DE102016122214A1

DE102016122214A1 - Motorsteuerungssystem, Steuerverfahren und Staubsauger

Info

Publication number: DE102016122214A1
Application number: DE102016122214.3A
Authority: DE
Inventors: Hai Bo MA; Yong Sheng GAO; Song Chen; Siu Chung Yip; Yuk Tung LO; Jin Zhou CHEN; Jian Xun ZOU
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2017-06-08
Also published as: MX2016015730A; JP2017143722A; US20170163184A1; KR20170067151A; CN106856393A

Abstract

Ein Motorsteuerungssystem umfasst eine Antriebssteuereinheit und einen Inverter mit zwei Halbbrücken. Wenn eine Erregungsspannung für einen Motor invertiert wird oder der Motor in den Freilauf geschaltet wird, deaktiviert die Antriebssteuereinheit einen Halbleiterschalter und aktiviert nach einer Verzögerung um einen Verzögerungswinkel den anderen Halbleiterschalter in derselben Halbbrücke.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem und insbesondere ein Motorsteuerungssystem, ein Motorsteuerungsverfahren und einen Staubsauger, der das Motorsteuerungssystem enthält, das den Wirkungsgrad verbessern kann.
HINTERGRUND
Als Energiequellen für verschiedene Haushaltsgeräte wie beispielsweise Staubsauger werden aktuell Motoren verwendet. Allgemein müssen Haushaltsgeräte wie Staubsauger müssen durch Motoren angetrieben werden, die mit hohen Drehzahlen arbeiten. Mit der Motordrehzahl steigt auch eine gegenelektromotorische Kraft, wodurch die Nutzungseffizienz einer Stromversorgung für den Motor gemindert wird.
ÜBERSICHT
In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen werden erfindungsgemäß ein Motorsteuerungssystem, ein Motorsteuerungsverfahren und ein Staubsauger vorgeschlagen, die den Wirkungsgrad verbessern können, um die Nutzungseffizienz einer Stromversorgung für einen Motor zu verbessern, wenn ein Läufer mit einer hohen Geschwindigkeit arbeitet.
Ein Motorsteuerungssystem enthält eine Antriebssteuereinheit und einen Inverter mit zwei Halbbrücken. Wenn eine Erregungsspannung für einen Motor invertiert wird oder der Motor in den Freilauf geschaltet wird, deaktiviert die Antriebssteuereinheit einen Halbleiterschalter und aktiviert nach einer Verzögerung um einen Verzögerungswinkel den anderen Halbleiterschalter in derselben Halbbrücke.
Ferner umfasst das Motorsteuerungssystem einen Positionssensor, und der Motor hat einen Ständer und einen Läufer, der sich relativ zu dem Ständer drehen kann. Der Inverter ist zwischen eine Stromversorgung und den Motor geschaltet und stellt einen Stromversorgungspfad zwischen einer Stromversorgung und dem Motor her oder unterbricht diesen Stromversorgungspfad. Der Positionssensor ist konfiguriert für die Erfassung einer Position des Läufers des Motors, um ein Erfassungssignal zu generieren und das Erfassungssignal zu der Antriebssteuereinheit zu senden. Die Antriebssteuereinheit ist konfiguriert für die Aktivierung einer elektrischen Verbindung zwischen der Stromversorgung und dem Motor vor einem Nulldurchgang der gegenelektromotorischen Kraft über die Zeitspanne eines Vorlaufwinkels, und nach dem Aktivieren der elektrischen Verbindung über die Zeitspanne eines Stromflusswinkels wird der Motor über die Zeitspanne eines Freilaufwinkels in den Freilauf geschaltet.
Ferner ist der Inverter eine H-Brückenschaltung, die einen ersten Halbleiterschalter, einen zweiten Halbleiterschalter, einen dritten Halbleiterschalter und einen vierten Halbleiterschalter aufweist. Der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter sind in einer ersten Halbbrücke in Reihe geschaltet, und der dritte und der vierte Halbleiterschalter sind in einer zweiten Halbbrücke in Reihe geschaltet.
Ferner ist die Antriebssteuereinheit mit dem ersten Halbleiterschalter, dem zweiten Halbleiterschalter, dem dritten Halbleiterschalter und dem vierten Halbleiterschalter verbunden und ist konfiguriert für die Ausgabe eines ersten, zweiten, dritten und vierten Ansteuersignals, um jeweils den ersten Halbleiterschalter, den zweiten Halbleiterschalter, den dritten Halbleiterschalter und den vierten Halbleiterschalter zu steuern, wobei der erste, der zweite, der dritte und der vierte Halbleiterschalter Schalter sind, die bei hohen Pegeln aktiviert werden.
Ferner steuert die Antriebssteuereinheit in einem ersten elektrischen Halbzyklus das zweite Ansteuersignal, so dass dieses vor der Flanke des Erfassungssignals um den Vorlaufwinkel auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das dritte Ansteuersignal, so dass dieses auf einem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das vierte Ansteuersignal, so dass dieses auf einem hohen Pegel bleibt; und steuert das erste Ansteuersignal, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, nachdem das zweite Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist.
Ferner steuert die Antriebssteuereinheit das erste Ansteuersignal, so dass dieses nach Anlegen der Erregungsspannung über die Zeitspanne des Stromflusswinkels auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das dritte Ansteuersignal, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das vierte Ansteuersignal, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt; und steuert das zweite Ansteuersignal, so dass dieses auf den hohen Pegel springt, nachdem das erste Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist.
Ferner steuert die Antriebssteuereinheit an einem Punkt eines Winkels von (180° – θ_adv) nach einer vorhergehenden Flanke des Erfassungssignals das zweite Ansteuersignal, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das erste Ansteuersignal, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, nachdem das zweite Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist, steuert das dritte Ansteuersignal, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das vierte Ansteuersignal, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, wobei θ_adv der Vorlaufwinkel ist.
Ferner steuert die Antriebssteuereinheit den Motor, so dass der Motor innerhalb eines Ansteuerwinkels θ_drv nach der aktuellen Flanke des Erfassungssignals erregt bleibt, und steuert nach dem Ansteuerwinkel θ_adv das erste Ansteuersignal, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das zweite Ansteuersignal, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, nachdem das erste Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist, steuert das dritte Ansteuersignal, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das vierte Ansteuersignal, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, wobei θ_drv = θ_con – θ_adv, wobei θ_adv der Vorlaufwinkel und θ_con der Stromflusswinkel ist.
Ferner steuert die Antriebssteuereinheit in einem nächsten elektrischen Halbzyklus das dritte Ansteuersignal, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, steuert das vierte Ansteuersignal, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das erste Ansteuersignal, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das zweite Ansteuersignal, so dass dieses vor einer nächsten Flanke des Erfassungssignals auf dem hohen Pegel bleibt, und nach dem Anlegen der Erregungsspannung über die Zeitspanne des Stromflusswinkels steuert die Antriebssteuereinheit das erste Ansteuersignal so, dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, steuert das zweite Ansteuersignal, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, steuert das dritte Ansteuersignal, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, und steuert das vierte Ansteuersignal, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, nachdem das dritte Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist.
Ferner reicht eine Spanne des Vorlaufwinkels von Null Grad bis 30°.
Ferner ist der Verzögerungswinkel kleiner als der Vorlaufwinkel und der Stromflusswinkel.
Ein Motorsteuerungsverfahren umfasst das Deaktivieren eines Halbleiterschalters, wenn eine Erregungsspannung für einen Motor invertiert wird oder der Motor in den Freilauf geschaltet wird; und das Aktivieren des anderen Halbleiterschalters in derselben Halbbrücke nach einer Verzögerung über eine Zeitspanne des Verzögerungswinkels.
Staubsauger, umfassend einen Motor und ferner umfassend das vorstehend beschriebene Motorsteuerungssystem.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es folgt die Beschreibung von einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen.
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Staubsaugers; gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
2 zeigt schematisch Funktionsmoden eines Motorsteuerungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt in einem Blockdiagramm eine spezielle Schaltung eines Motorsteuerungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Zeitdiagramm von Ansteuersignalen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Zeitdiagramm von Ansteuersignalen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
6 zeigt in einem Flussdiagramm ein Motorsteuerungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird auf 1 Bezug genommen, in der ein schematisches Blockdiagramm eines Staubsaugers 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Der Staubsauger 100 enthält ein Motorsteuerungssystem 1, eine Stromversorgung 2 und einen Motor 3. Das Motorsteuerungssystem 1 ist konfiguriert für die Steuerung der Stromversorgung 2 zum Speisen des Motors 3. Das Motorsteuerungssystem 1 steuert die Stromversorgung 2, um eine Erregungsspannung für die Erregung des Motors 3 vor einem Nulldurchgang einer gegenelektromotorischen Kraft über die Zeitspanne eines Vorlaufwinkels bereitzustellen. Nach dem Starten des Motors 3 vergrößert das Motorsteuerungssystem 1 nach und nach den Vorlaufwinkel während eines Verlaufs von einem Beschleunigungsmodus bis zu einem Konstantgeschwindigkeits-Betriebsmodus. Die Stromversorgung 2 ist eine Gleichstromversorgung mit einer Ausgangsspannung von 24V oder 12V. Der Beschleunigungsmodus bezieht sich auf eine Phase, in der eine Drehzahl eines Läufers 32 (in 2 gezeigt) des Motors 3 allmählich ansteigt, und der Konstantgeschwindigkeits-Betriebsmodus bezieht sich auf eine Phase, in der die Drehzahl des Läufers 32 des Motors 3 nach dem Anstieg auf eine vorgegebene Drehzahl die vorgegebenen Drehzahl beibehält.
Ferner erregt das Motorsteuerungssystem 1 den Motor innerhalb eines Stromflusswinkels, und das Motorsteuerungssystem 1 verringert den Stromflusswinkel nach dem Starten des Motors 3 und während des Verlaufs von dem Beschleunigungsmodus zu dem Konstantgeschwindigkeits-Betriebsmodus allmählich auf einen vorgegebenen Wert. Der Stromflusswinkel bezieht sich auf einen Winkel ab dem Beginn der Erregung bis zum Ende der Erregung in einem elektrischen Halbzyklus, in welchem der Motor 3 angeschaltet ist.
In einem elektrischen Halbzyklus steuert das Motorsteuerungssystem 1 den Motor 3 für einen Freilauf nach dem Stromflusswinkel. Deshalb steuert das Motorsteuerungssystem 1 den Motor 3 in einem elektrischen Halbzyklus derart, dass der Motor sequenziell erregt wird und in den Freilauf geschaltet wird.
Der Vorlaufwinkel ist derart bemessen und gewählt, dass das auf den Motor 3 wirkende Drehmoment bei Beginn jeder Erregung maximiert wird, um den Wirkungsgrad des Motors 3 zu vergrößern.
Es wird auch auf 2 Bezug genommen, in der Funktionsmodule des Motorsteuerungssystems 1 schematisch dargestellt sind. Das Motorsteuerungssystem 1 enthält einen Inverter 10, einen Positionssensor 20 und eine Antriebssteuereinheit 30. Der Motor 3 hat einen Ständer 31 und den Läufer 32, der sich relativ zu dem Ständer 31 drehen kann. Der Inverter 10 ist zwischen die Stromversorgung 2 und den Motor 3 geschaltet und ist konfiguriert für die Herstellung und die Unterbrechung eines Stromversorgungspfads zwischen der Stromversorgung 2 und dem Motor 3. Die Antriebssteuereinheit 30 ist zwischen den Positionssensor 20 und den Inverter 10 geschaltet. Der Positionssensor 20 ist konfiguriert für die Erfassung einer Position des Läufers 32 des Motors 3, um ein Erfassungssignal zu erzeugen, das ein Signal enthält, das den Nulldurchgang der gegenelektromotorischen Kraft anzeigt, und für das Senden des Erfassungssignals zur Antriebssteuereinheit 30. Entsprechend dem Erfassungssignal gibt die Antriebssteuereinheit 30 ein Ansteuersignal aus, um den Inverter 10 zu steuern, so dass dieser vor dem Nulldurchgang der gegenelektromotorischen Kraft über eine Zeitspanne des Vorlaufwinkels eine elektrische Verbindung zwischen der Stromversorgung 2 und dem Motor 3 herstellt, so dass der Motor 3 vorher erregt wird und der Inverter 10 nach dem Stromflusswinkel zum Unterbrechen der elektrischen Verbindung zwischen der Stromversorgung 2 und dem Motor 3 gesteuert wird, um den Motor 3 für einen Freilauf anzusteuern, nachdem die Erregung über die Zeitspanne des Stromflusswinkels erfolgt ist.
Wie in 2 gezeigt ist, enthält das Motorsteuerungssystem 1 ferner ein Schaltertreibermodul 40. Das Schaltertreibermodul 40 ist zwischen die Antriebseinheit 30 und den Inverter 10 geschaltet und ist konfiguriert für die Verstärkung des Ansteuersignals, das für die Ansteuerung des Inverters 10 von der Antriebssteuereinheit 30 ausgegeben wird.
Basierend auf dem Ansteuersignal, das basierend auf dem Erfassungssignal des Positionssensors 20 generiert wird, ermöglicht die Antriebssteuereinheit 30 dem Inverter 10 ferner das Herstellen eines ersten Stromversorgungspfads zwischen der Stromversorgung 2 und dem Motor 3 vor einem Nulldurchgang der gegenelektromotorischen Kraft über die Zeitspanne des Vorlaufwinkels, so dass der Motor 3 vorher mit einem Erregungsstrom in einer ersten Richtung erregt wird; und das Herstellen eines zweiten Stromversorgungspfads zwischen der Stromversorgung 2 und dem Motor 3 vor einem nächsten Nulldurchgang der gegenelektromotorischen Kraft über die Zeitspanne des Vorlaufwinkels, so dass der Motor 3 vorher mit dem Erregungsstrom in einer zweiten Richtung erregt wird. Auf diese Weise stellt der Inverter 10 alternierend den ersten Stromversorgungspfad und den zweiten Stromversorgungspfad zwischen der Stromversorgung 2 und dem Motor 3 her, um eine Richtung des Erregungsstroms abwechselnd zu ändern, so dass ein von der Stromversorgung 2 bereitgestellter Gleichstrom in einen Wechselstrom invertiert wird, um den Motor 3 so anzusteuern, dass dieser in Betrieb bleibt.
Ein elektrischer Halbzyklus dauert von dem Empfang des Erregungsstroms durch den Motor 3 bis zur Richtungsänderung des Erregungsstroms. In jedem elektrischen Halbzyklus wird der Motor 3 der Reihe nach erregt und in den Freilauf geschaltet.
Es wird auch auf 3 Bezug genommen, in der ein Diagramm einer speziellen Schaltung des Motorsteuerungssystems 1 gezeigt ist. Die Stromversorgung 2 ist eine Gleichstromversorgung, die einen positiven Anschluss 21 und einen negativen Anschluss 22 hat. Der Motor 3 hat ferner einen ersten Elektrodenanschluss 33 und einen zweiten Elektrodenanschluss 34. Der Ständer 31 ist eine Spulenwicklung, und zwei Anschlüsse des Ständers 31 sind mit dem ersten Elektrodenanschluss 33 und dem zweiten Elektrodenanschluss 34 jeweils elektrisch verbunden. Der Inverter 10 ist elektrisch zwischen den positiven Anschluss 21 der Stromversorgung 2, den negativen Anschluss 22 der Stromversorgung 2 den ersten Elektrodenanschluss 33 und den zweiten Elektrodenanschluss 34 geschaltet und ist konfiguriert für die Herstellung eines ersten Stromversorgungspfads oder eines zweiten Stromversorgungspfads von dem positiven Anschluss 21 und dem negativen Anschluss 22 der Stromversorgung 2 zu dem ersten Elektrodenanschluss 33 und dem zweiten Elektrodenanschluss 34.
In dem ersten Versorgungspfad sind der positive Anschluss 21 und der negative Anschluss 22 der Stromversorgung 2 jeweils mit dem ersten Elektrodenanschluss 33 und dem zweiten Elektrodenanschluss 34 verbunden. In dem zweiten Versorgungspfad sind der positive Anschluss 21 und der negative Anschluss 22 der Stromversorgung 2 jeweils mit dem zweiten Elektrodenanschluss 34 und dem ersten Elektrodenanschluss 33 verbunden.
In der Ausführungsform ist der Läufer 32 ein Permanentmagnet und kann sich relativ zu dem Ständer 31 drehen. Der Positionssensor 20 ist in der Nähe des Motors 3 angeordnet und generiert durch die Erfassung einer Position des Läufers 32 ein Erfassungssignal, welches anzeigt, dass die gegenelektromotorische Kraft den Nulldurchgang passiert. Insbesondere wenn der Positionssensor 20 einen N-Magnetpol oder einen S-Magnetpol erfasst, ändert sich ein Pegel des generierten Erfassungssignals, und es entsteht eine Flanke, wobei die Flanke anzeigt, dass die gegenelektromotorische Kraft in dem Motor 3 in diesem Moment den Nulldurchgang passiert.
Wie in 3 gezeigt ist, ist der Inverter 10 in der Ausführungsform eine H-Brückenschaltung, die einen ersten Halbleiterschalter Q1, einen zweiten Halbleiterschalter Q2, einen dritten Halbleiterschalter Q3 und einen vierten Halbleiterschalter Q4 aufweist. Der erste Halbleiterschalter Q1 und der zweite Halbleiterschalter Q2 sind in Aufeinanderfolge zwischen dem positiven Anschluss 21 und dem negativen Anschluss 22 der Stromversorgung 2 in Reihe geschaltet. Der dritte Halbleiterschalter Q3 und der vierte Halbleiterschalter Q4 sind ebenfalls in Aufeinanderfolge zwischen dem positiven Anschluss 21 und dem negativen Anschluss 22 der Stromversorgung 2 in Reihe geschaltet. Der erste Elektrodenanschluss 33 und der zweite Elektrodenanschluss 34 des Motors 3 sind jeweils mit einem Verbindungsknoten N1 des ersten Halbleiterschalters Q1 und des zweiten Halbleiterschalters Q2 und mit einem Verbindungsknoten N2 des dritten Halbleiterschalters Q3 und des vierten Halbleiterschalters Q4 verbunden.
Die Antriebssteuereinheit 30 ist mit dem ersten Halbleiterschalter Q1, dem zweiten Halbleiterschalter Q2, dem dritten Halbleiterschalter Q3 und dem vierten Halbleiterschalter Q4 verbunden. Die Antriebssteuereinheit 30 ist konfiguriert für die Ausgabe von vier Ansteuersignalen S1 bis S4, um jeweils den ersten Halbleiterschalter Q1, den zweiten Halbleiterschalter Q2, den dritten Halbleiterschalter Q3 und den vierten Halbleiterschalter Q4 anzusteuern. In der Ausführungsform sind der erste Halbleiterschalter Q1, der zweite Halbleiterschalter Q2, der dritte Halbleiterschalter Q3 und der vierte Halbleiterschalter Q4 Schalter, die bei hohen Pegeln aktiviert werden. In der Ausführungsform sind der erste Halbleiterschalter Q1, der zweite Halbleiterschalter Q2, der dritte Halbleiterschalter Q3 und der vierte Halbleiterschalter Q4 NMOSFETs, oder einige sind NMOSFETs und die anderen IGBTs oder NPNBJTs.
Es wird auf 4 Bezug genommen, die ein Zeitdiagramm eines Erfassungssignals H1, von Ansteuersignalen S1 bis S4 und eines Erregerstroms C1 zeigt. Der Positionssensor 20 erfasst die Position des Läufers 32 und erzeugt das Erfassungssignal, dessen Wellenform mit einer Position variiert. Wenn der Magnetpol N oder der Magnetpol S sich in eine Position drehen, die mit dem Positionssensor 20 korrespondiert, ändert sich der Pegel des Erfassungssignals H1, und es entsteht eine Flanke.
Wie in 4 dargestellt ist, steuert die Antriebssteuereinheit 30 in einem ersten elektrischen Halbzyklus T_half das Ansteuersignal S1, so dass dieses unter einem Vorlaufwinkel θ_adv vor einer Flanke E1 des Erfassungssignals H1 auf einen hohen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieses unter dem Vorlaufwinkel θ_adv vor der Flanke E1 des Erfassungssignals H1 auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses auf einem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf einem hohen Pegel bleibt. Auf diese Weise wird der erste Halbleiterschalter Q1 bei einer Zeitsteuerung mit einem Vorlaufwinkel θ_adv vor der Flanke des Erfassungssignals H1 gesteuert durch das Ansteuersignal S1 aktiviert, der zweite Halbleiterschalter Q2 wird gesteuert durch das Ansteuersignal S2 deaktiviert, der dritte Halbleiterschalter Q3 wird gesteuert durch das Ansteuersignal S3 deaktiviert, und der vierte Halbleiterschalter Q4 wird gesteuert durch das Ansteuersignal S4 aktiviert. Als Ergebnis stellt der Inverter 10 den ersten Versorgungspfad zwischen dem Ständer 31 des Motors 3 und der Stromversorgung 2 her, und es wird eine Erregungsspannung an den Ständer 31 des Motors 3 angelegt.
Die Antriebssteuereinheit 30 steuert ferner das Ansteuersignal S1, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses auf dem niedrigen Signalpegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf dem hohen Signalpegel bleibt, nachdem die Erregungsspannung für die Zeitspanne eines Durchflusswinkels θ_con angelegt wurde. In diesem Fall sind der erste Halbleiterschalter Q1 und der dritte Halbleiterschalter Q3 deaktiviert, der zweite Halbleiterschalter Q2 und der vierte Halbleiterschalter Q4 sind aktiviert, und die Verbindung zwischen dem Ständer 31 des Motors 3 und der Stromversorgung 2 ist unterbrochen. Der Ständer 31 des Motors 3 bildet eine Freilaufschaltung für einen Freilauf innerhalb eines Freilaufwinkels θ_fre, wobei der zweite Halbleiterschalter Q2 und der vierte Halbleiterschalter Q4 aktiviert sind.
Die Antriebssteuereinheit 30 bestimmt eine Position des Vorlaufwinkels θ_adv vor der aktuellen Flanke E1 basierend auf einer vorhergehenden Flanke (d.h. einer Flanke vor der Flanke E1) des Erfassungssignals H1. Offensichtlich sind in einem elektrischen Halbzyklus (180° – θ_adv) ein Winkel zwischen der vorhergehenden Flanke und dem Vorlaufwinkel θ_adv (Zeitpunkt zum Starten der Erregung mit Vorlauf). Die Antriebssteuereinheit 30 steuert das Ansteuersignal S1, so dass dieses an einem Punkt des Vorlaufwinkels θ_adv vor der Flanke E1 des Erfassungssignals H1 auf einen hohen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieses an einem Punkt des Vorlaufwinkels θ_adv vor der Flanke E1 des Erfassungssignals H1 auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt. Das heißt, an einem Punkt (180° – θ_adv) nach der vorhergehenden Flanke vor der Flanke E1 des Erfassungssignals H1 steuert die Antriebssteuereinheit 30 das Ansteuersignal S1, so dass dieses auf den hohen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieses auf den niedrigen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt.
In der Ausführungsform beziehen sich der Stromflusswinkel θ_con und auch der Vorlaufwinkel θ_adv auf eine Geschwindigkeit und können aus einer Lookup-Tabelle abgerufen werden. Zum Beispiel ist eine Zuordnung von Drehzahlen zu Stromflusswinkeln θ_con und Vorlaufwinkeln θ_adv in einer Lookup-Tabelle eingetragen. Ein entsprechender Stromflusswinkel θ_con und ein entsprechender Vorlaufwinkel θ_adv lassen sich basierend auf einer aktuellen Geschwindigkeit in der Lookup-Tabelle finden. Basierend auf dem Stromflusswinkel θ_con = θ_adv + θ_drv erhält man θ_drv = θ_con – θ_adv, wobei θ_drv ein Ansteuerwinkel ist, bei welchem die Erregung nach der Flanke E1 des Erfassungssignals andauert. Aus diesem Grund steuert die Antriebssteuereinheit 30 nach dem Anlegen der Erregungsspannung über die Zeitspanne des Stromflusswinkels θ_con das Ansteuersignal S1, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieser auf einen hohen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt. Das heißt, der Motor 3 bleibt innerhalb des Ansteuerwinkels θ_drv nach der Flanke E1 des Erfassungssignals H1 erregt, das Ansteuersignal S1 wird gesteuert, so dass dieses nach dem Ansteuer θ_drv auf den niedrigen Pegel springt, das Ansteuersignal S2 wird gesteuert, so dass diese auf den hohen Pegel springt, das Ansteuersignal S3 wird gesteuert, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und das Ansteuersignal S4 wird gesteuert, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt.
Eine Summe des Stromflusswinkels θ_con und des Freilaufwinkels θ_fre ist ein eletrischer Halbzyklus, d.h. θ_con + θ_fre = 180°. Der Freilaufwinkel θ_fre kann daher basierend auf θ_fre = 180° – θ_con ermittelt werden.
Auf diese Weise erzeugt die Antriebssteuereinheit 30 die Ansteuersignale S1 bis S4 basierend auf dem Erfassungssignal, das von dem Positionssensor 20 erzeugt wird, wobei der Motor 30 um den Vorlaufwinkel θ_adv vor der Flanke des Erfassungssignals erregt wird und nach der Erregung über die Zeitspanne des Stromflusswinkels θ_con im Freilauf ist.
Die Antriebssteuerung 30 schaltet den Versorgungspfad nach dem Freilauf über die Dauer des Freilaufwinkels θ_fre um, d.h. die Richtung des Erregungsstroms wird für den Eintritt in einen nächsten elektrischen Halbzyklus geändert, und es findet ein dem vorstehenden Ablauf ähnlicher Ablauf statt. Insbesondere steuert die Antriebssteuereinheit 30 das Ansteuersignal S3, so dass dieses um den Vorlaufwinkel θ_adv vor einer nächsten Flanke E2 des Erfassungssignals H1 auf einen hohen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S1, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt. In diesen Fall werden der dritte Halbleiterschalter Q3 und der zweite Halbleiterschalter Q2 jeweils gesteuert durch das Ansteuersignal S3 und das Ansteuersignal S2 aktiviert, der erste Halbleiterschalter Q1 und der vierte Halbleiterschalter Q4 werden jeweils gesteuert durch die Ansteuersignale S1 und S4 deaktiviert, und die an den Motor 3 angelegte Erregungsspannung wird invertiert, um die Ansteuerung des Läufers 32 des Motors 3 für dessen Drehung in der gleichen Richtung fortzusetzen. Ähnlich steuert die Antriebssteuereinheit 30 nach dem Anlegen der invertierten Erregungsspannung über die Dauer des Stromflusswinkels θ_con das Ansteuersignal S1, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, und steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt. In diesem Fall werden der erste Halbleiterschalter Q1 und der dritte Halbleiterschalter Q3 deaktiviert, der zweite Halbleiterschalter Q2 und der vierte Halbleiterschalter Q4 werden aktiviert, und der Ständer 31 des Motors 3 bildet eine Freilaufschaltung zur Durchführung eines Freilaufs innerhalb des Freilaufwinkels θ_fre mit dem zweiten Halbleiterschalter Q2 und dem vierten Halbleiterschalter Q4.
Ähnlich dem vorhergehenden elektrischen Halbzyklus wird durch einen Vorlaufwinkel θ_adv vor einer nächsten Flanke E2 des Erfassungssignals H1 das Ansteuersignal S3 so gesteuert, dass dieses auf einen hohen Pegel springt, das Ansteuersignal S4 wird so gesteuert, dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, das Ansteuersignal S1 wird so gesteuert, dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und das Ansteuersignal S2 wird so gesteuert, dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt. Das heißt, dass an einem Punkt (180° – θ_adv) nach der aktuellen Flanke E1 das Ansteuersignal S3 so gesteuert wird, dass dieses auf den hohen Pegel springt, das Ansteuersignal S4 so gesteuert wird, dass dieses auf den niedrigen Pegel springt, das Ansteuersignal S1 so gesteuert wird, dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und das Ansteuersignal S2 so gesteuert wird, dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt. Nachdem die invertierte Erregungsspannung über die Zeitspanne des Stromflusswinkels θ_con angelegt wurde, steuert die Antriebssteuereinheit 30 in ähnlicher Weise das Ansteuersignal S1, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, und steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt. Das heißt, die Erregung innerhalb des Ansteuerwinkels θ_drv nach der nächsten Flanke E2 des Erfassungssignals H1 wird beibehalten und die Steuerung erfolgt derart, dass nach dem Ansteuerwinkel θ_drv das generierte Ansteuersignal S1 auf dem niedrigen Pegel bleibt, das Ansteuersignal S2 auf dem hohen Pegel bleibt, das Ansteuersignal S3 auf den niedrigen Pegel springt und das Ansteuersignal S4 auf den hohen Pegel springt.
Wie in 4 dargestellt ist, ändert sich durch den Einfluss eines Reststroms nach einer Verzögerung, die eine Weile dauert, eine Richtung des durch den Ständer 31 des Motors 3 fließenden Stroms, nachdem der Versorgungspfad in Reaktion auf die Ansteuersignale S1 bis S4 vom Inverter 10 umgeschaltet wurde.
Der Positionssensor 20 ist ein Hall-Sensor, und das generierte Erfassungssignal H1 ist ein Hall-Signal. Die Variation der Flanke des Hall-Signals findet statt, wenn der N-Magnetpol oder S-Magnetpol in der Nähe ist, so dass eine Flanke entsteht.
In der Ausführungsform variiert der Vorlaufwinkel θ_adv in einem Bereich von Null Grad bis 30°. Das heißt, im Verlauf des Wechsels des Motors 3 von dem Beschleunigungsmodus in den Konstantgeschwindigkeits-Betriebsmodus vergrößert sich der Vorlaufwinkel θ_adv nach und nach von Null Grad auf 30°. Der Stromflusswinkel θ_con kann in einem Bereich von 180°-108° variieren. Das heißt, im Verlauf des Startens des Motors 3, des Eintritts in den Beschleunigungsmodus und in den Konstantgeschwindigkeits-Betriebsmodus verkleinert sich der Stromflusswinkel nach und nach von 180° auf 108°. Das heißt, während des Verlaufs des Startens des Motors 3, des Eintritts in den Beschleunigungsmodus und in den Konstantgeschwindigkeits-Betriebsmodus findet die Erregung von einem ganzen elektrischen Halbzyklus bis lediglich 108° statt.
Wie 3 zeigt, enthält das Schaltertreibermodul 40 vier Schaltertreiber 41. Diese vier Schaltertreiber 41 sind jeweils zwischen die Antriebssteuereinheit 30 und den ersten Halbleiterschalter Q1, zwischen die Antriebssteuereinheit 30 und den zweiten Halbleiterschalter Q2, zwischen die Antriebssteuereinheit 30 und den dritten Halbleiterschalter Q3 und zwischen die Antriebssteuereinheit 30 und den vierten Halbleiterschalter Q4 geschaltet. Diese vier Schaltertreiber 41 sind jeweils konfiguriert für den Empfang der vier Ansteuersignale S1 bis S4, die von der Antriebssteuereinheit 30 ausgegeben werden, um die Ansteuersignale jeweils zu verstärken. Diese vier Schaltertreiber 41 übertragen die verstärkten Signale zu dem ersten Halbleiterschalter Q1, zu dem zweiten Halbleiterschalter Q2, zu dem dritten Halbleiterschalter Q3 und zu dem vierten Halbleiterschalter Q4, so dass der erste Halbleiterschalter Q1, der zweite Halbleiterschalter Q2, der dritte Halbleiterschalter Q3 und der vierte Halbleiterschalter Q4 zum An- und Abschalten angesteuert werden.
Zwischen dem Anlegen der Ansteuersignale an die Halbleiterschalter in dem Inverter 10 und einem tatsächlichen Ansprechen der Halbleiterschalter, nämlich dass die Halbleiterschalter tatsächlich aktiviert oder deaktiviert werden, liegt eine Ansprechzeit. Sofern die Geschwindigkeit des Läufers 32 des Motors 3 sehr niedrig ist, kann die Ansprechzeit ignoriert werden. Ist die Geschwindigkeit des Läufers 32 des Motors 3 sehr hoch und erreicht beispielsweise 10W U/min (Umdrehungen pro Minute), kann die Ansprechgeschwindigkeit einen großen Einfluss bewirken. Aus diesem Grund kann der Läufer 32 erfindungsgemäß durch eine mit einer Zunahme der Geschwindigkeit des Läufers des Motors 3 einhergehende allmähliche Vergrößerung des Vorlaufwinkels stets eine vorgegebene Position erreichen, in der das Drehmoment maximal ist, wenn die Halbleiterschalter tatsächlich auf die angelegten Ansteuersignale ansprechen, wodurch der Wirkungsgrad des Motors verbessert werden kann. Durch eine allmähliche Verringerung des Stromflusswinkels ist ein Freilauf innerhalb des Freilaufwinkels möglich, falls es wegen der zunehmenden gegenelektromotorischen Kraft, die durch die steigende Geschwindigkeit verursacht wird, schwierig ist, die Erregungsspannung anzulegen. Die Wirkung der gegenelektromotorischen Kraft wird dadurch bis zu einem gewissen Grad eliminiert.
Es wird auf 5 Bezug genommen. Diese zeigt ein Zeitdiagramm des Erfassungs H1, der Ansteuersignale S1 bis S4 und des Erregungsstroms C1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie vorstehend ausgeführt wurde, liegt zwischen dem Anlegen der Ansteuersignale an die Halbleiterschalter in dem Inverter 10 und dem tatsächlichen Ansprechen der Halbleiterschalter, zum Beispiel deren tatsächlicher Aktivierung oder Deaktivierung, eine Ansprechzeit. Beim Steuern des Inverters 10, so dass dieser zwischen dem ersten Versorgungpfad und dem zweiten Versorgungspfad umschaltet, um die Erregungsspannung zu invertieren oder um den Motor 3 freilaufen zu lassen, werden die beiden Halbleiterschalter in einer linken Halbbrücke oder rechten Halbbrücke etwa zur selben Zeit aktiviert und deaktiviert. Wenn der erste Halbleiterschalter Q1 und der zweite Halbleiterschalter Q2 in der linken Halbbrücke des Inverters 10 jeweils gleichzeitig zum Anschalten und Abschalten angesteuert werden oder wenn der dritte Halbleiterschalter Q1 und der vierte Halbleiterschalter Q4 jeweils gleichzeitig zum Anschalten und Abschalten angesteuert werden, kann aufgrund der Ansprechzeit eine Situation eintreten, in welcher der erste Halbleiterschalter Q1 und auch der zweite Halbleiterschalter Q2 gleichzeitig oder der dritte Halbleiterschalter Q1 und der vierte Halbleiterschalter Q4 gleichzeitig aktiviert werden. In diesem Fall kann es in der linken Halbbrücke oder in der rechten Halbbrücke zu einem Kurzschluss kommen, der die Drehung des Läufers 32 des Motors 3 beeinträchtigt und sogar die Halbleiterschalter schädigen kann.
Um vorstehende Situation zu vermeiden, deaktiviert die Antriebssteuereinheit 30 in der Ausführungsform einen zu deaktivierenden Halbleiterschalter und aktiviert dann einen zu aktivierenden Halbleiterschalter nach einer Verzögerung entsprechend einem Verzögerungswinkel, sofern die beiden Halbleiterschalter jeweils etwa zur selben Zeit aktiviert und deaktiviert werden müssen. In der Ausführungsform ist ein Moment, in dem die beiden Halbleiterschalter in derselben Halbbrücke jeweils annähernd zur selben Zeit aktiviert und deaktiviert werden müssen, ein Moment zum Invertieren der für den Motor 3 bereitgestellten Erregungsspannung (d.h. ein Moment, ab dem die Erregungsspannung invertiert wird, wobei dieser Moment auch als ein Moment zum Starten der Bereitstellung der Erregungsspannung bezeichnet werden kann, wenn ein Freilaufwinkel vorhanden ist) oder ist ein Moment zum Durchführen eines Freilaufs an dem Motor 3 (d.h. ein Moment, ab dem man den Motor freilaufen lässt). Der Verzögerungswinkel ist sehr klein und beträgt zum Beispiel 0,1°. Aus diesem Grund kann die jeweilige Aktivierung und Deaktivierung der beiden Halbleiterschalter in derselben Halbbrücke als etwa zur selben Zeit stattfindend betrachtet werden. Da ein Aktivierungsmoment eines zu aktivierenden Halbleiterschalters später ist als ein Deaktivierungsmoment eines zu deaktivierenden Halbleiterschalters oder gegenüber diesem verzögert ist, wird eine Situation vermieden, in der die beiden Halbleiterschalter in derselben Halbbrücke gleichzeitig aktiviert werden.
Wie in 5 gezeigt ist, wird in der Ausführungsform ein elektrischer Zyklus als Beschreibungsbeispiel gewählt. Wenn in einem elektrischen Halbzyklus eine Erregung mit einem Vorlauf entsprechend dem Vorlaufwinkel θ_adv zu erfolgen hat, steuert die Antriebssteuereinheit 30 das Ansteuersignal S2, so dass dieses mit dem Vorlaufwinkel θ_adv vor einer Flanke E1 des Erfassungssignals H1 auf einen niedrigen Pegel springt; und steuert anschließend das Ansteuersignal S1, so dass dieses nach einer Verzögerung um den Verzögerungswinkel θ_dey auf einen hohen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses auf einem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf einem hohen Pegel bleibt. Das Ergebnis ist, dass in einem Moment, der um den Vorlaufwinkel θ_adv vor der Flanke E1 des Erfassungssignals H1 liegt, der durch das Ansteuersignal S2 angesteuerte zweite Halbleiterschalter Q2 deaktiviert, der durch das Ansteuersignal S3 gesteuerte dritte Halbleiterschalter Q3 deaktiviert, der durch das Ansteuersignal S4 gesteuerte vierte Halbleiterschalter Q4 aktiviert und der durch das Ansteuersignal S1 gesteuerte erste Halbleiterschalter Q1 nach einer Verzögerung um einen Verzögerungswinkel θ_dey aktiviert wird. Deshalb wird der erste Halbleiterschalter Q1 verzögert aktiviert und so eine Situation vermieden, in welcher der erste Halbleiterschalter Q1 und der zweite Halbleiterschalter Q2 in der linken Halbbrücke gleichzeitig aktiviert werden.
In der Ausführungsform steuert die Antriebssteuereinheit 30 das generierte Ansteuersignal S1, so dass dieses nach Anlegen der Erregungsspannung über die Zeitspanne des Stromflusswinkels θ_con auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieses nach einer Verzögerungszeit über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels θ_dey auf einen hohen Pegel springt. Auf diese Weise kann für den ersten Halbleiterschalter Q1 und den zweiten Halbleiterschalter Q2, die ihren Zustand ändern müssen, immer noch sichergestellt werden, dass der erste Halbleiterschalter Q1 deaktiviert wird, bevor der zweite Halbleiterschalter Q2 aktiviert wird, wodurch eine Situation vermieden wird, in der die beiden Halbleiterschalter gleichzeitig aktiviert werden.
Wie in 5 gezeigt ist, ist der Ablauf in dem nächsten elektrischen Halbzyklus T_half der gleiche wie der vorstehende Ablauf. Bei dem dritten Halbleiterschalter Q3 und dem vierten Halbleiterschalter Q4, die ihre Zustände ändern müssen, wird einer der Halbleiterschalter deaktiviert und der andere verzögert aktiviert. An einem Punkt des Vorlaufwinkels θ_adv vor einer nächsten Flanke E2 des Erfassungssignals H1 steuert die Antriebssteuereinheit 30 das Ansteuersignal S4, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, steuert das Ansteuersignal S1, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, steuert das Ansteuersignal S2, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, und steuert das Ansteuersignal S3, so dass dieses nach einer Verzögerung um den Verzögerungswinkels θ_dey auf einen hohen Pegel springt. Deshalb wird der vierte Halbleiterschalter Q4 in der rechten Halbbrücke deaktiviert und der dritte Halbleiterschalter Q3 verzögert aktiviert, und der erste Halbleiterschalter Q1 bleibt aus, und der zweite Halbleiterschalter Q2 bleibt an. In diesem Fall stellt der Inverter 10 den zweiten Versorgungspfad her, um die an den Motor 3 angelegte Spannung zu invertieren und den drehenden Antrieb des Läufers 32 des Motors 3 fortzusetzen. Da der vierte Halbleiterschalter Q4 in der rechten Halbbrücke deaktiviert wird, bevor der dritte Halbleiterschalter Q3 in der rechten Halbbrücke aktiviert wird, wird eine Situation vermieden, in welcher die Halbleiterschalter in der rechten Halbbrücke gleichzeitig aktiviert werden.
Die in den Zeichnungen dargestellten Positionsbeziehungen sind lediglich elektrische und logische Positionsbeziehungen und stellen nicht die Lageanordnung der Elemente in einem Produkt dar.
Es wird auf 6 Bezug genommen. Diese zeigt ein Flussdiagramm eines Motorsteuerungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren umfasst die Schritte 601 und 603.
In Schritt 601 deaktiviert die Antriebssteuereinheit zuerst einen Halbleiterschalter, wenn eine Erregungsspannung für einen Motor invertiert wird oder im Freilauf des Motors.
In Schritt 503 aktiviert die Antriebssteuereinheit nach einer Verzögerung um einen Verzögerungswinkel den anderen Halbleiterschalter in derselben Halbbrücke.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich einige bevorzugte Ausführungsformen, durch welche die Erfindung in keiner Weise eingeschränkt wird. Der Fachmann wird erkennen, dass innerhalb des Rahmens der Erfindung verschiedene Änderungen möglich sind, wobei solche Änderungen, die auf dem Grundgedanken der Erfindung basieren, in deren Schutzrahmen fallen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert wird.

Claims

Motorsteuerungssystem (1), umfassend: eine Antriebssteuereinheit (30); einen Inverter (10) mit zwei Halbbrücken; wobei die Antriebssteuereinheit (30) einen Halbleiterschalter deaktiviert und den anderen Halbleiterschalter in derselben Halbbrücke nach einer Verzögerung um einen Verzögerungswinkel aktiviert, wenn eine Erregungsspannung für einen Motor (3) invertiert wird oder der Motor (3) in den Freilauf geschaltet wird.
Motorsteuerungssystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Motorsteuerungssystem (1) des Motors (3) einen Positionssensor (20) umfasst und der Motor (3) einen Ständer (31) und einen Läufer (32) hat, der sich relativ zu dem Ständer (31) drehen kann; wobei der Inverter (10) zwischen eine Stromversorgung und den Motor (3) geschaltet ist und einen Stromversorgungspfad zwischen der Stromversorgung und dem Motor (3) herstellt oder unterbricht; wobei der Positionssensor (20) konfiguriert ist für die Erfassung einer Position des Läufers (32) des Motors (3), um ein Erfassungssignal zu generieren und das Erfassungssignal zu der Antriebssteuereinheit (30) zu senden; wobei die Antriebssteuereinheit (30) konfiguriert ist für die Aktivierung einer elektrischen Verbindung zwischen der Stromversorgung und dem Motor (3) mit einem Vorlauf vor dem Nulldurchgang der gegenelektromotorischen Kraft um den Vorlaufwinkel; und wobei der Motor (3) über die Zeitspanne eines Freilaufwinkels in den Freilauf geschaltet wird, nachdem die elektrische Verbindung über die Zeitspanne eines Stromflusswinkels aktiviert wurde.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 2, wobei der Inverter (10) eine H-Brückenschaltung ist, die einen ersten Halbleiterschalter (Q1), einen zweiten Halbleiterschalter (Q2), einen dritten Halbleiterschalter (Q3) und einen vierten Halbleiterschalter (Q4) aufweist; wobei der erste Halbleiterschalter (Q1) und der zweite Halbleiterschalter (Q2) in einer ersten Halbbrücke in Reihe geschaltet sind und der dritte und der vierte Halbleiterschalter in einer zweiten Halbbrücke in Reihe geschaltet sind; und wobei die Antriebssteuereinheit (30) mit dem ersten Halbleiterschalter (Q1), dem zweiten Halbleiterschalter (Q2), dem dritten Halbleiterschalter (Q3) und dem vierten Halbleiterschalter (Q4) verbunden ist und konfiguriert ist für die Ausgabe eines ersten, zweiten, dritten und vierten Ansteuersignals zum jeweiligen Steuern des ersten Halbleiterschalters (Q1), des zweiten Halbleiterschalters (Q2), des dritten Halbleiterschalters (Q3) und des vierten Halbleiterschalters (Q4), wobei der erste, zweite, dritte und vierte Halbleiterschalter bei hohen Pegeln aktiviert werden.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 3, wobei die Antriebssteuereinheit (30) in einem ersten elektrischen Halbzyklus das zweite Ansteuersignal steuert, so dass dieses um den Vorlaufwinkel vor der Flanke des Erfassungssignals auf einen niedrigen Pegel springt, das dritte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf einem niedrigen Pegel bleibt, und das vierte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf einem hohen Pegel bleibt; und das erste Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, nachdem das zweite Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 4, wobei die Antriebssteuereinheit (30) das erste Ansteuersignal steuert, so dass dieses nach dem Anlegen der Erregungsspannung über die Zeitspanne des Stromflusswinkels auf einen niedrigen Pegel springt, das dritte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und das vierte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt; und das zweite Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf den hohen Pegel springt, nachdem das erste Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist; und wobei am einem Punkt eines Winkels von (180° – θ_adv) nach einer vorhergehenden Flanke des Erfassungssignals die Antriebssteuereinheit (30) das zweite Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, das erste Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, nachdem das zweite Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist, das dritte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, das vierte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, wobei θ_adv der Vorlaufwinkel ist.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 4, wobei die Antriebssteuereinheit (30) den Motor (30) steuert, so dass dieser innerhalb eines Ansteuerwinkels θ_drv nach der aktuellen Flanke des Erfassungssignals erregt bleibt, und wobei nach dem Ansteuerwinkel θ_drv das erste Ansteuersignal gesteuert wird, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, das zweite Ansteuersignal gesteuert wird, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, nachdem das erste Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist, das dritte Ansteuersignal gesteuert wird, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, und das vierte Ansteuersignal gesteuert wird, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, wobei θ_drv = θ_con – θ_adv, wobei θ_adv der Vorlaufwinkel ist und θ_con der Stromflusswinkel ist.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 5, wobei die Antriebssteuereinheit (30) in einem nächsten elektrischen Halbzyklus das dritte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, das vierte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, das erste Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf den niedrigen Pegel springt, und das zweite Ansteuersignal steuert, so dass dieses vor einer nächsten Flanke des Erfassungssignals auf dem hohen Pegel bleibt, und wobei die Antriebssteuereinheit (30) nach dem Anlegen der Erregungsspannung über die Zeitspanne des Stromflusswinkels das erste Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf dem niedrigen Pegel bleibt, das zweite Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf dem hohen Pegel bleibt, das dritte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf einen niedrigen Pegel springt, und das vierte Ansteuersignal steuert, so dass dieses auf einen hohen Pegel springt, nachdem das dritte Ansteuersignal über die Zeitspanne des Verzögerungswinkels auf den niedrigen Pegel gesprungen ist.
Motorsteuerungssystem nach Anspruch 2, wobei der Verzögerungswinkel kleiner ist als der Vorlaufwinkel und der Stromflusswinkel.
Motorsteuerungsverfahren, umfassend: das Deaktivieren eines Halbleiterschalters, wenn eine Erregungsspannung für einen Motor invertiert wird oder der Motor (3) in den Freilauf geschaltet wird; und das Aktivieren des anderen Halbleiterschalters in derselben Halbbrücke nach einer Verzögerung um einen Verzögerungswinkel.
Staubsauger mit einem Motor, wobei der Staubsauger das Motorsteuerungssystem (1) für den Motor (3) gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 enthält.