltungsanordnung arbeitet folgendermaßen:
Entsprechend der dem Gleichstrommotor 18 abgeforderten Drehzahl und der angeschlossenen Last liegt am einen Eingang des Spannungsreglers 34 die Sollspannung Usoll, der andere Eingang des Spannungsreglers 34 erhält über den Differenzverstärker 32 einen der Motorspannung UM entsprechenden Istwert Uist, woraus der Spannungsregler 34 eine Steuerspannung für das Stellglied 28 an seinem Ausgang bereitstellt. Diese Steuerspannung muss entsprechend den Erläuterungen zu 1 begrenzt werden, um beispielsweise bei einem Blockieren oder einer sonstigen Überlastung des Motors die auftretende Verlustleistung zu begrenzen. Hierzu wird die von dem Differenzverstärker 32 gelieferte Referenzspannung Uist weiterhin dem Sollwertgeber 36 zugeführt, in dem die Strombegrenzungskennlinie gemäß 1 abgebildet ist. Am Ausgang des Sollwertgebers 36 erscheint daher eine dem Sollwert Isoll des Stromes entsprechende Referenzspannung, welche zunächst im Bereich des ersten Abschnittes 12 der Begrenzungskennlinie konstant bleibt und nach Überschreiten einer vorgegebenen Eingangsspannung Uist ab dem Knick 14 linear ansteigt.The circuit operates as follows:
According to the DC motor 18 Requested speed and the connected load is at one input of the voltage regulator 34 the setpoint voltage U soll , the other input of the voltage regulator 34 receives via the differential amplifier 32 a motor voltage U M U is the corresponding actual value, from which the voltage regulator 34 a control voltage for the actuator 28 at his exit. This control voltage must be in accordance with the explanations 1 be limited, for example, to limit the power loss occurring in a blocking or other overloading of the engine. This is done by the differential amplifier 32 Supplied reference voltage U is still the setpoint generator 36 supplied in which the current limiting characteristic according to 1 is shown. At the output of the setpoint generator 36 Therefore, a reference voltage I soll of the current corresponding reference voltage, which initially in the area of the first section 12 the limiting characteristic remains constant and after exceeding a predetermined input voltage U is from the kink 14 increases linearly.

Die Ausgangsspannung des Sollwertgebers 36 liegt als Referenzwert Isoll am einen Eingang des Stromreglers 44, dessen anderer Eingang mit einem Referenzwert Iist entsprechend der jeweiligen Höhe des Motorstromes IM beaufschlagt wird. Übersteigt der Referenzwert Iist den vorgegebenen Sollwert Isoll, so fällt die Spannung am Ausgang des Stromreglers 44 unter den Wert der Ausgangsspannung des Spannungsreglers 34 und es fließt ein Ausgleichsstrom vom Verbindungspunkt 42 in der Leitung 38 zum Stromregler 44, wodurch die Steuerspannung für das Stellglied 28 herabgesetzt und somit der Motorstrom IM auf den durch die Kennlinie gemäß 1 vorgegebenen Begrenzungswert reduziert wird.The output voltage of the setpoint generator 36 lies as reference value I should at one input of the current controller 44 , The other input to a reference value I corresponding to the respective height of the motor current I M is applied. Exceeds the reference value I is the predetermined setpoint value I soll, so the voltage at the output of the current regulator 44 below the value of the output voltage of the voltage regulator 34 and a compensating current flows from the connection point 42 in the pipe 38 to the current regulator 44 , whereby the control voltage for the actuator 28 reduced and thus the motor current I M on the by the characteristic according to 1 predetermined limiting value is reduced.

Die Schaltungsanordnung gemäß 2 bildet also einen Regelkreis für die Motorspannung, dem ein Regelkreis zur Strombegrenzung dominierend überlagert ist. Hierbei wird die Motorspannung UM am Differenzverstärker 32 differentiell erfasst zur Bildung des Spannungssignals Uist, aus dem einerseits in bekannter Weise durch Vergleich mit einem Sollwert Usoll eine Steuerspannung für das Stellglied 28 erzeugt wird. Weiterhin wird durch den Sollwertgeber 36 ebenfalls in Abhängigkeit von dem Spannungssignal Uist die Begrenzungskennlinie für den Motorstrom IM mit dem waagerechten Startabschnitt 12 und dem linear steigenden Verlauf 16 generiert. Durch den waagerechten Abschnitt 12 mit einem verhältnismäßig hohen Startwert ist einerseits ein sicherer Motorstart mit hohem Drehmoment gewährleistet, andererseits wird ein verbesserter Motorschutz erreicht, weil sich der Grenzwert in dem Abschnitt 12 nicht erhöht. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann daher mit geringem Aufwand und in sehr zuverlässiger Weise die Verlustleistungsbegrenzung an dem Gleichstrommotor 18 sichergestellt werden, indem bei Überschreiten des zulässigen Grenzwertes des Motorstromes IM mittels des Stromkreises über die Diode 40 der Eingangswert des Stellgliedes 28 und somit der Motorstrom IM auf den laut Kennlinie zugelassenen Wert begrenzt wird.The circuit arrangement according to 2 So forms a control circuit for the motor voltage, which is dominated by a control circuit for current limiting. Here, the motor voltage U M at the differential amplifier 32 differentially detected to form the voltage signal U is , from the one hand in a known manner by comparison with a setpoint U soll a control voltage for the actuator 28 is produced. Furthermore, by the setpoint generator 36 also in dependence on the voltage signal U is the limiting characteristic for the motor current I M with the horizontal start portion 12 and the linearly increasing course 16 generated. Through the horizontal section 12 with a relatively high starting value on the one hand a safe engine start with high torque is ensured, on the other hand, an improved motor protection is achieved because of the limit in the section 12 not increased. The circuit arrangement according to the invention can therefore with little effort and in a very reliable manner, the power loss limitation on the DC motor 18 be ensured by exceeding the allowable limit of the motor current I M by means of the circuit via the diode 40 the input value of the actuator 28 and thus the motor current I M is limited to the value permitted according to the characteristic curve.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß 2 eignet sich sowohl für eine lineare Regelung des Motorstromes IM wie auch für eine Regelung mit Pulsweitenmodulation. Im letzteren Fall besteht das Stellglied 28 aus einem PWM-Generator und einer Endstufe, vorzugsweise in Form eines einzelnen oder mehrerer parallel geschalteter Halbleiterschalter.The circuit arrangement according to the invention 2 is suitable both for a linear control of the motor current I M as well as for a control with pulse width modulation. In the latter case, there is the actuator 28 from a PWM generator and a final stage, preferably in the form of a single or a plurality of parallel-connected semiconductor switches.

Claims (11)

Verfahren zur Begrenzung der Stromaufnahme eines Gleichstrommotors, insbesondere eines aus dem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges gespeisten Gebläsemotors, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Stromaufnahme des Motors (18) an seine Stromaufnahme im Normalbetrieb (10) angeglichen wird entsprechend einer Kennlinie mit wenigstens zwei linearen Abschnitten (12, 16) oberhalb der Stromaufnahme im Normalbetrieb, wobei ein erster Abschnitt (12) der Kennlinie im Anlaufbereich des Motors (18) deutlich flacher verläuft als zumindest einer der folgenden Abschnitte (16).Method for limiting the current consumption of a DC motor, in particular a blower motor fed from the electrical system of a motor vehicle, characterized in that the maximum current consumption of the motor ( 18 ) to its current consumption in normal operation ( 10 ) is adjusted according to a characteristic curve having at least two linear sections ( 12 . 16 ) above the power consumption in normal operation, wherein a first section ( 12 ) of the characteristic in the starting region of the engine ( 18 ) is significantly flatter than at least one of the following sections ( 16 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste lineare Abschnitt (12) der Kennlinie der Strombegrenzung im Anlaufbereich des Motors (18) im Wesentlichen waagerecht verläuft.Method according to claim 1, characterized in that the first linear section ( 12 ) of the current limiting characteristic in the starting region of the motor ( 18 ) runs substantially horizontally. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter linearer Abschnitt (16) der Kennlinie der Strombegrenzung bei Erreichen einer Motorspannung (UM) entsprechend der Nennspannung des Gleichstrommotors(18) etwa den Wert der Stromaufnahme des Motors (18) im Normalbetrieb aufweist.Method according to claim 1 or 2, characterized in that a second linear section ( 16 ) of the current limiting characteristic upon reaching a motor voltage (U M ) corresponding to the rated voltage of the DC motor ( 18 ) about the value of the current consumption of the motor ( 18 ) in normal operation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite lineare Abschnitt (16) der Kennlinie der Strombegrenzung des Motors (18) mit einem Knick (14) direkt an den ersten linearen Abschnitt (12) anschließt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second linear section ( 16 ) the characteristic of the current limit of the motor ( 18 ) with a kink ( 14 ) directly to the first linear section ( 12 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem 12V-Gleichspannungs-Bordnetz eines Kraftfahrzeuges der erste lineare Abschnitt (12) der Strombegrenzung des Motors (18) bis zu einem Mittelwert der anliegenden Gleichspannung (UM) von 1 bis 5 V, vorzugsweise von 2 bis 3 V, reicht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a 12V DC vehicle electrical system of a motor vehicle, the first linear section ( 12 ) the current limit of the motor ( 18 ) to an average value of the applied DC voltage (U M ) of 1 to 5 V, preferably 2 to 3 V, extends. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Startwert des ersten linearen Abschnittes (12) der Kennlinie der Stromaufnahme beim Anlauf des Motors (18) dem 1,5 bis 3-fachen Wert, vorzugsweise etwa dem doppelten Wert der Stromaufnahme des Motors im Normalbetrieb entspricht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the starting value of the first linear section ( 12 ) the characteristic of the current consumption at the start of the engine ( 18 ) 1.5 to 3 times, preferably about twice the current consumption of the motor during normal operation corresponds. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem Regelkreis (28, 34, 38) für die Spannungsversorgung des Elektromotors (18) ein Regelkreis (36, 44) zur Begrenzung des Motorstromes (IM) dominierend überlagert ist, wobei der in Abhängigkeit von der Motorspannung (UM) entsprechend einer vorgegebenen Begrenzungs-Kennlinie (12, 16) generierte Sollwert (Isoll) mit dem jeweiligen Istwert (Iist) des Motorstromes verglichen und bei Überschreitung des Sollwertes der Motorstrom (IM) reduziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a control circuit ( 28 . 34 . 38 ) for the power supply of the electric motor ( 18 ) a control loop ( 36 . 44 ) is superimposed to limit the motor current (I M ) dominating, wherein the function of the motor voltage (U M ) according to a predetermined limiting characteristic ( 12 . 16 ) Generated setpoint (I soll) is connected to the respective actual value (I) compared to the motor current is reduced and when it exceeds the target value of the motor current (I M). Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Stromaufnahme eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Gleichstrommotors, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellglied (28) für den Motorstrom (IM) einerseits durch einen Spannungsregler (34) in Abhängigkeit von der Differenz eines Istwertes (Iist) der am Motor (18) anliegenden Spannung und andererseits diesem überlagert durch einen Stromregelkreis (36, 44) entsprechend einer zur jeweiligen Höhe der Motorspannung (UM) vorgegebenen Strombegrenzungs-Kennlinie (12, 16) steuerbar ist.Circuit arrangement for limiting the current consumption of a direct-current motor fed from a direct voltage network, characterized in that an actuator ( 28 ) for the motor current (I M ) on the one hand by a voltage regulator ( 34 ) as a function of the difference of an actual value (I ist ) that at the engine ( 18 ) voltage and on the other hand superimposed by a current control circuit ( 36 . 44 ) corresponding to a given to the respective height of the motor voltage (U M ) current limiting characteristic ( 12 . 16 ) is controllable. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einem Stromregler (44) ein Sollwertgeber (36) für den Motorstrom (IM) vorgeschaltet ist, der einen entsprechend der Motorspannung (UM) begrenzten Sollwert (Isoll) als Referenz zum Istwert (Iist) des Motorstromes an den Stromregler (44) liefert.Circuit arrangement according to Claim 8, characterized in that a current regulator ( 44 ) a setpoint generator ( 36 ) for the motor current (I M ) is connected upstream of a corresponding to the motor voltage (U M ) limited setpoint (I soll ) as a reference to the actual value (I is ) of the motor current to the current controller ( 44 ). Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Stromreglers (44) über einen Gleichrichter (40) mit dem Ausgang des Spannungsreglers (34) gekoppelt ist und entsprechend dem Vergleich von Istwert (Iist) und Sollwert (Isoll) des Motorstromes (IM) die Steuerspannung (USt) am Stellglied (28) des Stromkreises bestimmt.Circuit arrangement according to Claim 8 or 9, characterized in that the output of the current regulator ( 44 ) via a rectifier ( 40 ) with the output of the voltage regulator ( 34 ) is coupled and according to the comparison of actual value (I is ) and setpoint (I soll ) of the motor current (I M ), the control voltage (U St ) on the actuator ( 28 ) of the circuit. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal für den Istwert (Iist) des Motorstromes als Spannungsabfall an einem Shunt (30) im Motorstromkreis abgegriffen und dem Stromregler (44) als Vergleichswert zum Grenzstrom-Sollwert (Isoll) zugeführt ist.Circuit arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that a signal for the actual value (I ist ) of the motor current as a voltage drop across a shunt ( 30 ) tapped in the motor circuit and the current controller ( 44 ) is supplied as a comparison value to the limit current setpoint (I soll ).
DE102005011578A 2005-03-14 2005-03-14 Method and circuit arrangement for limiting the current consumption of a DC motor Withdrawn DE102005011578A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005011578A DE102005011578A1 (en) 2005-03-14 2005-03-14 Method and circuit arrangement for limiting the current consumption of a DC motor
PCT/EP2006/050690 WO2006097390A1 (en) 2005-03-14 2006-02-06 Method and circuit arrangement for limiting a current consumption by a direct current motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005011578A DE102005011578A1 (en) 2005-03-14 2005-03-14 Method and circuit arrangement for limiting the current consumption of a DC motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005011578A1 true DE102005011578A1 (en) 2006-09-21

Family

ID=36384422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005011578A Withdrawn DE102005011578A1 (en) 2005-03-14 2005-03-14 Method and circuit arrangement for limiting the current consumption of a DC motor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005011578A1 (en)
WO (1) WO2006097390A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006049080A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Sitronic Gesellschaft für elektrotechnische Ausrüstung mbH. & Co. KG Current limiting device for electronic controllers or regulators of loads with non-linear current-voltage characteristic
DE102006062354A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Drive arrangement for a portable working device
ITTO20110055A1 (en) * 2011-01-25 2012-07-26 Gate Srl CONTROL DEVICE FOR A DIRECT CURRENT ELECTRIC MOTOR OF A COOLING FAN FOR MOTOR VEHICLES
DE102017213856A1 (en) 2017-08-09 2019-02-14 Robert Bosch Gmbh Method for operating a vehicle electrical system
DE102017221172A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling a voltage applied to an electric fan
DE102018221084A1 (en) 2018-12-06 2020-06-10 Robert Bosch Gmbh Method for the current-limited application of a supply voltage to an electric motor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11127588A (en) * 1997-10-22 1999-05-11 Sansha Electric Mfg Co Ltd Power supply device for controlling dc motor
WO2001059921A1 (en) * 2000-02-07 2001-08-16 Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg Arrangement for supplying a user, especially a d.c. motor, that consumes power in a non-continuous manner from a d.c. system
DE10261736A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-08 Robert Bosch Gmbh Parameterization method for bus components and slave units of a master-slave bus system, e.g. a motor vehicle climate control system, whereby components are programmed using the bus data protocol, either once or repeatedly
JP4529666B2 (en) * 2004-03-03 2010-08-25 株式会社デンソー Load drive device and load drive control method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006049080A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Sitronic Gesellschaft für elektrotechnische Ausrüstung mbH. & Co. KG Current limiting device for electronic controllers or regulators of loads with non-linear current-voltage characteristic
DE102006062354A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Drive arrangement for a portable working device
US7652438B2 (en) 2006-12-22 2010-01-26 Andreas Stihl Ag & Co Kg Drive arrangement for a portable working machine
ITTO20110055A1 (en) * 2011-01-25 2012-07-26 Gate Srl CONTROL DEVICE FOR A DIRECT CURRENT ELECTRIC MOTOR OF A COOLING FAN FOR MOTOR VEHICLES
DE102017213856A1 (en) 2017-08-09 2019-02-14 Robert Bosch Gmbh Method for operating a vehicle electrical system
DE102017221172A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling a voltage applied to an electric fan
US10833615B2 (en) 2017-11-27 2020-11-10 Siemens Aktiengesellschaft Methods for controlling a voltage present at an electric fan
DE102018221084A1 (en) 2018-12-06 2020-06-10 Robert Bosch Gmbh Method for the current-limited application of a supply voltage to an electric motor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006097390A1 (en) 2006-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1459437B1 (en) Method and circuit arrangement for protecting an electric motor from an overload
EP1413044B1 (en) Method for operating an electronically commutated motor, and motor for carrying out one such method
DE10151177B4 (en) Device for controlling a motor-driven power steering device
DE102005024068A1 (en) Method for controlling an electric motor fed from a DC voltage network
WO2007098894A2 (en) Energy supply for a blade adjustment device pertaining to a wind energy installation
DE10005864A1 (en) Power supply controller for motor vehicle, has drive circuit to perform ON/OFF control of power supply switching transistor based on voltage difference between power supply switching and reference transistors
DE102005011578A1 (en) Method and circuit arrangement for limiting the current consumption of a DC motor
DE19619120A1 (en) Power FET switching and short circuit recognition module
EP2032845A1 (en) Wind energy installation with an autonomous energy supply for a blade adjustment device
DE69628534T2 (en) Method and device for protecting an adjustable impedance element for controlling the power supply of an electric motor, in particular a motor vehicle
EP2058939B1 (en) Wind energy plant with control circuit for operation under limited speed and voltage source protection concerning a series wound DC pitch drive with generator torque
EP1262014A1 (en) Arrangement for supplying a user, especially a d.c. motor, that consumes power in a non-continuous manner from a d.c. system
DE202014003691U1 (en) Load monitoring by means of an overcurrent protection device
DE69936222T2 (en) SYSTEM AND METHOD FOR THE PROTECTION OF AN ELECTRIC MOTOR AND ITS CONTROL UNIT, AND AN ELECTRIC MOTOR
EP2469070B1 (en) Limitation of the drop in starting voltage in the electrical system of a motor vehicle
DE102014215386A1 (en) Engine control unit
DE102011075789A1 (en) Method for operating induction machine e.g. permanent magnet synchronous machine of pulse inverter for motor car, involves adjusting voltage vector and setting pulse width modulation command value constant for defective power switch
DE102012100500A1 (en) Control device for an electric motor
EP3364512B1 (en) Method and assembly for protecting an electrical motor against overheating
EP1986316B1 (en) Relief of bypass-system of soft-starters from over-currents
EP0862810B1 (en) Drive unit for an electric door
EP0849753A2 (en) Switched output stage for controlling or regulating inductive loads
DE102009001507B4 (en) Method for operating an electric power steering system and then operating control unit
DE10313215A1 (en) Regulating voltage in on-board electrical system with crankshaft starter-generator involves feeding load-dependent amplified control error to regulator to determine power to be supplied by regulator
DE102021212797B4 (en) Method for protecting an external circuit from overvoltage

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20111129

R084 Declaration of willingness to licence

Effective date: 20130619

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02P0029020000

Ipc: H02P0031000000

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee