DE102005014602A1 - Method and device for controlling a commutated electric motor - Google Patents
Method and device for controlling a commutated electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005014602A1 DE102005014602A1 DE102005014602A DE102005014602A DE102005014602A1 DE 102005014602 A1 DE102005014602 A1 DE 102005014602A1 DE 102005014602 A DE102005014602 A DE 102005014602A DE 102005014602 A DE102005014602 A DE 102005014602A DE 102005014602 A1 DE102005014602 A1 DE 102005014602A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electric motor
- drive current
- contraption
- control unit
- drive
- 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- Withdrawn
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
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
-
- 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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Steuerung eines kommutierten Elektromotors (2), wobei eine Antriebsspannung (U¶A¶) des Elektromotors (2) pulsbreitenmoduliert und Schaltflanken der Antriebsspannung (U¶A¶) mit Zeitpunkten eines niedrigen Antriebsstroms (I¶A¶) in der Kommutierungsphase des Elektromotors (2) synchronisiert werden.The invention relates to a method and a device (1) for controlling a commutated electric motor (2), wherein a drive voltage (U¶A¶) of the electric motor (2) pulse width modulated and switching edges of the drive voltage (U¶A¶) with times of low drive current (I¶¶¶) are synchronized in the commutation phase of the electric motor (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines kommutierten Elektromotors.The The invention relates to a method and a device for controlling a commutated electric motor.
Es ist bekannt, zum Zweck geringer Verlustleistungen Motoren mit Pulsbreitenmodulation zu betreiben. Dies erfolgt in der Regel über Leistungsstellglieder im Antriebsstromkreis der Motoren. Dazu werden insbesondere Feldeffekttransistoren verwendet, die von Mikrocontrollern angesteuert werden.It is known, for the purpose of low power loss motors with pulse width modulation to operate. This is usually done via power actuators in Drive circuit of the motors. These are in particular field effect transistors used, which are controlled by microcontrollers.
Beispielsweise
beschreibt
Da es sich bei Elektromotoren um Induktivitäten handelt, entstehen durch die pulsbreitenmodulierte Steuerung Schaltverluste, ungewünschte Strom- und Spannungsspitzen sowie Stör signale, die die elektromagnetische Verträglichkeit mit der Umgebung beeinträchtigen.There Electric motors are inductors the pulse width modulated control switching losses, unwanted current and voltage peaks as well as interference signals, the electromagnetic compatibility interfere with the environment.
Diese unerwünschten Effekte nehmen mit der Stärke der Induktivität zu. Elektromotoren, die hydraulische Druckstromerzeuger in Form von Hydraulikpumpen antreiben, stellen beispielsweise physikalisch betrachtet große Induktivitäten dar. Hier sind die Störungen und Verluste besonders ausgeprägt.These undesirable Effects take on the strength the inductance to. Electric motors, the hydraulic pressure generator in the form powered by hydraulic pumps, for example, physically considered big inductors Here are the glitches and losses particularly pronounced.
Von großem Nachteil sind diese Effekte in Fahrzeugen, die lediglich eine beschränkte elektrische Leistung zur Verfügung stellen und möglichst störungssicher ausgeführt sein müssen.From great Disadvantage of these effects in vehicles that have only a limited electrical Power available make sure that they are as safe as possible accomplished have to be.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche die genannten Effekte vermindern.Of the Invention is therefore the object of a method and a Specify device of the type mentioned, which mentioned Reduce effects.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und eine Vorrichtung, welche die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale aufweist, gelöst.The The object is achieved by a Method having the features specified in claim 1, and a device having the features specified in claim 5 has dissolved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the respective subclaims.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass Schaltflanken der Antriebsspannung bzw. der Ansteuerspannung des Feldeffekttransistors mit Zeitpunkten eines niedrigen Antriebsstroms in der Kommutierungsphase des Elektromotors synchronisiert werden. Bei kommutierten Elektromotoren bricht der Antriebsstrom während der Kommutierungsphase kurz zusammen. Das Schalten der Antriebsspannung zu Zeiten eines niedrigen Antriebsstroms, also in einer Kommutierungsphase, hat geringstmögliche Störungen und Schaltverluste zur Folge, da deren Intensität mit der Stromstärke korreliert. Das Verfahren ist insbesondere in Kraftfahrzeugen vorteilhaft verwendbar, da so de ren Störanfälligkeit und maximaler Leistungsbedarf verringert werden.The sees solution according to the invention before, that switching edges of the drive voltage or the drive voltage the field effect transistor with times of a low drive current be synchronized in the commutation phase of the electric motor. In commutated electric motors, the drive current breaks during the Commutation phase together shortly. The switching of the drive voltage at times of low drive current, ie in a commutation phase, has the least possible interference and Switching losses result, since their intensity correlates with the current. The method is advantageously usable in particular in motor vehicles, there so de ren susceptibility and maximum power requirements are reduced.
In einer ersten Ausführungsform wird ein Zeitpunkt eines niedrigen Antriebsstroms anhand eines Minimums des Antriebsstroms identifiziert.In a first embodiment becomes a time of a low drive current based on a minimum of the drive current identified.
In einer zweiten Ausführungsform wird ein Zeitpunkt eines niedrigen Antriebsstroms anhand eines starken Anstiegs des Antriebsstroms identifiziert.In a second embodiment is a time of low drive current based on a strong Increase of the drive current identified.
Eine dritte Ausführungsform sieht vor, dass ein Zeitpunkt eines niedrigen Antriebsstroms anhand eines starken Abfalls des Antriebsstroms identifiziert wird.A third embodiment provides that a time of low drive current based on a strong drop in the drive current is identified.
Alle drei Ausführungsformen ermöglichen auf einfache Weise das Identifizieren eines niedrigen Antriebsstroms. Dies kann beispielsweise durch einfache elektrische Bauelemente realisiert werden.All three embodiments allow on easy way of identifying a low drive current. This can be done, for example, by simple electrical components will be realized.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Steuereinheit auf, welche über ein Stellglied eine Antriebsspannung des Elektromotors pulsbreitenmoduliert, wobei die Steuereinheit die Antriebsspannung an Zeitpunkten eines niedrigen Antriebsstroms des Elektromotors schaltet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Hilfe dieser Vorrichtung mit geringem Aufwand realisiert werden. In der Regel ist für eine Pulsbreitenmodulation bereits ein Mikrokontroller als Steuereinheit vorgesehen. Dieser kann die Pulse der Antriebsspannung erfindungsgemäß an Zeitpunkten eines niedrigen Antriebsstroms schalten, wodurch Störungen und Leistungsverluste vermindert sind.The device according to the invention has a control unit which pulse-width modulates a drive voltage of the electric motor via an actuator, wherein the control unit switches the drive voltage at times of a low drive current of the electric motor. The inventive method can be realized with the help of this device with little effort. In general, a microcontroller is already provided as a control unit for a pulse width modulation. This one can switch the pulses of the drive voltage according to the invention at times of low drive current, whereby noise and power losses are reduced.
Vorzugsweise wird ein Feldeffekttransistor als Stellglied eingesetzt. Feldeffekttransistoren sind als Leistungsstellglieder kostengünstig verfügbar. Sie weisen im voll durchgeschalteten Zustand nur einen geringen Widerstand und im voll sperrenden Zustand einen nahezu vollständigen Spannungsabfall und somit in beiden Zuständen eine geringe Verlustleistung auf.Preferably a field effect transistor is used as the actuator. FETs are available as power actuators cost-effective. They point in fully switched Condition only a low resistance and in the fully locked state one almost complete Voltage drop and thus in both states a low power loss.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Ausgang eines Differenzierers mit der Steuereinheit verbunden und der Eingang des Differenzierers mit dem Antriebsstromkreis verbunden. Der Differenzierer ermöglicht eine einfache Identifikation stark ansteigender oder abfallender Signale. Somit können indirekt Extremas von Signalen identifiziert werden. Die Ausgestaltung ermöglicht also das Identifizieren eines niedrigen Antriebsstromes anhand von großen Steigungen beziehungsweise anhand eines Minimums des Antriebsstroms auf einfachem Wege.In A preferred embodiment is an output of a differentiator connected to the control unit and the input of the differentiator connected to the drive circuit. The differentiator allows one simple identification of strongly rising or falling signals. Thus, indirectly Extremas are identified by signals. The design allows so identifying a low drive current based on large slopes or by a minimum of the drive current on a simple Ways.
Der Antriebsstrom ist dazu einfach ermittelbar, indem der Eingang des Differenzierers mit einer über einem Messwiderstand abgegriffenen Spannung des Antriebsstromkreises verbunden ist.Of the Drive current is easily determined by the input of the Differentiator with one over a measuring resistor tapped voltage of the drive circuit connected is.
Zweckmäßigerweise ist der Differenzierer über einen Verstärker mit dem Antriebsstromkreis verbunden. Dies ermöglicht eine genaue Ermittlung der Antriebsstromstärke beziehungsweise deren Minima.Conveniently, is the differentiator over an amplifier connected to the drive circuit. This allows an accurate determination of the Driving current value or their minimums.
Vorteilhafterweise löst das differenzierte Signal im Fall einer großen Änderung des Antriebsstroms einen Trigger aus, welcher mit einem Eingang der Steuereinheit verbunden ist. So wird ein Minimum des Antriebsstroms einfach anhand des Stromanstiegs oder Stromabfalls identifiziert.advantageously, solve that differentiated signal in the case of a large change in the drive current a trigger connected to an input of the control unit is. Thus, a minimum of the drive current is simply based on the current increase or electricity wastes identified.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Ausgang des Differenzierers mit einem Interrupt der Steuereinheit verbunden. Die Steuereinheit wird auf diese Weise mit geringem Aufwand über einen Zeitpunkt eines niedrigen Antriebsstroms informiert.In a preferred embodiment is the output of the differentiator connected to an interrupt of the control unit. The control unit This way, with little effort over a low time Drive current informed.
Die Vorrichtung ist mit geringem Aufwand herstellbar, indem die Steuereinheit als Mikrocontroller ausgebildet wird. Mik rocontroller sind kostengünstig verfügbar und stellen eine flexibel programmierbare Form einer Steuereinheit dar.The Device can be produced with little effort by the control unit is designed as a microcontroller. Microcontroller are available at low cost and represent a flexible programmable form of a control unit.
Vorteilhafterweise treibt der Elektromotor eine Hydraulikpumpe an. Obwohl diese Konfiguration eine starke Induktivität darstellt, sind die elektrischen Verluste und Störungen gegenüber herkömmlich pulsbreitenmoduliert betriebenen Hydraulikpumpen verringert.advantageously, the electric motor drives a hydraulic pump. Although this configuration is a strong inductance represents the electrical losses and disturbances compared to conventional pulse width modulated operated hydraulic pumps reduced.
Dabei ist vorzugsweise die Hydraulikpumpe als Antrieb eines Fahrzeugverdecks ausgebildet. Dadurch werden die Beanspruchung des Generators des Fahrzeugs und die Störanfälligkeit der Fahrzeugelektrik und -elektronik gesenkt.there is preferably the hydraulic pump as a drive of a vehicle hood educated. This will reduce the load on the generator of the Vehicle and the susceptibility lowered the vehicle electrics and electronics.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Im
Stromkreis des Elektromotors
Ein
Spannungsabgriff über
den Messwiderstand
Da
es sich bei dem Elektromotor
Alternativ
oder zusätzlich
kann die Steuereinheit
In
Ein
in der Steuereinheit
So
wird die Antriebsspannung UA des Elektromotors
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Elektromotorelectric motor
- 33
- Messwiderstandmeasuring resistor
- 44
- Stellgliedactuator
- 55
- Verstärkeramplifier
- 66
- Differenziererdifferentiator
- 77
- Steuereinheitcontrol unit
- 88th
- Eingangentrance
- UBatt U Batt
- Batteriespannungbattery voltage
- PWMPWM
- PulsbreitenmodulationPulse width modulation
- UA U A
- Antriebsspannungdrive voltage
- IA I A
- Antriebsstromdrive current
- UM U M
- Steuerspannungcontrol voltage
- UDiff U diff
- Triggerspannungtrigger voltage
Claims (14)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005014602A DE102005014602A1 (en) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | Method and device for controlling a commutated electric motor |
DE112006000663T DE112006000663A5 (en) | 2005-03-31 | 2006-02-07 | Method and device for controlling a commutated electric motor |
PCT/DE2006/000193 WO2006102859A1 (en) | 2005-03-31 | 2006-02-07 | Method and device for control of a commuted electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005014602A DE102005014602A1 (en) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | Method and device for controlling a commutated electric motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005014602A1 true DE102005014602A1 (en) | 2006-10-05 |
Family
ID=36263857
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005014602A Withdrawn DE102005014602A1 (en) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | Method and device for controlling a commutated electric motor |
DE112006000663T Ceased DE112006000663A5 (en) | 2005-03-31 | 2006-02-07 | Method and device for controlling a commutated electric motor |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE112006000663T Ceased DE112006000663A5 (en) | 2005-03-31 | 2006-02-07 | Method and device for controlling a commutated electric motor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE102005014602A1 (en) |
WO (1) | WO2006102859A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3346366C2 (en) * | 1983-12-22 | 1985-12-05 | Helmut Hund KG, 6330 Wetzlar | Safety circuit for electric motor-driven window regulators for automobiles or similar vehicles |
EP1020877A1 (en) * | 1997-07-07 | 2000-07-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ptc thermistor chip and method for manufacturing the same |
DE10206496A1 (en) * | 2002-02-16 | 2003-09-04 | Bosch Gmbh Robert | Device which prevents the formation of narrow-band interference radiation spectra in a pulse width modulation control of a direct current motor |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2041148A1 (en) * | 1970-08-19 | 1972-03-02 | Marquardt J & J | Procedure for regulating the speed of collector motors |
DE4422083A1 (en) * | 1994-06-24 | 1996-01-04 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for measuring the speed of a mechanically commutated direct current motor |
DE19919462A1 (en) * | 1999-04-29 | 2000-11-02 | Bosch Gmbh Robert | Electronically commutable motor, especially for a liquid pump |
DE10117252A1 (en) * | 2001-04-06 | 2002-10-17 | Bosch Gmbh Robert | Electronically commutated electric motor |
-
2005
- 2005-03-31 DE DE102005014602A patent/DE102005014602A1/en not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-02-07 WO PCT/DE2006/000193 patent/WO2006102859A1/en not_active Application Discontinuation
- 2006-02-07 DE DE112006000663T patent/DE112006000663A5/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3346366C2 (en) * | 1983-12-22 | 1985-12-05 | Helmut Hund KG, 6330 Wetzlar | Safety circuit for electric motor-driven window regulators for automobiles or similar vehicles |
EP1020877A1 (en) * | 1997-07-07 | 2000-07-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ptc thermistor chip and method for manufacturing the same |
DE10206496A1 (en) * | 2002-02-16 | 2003-09-04 | Bosch Gmbh Robert | Device which prevents the formation of narrow-band interference radiation spectra in a pulse width modulation control of a direct current motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2006102859A1 (en) | 2006-10-05 |
DE112006000663A5 (en) | 2007-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3887722T2 (en) | Method and arrangement for controlling an electric motor in an H-bridge circuit. | |
EP2116857A1 (en) | Method and device for logging electricity polarity within a synchronised bridge section | |
DE102009027263B4 (en) | METHOD FOR CONTROLLING HALF BRIDGE SWITCHING, HALF BRIDGE SWITCHING AND INTEGRATED HALF BRIDGE CONTROLLER | |
DE102005022857A1 (en) | Relay control device for a DC electrical appliance | |
DE102012211577A1 (en) | Power output stage, method of operation | |
DE102014200503A1 (en) | Method for operating an active rectifier, circuit arrangement and computer program | |
EP3285381A1 (en) | Method for operating an electrical machine and electrical machine | |
DE102004059455A1 (en) | Overvoltage detection and protection arrangement for e.g. power supply unit, has filter connected with input, and transient detector connected with input, where filter is low pass filter | |
DE102004007209B4 (en) | Circuit arrangement and method for determining the load current by a clocked inductive load applied to a supply voltage | |
EP2149977A2 (en) | Engine control switch for a battery-operated electric tool | |
DE102005014602A1 (en) | Method and device for controlling a commutated electric motor | |
DE4229440B4 (en) | Circuit arrangement for switching an electrical load on and off | |
EP3375087A1 (en) | Interface | |
DE102009041451B4 (en) | Control unit for electric and / or pneumatic adjusting drives | |
EP1016214B1 (en) | Method and device for controlling an integrated power amplifier stage | |
DE3213225C2 (en) | Monitoring circuit arrangement for the travel direction contactor contacts in a reversible electric travel motor drive | |
EP2504917B1 (en) | Apparatus and method for measurement of a motor current of a direct-current motor | |
DE60027805T2 (en) | Circuit for driving inductive loads | |
EP3285394A1 (en) | Electrical machine and method for operating an electrical machine | |
DE102022121605A1 (en) | Inverter device and method for operating the inverter device | |
EP2009794B1 (en) | Cutoff relay | |
DE102014210564A1 (en) | Recognition device and method for detecting an interruption in a supply line between the recognition device and an electrical consumer | |
DE102018221433A1 (en) | Control device for controlling an engine for a vehicle, control system with a control device and method for operating a control device | |
DE102009003599B4 (en) | Circuit for speed control of an electric motor | |
DE102008000277A1 (en) | Method for controlling electric motor, involves producing clocked phase voltage, and operating switching element in initial mode by low amplitude of current profile in particular time segment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8143 | Withdrawn due to claiming internal priority |