DE102012220223A1

DE102012220223A1 - Method for operating electric power tool e.g. lawn mower, involves controlling electric motor by pulse width modulation, and driving electric motor alternately with preset duty cycle and specific duty cycle

Info

Publication number: DE102012220223A1
Application number: DE201210220223
Authority: DE
Inventors: Philipp ZIPF
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-08
Also published as: CN103812404A; CN103812404B

Abstract

The method involves controlling an electric motor (130) by a pulse width modulation. The electric motor is driven alternately with a duty cycle (303) and a duty cycle (304). The duty cycles are alternate with each other at a repetition whose repetition frequency is less than 1 kHz. The ratio of the length of the time period (310) to the sum of the lengths of time period (310) and the time period (320) forms another duty cycle. The electric motor is a brushless direct current motor. An independent claim is included for electric power tool.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrowerkzeugs gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Elektrowerkzeug gemäß Patentanspruch 10. The present invention relates to a method for operating a power tool according to claim 1 and a power tool according to claim 10.

Elektrowerkzeuge mit Elektromotor zum Antreiben beweglicher Teile sind aus dem Stand der Technik bekannt. Es ist bekannt, Elektromotoren von Elektrowerkzeugen nach dem Verfahren der Pulsweitenmodulation zu betreiben. Bei diesem Verfahren wird eine am Elektromotor anliegende elektrische Spannung in schneller Abfolge mit veränderlichem Tastverhältnis (Tastgrad) abwechselnd eingeschaltet und ausgeschaltet, um den Elektromotor mit einer vom Tastverhältnis abhängigen effektiven elektrischen Spannung zu beaufschlagen. Das häufige Schalten der hierbei verwendeten Leistungsschalter geht allerdings mit einer Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung und mit Energieverlusten in Form von Abwärme einher. Electric tools with electric motor for driving moving parts are known from the prior art. It is known to operate electric motors of power tools by the method of pulse width modulation. In this method, an electrical voltage applied to the electric motor is alternately switched on and off in rapid succession with variable duty cycle (duty cycle) in order to apply to the electric motor with an effective voltage dependent on the duty cycle. However, the frequent switching of the circuit breaker used in this case is accompanied by a radiation of electromagnetic interference and energy loss in the form of waste heat.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Elektrowerkzeugs anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Elektrowerkzeug bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Elektrowerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. An object of the present invention is to provide an improved method of operating a power tool. This object is achieved by a method having the features of claim 1. Another object of the present invention is to provide an improved power tool. This object is achieved by a power tool having the features of claim 10. Preferred developments are specified in the dependent claims.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Elektrowerkzeugs wird ein Elektromotor des Elektrowerkzeugs mittels Pulsweitenmodulation angesteuert. Dabei wird der Elektromotor abwechselnd mit einem ersten Tastgrad und mit einem zweiten Tastgrad angesteuert. Vorteilhafterweise kann bei diesem Verfahren eine Masseträgheit eines durch den Elektromotor angetriebenen mechanischen Systems als mechanischer Tiefpass dienen, durch den eine Welligkeit geglättet wird, die durch unterschiedliche durch den Elektromotor abgegebene Drehmomente beim Betrieb des Elektromotors mit dem ersten Tastgrad und mit dem zweiten Tastgrad entsteht. In an inventive method for operating a power tool, an electric motor of the power tool is controlled by means of pulse width modulation. In this case, the electric motor is driven alternately with a first duty cycle and with a second duty cycle. Advantageously, in this method, a mass inertia of a driven by the electric motor mechanical system can serve as a mechanical low pass through which a ripple is smoothed, which results from different output by the electric motor torque during operation of the electric motor with the first duty cycle and the second duty cycle.

In einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt der erste Tastgrad 100%. Vorteilhafterweise ist dadurch während des Betriebs des Elektromotors mit dem ersten Tastgrad kein Umschalten eines Leistungsschalters erforderlich, wodurch während des Betriebs des Elektromotors mit dem ersten Tastgrad weniger oder keine elektromagnetische Störstrahlung abgegeben wird und eine reduzierte Abwärmemenge produziert wird. In one embodiment of the method, the first duty cycle is 100%. Advantageously, no switching of a circuit breaker is thereby required during operation of the electric motor with the first duty cycle, whereby during operation of the electric motor with the first duty cycle less or no electromagnetic interference is emitted and a reduced amount of waste heat is produced.

In einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt der zweite Tastgrad 0%. Vorteilhafterweise ist dann auch während des Betriebs des Elektromotors mit dem zweiten Tastgrad kein Umschalten eines Leistungsschalters erforderlich, wodurch eine Abstrahlung von Störstrahlung und eine Erzeugung von Abwärme beim Betrieb des Elektromotors mit dem zweiten Tastgrad reduziert werden. In one embodiment of the method, the second duty cycle is 0%. Advantageously, no switching of a circuit breaker is then required even during operation of the electric motor with the second duty cycle, whereby a radiation of interfering radiation and a generation of waste heat during operation of the electric motor can be reduced with the second duty cycle.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wechseln der erste Tastgrad und der zweite Tastgrad einander mit einer Wiederholfrequenz ab. Dabei beträgt die Wiederholfrequenz weniger als 1 kHz. Vorteilhafterweise führt ein derart vergleichsweise langsamer Wechsel zwischen dem ersten Tastgrad und dem zweiten Tastgrad nur zu einer geringen Emission von Störstrahlung und zu geringen Leistungsverlusten durch Produktion von Abwärme. In one embodiment of the method, the first duty cycle and the second duty cycle alternate with one another at a repetition frequency. The repetition frequency is less than 1 kHz. Advantageously, such a comparatively slow change between the first duty cycle and the second duty cycle only leads to a low emission of interference radiation and to low power losses due to the production of waste heat.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Elektromotor während erster Zeitdauern mit dem ersten Tastgrad angesteuert und während zweiter Zeitdauern mit dem zweiten Tastgrad angesteuert. Dabei bildet ein Verhältnis einer Länge der ersten Zeitdauer zu einer Summe der Längen von erster Zeitdauer und zweiter Zeitdauer einen dritten Tastgrad. Der dritte Tastgrad ist dabei zeitlich veränderlich. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren dann eine Steuerung einer durch den Elektromotor abgegebenen Leistung über eine Variation des dritten Tastgrads. In one embodiment of the method, the electric motor is driven during the first time periods with the first duty cycle and driven during the second time periods with the second duty cycle. In this case, a ratio of a length of the first time duration to a sum of the lengths of the first time duration and the second time duration forms a third duty cycle. The third duty cycle is temporally variable. Advantageously, the method then enables a control of a power output by the electric motor via a variation of the third duty cycle.

In einer Ausführungsform des Verfahrens treibt der Elektromotor ein mechanisches System an. Dabei wird das Verfahren angewandt, wenn in dem mechanischen System eine kinetische Energie gespeichert ist, die einen festgelegten Mindestwert überschreitet. Vorteilhafterweise bewirkt eine Massenträgheit des mechanischen Systems dann eine Glättung einer Welligkeit, die durch die zeitliche Variation der vom Elektromotor abgegebenen Leistung und des vom Elektromotor abgegebenen Drehmoments entsteht, die durch den abwechselnden Betrieb des Elektromotors mit dem ersten Tastgrad und dem zweiten Tastgrad verursacht wird. In one embodiment of the method, the electric motor drives a mechanical system. The method is used when the kinetic energy stored in the mechanical system exceeds a specified minimum value. Advantageously, an inertia of the mechanical system then causes a smoothing of a ripple caused by the temporal variation of the power delivered by the electric motor and the torque output by the electric motor, which is caused by the alternating operation of the electric motor with the first duty cycle and the second duty cycle.

In einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt der festgelegte Mindestwert 500 J. Vorteilhafterweise hat sich dies als ein geeigneter Mindestwert erwiesen. In one embodiment of the method, the predetermined minimum value is 500 J. Advantageously, this has proven to be a suitable minimum value.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Gleichstrommotor angesteuert. Insbesondere kann ein bürstenloser Gleichstrommotor angesteuert werden. Vorteilhafterweise eignen sich solche Motoren gut für einen Einsatz in Elektrowerkzeugen. In one embodiment of the method, a DC motor is driven. In particular, a brushless DC motor can be controlled. Advantageously, such motors are well suited for use in power tools.

Ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug umfasst einen Elektromotor und eine Vorrichtung zum Ansteuern des Elektromotors mittels Pulsweitenmodulation. Dabei ist das Elektrowerkzeug ausgebildet, nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche betrieben zu werden. Vorteilhafterweise weist das Elektrowerkzeug dadurch eine reduzierte Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung und eine reduzierte Produktion von Abwärme durch verlustbehaftete Umschaltvorgänge auf. An electric power tool according to the invention comprises an electric motor and a device for driving the electric motor by means of Pulse width modulation. In this case, the power tool is designed to be operated by a method according to one of the preceding claims. Advantageously, the power tool thereby has a reduced emission of electromagnetic interference radiation and a reduced production of waste heat due to lossy switching operations.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Showing:

1 eine schematische Darstellung eines Elektrowerkzeugs; 1 a schematic representation of a power tool;

2 ein erstes Ansteuerdiagramm; und 2 a first drive diagram; and

3 ein zweites Ansteuerdiagramm. 3 a second control diagram.

1 zeigt ein stark schematisiertes Blockschaltbild eines Elektrowerkzeugs 100. Das Elektrowerkzeug 100 weist einen Elektromotor 130 auf, der dazu vorgesehen ist, ein mechanisches System 140 anzutreiben. Insbesondere ist der Elektromotor 130 dazu vorgesehen, das mechanische System 140 in Bewegung, beispielsweise in eine Drehbewegung, zu versetzen. 1 shows a highly schematic block diagram of a power tool 100 , The power tool 100 has an electric motor 130 which is intended to be a mechanical system 140 drive. In particular, the electric motor 130 provided the mechanical system 140 in motion, for example in a rotational movement, to put.

Das mechanische System 140 kann eine große Masse aufweisen. Das Elektrowerkzeug 100 kann beispielsweise ein Rasenmäher sein. Das mechanische System 140 umfasst dann rotierende Mähmesser des Rasenmähers. Falls die beweglichen Komponenten des mechanischen Systems 140 eine große Masse aufweisen, so speichern die beweglichen Komponenten des mechanischen Systems 140 eine große kinetische Energie, wenn sie sich in Bewegung befinden. Die rotierenden Mähmesser eines Rasenmähers können beispielsweise eine kinetische Energie in der Größenordnung von 1 kJ aufweisen. The mechanical system 140 can have a large mass. The power tool 100 may be, for example, a lawnmower. The mechanical system 140 then includes rotating mower blade of the lawnmower. If the moving components of the mechanical system 140 have a large mass, so store the moving components of the mechanical system 140 a great kinetic energy when they are in motion. For example, the rotary mowing blades of a lawnmower may have a kinetic energy of the order of 1 kJ.

Der Elektromotor 130 des Elektrowerkzeugs 100 ist bevorzugt ein Gleichstrommotor. Beispielsweise kann der Elektromotor 130 ein bürstenloser Gleichstrommotor, etwa ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor, sein. The electric motor 130 of the power tool 100 is preferably a DC motor. For example, the electric motor 130 a brushless DC motor, such as a three-phase brushless DC motor.

Das Elektrowerkzeug 100 umfasst ferner eine Vorrichtung 120 zur Pulsweitenmodulation. Die Vorrichtung 120 zur Pulsweitenmodulation ist dazu vorgesehen, den Elektromotor 130 mittels des aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens der Pulsweitenmodulation anzusteuern. Das Verfahren der Pulsweitenmodulation ermöglicht eine Steuerung der durch den Elektromotor 130 abgegebenen Leistung bzw. des durch den Elektromotor 130 abgegebenen Drehmoments. The power tool 100 further comprises a device 120 for pulse width modulation. The device 120 for pulse width modulation is provided to the electric motor 130 to control by means of the known from the prior art method of pulse width modulation. The method of pulse width modulation allows control by the electric motor 130 delivered power or by the electric motor 130 delivered torque.

2 zeigt ein schematisches erstes Ansteuerdiagramm 200 zur Erläuterung des Verfahrens der Pulsweitenmodulation. Auf einer horizontalen Achse des ersten Ansteuerdiagramms 200 ist eine Zeit 201 aufgetragen. Auf einer vertikalen Achse des ersten Ansteuerdiagramms 200 ist eine dem Elektromotor 130 des Elektrowerkzeugs 100 zugeführte elektrische Leistung 202 aufgetragen. 2 shows a schematic first control diagram 200 to explain the method of pulse width modulation. On a horizontal axis of the first control diagram 200 is a time 201 applied. On a vertical axis of the first control diagram 200 is an electric motor 130 of the power tool 100 supplied electric power 202 applied.

Das erste Ansteuerdiagramm 200 zeigt, dass die dem Elektromotor 130 zugeführte Leistung 202 im Verlauf der Zeit 201 periodisch zwischen einer minimalen Leistung 203 und einer maximalen Leistung 204 wechselt. Während kurzer zeitlicher Pulse 240 wird dem Elektromotor 130 die maximale Leistung 204 zugeführt. Während der übrigen Zeit wird dem Elektromotor 130 die minimale Leistung 203 zugeführt. Die minimale Leistung 203 kann insbesondere den Wert 0 haben, so dass dem Elektromotor 130 während der Zeit zwischen den Pulsen 240 überhaupt keine Leistung zugeführt wird. The first control diagram 200 shows that the electric motor 130 supplied power 202 over time 201 periodically between a minimum power 203 and a maximum performance 204 replaced. During a short time pulse 240 becomes the electric motor 130 the maximum power 204 fed. During the rest of the time, the electric motor 130 the minimum power 203 fed. The minimum power 203 can in particular have the value 0, so that the electric motor 130 during the time between the pulses 240 no power is supplied at all.

Die Pulse 240, während deren dem Elektromotor 130 die maximale Leistung 204 zugeführt wird, weisen jeweils eine erste Dauer 210 auf. Die Pausen zwischen den Pulsen 240 weisen jeweils eine zweite Dauer 220 auf. Zwei zeitlich aufeinander folgende Pulse 240 sind somit zeitlich durch eine erste Periodenlänge 230 voneinander beabstandet, die der Summe der ersten Dauer 210 und der zweiten Dauer 220 entspricht. Die Wiederholfrequenz der Pulse 240 kann im Bereich einiger kHz liegen. Beispielsweise kann die Wiederholfrequenz der Pulse 240 20 kHz betragen. Die erste Periodenlänge 230 beträgt dann beispielsweise 50 µs. The pulses 240 during which the electric motor 130 the maximum power 204 is supplied, each have a first duration 210 on. The breaks between the pulses 240 each have a second duration 220 on. Two temporally consecutive pulses 240 are thus in time by a first period length 230 spaced apart, the sum of the first duration 210 and the second duration 220 equivalent. The repetition rate of the pulses 240 can be in the range of a few kHz. For example, the repetition frequency of the pulses 240 20 kHz. The first period length 230 is then for example 50 microseconds.

Durch das abwechselnde Zuführen der maximalen Leistung 204 und der minimalen Leistung 203 wird dem Elektromotor 130 im zeitlichen Mittel eine zwischen der maximalen Leistung 204 und der minimalen Leistung 203 liegende mittlere Leistung zugeführt. Der Wert dieser mittleren Leistung ist abhängig von einem Tastverhältnis, das als Quotient der ersten Dauer 210 und der ersten Periodenlänge 230 definiert ist. Nähert sich das Tastverhältnis einem Wert von 0% an, so nähert sich die dem Elektromotor 130 effektiv zugeführte mittlere Leistung der minimalen Leistung 203 an. Nähert sich das Tastverhältnis einem Wert von 100% an, so nähert sich die dem Elektromotor 130 zugeführte mittlere Leistung der maximalen Leistung 204 an. By alternately supplying the maximum power 204 and the minimum power 203 becomes the electric motor 130 on average one between the maximum power 204 and the minimum power 203 lying average power supplied. The value of this average power depends on a duty cycle, which is the quotient of the first duration 210 and the first period length 230 is defined. When the duty ratio approaches 0%, the electric motor approaches 130 effectively supplied average power of the minimum power 203 at. When the duty ratio approaches 100%, the electric motor approaches 130 supplied average power of maximum power 204 at.

Bevorzugt gestattet die Vorrichtung 120 zur Pulsweitenmodulation eine Ansteuerung des Elektromotors 130 mit einem Tastverhältnis von 100%.Preferably, the device allows 120 for pulse width modulation a control of the electric motor 130 with a duty cycle of 100%.

Der Wechsel der dem Elektromotor 130 zugeführten Leistung 202 zwischen der maximalen Leistung 204 und der minimalen Leistung 203 im Verlauf der Zeit 201 kann beispielsweise durch eine zeitliche Variation einer am Elektromotor 130 anliegenden elektrischen Spannung erreicht werden. Während der Pulse 240 liegt dann eine maximale elektrische Spannung am Elektromotor 130 an. Zwischen den Pulsen 240 liegt eine minimale Spannung oder überhaupt keine Spannung am Elektromotor 130 an. Induktivitäten des Elektromotors 130 können als Tiefpass wirken und eine Glättung der im zeitlichen Mittel am Elektromotor 130 anliegenden Spannung bewirken. The change of the electric motor 130 supplied power 202 between the maximum power 204 and the minimum power 203 over time 201 can, for example, by a temporal variation of the electric motor 130 applied electrical voltage can be achieved. During the pulses 240 then there is a maximum electrical voltage on the electric motor 130 at. Between the pulses 240 There is a minimum voltage or no voltage at the electric motor 130 at. Inductors of the electric motor 130 can act as a low pass and a smoothing of the average time on the electric motor 130 cause applied voltage.

Das Umschalten der am Elektromotor 130 anliegenden Spannung kann mit Leistungsschaltern erfolgen. Das häufige Umschalten dieser Leistungsschalter mit der Wiederholfrequenz der Pulse 240 bewirkt jedoch Leistungsverluste in den Leistungsschaltern, die mit einer Erzeugung von Abwärme einher gehen. Außerdem kann das periodische Schalten der Leistungsschalter zu einer Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung mit beispielsweise der Frequenz der Pulse 240 einher gehen. Switching the on the electric motor 130 applied voltage can be done with circuit breakers. The frequent switching of these circuit breakers with the repetition rate of the pulses 240 However, causes power losses in the circuit breakers, which go hand in hand with a generation of waste heat. In addition, the periodic switching of the power switch to a radiation of electromagnetic interference with, for example, the frequency of the pulses 240 accompanied.

Das Elektrowerkzeug 100 weist daher eine zusätzliche Ansteuervorrichtung 110 auf. Die Ansteuervorrichtung 110 ist dazu vorgesehen, die Vorrichtung 120 zur Pulsweitenmodulation anzusteuern. Hierbei bedient sich die Ansteuervorrichtung 110 eines Verfahrens, das nachfolgend anhand des zweiten Ansteuerdiagramms 300 der 3 erläutert wird. The power tool 100 therefore has an additional drive device 110 on. The drive device 110 is intended to the device 120 to control the pulse width modulation. In this case, the drive device uses 110 a method, which is based on the second control diagram 300 of the 3 is explained.

Auf einer horizontalen Achse des zweiten Ansteuerdiagramms 300 ist eine Zeit 301 aufgetragen. Auf einer vertikalen Achse des zweiten Ansteuerdiagramms 300 ist ein Tastgrad 302 aufgetragen. Der Tastgrad 302 ist der Tastgrad der Pulse 240 der durch die Vorrichtung 120 zur Pulsweitenmodulation dem Elektromotor 130 zugeführten Leistung 202, also der Quotient der ersten Dauer 210 und der ersten Periodenlänge 230. On a horizontal axis of the second control diagram 300 is a time 301 applied. On a vertical axis of the second control diagram 300 is a duty cycle 302 applied. The duty cycle 302 is the duty cycle of the pulses 240 the through the device 120 for pulse width modulation of the electric motor 130 supplied power 202 , ie the quotient of the first duration 210 and the first period length 230 ,

Der durch die Vorrichtung 120 zur Pulsweitenmodulation gewählte Tastgrad 302 wechselt im Verlauf der Zeit 301 zwischen einem niedrigeren ersten Tastgrad 303 und einem höheren zweiten Tastgrad 304. Der erste Tastgrad 303 ist bevorzugt ein Tastgrad von 0%. Der zweite Tastgrad 304 ist bevorzugt ein Tastgrad von 100%.The through the device 120 Duty cycle selected for pulse width modulation 302 changes over time 301 between a lower first duty cycle 303 and a higher second duty cycle 304 , The first duty cycle 303 is preferably a duty cycle of 0%. The second duty cycle 304 is preferably a duty cycle of 100%.

Der zweite Tastgrad 304 wird während einer dritten Dauer 310 verwendet. Anschließend wird während einer vierten Dauer 320 der erste Tastgrad 303 verwendet, bevor erneut der zweite Tastgrad 304 verwendet wird. Eine Summe aus der dritten Dauer 310 und der vierten Dauer 320 bildet damit eine zweite Periodenlänge 330, die den zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitabschnitten angibt, in denen der zweite Tastgrad 304 verwendet wird. Bevorzugt ist die zweite Periodenlänge 330 größer als 1 ms, so dass eine Wiederholfrequenz, mit der sich der Betrieb mit dem zweiten Tastgrad 304 wiederholt, kleiner als 1 kHz ist. Die zweite Periodenlänge 330 kann beispielsweise 5 ms betragen, was einer Wiederholfrequenz von 200 Hz entspricht. The second duty cycle 304 will be during a third duration 310 used. Subsequently, during a fourth duration 320 the first duty cycle 303 used before again the second duty cycle 304 is used. A sum of the third duration 310 and the fourth duration 320 thus forms a second period length 330 indicating the time interval between two consecutive periods in which the second duty cycle 304 is used. The second period length is preferred 330 greater than 1 ms, so that a repetition rate, with which the operation with the second duty cycle 304 repeated, less than 1 kHz. The second period length 330 may for example be 5 ms, which corresponds to a repetition frequency of 200 Hz.

Die Ansteuervorrichtung 110 des Elektrowerkzeugs 100 weist die Vorrichtung 120 zur Pulsweitenmodulation an, zwischen dem ersten Tastgrad 303 und dem zweiten Tastgrad 304 zu wechseln. Im zeitlichen Mittel wird der Elektromotor 130 dadurch mit einem mittleren Tastgrad betrieben, dessen Wert zwischen dem Wert des ersten Tastgrads 303 und dem Wert des zweiten Tastgrads 304 liegt. Der Wert des mittleren Tastgrads ist dabei abhängig von einem dritten Tastgrad, der als Quotient aus der dritten Dauer 310 und der zweiten Periodenlänge 330 definiert ist. Nähert sich der dritte Tastgrad dem Wert 0% an, so nähert sich der mittlere Tastgrad dem ersten Tastgrad 303 an. Nähert sich der dritte Tastgrad dem Wert 100% an, so nähert sich der mittlere Tastgrad dem zweiten Tastgrad 304 an.The drive device 110 of the power tool 100 has the device 120 for pulse width modulation, between the first duty cycle 303 and the second duty cycle 304 switch. In terms of time, the electric motor 130 thereby operated with a medium duty cycle whose value is between the value of the first duty cycle 303 and the value of the second duty cycle 304 lies. The value of the average duty cycle is dependent on a third duty cycle, which is a quotient of the third duration 310 and the second period length 330 is defined. When the third duty cycle approaches 0%, the average duty cycle approaches the first duty cycle 303 at. When the third duty cycle approaches 100%, the average duty cycle approaches the second duty cycle 304 at.

Eine Variation des dritten Tastgrads erlaubt somit eine Steuerung der mittleren dem Elektromotor 130 zugeführten Leistung und somit auch eine Steuerung des mittleren durch den Elektromotor 130 abgegebenen Drehmoments. Dabei können der erste Tastgrad 303 und der zweite Tastgrad 304 zeitlich konstant bleiben.A variation of the third duty cycle thus allows control of the middle of the electric motor 130 supplied power and thus also a control of the middle by the electric motor 130 delivered torque. In this case, the first duty cycle 303 and the second duty cycle 304 stay constant over time.

Eine durch die vergleichsweise große zweite Periodenlänge 330 bewirkte Welligkeit des durch den Elektromotor 130 abgegebenen Drehmoments kann durch die Massenträgheit des durch den Elektromotor 130 angetriebenen mechanischen Systems 140 gedämpft werden. Die Dämpfung ist dabei umso größer, je größer die Masse des mechanischen Systems 140 und die in der Bewegung des mechanischen Systems 140 gespeicherte kinetische Energie ist. Die Trägheit des mechanischen Systems 140 wirkt somit als mechanischer Tiefpass. One by the comparatively large second period length 330 caused ripple of the by the electric motor 130 Torque output can by the inertia of the by the electric motor 130 driven mechanical system 140 be steamed. The attenuation is greater, the greater the mass of the mechanical system 140 and in the movement of the mechanical system 140 stored kinetic energy is. The inertia of the mechanical system 140 thus acts as a mechanical low pass.

In einer Ausführungsform wird die anhand des zweiten Ansteuerdiagramms 300 der 3 erläuterte Leistungssteuerung des Elektromotors 130 durch Variation des durch den Quotienten aus der dritten Dauer 310 und der zweiten Periodenlänge 330 gebildeten dritten Tastgrads erst durchgeführt, wenn die im mechanischen System 140 gespeicherte kinetische Energie einen festgelegten Mindestwert überschreitet. Der festgelegte Mindestwert kann beispielsweise 500 J betragen. Ist die im mechanischen System 140 gespeicherte kinetische Energie geringer, so wird eine Leistungssteuerung des Elektromotors 130 durch Variation eines durch den Quotienten aus erster Dauer 210 und erster Periodenlänge 230 gebildeten Tastgrads gemäß dem ersten Ansteuerdiagramm 200 der 2 erreicht. In one embodiment, the second driving diagram is based on 300 of the 3 explained power control of the electric motor 130 by varying it by the quotient of the third duration 310 and the second period length 330 formed third duty cycles only performed when in the mechanical system 140 stored kinetic energy exceeds a specified minimum value. The specified minimum value may be 500 J, for example. Is that in the mechanical system 140 stored kinetic energy lower, so is a power control of the electric motor 130 by varying one by the quotient of first duration 210 and first period length 230 formed duty cycle according to the first Ansteuerdiagramm 200 of the 2 reached.

Falls der erste Tastgrad 303 des zweiten Ansteuerdiagramms 300 0% beträgt und der zweite Tastgrad 304 des zweiten Ansteuerdiagramms 300 100% beträgt, so ist weder während der dritten Dauer 310 noch während der vierten Dauer 320 ein Umschalten von Leistungsschaltern zur Ansteuerung des Elektromotors 130 erforderlich. Lediglich während des Wechsels zwischen dem zweiten Tastgrad 304 und dem ersten Tastgrad 303 ist ein Schalten der Leistungsschalter erforderlich. Wegen der im Vergleich zur ersten Periodenlänge 230 wesentlich größeren zweiten Periodenlänge 330 erfolgt das Umschalten bei einer Ansteuerung des Elektromotors 130 gemäß dem zweiten Ansteuerdiagramm 300 wesentlich seltener als bei einer Ansteuerung des Elektromotors 130 gemäß des ersten Ansteuerdiagramms 200. Hierdurch können sich eine in den Leistungsschaltern erzeugte Abwärme und eine abgestrahlte Störstrahlung reduzieren. If the first duty cycle 303 of the second drive diagram 300 0% and the second duty cycle 304 of the second drive diagram 300 100%, so is not during the third period 310 still during the fourth duration 320 a switching of circuit breakers for controlling the electric motor 130 required. Only during the change between the second duty cycle 304 and the first duty cycle 303 Switching of the circuit breaker is required. Because of compared to the first period length 230 much larger second period length 330 the switching takes place during a control of the electric motor 130 according to the second control diagram 300 much rarer than when controlling the electric motor 130 according to the first driving diagram 200 , As a result, a waste heat generated in the circuit breakers and a radiated interference radiation can be reduced.

Claims

Method for operating a power tool ( 100 ), wherein an electric motor ( 130 ) of the power tool ( 100 ) is controlled by means of pulse width modulation, wherein the electric motor ( 130 ) alternately with a first duty cycle ( 303 ) and with a second duty cycle ( 304 ) is driven.

Method according to claim 1, wherein the first duty cycle ( 303 ) Is 100%.

Method according to one of the preceding claims, wherein the second duty cycle ( 304 ) Is 0%.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first duty cycle ( 303 ) and the second duty cycle ( 304 ) alternate with each other at a repetition frequency, the repetition frequency being less than 1 kHz.

Method according to one of the preceding claims, wherein the electric motor ( 130 ) during first periods ( 310 ) with the first duty cycle ( 303 ) and during second time periods ( 320 ) with the second duty cycle ( 304 ), wherein a ratio of a length of the first time period ( 310 ) to a sum ( 330 ) of the lengths of the first period ( 310 ) and second time period ( 320 ) forms a third duty cycle, wherein the third duty cycle is temporally variable.

Method according to one of the preceding claims, wherein the electric motor ( 130 ) a mechanical system ( 140 ), the method being used when in the mechanical system ( 140 ) a kinetic energy is stored that exceeds a specified minimum value.

A method according to claim 6, wherein the predetermined minimum value is 500 J.

Method according to one of the preceding claims, wherein a DC motor is driven.

A method according to claim 8, wherein a brushless DC motor is driven.

Power tool ( 100 ) with an electric motor ( 130 ) and a device ( 120 ) for driving the electric motor ( 130 ) by means of pulse width modulation, wherein the power tool ( 100 ) is designed to be operated according to a method according to one of the preceding claims.