CN102606494B - 带有电驱动马达的鼓风机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有电驱动马达的鼓风机(1)，具体而言，该鼓风机(1)带有布置在罩壳(2)中的风扇叶轮(4)以用于产生鼓风流(50)，其中，由电驱动马达(8)驱动该风扇叶轮。鼓风管(6)联接到出口(5)处，通过鼓风管(6)输送产生的鼓风流(50)。为了控制电驱动马达的转速设置控制器(17)。为了快速减小鼓风流(50)设置成，控制器(17)通过制动电流(I)支持驱动马达(8)的减速。

Description

带有电驱动马达的鼓风机
技术领域
本发明涉及一种鼓风机(Blasgerät)，带有：布置在罩壳中的风扇叶轮以用于产生鼓风流；用于鼓风流的出口；和联接到出口处的鼓风管以用于引导鼓风流；以及布置在罩壳中的电驱动马达，其驱动风扇叶轮，并且驱动马达通过控制器联接在电压源处以用于控制转速。
背景技术
带有电驱动马达的鼓风机是普遍已知的。在鼓风机的罩壳中布置有可旋转地支承的风扇叶轮(Gebläserad)以用于产生鼓风流(Blasluftstrom)。通过来自罩壳的出口(Auslass)将鼓风流输送到鼓风管(Blasrohr)，通过使用者使其用于引导鼓风流。在罩壳中布置有驱动风扇叶轮的电驱动马达，其通过控制器联接到能量源处。
风扇叶轮如此无摩擦地支承在罩壳中，即，仅仅出现很小的驱动损失。由于很小的摩擦和风扇叶轮的以及随风扇叶轮一起转动的质量(例如驱动马达的转子)的惯性，尽管关闭马达，还出现3至5秒的高的惯性运转时间(Nachlaufzeit)，在该惯性运转时间中鼓风机还给出可明显感觉到的鼓风流，然而使用者不再期望该鼓风流。在将树叶或类似的轻的材料吹到一起(zusammenblasen)时，通过惯性运转时间出现的持续的鼓风流是干扰的(stören)。
发明内容
因此本发明的目的为，如此构造带有电驱动马达的鼓风机，即，在通过使用者切断鼓风机之后鼓风流的体积流量快速消减(erliegen)。
根据本发明，该目的通过以下方式实现，即控制器通过制动电流支持驱动马达的减速以用于减小鼓风流，其中控制器如此调整制动电流，即从运行转速直至小于运行转速的10%的制动的制动时间出发，驱动马达在时间上的转速曲线跟随这样的特征曲线，即该特征曲线在大于制动时间的60%上具有基本上相同的负的斜率。
如此设计布置成用于控制电驱动马达的控制器，即，在驱动马达的减速时，控制器通过制动电流支持转动的质量的减速以用于快速减小鼓风流。如此通过控制器调整制动电流，即，出现带有明显的鼓风流衰减(Einbruch)的有效的制动，以使得使用者在鼓风流“切断”的感觉中确定鼓风流的立即的衰减。
出人意料地表明，为了实现体积流量快速地衰减到近似无效的剩余体积流量，制动电流的这种类型的控制是有利的，即，通过该控制在从运行转速直到小于运行转速的10%的制动时，驱动马达在时间上的转速曲线(Verlauf)跟随这样的特征曲线，即，其在大于制动时间的60%中具有基本上相同的负的斜率。如果通过制动电流的控制实现这种类型地下降的转速曲线(Drehzahlverlauf)，则得到快速地衰弱(abklingen)的鼓风流，其在短的时间之内如此程度地消减，即，其不再对吹到一起的物件起作用。使用者符合要求地近似“接通或切断”鼓风流。
根据带有基本上相同的负的斜率的特征曲线调整转速曲线也用于，将由于在制动时的减速而在使用者的手腕中出现的力矩限制在这样的值上，即，使用者不以干扰的方式感到该力矩。
有利地，受控的制动进行到小于运行转速的5%的转速上，其中，在到达小于5%的下限之前鼓风流已经明显衰减，并且由此近似被切断。
可为适宜的是，为了在制动末尾时使驱动马达和共同旋转的风扇叶轮快速静止，短接驱动马达的激磁绕组。有利地，通过作为制动电阻限制流动的电流的电阻进行短接。
如此选择特征曲线的斜率，即，制动时间约为400至2000毫秒、优选地约为500至1500毫秒。在此，制动特征曲线的斜率基本上可相应于在制动开始时转速曲线的初始斜率。
适宜地，如此构造驱动马达在时间上的转速曲线的特征曲线，即，负的斜率在制动时间的约80%上为相同的。在此，负的斜率可相应于每100毫秒约1000 1/min的转速下降。
在一种实施形式中，由至少一个风扇叶轮和驱动马达的转子组成的转动的结构单元具有在3×105至5×105 g/mm2的范围中的惯性矩；有利地，所调整的惯性矩为约4×105 g/mm2。
在本发明的有利的改进方案中，能量源构造成蓄电池，尤其地由基于锂的单电池构建蓄电池。作为电驱动马达，电子整流式马达为适宜的，其尤其地构造成外转子式马达(Außenläufer)。风扇叶轮可直接法兰连接到电驱动马达的外转子处。
以特别的方式，在制动期间出现的制动电流作为电的充电电流被输送到蓄电池处，其中，取决于蓄电池的运行数据的电流限制为有利的。
有利地，用于调整电的制动电流的控制器为电子的控制单元，利用其可在制动期间对运行条件的变化进行快速反映。因此，可在没有较大的偏差的情况下可靠地保持期望的特征曲线。适宜地，控制单元包括微处理器以用于快速地计算待调整的制动的参数。
有利地，将制动电流限制在这样的值上，即，通过作用到鼓风机的罩壳上的允许的最大扭矩确定该值。该值可通过这样的力确定，即，当在把手处握住鼓风机时使用者必须利用该力克服制动力矩，以便鼓风机不改变其位置。
附图说明
从说明书以及在其中示出本发明的以下详细描述的实施例的图纸中得到本发明的其它特征。其中：
图1以侧视图示意性地显示了带有电机的鼓风机，
图2显示了用于电驱动马达的运行的电的线路图(Schaltung)的示意性的原理图，
图3显示了在制动期间在时间上的驱动马达的转速曲线的线图，
图4显示了根据现有技术的在时间上的驱动马达的转速曲线，
图5以侧视图显示了带有电机的轴向鼓风机，
图6显示了穿过根据图5的轴向鼓风机的示意性的截面。
具体实施方式
在图1中示出的鼓风机1具有带有鼓风螺旋管3的罩壳2，风扇叶轮4在鼓风螺旋管3中运转。鼓风螺旋管3具有出口5，鼓风管6联接到出口5处。鼓风管6可实施成分离的构件，并且通过联接部7固定在出口5处，同样可为有利的是，鼓风管6和鼓风机1的罩壳2一起构造成单件。
在罩壳2中支承有电驱动马达8，其在箭头方向10上绕旋转轴线9驱动风扇叶轮4。
在所显示的实施例中，鼓风机1的罩壳2具有撑脚11，罩壳2可利用撑脚11放下在地面12上。
在罩壳2的与撑脚11相对的侧边上，在鼓风机1的上区域中固定有把手13，适宜地，其通过AV元件14在两个端部处与罩壳2相连接。在把手13的面对罩壳2的内侧上设置有以转速调节器15形式的运行元件，其以与加速杆(Gasgriff)相似的方式构造。
(优选地以集成在罩壳2中的方式)设置有能量源19以用于驱动马达8的电能量供给，优选地，能量源19构建成带有输出电压的蓄电池20。蓄电池20由多个单电池(Einzelzelle)21组合在一起，其尤其地为基于锂的单电池。因此，单电池可为锂离子电池、锂聚合体电池、锂金属电池或类似电池。
优选地，电驱动马达8为电子整流马达，其尤其地构造成外转子式马达。定子18的激磁绕组通过控制器17与能量源19相连接。电驱动马达8的转子16围绕定子18；转子16抗扭地与风扇叶轮4相连接。有利地，控制器17为电子的控制单元并且包括微处理器27。
布置在把手13中的以加速杆形式的转速调节器15利用控制线路22与控制器17相连接。控制器17以与转速调节器在箭头23的方向上的摆动运动相关地进行电驱动马达的旋转磁场的控制，从而与转速调节器15的状态相关地驱动电驱动马达8并且由此以相应的转速驱动风扇叶轮4。如果完全地压下转速调节器15，驱动马达8以额定转速运转；如果使用者松开转速调节器15，则驱动马达8的转速返回到零。驱动马达8和风扇叶轮4停止。
在使用中，使用者在把手13处握住鼓风机1并且利用转速调节器15控制电驱动马达8的转速并由此控制鼓风流50的体积流量。
在工作期间，一再需要的是，“关掉”鼓风流，为此使用者释放被压下的转速调节器15，以使得其相应于箭头方向23退回其零位中。由于由转子16和风扇叶轮4组成的例如以每分钟8000转的额定转速转动的质量，以刹不住的方式得到惯性运转时间，其在图4中示出。随着在约每分钟8000转的额定转速时松开转速调节器15，直到转速n下降到零经过约4500毫秒。转速特性曲线为在图4中示出的上方的特征曲线40，而鼓风流的体积流量(以立方米每小时给出)作为下方的特征曲线41示出。特征曲线40和41几乎具有相同的指数的趋势，并且以变化的斜率下降到零。
为了保证鼓风流50的快速衰弱，设置成，通过控制器17在定子18中调整制动电流I，由此，实现电机以及风扇叶轮4的快速的制动。在此，根据本发明，如此由控制器17调整制动电流I，即，根据图3在时间上的驱动马达8的转速曲线33跟随特征曲线30，其在制动时间B的大于60%上具有基本上相同的负的斜率。换句话表达，通过控制制动电流I，驱动马达8的转速n在时间t上的转速曲线33跟随特征曲线30，特征曲线30在制动时间B的大于60%上具有基本上相同的负的斜率35。通过制动电流I的这种控制，鼓风流50的体积流量线性地持续减小，由此，通过使用者可良好地控制鼓风流50。
制动时间B为这样的时间，即，在该时间之内转速n从运行转速(在该实施例中8000 1/min)下降到小于运行转速的10%(在该实施例中800 1/min)。在从约800至1500 1/min(从约800至1500转/分钟)的范围中，体积流量如此小，即，在使用设备时使用者不感觉体积流量为干扰的。因此足够的是，驱动马达8的快速制动进行到这样的低转速，即，相应于运行转速的约10%、优选地小于5%。在从约400至2000毫秒的时间段t上实现该转速行程Δn，由此得到在区域37中的可能的制动时间的曲线族。优选地，力求制动时间在从例如500至1500毫秒的窄的界限中，这导致在区域38中的曲线族。
在本发明的有利的构造方案中，驱动马达8的转速曲线33的特征曲线的斜率35在时间上相应于在开始制动时特征曲线30的初始斜率36。
在大于60%的部分制动时间T上维持相同的负的斜率35；该带有相同的负的斜率的部分制动时间可直至在制动时间B的约80%上为相同的。
如果在制动时达到小于运行转速的10%，可为适宜的是，电短接驱动马达8。为此使仍然旋转的电机的相端子相互连接，以使得由于转动的转子的感应的电压形成制动电流，其使转子减速。为了限制制动电流，可将制动电阻27接入(einschleifen)定子18的短接的激磁绕组中。在简单地实施的带有电驱动马达的工作器械中，也可在整个止动时间上接通这种类型的制动组件。在该实施例中，在通过控制器17控制的制动的末尾S处，驱动马达8利用短接的激磁绕组或利用与制动电阻相连接的激磁绕组减速运转(auslaufen)至静止状态。
在图3中以点的方式呈现了转速曲线的特征曲线31，其负的斜率35近似相应于每100毫秒1000 1/min的转速下降。
在这样的鼓风机中实现在该实施例中呈现的制动时间，即，该鼓风机转动的质量具有在3×105至5×105g/mm2的范围中的惯性矩。尤其地，由驱动的电机8的至少一个风扇叶轮4和转子16组成的旋转的质量具有约4×105g/mm2的惯性矩。
优选地，由控制器17调整的制动电流I作为电的充电电流IL被输送到蓄电池20。由此，在制动时感应的电流用于蓄电池20的单电池21的充电，由此重新获得能量。设置成，充电电流IL不可增加超过8安培。通过在鼓风机的制动运行中为蓄电池充电，可改进带有电驱动马达的鼓风机的总运行时间。
制动电流I的控制也可与这样的条件相关，即，通过制动出现的在使用者的手腕45中的扭矩44不过大。在图1中示意性地表明使用者的手臂46及其手腕45。
根据图5和6的实施例显示了构造成轴向鼓风机25的鼓风机1。其包括纵向地延伸的罩壳2，罩壳2在前端部处载有鼓风管6并且在后端部处载有用于待插入的蓄电池20的容纳部24。在容纳部24和罩壳2之间设置有把手13，在把手13的面对罩壳2的内侧上设置有以加速杆形式的转速调节器15。通过闭锁部28锁止转速调节器15。在压下闭锁部28之后才可操纵转速调节器。
在罩壳2中(如图6显示的那样)，电驱动马达8布置在把手13之下，驱动马达8的旋转轴线9近似位于轴向鼓风机25的纵向中轴线29上。电机8的转子驱动两个轴向地相继的风扇叶轮4a和4b，其分别关联有空气导引轮(Luftleitrad)51。
鼓风流50在输出孔52处从罩壳2中离开；在稍长形的罩壳2的相对的端侧处存在吸入空气窗53，通过格栅遮盖该吸入空气窗53。
优选地，控制器17在罩壳2中位于电机8附近，并且相应于在图2中的示意性的图示操控电机。在松开转速调节器15时激活的制动过程跟随特征曲线30，如在图3中呈现的那样。
能量源可构造成电压源或电流源，其中，可设定固定的输出电压或固定的输出电流。

Claims (18)

1.一种鼓风机，带有：布置在罩壳(2)中的风扇叶轮(4)以用于产生鼓风流(50)；用于所述鼓风流(50)的出口(5)；和联接到所述出口(5)处的鼓风管(6)以用于引导所述鼓风流(50)；以及布置在所述罩壳(2)中的电驱动马达(8)，其驱动所述风扇叶轮(4)，并且所述驱动马达(8)通过控制器(17)联接在电压源(19)处以用于控制转速(n)，
其特征在于，所述控制器(17)通过制动电流(I)支持所述驱动马达(8)的减速以用于减小所述鼓风流(50)，其中所述控制器(17)如此调整所述制动电流(I)，即，从运行转速(n)直至小于所述运行转速(n)的10%的制动的制动时间(B)出发，所述驱动马达(8)在时间(t)上的转速曲线(33)跟随这样的特征曲线(30)，即，该特征曲线(30)在大于所述制动时间(B)的60%上具有基本上相同的负的斜率(35)。
2.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，保持受控的制动直至小于所述运行转速(n)的5%的转速。
3.根据权利要求2所述的鼓风机，其特征在于，在制动的末尾(S)处短接所述驱动马达(8)直至所述驱动马达(8)静止。
4.根据权利要求3所述的鼓风机，其特征在于，通过电阻(26)短接所述驱动马达(8)。
5.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，所述制动时间(B)为400至2000毫秒。
6.根据权利要求5所述的鼓风机，其特征在于，所述制动时间(B)为500至1500毫秒。
7.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，所述斜率(35)相应于在制动开始时所述转速曲线(33)的初始斜率(36)。
8.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，所述负的斜率(35)在所述制动时间(B)的80%上为相同的。
9.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，所述负的斜率(35)相应于每100毫秒1000 1/min的转速下降。
10.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，由至少一个风扇叶轮(4)和所述驱动马达(8)的转子(16)组成的转动的结构单元具有在3×105至5×105 g/mm2的范围中的惯性矩。
11.根据权利要求10所述的鼓风机，其特征在于，所述惯性矩在4×105 g/mm2的范围中。
12.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，所述电压源(19)为蓄电池(20)。
13.根据权利要求12所述的鼓风机，其特征在于，所述蓄电池(20)由单电池(21)构建，并且所述单电池(21)基于锂。
14.根据权利要求12所述的鼓风机，其特征在于，将所述制动电流(I)作为电的充电电流(IL)输送到所述蓄电池(20)。
15.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，所述驱动马达(8)为电子整流马达。
16.根据权利要求15所述的鼓风机，其特征在于，所述马达为外转子马达。
17.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，所述控制器(17)构造成电子控制单元，并且具有微处理器(27)。
18.根据权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，将所述制动电流(I)限制在这样的值上，即，通过作用到所述鼓风机(1)的罩壳(2)上的允许的最大扭矩确定所述值。
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