DE102005024068A1 - Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Elektromotors - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Elektromotors Download PDF

Info

Publication number
DE102005024068A1
DE102005024068A1 DE102005024068A DE102005024068A DE102005024068A1 DE 102005024068 A1 DE102005024068 A1 DE 102005024068A1 DE 102005024068 A DE102005024068 A DE 102005024068A DE 102005024068 A DE102005024068 A DE 102005024068A DE 102005024068 A1 DE102005024068 A1 DE 102005024068A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
voltage
supply voltage
supply
actuator
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Withdrawn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
DE102005024068A
Other languages
English (en)
Inventor
Volker Lurk
Stefan Koch
Patric Kahles
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 DE102005024068A priority Critical patent/DE102005024068A1/de
Priority to CNA2006800183133A priority patent/CN101185233A/zh
Priority to JP2008512792A priority patent/JP2008543251A/ja
Priority to PCT/EP2006/061627 priority patent/WO2006125697A1/de
Priority to KR1020077027364A priority patent/KR20080014977A/ko
Priority to US11/573,481 priority patent/US20090261766A1/en
Publication of DE102005024068A1 publication Critical patent/DE102005024068A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/02Details of starting control
    • H02P1/04Means for controlling progress of starting sequence in dependence upon time or upon current, speed, or other motor parameter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/18Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual dc motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/026Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being a power fluctuation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz (14, 20) gespeisten Elektromotors (10) vorgeschlagen, insbesondere ein Verfahren zur Steuerung eines aus dem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mittels Pulsweitenmodulation gespeisten Gebläsemotors, welcher über ein Stellglied (18) im Motorstromkreis an das Gleichspannungsnetz anschließbar ist. Hierbei wird die Versorgungsspannung (U¶M¶) des Motors (10) im Wesentlichen unabhängig von Schwankungen der Speisespannung (U¶B¶) des Gleichspannungsnetzes entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie zeitgesteuert (Fig. 1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Elektromotors, insbesondere eines aus dem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges mittels Pulsweitenmodulation gespeisten Gebläsemotors, welcher über ein Stellglied im Motorstromkreis an das Gleichspannungsnetz anschließbar ist. Bei derartigen Verfahren ist es bekannt, das üblicherweise als Halbleiterschaltvorrichtung ausgebildete Stellglied des Motorstromkreises gegen Überlastung zu schützen. Hierzu ist beispielsweise in der DE 34 33 538 C eine Schaltungsanordnung beschrieben, welche zur Begrenzung der Verlustleistung in einem Leistungstransistor neben dem gegen Überlastung zu schützenden Bauelement einen Shunt im Laststromkreis und ein weiteres Schaltelement vorsieht, welches bei unzulässig hohen Strömen über den Leistungstransistor leitend wird und die Steuerstrecke des Leistungstransistors zur Reduzierung des Stromes über dessen Hauptelektroden überbrückt. Eine derartige Schaltungsanordnung ist jedoch aufwendig und kostspielig, insbesondere hinsichtlich der Verwendung eines teuren Präzisionswiderstandes als Strommessshunt.
  • Weiterhin ist es in der Kraftfahrzeugtechnik bekannt, die Leistungsaufnahme von aus dem Bordnetz des Fahrzeuges gespeisten Gleichstrommotoren durch Taktung der Versorgungsspannung vorzugsweise im nicht hörbaren Frequenzbereich oberhalb etwa 20 kHz zu begrenzen, indem durch Veränderung des Pulsweitenverhältnisses der Versorgungsspannung des Motors dessen Klemmenspannung begrenzt wird. Da die Leistungsaufnahme eines bestimmten Motors im Normalbetrieb bekannt ist, kann dabei zur Steuerung des Anlaufes des Gleichstrommotors aus dem Stand heraus bis zum Erreichen seiner maximalen Drehzahl auch eine zeitgesteuerte Rampe des Ausgangstastverhältnisses realisiert werden. Um den Anlauf des Motors sicher zu stellen startet hierbei das Ausgangstastverhältnis unabhängig von der momentanen Höhe der Spannung im Gleichspannungsnetz bei einem fest vorgegebenen Tastverhältnis, welches dann entsprechend der gewünschten Beschleunigung des Motors rampenartig bis zum Erreichen eines Tastverhältnisses von 100 % und somit bis zum Erreichen der maximalen Drehzahl des Motors erhöht wird, mit welcher der Motor dann weiter läuft. Eine derartige Motorsteuerung garantiert jedoch einerseits bei niedriger Netzspannung nicht den sicheren Anlauf des Motors, andererseits besteht bei erhöhter Netzspannung die Gefahr einer Überlastung der elektrischen Bauelemente der Schaltungsanordnung, insbesondere eine Überlastung der Endstufe im Motorstromkreis.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Schaltungsaufwand einerseits einen sicheren Anlauf des Motors zu gewährleisten und andererseits den Hochlauf des Motors bis zu seiner Maximaldrehzahl hinsichtlich der benötigten Hochlaufdauer und der entstehenden Verlustleistung bei unterschiedlichen, zur Verfügung stehenden Niveaus der Speisespannung des Gleichspannungsnetzes zu optimieren.
  • Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Man erreicht hierbei zunächst durch die entsprechend bekannten Motordaten in ihrer Höhe im Wesentlichen fest vorgegebene Startspannung bei bekannter Leistungsaufnahme einen sicheren Anlauf des Motors bei gleichzeitiger Vermeidung einer Überlastung von Bauelementen, insbesondere einer Überlastung der Endstufe im Laststromkreis. Durch die zeitgesteuerte, von der Höhe der Netzspannung unabhängige Kennlinienvorgabe für die Erhöhung des Tastverhältnisses der pulsweitenmodulierten Versorgungsspannung des Motors wird in dieser Betriebsphase eine optimale Beschleunigung des Motors erreicht, wobei im Falle einer hohen Speisespannung im Gleichspannungsnetz gleichzeitig eine Überlastung verhindert wird.
  • Die Beschleunigungsphase des Motors kann unter Verringerung der Verlustleistung noch verbessert werden, wenn die Versorgungsspannung nach dem Anlauf des Motors zunächst stärker und anschließend bis zum Erreichen der Höchstdrehzahl des Motors in geringerem Maße ansteigend gesteuert wird. So erreicht der Motor schnell höhere Drehzahlen, wobei gleichzeitig in dem anschließenden Beschleunigungsbereich des Motors mit langsamer ansteigender Versorgungsspannung und entsprechend verringertem Anstieg der Stromaufnahme die Gesamtverlustleistung reduziert wird. Die Kennlinie für die Steuerung der Versorgungsspannung des Motors ist hierbei in einer Steuereinheit, vorzugsweise in einem Mikrocontroller abgelegt, welcher zusätzlich die Ermittlung der Höhe der Netzspannung des Gleichspannungsnetzes übernimmt und entsprechend der vorgegebenen Kennlinie für eine angepasste, zeitgesteuerte Änderung der Versorgungsspannung des Motors eine korrigierte pulsweitenmodulierte Steuerspannung für das Stellglied im Motorstromkreis liefert.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens und aus den zughörigen Spannungs- und Stromverläufen. Die Abbildungen zeigen in
  • 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur zeit- und netzspannungsabhängigen Steuerung der Versorgungsspannung eines Gleichstrommotors entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie,
  • 2 ein Diagramm der gesteuerten Versorgungsspannung des Gleichstrommotors und
  • 3 ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs des Motorstromes bei einer Steuerung seiner Versorgungsspannung entsprechend dem Diagramm in 2.
  • In 1 ist mit 10 ein mit einem Gebläse gekoppelter Elektromotor bezeichnet, wie er beispielsweise in Kraftfahrzeugen für die Kühlerlüftung Verwendung findet. Der Motor 10 ist über eine Versorgungsleitung 12 mit dem Pluspol 14 eines Gleichspannungsnetzes, hier des Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges, verbunden. Der zweite Anschluss des Elektromotors 10 ist über eine Versorgungsleitung 16 und ein Stellglied 18, im Ausführungsbeispiel in Form eines Sense-FET, an den Massepol 20 des Gleichspannungsnetzes angeschlossen. Außerdem ist der Motor 10 durch eine Freilaufdiode 22 überbrückt, welche zur Unterdrückung von Spannungsspitzen beim Unterbrechen des Stromes im Versorgungsstromkreis des Elektromotors den Motorstrom übernimmt. Die am Motor anliegende Versorgungsspannung ist mit UM, der Strom im Motorspeisekreis mit I bezeichnet.
  • Die Steuerung des Elektromotors 10 erfolgt durch eine Steuereinheit 24 in Form eines Mikrocontrollers, von welcher in dem Blockschaltbild gemäß 1 nur ein Analog/Digital-Wandler 26, ein Kennlinienspeicher 28 und ein Pulsweitenmodulator 30 mit integriertem Taktfrequenzgeber dargestellt sind. Die Steuereinheit 24 ist zwischen den Pluspol 14 und den Massepol 20 des Gleichspannungsnetzes geschaltet und überwacht dabei gleichzeitig die Höhe der Netzgleichspannung UB. Über einen Steuereingang 32 erhält die Steuereinheit 24 ein Startsignal 33 für den Anlauf des Motors, ein Steuerausgang 34 liefert die von der PWM-Steuerung 30 erzeugten Ansteuersignale für das Stellglied 18. Dieses ist im Ausführungsbeispiel als Sense-FET ausgebildet, welcher eine zusätzlichen Messelektrode besitzt, mittels derer die Höhe des Motorstromes I erfasst und an den Eingang 36 der Steuereinheit 24 geliefert wird. Eine derartige Anordnung zur Überwachung des Motorstromes, insbesondere für den Fall einer Blockierung oder einer Schwergängigkeit des Motors, ist in der DE 103 26 785 A beschrieben und braucht daher an dieser Stelle nicht näher erläutert zu werden.
  • Die im Blockschaltbild gemäß 1 dargestellte Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens arbeitet folgendermaßen:
    An den Anschlüssen 14 und 20 liegt eine veränderliche Gleichspannung UB an, wie sie beispielsweise im Bordnetz eines Kraftfahrzeuges auftritt. Die Spannungsschwankungen eines derartigen Bordnetzes mit einer Nenngleichspannung von 12 V liegen dabei je nach Lade- und Erhaltungszustand einer angeschlossenen Batterie und entsprechend den sonstige Betriebs- und Umgebungsbedingungen zwischen Betriebsspannungswerten von 9 V und 16 V. Diese Spannungsschwankungen sollen erfindungsgemäß soweit möglich kompensiert werden. Hierzu wird die Netzgleichspannung UB zwischen zwei Anschlüssen 38 und 40 von der Steuereinheit 24 abgegriffen und in dem A/D-Wandler 26 für die Weiterverwendung in ein digitales Signal umgewandelt. Der Anlauf des Motors 10 wird initiiert durch ein Startsignal 33 am Steuereingang 32 der Steuereinheit. Mit diesem Startsignal erscheint am Ausgang 34 der Steuereinheit 24 für eine erste kurze Zeitspanne 0-t1 eine fest vorgegebene Startspannung für den Anlauf des Motors 10. Die Höhe der Startspannung und der folgenden Steuerspannungen für das Stellglied 18 werden durch das Tastverhältnis von der PWM-Steuerung 30 bestimmt. Diese bestimmt somit die Einschaltdauer des Stellgliedes 18 und damit die Größe des Motorstromes I. Der zeitliche Verlauf der Kennlinien wird anhand der 2 und 3 noch näher erläutert.
  • Nach dem Ende der ersten kurzen Zeitspanne 0-t1 mit konstanter Spannungsversorgung des Motors 10 wird das Tastverhältnis der Steuerspannung vorzugsweise linear erhöht, wobei diese Erhöhung in Abhängigkeit von der gemessenen Größe der Netzgleichspannung UB so gewählt wird, dass nach einer zweiten Zeitspanne t1-t2 eine vorgegebene Höhe der Versorgungsspannung UB des Motors 10 erreicht wird, welche jedoch noch deutlich unterhalb der Betriebsspannung U3 des Motors 10 liegt.
  • In einem dritten Zeitabschnitt t2-t3 wird dann das Tastverhältnis der Steuerspannung für das Stellglied 18 vorzugsweise ebenfalls linear, jedoch mit einem gegenüber dem vorausgehenden Abschnitt reduzierten Anstieg weiter erhöht bis zum Erreichen der Betriebsspannung U3 für den Dauerbetrieb des Motors 10. Die Größe dieser Spannung im Dauerbetrieb wird durch die Wahl des Tastverhältnisses der Steuerspannung des Stellgliedes 18 vorzugsweise ebenfalls auf einen festen Wert begrenz, beispielsweise auf einen Spannungswert von 14 V in einem 12 V-Bordnetz eines Kraftfahrzeuges. Wenn dieser Wert wegen einer niedrigeren Netzspannung UB nicht erreicht wird, bestimmt ein Tastverhältnis von 100 % die Höhe der Versorgungsspannung des Motors 10. Wahlweise kann jedoch bei ausreichend hoher Netzspannung UB auch eine höhere Dauerbetriebsspannung des Motors 10 zugelassen werden, beispielsweise eine Versorgungsspannung UB von 16 V, wenn eine noch größere Ausgangsleistung des Motors angestrebt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur zeitgesteuerten, Spannungsschwankungen kompensierenden Steuerung eines Gleichstrommotors 10 in der bislang beschriebenen Form nimmt nur durch die Größe des Anstiegs der Versorgungsspannung Einfluss auf die Höhe des Motorstromes. Unberücksichtigt bleibt dabei zunächst ein unzulässig hoher Stromanstieg, wie er beispielsweise beim Blockieren des Motors oder bei Schwergängigkeit auftreten kann. Diese Problematik ist jedoch grundsätzlich bekannt und beispielsweise gemäß der in der DE 103 26 785 A beschriebenen Schaltungsanordnung gelöst, wobei ebenfalls mit Hilfe eines als Stellglied 18 verwendeten Sense-FET der Anstieg des Motorstromes und seine absolute Höhe überwacht und bei Bedarf begrenzt werden können. Eine derartige Strombegrenzung kann auch beim Anmeldungsgegenstand zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Steuerung benutzt werden, wobei die mit in einem Sense-FET erzielbare Messgenauigkeit zumindest für die Überwachung des Motorstromes im Überlastungs- oder Blockierfall ausreichend ist. Weiterhin ist im zuvor beschriebenen Normalbetrieb des Motors 10 der Änderungsgradient der Versorgungsspannungen des Motors vorgegeben und auf die Erreichung bestimmter Spannungswerte U1, U2, U3 zu vorgegebenen Zeitpunkten t1, t2, t3 ausgerichtet. Stattdessen ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe eines Sense-FET als Stellglied 18 durch die Messung des Motorstromes jedoch auch möglich, den Änderungsgradienten der Versorgungsspannungen in Abhängigkeit von den Messungen des Motorstromes I zu bestimmten Zeitpunkten oder dauernd anzupassen.
  • In 2 ist der Verlauf der an den Elektromotor 10 angelegten Versorgungsspannung UM als Funktion der Zeit dargestellt. Die Motorspannung entspricht dabei der in dem Kennlinienspeicher 28 der Steuereinheit 24 abgelegten Kennlinie für die Steuerspannung des Stellgliedes 18. Das Diagramm zeigt die Kennlinie für die Speisung eines Gebläsemotors aus dem 12 V-Bordnetz eines Kraftfahrzeuges. Hierbei wird die Versorgungsspannung UM des Motors 10 bis zum Zeitpunkt t1 während einer Dauer von 0,25 Sekunden auf einem Wert U1 von 2,6 V konstant gehalten. Danach steigt die Spannung UM am Motor 10 bis zum Zeitpunkt t2 innerhalb von 4 Sekunden linear auf einen Wert U2 von 10 Volt an, um anschließend bis zum Zeitpunkt t3 nach 10 Sekunden mit linearem, jedoch verringertem Anstieg die vorgegebene Betriebsspannung U3 von 14 V zu erreichen. Diese Betriebsspannung wird anschließend konstant gehalten.
  • Der sich bei einer am Motor 10 anstehenden Versorgungsspannung UM gemäß 2 einstellende Motorstrom I ist in 3 dargestellt. Aus dieser Abbildung ist ersichtlich, dass der Motorstrom I, ausgehend von einem Wert I0 von ca. 28 A im Stillstand, während der Startphase mit konstanter Versorgungsspannung U1 zunächst bis zum Zeitpunkt t1 auf einen Wert I1 von ca. 22 A absinkt, um danach exponentiell auf einen Wert I2 von ca. 36 A zum Zeitpunkt t2 anzusteigen. Anschließend sinkt der Motorstrom I auf Grund der im Motor gespeicherten kinetischen Energie bei reduziertem Anstieg der Versorgungsspannung UM zunächst etwas ab und steigt dann bis zum Zeitpunkt t3 bei Erreichen der Betriebsspannung auf einen Wert I3 von ca. 48 A an. Der im Dauerbetrieb fließende Motorstrom In liegt nach Abschluss der Beschleunigungsphase etwas niedriger bei ca. 45 A. Die Nenndrehzahl derartiger Gebläsemotoren für Kraftfahrzeuge liegt bei ca. 3000 bis 4000 U/min. Sie wird nach 10 Sekunden bei der Nennspannung des Systems von 14 V erreicht. Hierbei ist die Gesamtverlustleistung des Motors beim Anlegen einer Versorgungsspannung UM mit einer gemäß 2 geknickten Kennlinie niedriger als bei Wahl einer Versorgungsspannung UM mit gleich bleibender Steigung zwischen der Startspannung U1 und Betriebsspannung U3, weil die Verluste im Bereich höherer Motorströme und Spannungen deutlich reduziert werden.
  • Das in 1 dargestellte Blockschaltbild einer Motorsteuerung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für einen aus einem Gleichspannungsnetz mit schwankender Spannung UB gespeisten Elektromotors 10 verzichtet auf die Darstellung üblicher zusätzlicher Bauelemente wie beispielsweise Drosselspulen und Kondensatoren zur Entstörung oder Schaltungsmaßnahmen gegen einen Verpolschutz beim fehlerhaften Anschließen an das Gleichspannungsnetz. Außerdem sind bekannte Maßnahmen zum Schutz des Motors 10 im Fall eines Blockierens oder einer Schwergängigkeit zur Erzielung einer übersichtlicheren Darstellung nicht dargestellt, ebenso wie bekannte Baugruppen der Steuereinheit 24, beispielsweise eines Resonators zur Erzeugung der Taktfrequenz für den Pulsweitenmodulator 30 oder dergleichen.
  • Da Elektromotoren der interessierenden Art erst bei einer bestimmten Mindestspannung anlaufen ist es bekannt, diese Mindestspannung sofort beim Start an den Motor anzulegen. Abweichend von bekannten Steuerungen wird jedoch beim erfindungsgemäßen Verfahren eine für den sicheren Anlauf des Motors erforderliche Mindestspannung definiert, unabhängig von der momentanen Netzspannung. Diese Mindestspannung wird für einen vorgegebenen Zeitraum konstant gehalten, bevor mindestens eine zeitgesteuerte, vorzugsweise lineare Rampe der Versorgungsspannung UM, entsprechend einem von der momentanen Höhe der Gleichspannungsversorgung UB abhängigen Tastverhältnis der Steuerspannung, an den Motor angelegt wird. Diese Versorgungsspannung UM des Motors 10 kann mit Hilfe der Mikrocontroller-Steuereinheit 24 softwaremäßig mit geringem Aufwand durch Veränderung des Tastverhältnisses realisiert werden.
  • Es wird also zunächst durch Messung der Netzspannung UB und durch eine hiervon abhängige Einstellung des Tastverhältnisses der Steuerspannung für das Stellglied 18 die Startspannung für den Zeitraum von O-t1 in konstanter Höhe bereitgestellt. Für die Blockiererkennung sind in diesem Zeitraum, in dem keine Erhöhung der Anfangsspannung erfolgt, Latenzzeiten zur Fehlererkennung und Fehlerreaktion zulässig. Ein gegebenenfalls auftretender Blockierstrom in bekannter Höhe, welcher einen für die Endstufe des Stellgliedes 18 zulässigen Wert nicht übersteigt, kann hingenommen werden. Andererseits wird durch die vorgegebene Höhe und Dauer der Versorgungsspannung U1 beim Start des Motors 10 die beim Anlauf auftretende Haftreibung mit Sicherheit überwunden. Zusätzlich kann bei kleinen Netzspannungen ein schnellerer Motorhochlauf realisiert werden. Dadurch wird bei großen Versorgungsspannungen U2-U3 des Motors 10 vermieden, dass der Motorstrom I und damit die Endstufenbelastung bei vorgegebener Hochlaufzeit zu groß wird.
  • Durch die Bereitstellung von zwei Anstiegsrampen der Versorgungsspannung UM, von denen die zweite Rampe im Bereich zwischen t2 und t3 eine geringere Steigung besitzt als die erste Rampe im Bereich von t1 bis t2, erreicht man, dass der Motorstrom verhältnismäßig geringe Schwankungen und Abweichungen von einem linearen Anstieg aufweist, wobei insbesondere ein starker Anstieg der Stromkurve im Bereich hoher Ströme und Spannungen vermieden und damit die Verlustleistung insgesamt reduziert wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Elektromotors, insbesondere eines aus dem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges mittels Pulsweitenmodulation gespeisten Gebläsemotors, welcher über ein Stellglied im Motorstromkreis an das Gleichspannungsnetz anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (UM) des Motors (10) im Wesentlichen unabhängig von Schwankungen der Speisespannung (UB) des Gleichspannungsnetzes (14, 20) entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie zeitgesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (UM) beim Anlauf des Motors (10) für eine erste kurze Zeitspanne (t1) auf einem vorgegebenen Wert (U1) konstant gehalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (UM) nach dem Start des Motors (10) für eine zweite Zeitspanne (t1-t2) vorzugsweise linear ansteigend gesteuert wird bis zum Erreichen eines zweiten vorgegebenen Wertes (U2) unterhalb des Betriebswertes (U3) der Versorgungsspannung (UM) des Motors (10).
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (UM) des Motors (10) nach Erreichen des zweiten vorgegebenen Wertes (U2) mit einem gegenüber dem vorhergehenden Zeitabschnitt (t2-t3) reduzierten, vorzugsweise linearen Anstieg bis zum Erreichen des Betriebsspannungswertes (U3) des Motors (10) weiter erhöht und anschließend konstant gehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie für die Versorgungsspannung (UM) des Motors (10) in einer Steuereinheit (24) abgelegt ist, welche die Höhe der Netzspannung (UB) des Gleichspannungsnetzes (14,20) überwacht und entsprechend der Kennlinie (UM = f(t)) eine korrigierte, pulsweitenmodulierte Steuerspannung (34) für das Stellglied (18) im Motorstromkreis liefert.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellglied (18) im Motorstromkreis ein Sense-FET dient.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung und die Dauer (t1-t2-t3) der Kennlinienabschnitte der Versorgungsspannung (UM) so bemessen werden, dass eine vorgebbare Betriebsspannung und/oder Betriebsdrehzahl des Motors (10) innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne (t3) erreicht wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Tastverhältnisses der Pulsweitenmodulation (PWM) der Versorgungsspannung (UM) des Motors (10) softwaremäßig erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsgradienten der Versorgungsspannung (UM) des Motors (10) auf feste Maximalwerte (U2, t2; U3, t3) ausgerichtet sind, unabhängig von der jeweiligen Höhe der Netzspannung (UB).
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Motorstromes (I) zu vorgebbaren Zeitpunkten gemessen und entsprechend dem Messwert des Stromes (I) eine Anpassung der Änderungsgradienten der Versorgungsspannungen (UM) des Motors (10) erfolgt.
DE102005024068A 2005-05-25 2005-05-25 Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Elektromotors Withdrawn DE102005024068A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005024068A DE102005024068A1 (de) 2005-05-25 2005-05-25 Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Elektromotors
CNA2006800183133A CN101185233A (zh) 2005-05-25 2006-04-18 控制由直流电压电网供电的电动机的方法
JP2008512792A JP2008543251A (ja) 2005-05-25 2006-04-18 直流電圧電源網から給電される電動機の制御方法
PCT/EP2006/061627 WO2006125697A1 (de) 2005-05-25 2006-04-18 Verfahren zur steuerung eines aus einem gleichspannungsnetz gespeisten elektromotors
KR1020077027364A KR20080014977A (ko) 2005-05-25 2006-04-18 직류 전압 공급 시스템에 의해 전압을 공급받는 전기모터의 제어 방법
US11/573,481 US20090261766A1 (en) 2005-05-25 2006-04-18 Method for controlling an electric motor fed by a constant voltage supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005024068A DE102005024068A1 (de) 2005-05-25 2005-05-25 Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Elektromotors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005024068A1 true DE102005024068A1 (de) 2006-11-30

Family

ID=36615648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005024068A Withdrawn DE102005024068A1 (de) 2005-05-25 2005-05-25 Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Elektromotors

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090261766A1 (de)
JP (1) JP2008543251A (de)
KR (1) KR20080014977A (de)
CN (1) CN101185233A (de)
DE (1) DE102005024068A1 (de)
WO (1) WO2006125697A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009083305A1 (de) * 2007-12-27 2009-07-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur bestimmung einer schwergängigkeit oder eines blockierfalls eines elektromotors
EP2107677A2 (de) * 2008-04-05 2009-10-07 Ebm-Papst St. Georgen GmbH & CO. KG Elektronisch kommutierter Elektromotor
WO2010060671A2 (de) 2008-11-28 2010-06-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und steuerungseinrichtung zum ansteuern eines elektromotors
DE102011054129A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-04 Trinamic Motion Control Gmbh & Co. Kg Verfahren und Schaltungsanordnung zum Ansteuern von elektrischen Motoren

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011076164A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine
KR101288196B1 (ko) * 2011-09-09 2013-07-19 삼성전기주식회사 초기 보정 기능을 갖는 모터 구동 장치 및 방법
DE102011089996B4 (de) * 2011-12-27 2018-02-01 Continental Automotive Gmbh Bordnetzsystem und Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzsystems
FR3013170B1 (fr) * 2013-11-14 2015-12-25 Valeo Sys Controle Moteur Sas Procede d'evacuation de l'energie stockee dans un stator d'un moteur electrique
CN106330019A (zh) * 2015-06-18 2017-01-11 约克广州空调冷冻设备有限公司 一种无刷直流电机启动方法
CN106321480A (zh) * 2015-06-30 2017-01-11 群光电能科技股份有限公司 强健型风扇转速调控方法
CN107302326A (zh) * 2016-04-15 2017-10-27 松下电器研究开发(苏州)有限公司 马达驱动系统和方法、以及具备该系统的小功率电动设备
CN105915119A (zh) * 2016-05-26 2016-08-31 合肥华凌股份有限公司 用于冰箱的直流电机的软启动控制方法和系统
CN109802380B (zh) * 2019-02-14 2022-07-08 李云亭 一种高压直流输电的低压限流控制方法、系统及装置
CN111865145A (zh) * 2019-04-26 2020-10-30 南京德朔实业有限公司 电动工具及其控制方法
DE102019119975B3 (de) * 2019-07-24 2021-01-21 Infineon Technologies Ag Intelligenter elektronischer schalter

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4963810A (en) * 1989-10-27 1990-10-16 Archive Corporation Variable load motor drive control
JPH05276788A (ja) * 1992-03-24 1993-10-22 Daikin Ind Ltd ブラシレス直流モータの駆動装置
JPH1047255A (ja) * 1996-08-08 1998-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動コンプレッサの駆動装置
US6075328A (en) * 1996-10-18 2000-06-13 Hitachi, Ltd. PWM/PAM control mode switching type motor control apparatus, and motor drive and air-conditioner using the same
JPH11235911A (ja) * 1998-02-19 1999-08-31 Calsonic Corp 車両空調システムのファンモータ駆動制御装置
US6943510B2 (en) * 2001-08-06 2005-09-13 Black & Decker Inc. Excitation circuit and control method for flux switching motor
DE10162181A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Schaltungsanordnung zum Schutz eines Elektromotors vor Überlastung
JP4200783B2 (ja) * 2003-02-19 2008-12-24 株式会社ニコン モータ駆動装置およびカメラ
JP2004297904A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Renesas Technology Corp 直流モータの駆動制御装置および直流モータの回転駆動システム並びにコイル駆動用半導体集積回路
US20040232864A1 (en) * 2003-05-23 2004-11-25 Hideki Sunaga Apparatus for controlling motor
US7012393B2 (en) * 2004-03-30 2006-03-14 International Rectifier Corporation Motor drive

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009083305A1 (de) * 2007-12-27 2009-07-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur bestimmung einer schwergängigkeit oder eines blockierfalls eines elektromotors
EP2107677A2 (de) * 2008-04-05 2009-10-07 Ebm-Papst St. Georgen GmbH & CO. KG Elektronisch kommutierter Elektromotor
EP2107677A3 (de) * 2008-04-05 2014-12-10 Ebm-Papst St. Georgen GmbH & CO. KG Elektronisch kommutierter Elektromotor
WO2010060671A2 (de) 2008-11-28 2010-06-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und steuerungseinrichtung zum ansteuern eines elektromotors
WO2010060671A3 (de) * 2008-11-28 2011-09-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und steuerungseinrichtung zum ansteuern eines elektromotors
DE102011054129A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-04 Trinamic Motion Control Gmbh & Co. Kg Verfahren und Schaltungsanordnung zum Ansteuern von elektrischen Motoren

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008543251A (ja) 2008-11-27
KR20080014977A (ko) 2008-02-15
WO2006125697A1 (de) 2006-11-30
US20090261766A1 (en) 2009-10-22
CN101185233A (zh) 2008-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005024068A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines aus einem Gleichspannungsnetz gespeisten Elektromotors
DE102006027224B3 (de) Windenergieanlage mit einer autarken Energieversorgung für eine Blattverstelleinrichtung
EP2116857A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Erfassen einer Strompolarität innerhalb eines getakteten Brückenzweiges
DE2749173A1 (de) Motorregelungssystem
DE102004033354A1 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Schalters in einem Hochsetzsteller und Ansteuerschaltung
DE2726367A1 (de) Vorrichtung zur regelung der stromentnahme aus einer elektrischen batterie
DE3414592A1 (de) Elektrische bremsregelung fuer gleichstrommotoren
EP1801973B1 (de) Steuergerät
DE19905984A1 (de) Steuervorrichtung für Kraftfahrzeug-Lichtmaschine
EP0233191B1 (de) Schaltungsanordnung zur regelung der hochspannungsversorgung eines elektrostatischen filters
EP2469070B1 (de) Begrenzung des Startspannungseinbruchs in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz
DE102005011578A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Stromaufnahme eines Gleichstrommotors
EP0169461A1 (de) Schaltungsanordnung zur Speisung von elektrischen Verbrauchern mit einer Gleichspannung
DE3727498A1 (de) Vorrichtung zum steuern der leistung eines elektrischen verbrauchers
EP2284638A2 (de) Netzteil-Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Netzteil-Schaltungsanordnung
DE102009008255A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Energiebordnetzes
DE19602121C1 (de) Strombegrenzungsschaltung
DE3831142A1 (de) Sonnenpumpensystem
EP3772174A1 (de) Steuereinrichtung, wechselrichter, anordnung mit einem wechselrichter und einer elektrischen maschine, verfahren zum betreiben eines wechselrichters sowie computerprogramm
DE102021212797B4 (de) Verfahren zum Schutz eines externen Schaltkreises vor einer Überspannung
DE2731501B2 (de) Regelanordnung für einen mit Reihenschlufl-Nebenschluß-Umschaltung .betriebenen Gleichstrommotor
DE102005006503A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erfassung des Stromes eines durch Pulsweitenmodulation gesteuerten Elektromotors
DE102016207132B4 (de) Verfahren und Schaltungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Bordnetzspannung
EP1154344B1 (de) Verfahren zur Regelung einer Spannung in einer elektronischen Schaltung und elektronische Schaltung zur Durchführung des Verfahrens
DE102005017801A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur strom- und/oder spannungsabhängigen Temperaturbegrenzung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20120207

R016 Response to examination communication
R084 Declaration of willingness to licence
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee