DE102020104384A1 - Method for starting an electric motor - Google Patents

Method for starting an electric motor Download PDF

Info

Publication number
DE102020104384A1
DE102020104384A1 DE102020104384.8A DE102020104384A DE102020104384A1 DE 102020104384 A1 DE102020104384 A1 DE 102020104384A1 DE 102020104384 A DE102020104384 A DE 102020104384A DE 102020104384 A1 DE102020104384 A1 DE 102020104384A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electric motor
operating state
starting
attempt
value
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.)
Pending
Application number
DE102020104384.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Leon Thürnau
Gregor Sanzen
Stephan Heinrichs
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.)
Hanon Systems Corp
Original Assignee
Hanon Systems Corp
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 Hanon Systems Corp filed Critical Hanon Systems Corp
Priority to DE102020104384.8A priority Critical patent/DE102020104384A1/en
Publication of DE102020104384A1 publication Critical patent/DE102020104384A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • H02P1/46Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
    • H02P1/52Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor by progressive increase of frequency of supply to 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
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20Arrangements for starting
    • H02P6/21Open loop start

Abstract

Der Erfindung, welche ein Verfahren zum Starten eines Elektromotors betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung anzugeben, welche einen sicheren Startvorgang beispielsweise in einem elektrischen Kältemittelverdichter gewährleistet, einfach umzusetzen ist und mit welcher eine Reduzierung der Geräuschbildung beim Anlaufen beziehungsweise Start eines Elektromotors erreicht wird. Weiterhin soll ein Überschwingen der Drehzahl des Elektromotors beim Übergang vom Betriebszustand (5) mit offenem Regelkreis zu dem Betriebszustand (6) mit geschlossenem Regelkreis reduziert beziehungsweise vermieden werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Tabelle mit mindestens zwei Werten für Amplituden von auszuwählenden Phasenströmen bereitgestellt wird, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein erster Startversuch des Elektromotors im ersten Betriebszustand (5) unter Auswahl eines ersten und kleinsten Wertes in der Tabelle durchgeführt wird, dass in einem zweiten Verfahrensschritt der Übergang vom ersten Betriebszustand (5) in einen zweiten Betriebszustand (6) erfolgt, dass in einem dritten Verfahrensschritt nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer Δt im zweiten Betriebszustand (6) eine Prüfung (17) der Funktionsweise des Elektromotors erfolgt, dass bei erfolgreicher Prüfung der Startvorgang des Elektromotors erfolgreich beendet ist, dass bei erfolgloser Prüfung ein weiterer Startversuch des Elektromotors im ersten Verfahrensschritt im ersten Betriebszustand (5) unter Auswahl eines zweiten Wertes in der Tabelle durchgeführt wird, dass der zweite und der dritte Verfahrensschritt wiederholt werden bis der Elektromotor erfolgreich gestartet ist oder ein Abbruchkriterium erreicht ist.The invention, which relates to a method for starting an electric motor, is based on the object of specifying a solution which ensures a safe starting process, for example in an electric refrigerant compressor, is easy to implement and with which a reduction in noise when starting or starting an electric motor is achieved . Furthermore, an overshoot of the speed of the electric motor during the transition from the operating state (5) with an open control loop to the operating state (6) with a closed control loop should be reduced or avoided. This object is achieved in that a table is provided with at least two values for amplitudes of phase currents to be selected, that in a first method step a first attempt to start the electric motor in the first operating state (5) is carried out by selecting a first and smallest value in the table, that in a second process step the transition from the first operating state (5) to a second operating state (6) takes place, that in a third process step after a predetermined period of time Δt in the second operating state (6) a test (17) of the functionality of the electric motor takes place, that if the check is successful, the starting process of the electric motor has been successfully completed, that if the check is unsuccessful, a further attempt to start the electric motor is carried out in the first process step in the first operating state (5) by selecting a second value in the table, that the second and third process steps are repeated t until the electric motor has started successfully or a termination criterion has been reached.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten eines Elektromotors, bei welchem in einem ersten Betriebszustand mit einem offenen Regelkreis Phasenströme mit einer vorgegebenen Amplitude und einer zunehmenden Frequenz erzeugt werden und wobei zeitlich nachfolgend ein Übergang von dem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis erfolgt, in welchem der Elektromotor drehzahlgeregelt betrieben wird.The invention relates to a method for starting an electric motor, in which phase currents with a predetermined amplitude and an increasing frequency are generated in a first operating state with an open control loop and a transition from the first operating state to a second operating state with a closed control loop takes place subsequently , in which the electric motor is operated with speed control.

Bekannt sind Elektromotoren zum Antrieb verschiedener Anordnungen oder Aggregate, wie beispielsweise einem elektrischen Kältemittelverdichter in einem Fahrzeug.Electric motors for driving various arrangements or units, such as an electric refrigerant compressor in a vehicle, are known.

Ein derartiger Elektromotor kann beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor, auch als BLDC-Motor (BLDC; Brushless direct current motor) bezeichnet, oder ein Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) sein. Nachfolgend wird für diese Ausführungen nur noch der Begriff des Elektromotors genutzt.Such an electric motor can be, for example, a brushless direct current motor, also referred to as a BLDC motor (BLDC; brushless direct current motor), or a permanent magnet synchronous motor (PMSM). In the following, only the term electric motor will be used for these explanations.

Eine Drehzahlregelung, alternativ ebenso eine Stromregelung beziehungsweise eine Drehmomentregelung, eines bürstenlosen Gleichstrommotors beziehungsweise eines Permanentmagnet-Synchronmotors kann über einen Positionssensor, welcher eine ausreichend genaue Position des Rotors, basierend auf dessen magnetischen Polen als Führungsgröße, liefert, erfolgen.A speed control, alternatively also a current control or a torque control, of a brushless direct current motor or a permanent magnet synchronous motor can take place via a position sensor, which supplies a sufficiently precise position of the rotor based on its magnetic poles as a reference variable.

Alternativ kann eine derartige Regelung in einem sogenannten sensorlosen Betrieb mittels einer genügend genau geschätzten Rotorposition erfolgen.Alternatively, such a regulation can take place in a so-called sensorless operation by means of a sufficiently accurately estimated rotor position.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf den Fall einer genügend genau geschätzten Rotorposition eines Elektromotors, bei welchem ein sensorloses Verfahren zur Positionsbestimmung beziehungsweise zur Positionsschätzung der Rotorposition nach dem Stand der Technik angewendet wird.The following statements relate to the case of a sufficiently accurately estimated rotor position of an electric motor, in which a sensorless method for determining the position or for estimating the position of the rotor position according to the prior art is used.

Nach dem bekannten Stand der Technik existieren verschiedene sensorlose Verfahren zur Regelung der Drehzahl mittels einer sensorlos geschätzten Rotorposition:

  • - Erkennung eines Nulldurchgangs der elektromotorischen Gegenkraft (BEMF; back-electro-motive-force), auch als „zero-crossingdetection“ bezeichnet,
  • - Beobachterbasierte Verfahren (observer; observer pattern) vergleichen eine erwartete elektrische Motorgröße, wie beispielsweise einen Phasenstrom, mit einem gemessenen Wert und ermitteln anhand des festgestellten Unterschiedes eine geschätzte Ist-Position des Rotors, über die dann die Drehzahl und der Drehwinkel bestimmt wird.
  • - Messung von Induktivitäten beziehungsweise Induktivitätsänderungen bei unterschiedlichen Motorstellungen.
According to the known state of the art, there are various sensorless methods for regulating the speed by means of a rotor position estimated without a sensor:
  • - Detection of a zero crossing of the counter electromotive force (BEMF; back-electro-motive-force), also referred to as "zero-crossingdetection",
  • - Observer-based methods (observer pattern) compare an expected electrical motor variable, such as a phase current, with a measured value and, based on the determined difference, determine an estimated actual position of the rotor, which is then used to determine the speed and the angle of rotation.
  • - Measurement of inductances or changes in inductance with different motor positions.

Bekannt ist es, dass die elektromotorische Gegenkraft (BEMF, back-electro-motive-force) eine Kraft beziehungsweise eine Spannung ist, welche in den Spulen beziehungsweise Wicklungen des Stators eines Elektromotors erzeugt wird, wenn man einen Rotor, der mit Permanentmagneten bestückt ist, rotieren lässt. Hierbei kann der Motor als ein sogenannter Innenläufer ausgeführt sein, bei welchem der Rotor im Inneren des Stators umläuft oder als sogenannter Außenläufer ausgeführt sein, bei welchem der Rotor außen um den Stator umlaufend rotiert.It is known that the counter electromotive force (BEMF, back-electro-motive-force) is a force or voltage that is generated in the coils or windings of the stator of an electric motor when a rotor equipped with permanent magnets is can rotate. Here, the motor can be designed as a so-called internal rotor, in which the rotor revolves inside the stator, or it can be designed as a so-called external rotor, in which the rotor rotates around the outside of the stator.

Das sich ändernde Magnetfeld erzeugt in den Spulen des Elektromotors einen Strom, so dass an den Wicklungsenden beziehungsweise an den Motorklemmen eine sich ändernde Spannung abgegriffen beziehungsweise gemessen werden kann. Je nach Drehzahl des Rotors verändern sich die Amplitude und die Frequenz dieser Spannung. Legt man nun an einen Motor eine Spannung, die einen Stromfluss erzeugt, dann entsteht durch die einsetzende Drehung des Rotors in den Motorphasen, wie vorher beschrieben, ebenfalls eine elektromotorische Gegenkraft (BEMF), die dann zur Positionsbestimmung des Rotors genutzt werden kann.The changing magnetic field generates a current in the coils of the electric motor, so that a changing voltage can be tapped or measured at the winding ends or at the motor terminals. The amplitude and frequency of this voltage change depending on the speed of the rotor. If you now apply a voltage to a motor that generates a flow of current, the beginning of the rotation of the rotor in the motor phases, as previously described, also creates a counter-electromotive force (BEMF), which can then be used to determine the position of the rotor.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass der Rotor bei Anlauf beziehungsweise Start eines BLDC- beziehungsweise PMS-Motors zunächst, in einem Betriebszustand mit einem offenen Regelkreis, durch Aufprägen eines elektrischen Feldes in Rotation versetzt wird. Dies erfolgt in der Regel durch Aufprägen je eines sinusförmigen, elektrischen Stroms beziehungsweise Phasenstroms mit einem entsprechenden Winkelversatz in allen Motorphasen des Motors. Zur optimalen Ansteuerung ist es hilfreich, vorab eine möglichst genaue Ermittlung der aktuellen Rotorposition durchzuführen. Dies kann mit verschiedenen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, wie beispielsweise einem aus der US 2008/0067961 A1 bekannten Verfahren, erfolgen.It is known from the prior art that when a BLDC or PMS motor is started up, the rotor is initially set in rotation in an operating state with an open control loop by the application of an electric field. This is usually done by impressing a sinusoidal electrical current or phase current with a corresponding angular offset in all motor phases of the motor. For optimal control, it is helpful to determine the current rotor position as precisely as possible in advance. This can be done with various methods known from the prior art, such as one from US Pat US 2008/0067961 A1 known procedures.

Derartige bekannte Verfahren sind in der Lage, eine Rotorposition eines Elektromotors beispielsweise in einem Ruhezustand des Elektromotors vor seinem Start zu schätzen. Mittels einer derartigen Positionsbestimmung für die Rotorposition des Elektromotors wird das Anlaufen beziehungsweise der Start des Elektromotors bestmöglich gesteuert.Known methods of this type are able to estimate a rotor position of an electric motor, for example when the electric motor is in an idle state, before it is started. By means of such a position determination for the rotor position of the electric motor, the start-up or the start of the electric motor is controlled in the best possible way.

Der zum Anlaufen beziehungsweise zum Start des Elektromotors aufgeprägte sinusförmige Phasenstrom wird mit einer ansteigenden Frequenz appliziert, mit dem Ziel, den Rotor auf eine Drehzahl zu beschleunigen, bei der eine ausreichend große elektromotorische Gegenkraft (BEMF) in die Statorspulen induziert wird, so dass mit deren Hilfe eine Positionsbestimmung beziehungsweise Positionsschätzung der Rotorposition und damit ein geregelter Motorbetrieb in einem Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis ermöglicht wird.The sinusoidal phase current that is applied to the start-up or the start of the electric motor has an increasing frequency applied, with the aim of accelerating the rotor to a speed at which a sufficiently large counter electromotive force (BEMF) is induced in the stator coils, so that with their help a position determination or position estimation of the rotor position and thus a regulated motor operation in an operating state a closed control loop is made possible.

In einem Betriebszustand mit einem offenen Regelkreis, in welchem die Aufprägung des Phasenstroms mit einer festen Amplitude und ansteigenden Frequenz erfolgt, findet keine Regelung, sondern vielmehr eine Steuerung des Motors statt. In diesem Bereich wird eine zurückgemeldete oder geschätzte Drehzahl zunächst für eine Stromänderung nicht berücksichtigt. Es wird hier vom Betrieb im offenen Regelkreis ohne Rückführung der Regelgröße („Open-Loop-Operation“) gesprochen. Daher wird dieser Phasenstrom im Betriebszustand mit einem offenen Regelkreis im Folgenden als „Open-Loop-Strom“ bezeichnet.In an operating state with an open control loop, in which the phase current is impressed with a fixed amplitude and increasing frequency, the motor is not regulated, but rather controlled. In this range, a reported or estimated speed is initially not taken into account for a change in current. Operation in the open control loop without feedback of the controlled variable ("open loop operation") is used here. Therefore, this phase current in the operating state with an open control loop is referred to in the following as “open loop current”.

Beispielsweise bei einem Einsatz eines Elektromotors in einem elektrischen Kältemittelverdichter sind an der Welle des Elektromotors bewegliche Bauteile beziehungsweise Baugruppen befestigt. Diese können beispielsweise Wuchtgewichte oder eine orbitierende Scheibe sein, welche gemeinsam mit einer feststehenden Scheibe für die eigentliche Komprimierung des Kältemittels sorgt. Diese Bauteile können beim Anlaufen beziehungsweise Start des Elektromotors relativ zur Welle unterschiedlich beschleunigt werden. Gründe hierfür sind eine Massenträgheit sowie ein vorhandenes mechanisches Spiel zur Welle.For example, when an electric motor is used in an electric refrigerant compressor, movable components or assemblies are attached to the shaft of the electric motor. These can be, for example, balancing weights or an orbiting disk which, together with a stationary disk, ensures the actual compression of the refrigerant. These components can be accelerated differently relative to the shaft when starting or starting the electric motor. The reasons for this are a mass inertia and an existing mechanical play to the shaft.

Je nachdem mit welcher Amplitude die Phasenströme appliziert werden und je nachdem wie die groß die zu überwindende Last beim Anlaufen beziehungsweise Start des Elektromotors ist, werden die Welle und die vorgenannten weiteren Bauteile unterschiedlich stark beschleunigt. Die zu überwindende Last ist beispielsweise von Druckniveaus und Temperaturen abhängig, welche im Kältekreislauf des elektrischen Kältemittelverdichters vorherrschen.Depending on the amplitude with which the phase currents are applied and depending on the size of the load to be overcome when starting or starting the electric motor, the shaft and the aforementioned other components are accelerated to different degrees. The load to be overcome depends, for example, on the pressure levels and temperatures that prevail in the refrigeration circuit of the electric refrigerant compressor.

Bei entsprechend hoher Beschleunigung und großer Relativverschiebung der Bauteile zueinander kann es beispielsweise dazu kommen, dass Bauteile gegeneinander schlagen und somit ein unerwünschtes Geräusch beim Anlaufen beziehungsweise Start des Elektromotors hervorrufen.With a correspondingly high acceleration and large relative displacement of the components with respect to one another, it can happen, for example, that components hit one another and thus cause an undesirable noise when the electric motor is started or started.

Je höher der Open-Loop-Strom und je geringer die anliegende Last, die der Motor beim Anlaufen beziehungsweise Start überwinden muss, desto höher ist die anfängliche Beschleunigung, die die Welle und die damit verbundenen Bauteile erfahren. Somit verschlechtert sich für den vorliegenden Fall durch Erhöhen des Open-Loop-Stroms die sogenannte NVH-Charakteristik des elektrischen Kältemittelverdichters.The higher the open-loop current and the lower the load that the motor has to overcome when starting up, the higher the initial acceleration experienced by the shaft and the components connected to it. Thus, in the present case, increasing the open-loop current worsens the so-called NVH characteristic of the electric refrigerant compressor.

Bekannt ist die NVH-Charakteristik (Noise, Vibration, Harshness), welche Geräusche, Vibrationen oder eine Rauigkeit umfasst, als eine Bezeichnung für die hör- und fühlbaren Schwingungen und die damit verbundenen störenden Geräusche, die von Bauteilen oder Baugruppen in einem Fahrzeug ausgehen. Ziel bei der Entwicklung von Fahrzeugen und Baugruppen für Fahrzeuge, ist es eine gute NVH-Charakteristik zu erreichen, also die Vermeidung von Geräuschen und Vibrationen, welche von den Insassen eines Fahrzeuges als störend empfunden werden.The NVH characteristic (noise, vibration, harshness), which includes noises, vibrations or a roughness, is known as a designation for the audible and perceptible vibrations and the associated disturbing noises emanating from components or assemblies in a vehicle. The aim in the development of vehicles and assemblies for vehicles is to achieve good NVH characteristics, i.e. the avoidance of noises and vibrations which are perceived as annoying by the occupants of a vehicle.

Da die beim Anlaufen beziehungsweise Starten des Elektromotors an seiner Welle anliegende Last in der Regel nicht bekannt ist, kann es bei der Applikation eines festen Open-Loop-Stroms dazu kommen, dass bei einer zu klein gewählten Amplitude, zu klein gewählt im Verhältnis zu einer großen anliegenden Last, der Kältemittelverdichter nicht gestartet werden kann beziehungsweise aufstartet. Im Fall der Applikation eines festen Open-Loop-Stroms mit einer zu groß gewählten Amplitude kommt es zu störenden Anlauf- beziehungsweise Startgeräuschen in Form eines hörbaren Überschwingens beim Eintritt in den Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis (Closed-Loop-Operation), in dem nun der Drehzahlregler Teil des Regelkreises ist.Since the load applied to its shaft when starting or starting the electric motor is generally not known, when applying a fixed open-loop current, if the amplitude is selected too small, the selected amplitude is too small in relation to a large applied load, the refrigerant compressor cannot or does not start. In the case of applying a fixed open-loop current with an amplitude that is too large, disruptive start-up noises occur in the form of an audible overshoot when entering the operating state with a closed control loop (closed-loop operation), in which now the speed controller is part of the control loop.

Somit hat die Wahl des Open-Loop-Stroms beim Anlaufen beziehungsweise Starten des Elektromotors einen unmittelbaren Einfluss auf die NVH-Charakteristik der Baugruppe, wie beispielsweise einem elektrischen Kältemittelverdichter, wobei eine Einschränkung auf derartige Baugruppen nicht gegeben ist.The choice of the open-loop current when starting or starting the electric motor thus has a direct influence on the NVH characteristics of the assembly, such as an electric refrigerant compressor, although there is no restriction to such assemblies.

Ist der Motor durch den Open-Loop-Strom im Betriebszustand mit einem offenen Regelkreis beschleunigt worden, dann erfolgt der Übergang in den Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis, also in einen geregelten Betrieb.If the motor has been accelerated by the open loop current in the operating state with an open control loop, then the transition to the operating state with a closed control loop takes place, that is, in a regulated operation.

Bei diesem geregelten Betrieb wird einem Motorregler eine ermittelte Drehzahl als Rückführgröße übergeben und durch einen Vergleich mit einer vorgegebenen Soll-Drehzahl für den Elektromotor eine Stromamplitude und eine Frequenz eingestellt, mit welcher die geforderte Soll-Drehzahl erreicht werden soll. Die Ermittlung der Drehzahl kann beispielsweise mittels eines der vorgenannten Verfahren erfolgen, welches die elektromotorische Gegenkraft (BEMF) erfasst.In this regulated operation, a determined speed is transferred to a motor controller as a feedback variable and a current amplitude and a frequency are set for the electric motor through a comparison with a specified target speed, with which the required target speed is to be achieved. The speed can be determined, for example, by means of one of the aforementioned methods, which detects the counter electromotive force (BEMF).

Der Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis beziehungsweise der geregelte Betrieb wird auch als „Closed-Loop-Operation“ bezeichnet.The operating state with a closed control loop or the regulated one Operation is also referred to as "closed loop operation".

In der Praxis kommt es beim Übergang von einem Betriebszustand mit einem offenen Regelkreis zu einem Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis häufig zu einer schnellen und starken Änderung in der Stromamplitude der Phasenströme. Ein Grund hierfür kann sein, dass bei einer geringen am Elektromotor anliegenden Last eine hohe Stromamplitude der Phasenströme während des Open-Loop-Betriebs vorgegeben wurde, welche beim Anlaufen beziehungsweise Starten des Elektromotors, gar nicht benötigt wird. In diesem Fall kommt es dann beim Übergang in einen Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis zu einem meist kurzzeitigen, aber starken Anstieg der Drehzahl des Elektromotors, welche nachfolgend durch den Motorregler herunter geregelt werden muss.In practice, the transition from an operating state with an open control loop to an operating state with a closed control loop often results in a rapid and strong change in the current amplitude of the phase currents. One reason for this can be that with a low load applied to the electric motor, a high current amplitude of the phase currents was specified during open-loop operation, which is not required at all when starting or starting the electric motor. In this case, during the transition to an operating state with a closed control loop, there is a mostly brief but strong increase in the speed of the electric motor, which then has to be regulated down by the motor controller.

Je höher die Amplitude des Open-Loop-Stroms und je geringer die anliegende Last, desto stärker ist dieser Drehzahlanstieg, was wiederrum zu einer Verschlechterung der NVH-Charakteristik beiträgt. Dies zeigt sich beispielsweise in Form eines sogenannten „Aufheulens“ des Motors.The higher the amplitude of the open-loop current and the lower the load applied, the greater the increase in speed, which in turn contributes to a deterioration in the NVH characteristic. This can be seen, for example, in the form of a so-called “roar” of the engine.

Bei einem elektrischen Kältemittelverdichter in einem Fahrzeug kann es je nach Betriebszustand zu unterschiedlichen Lastbedingungen während des Anlaufens beziehungsweise Startens des Elektromotors kommen. Die Lastbedingungen sind in der Regel im Umrichter, der zur Ansteuerung des Elektromotors, welcher beispielsweise ein BLDC-Motor oder ein PMS-Motor ist, dient, nicht zwingend bekannt, so dass eine lastbedingte Auswahl des Open-Loop-Stroms nicht zielgerichtet erfolgen kann.In the case of an electric refrigerant compressor in a vehicle, depending on the operating state, different load conditions can arise during the start-up or starting of the electric motor. The load conditions are usually not necessarily known in the converter, which is used to control the electric motor, which is, for example, a BLDC motor or a PMS motor, so that a load-related selection of the open-loop current cannot be made in a targeted manner.

Dies hat zur Folge, dass es bei einer niedrigen Belastung und einem hohen Open-Loop-Strom zu einer hohen Anfangsbeschleunigung des Motors und damit auch der an die Motorwelle angekoppelten Bauelemente, die der Verdichtung des Kältemittels dienen, kommen kann. Dies wiederrum ist verbunden mit unerwünschten Geräuschen, die dadurch erzeugt werden, dass sich verschiedene Komponenten durch die hohe Anfangsbeschleunigung berühren, beziehungsweise zu übermäßig starken Vibrationen angeregt werden.As a result, with a low load and a high open-loop current, the motor can start to accelerate rapidly, and thus also the components coupled to the motor shaft, which are used to compress the refrigerant. This, in turn, is associated with undesirable noises, which are generated when various components touch each other due to the high initial acceleration or are excited to excessively strong vibrations.

Des Weiteren kann es im vorher beschriebenen Fall zu einer starken Überhöhung der Drehzahl kommen, insbesondere beim Übergang vom Betriebszustand mit einem offenen Regelkreis zum Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis, da die hohe Amplitude des gewählten Open-Loop-Stroms durch den Motorregler erst an den ermittelten Strombedarf angepasst werden muss, sofern diese für den vorher beschriebenen Lastfall zu groß ist.Furthermore, in the case described above, there may be a strong increase in the speed, especially during the transition from the operating state with an open control loop to the operating state with a closed control loop, since the high amplitude of the selected open-loop current through the motor controller only reaches the determined Power demand must be adjusted if it is too large for the load case described above.

Muss der Motor gegen eine unerwartet hohe Last aufstarten, welche im Falle eines Kältekreislaufes durch die vorliegenden Druckverhältnisse und die Temperatur bestimmt ist, so kann es bei Wahl eines zu niedrigen Open-Loop-Stroms zu der Situation kommen, dass der Strom nicht ausreicht, um den Motor zu beschleunigen beziehungsweise zu starten. Dies kann zur Folge haben, dass der Kältemittelverdichter entweder gar nicht anläuft oder der Rotor durch das erzeugte Magnetfeld zumindest zeitweise nicht synchron erfasst wird und es hierdurch ebenfalls zu unerwünschten Geräuschen während des Anlaufens beziehungsweise Startens des Elektromotors kommt.If the motor has to start up against an unexpectedly high load, which in the case of a refrigeration circuit is determined by the existing pressure conditions and the temperature, if too low an open-loop current is selected, the situation may arise that the current is not sufficient to to accelerate or start the engine. This can have the consequence that the refrigerant compressor either does not start at all or the rotor is at least temporarily not detected synchronously by the generated magnetic field and this also leads to undesirable noises during the start-up or starting of the electric motor.

Somit besteht ein Bedarf nach einer Verbesserung der bekannten Verfahren zum Starten eines Elektromotors.There is thus a need to improve the known methods of starting an electric motor.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Starten eines Elektromotors anzugeben, welches einfach umzusetzen ist und mit welchem eine Reduzierung der Geräuschbildung beim Anlaufen beziehungsweise Start eines Elektromotors erreicht wird, unter der Voraussetzung, dass die Rotorposition nicht über einen Sensor erfasst wird und zu keiner Zeit Informationen zu anliegenden Lastmomenten vorliegen.The object of the invention is to provide a method for starting an electric motor which is easy to implement and with which a reduction in the generation of noise when starting or starting an electric motor is achieved, provided that the rotor position is not detected by a sensor and is closed no information is available on the applied load torques at any time.

Außerdem soll ein Überschwingen der Drehzahl des Elektromotors beim Übergang von einem Betriebszustand mit offenem Regelkreis zu einem Betriebszustand mit geschlossenem Regelkreis reduziert beziehungsweise vermieden werden.In addition, overshooting of the speed of the electric motor during the transition from an operating state with an open control loop to an operating state with a closed control loop is to be reduced or avoided.

Weiterhin soll sichergestellt werden, dass das Anlaufen beziehungsweise der Start eines Elektromotors beispielsweise in einem elektrischen Kältemittelverdichter sicher erfolgt und somit die Funktion einer angeschlossenen Baugruppe, wie beispielsweise ein elektrischer Kältemittelverdichter gewährleistet ist.Furthermore, it should be ensured that the start-up or the start of an electric motor, for example in an electric refrigerant compressor, takes place safely and thus the function of a connected assembly, such as an electric refrigerant compressor, is guaranteed.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The object is achieved by a method with the features according to claim 1 of the independent claims. Further developments are given in the dependent claims.

Vorgesehen ist es, eine Tabelle zu hinterlegen, welche mindestens zwei Werte für Amplituden von auszuwählenden Phasenströmen bereitstellt. Die Werte für die Amplituden von auszuwählenden Phasenströmen in der Tabelle können gleich groß sein. Alternativ sind die Werte für die Amplituden von auszuwählenden Phasenströmen unterschiedlich groß. In diesem Fall sind diese mit ihrer fortlaufenden Nummerierung in der Tabelle in ihrem Wert der Amplitude ansteigend in der Tabelle gespeichert. So können beispielsweise der erste und kleinste Wert für die Amplituden von auszuwählenden Phasenströmen 10 A, der zweite Wert 20 A und der dritte Wert 30 A betragen.It is intended to store a table which provides at least two values for the amplitudes of the phase currents to be selected. The values for the amplitudes of the phase currents to be selected in the table can be the same. Alternatively, the values for the amplitudes of the phase currents to be selected are of different sizes. In this case, these are stored with their consecutive numbering in the table in their value of the amplitude increasing in the table. For example, the first and smallest value for the amplitudes of the phase currents to be selected can be 10 A, the second value is 20 A and the third value is 30 A.

Vorgesehen ist es, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein erster Startversuch des Elektromotors im ersten Betriebszustand unter Auswahl eines ersten und kleinsten Wertes in der Tabelle durchgeführt wird. Im oben genannten Beispiel würde der erste Startversuch mit Phasenströmen mit einer Amplitude von 10 A erfolgen.It is provided that in a first method step a first attempt to start the electric motor is carried out in the first operating state by selecting a first and smallest value in the table. In the above example, the first attempt to start would be made with phase currents with an amplitude of 10 A.

In einem zweiten Verfahrensschritt, welcher zeitlich nach dem ersten Verfahrensschritt durchgeführt wird, erfolgt der Übergang vom ersten Betriebszustand mit einem offenen Regelkreis in einen zweiten Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis. In diesem zweiten Betriebszustand wird die Drehzahl des Elektromotors anhand eines Sollwertes für die Drehzahl geregelt.In a second method step, which is carried out after the first method step, the transition from the first operating state with an open control loop to a second operating state with a closed control loop takes place. In this second operating state, the speed of the electric motor is controlled using a setpoint value for the speed.

Vorgesehen ist es weiterhin, dass in einem dritten Verfahrensschritt nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer Δt im zweiten Betriebszustand eine Prüfung der Funktionsweise des Elektromotors erfolgt, wobei bei einer erfolgreichen Prüfung der Startvorgang des Elektromotors erfolgreich beendet ist.It is also provided that, in a third method step, after a predetermined period of time Δt has elapsed in the second operating state, a test of the functionality of the electric motor takes place, the starting process of the electric motor being successfully completed if the test is successful.

Bei einer erfolglosen Prüfung, also für den Fall, dass der Elektromotor nicht erfolgreich im ersten Startversuch gestartet werden konnte, wird ein weiterer Startversuch des Elektromotors erneut im ersten Verfahrensschritt im ersten Betriebszustand durchgeführt. Dieser weitere Startversuch wird unter Auswahl eines zweiten Wertes in der Tabelle durchgeführt. Im oben genannten Beispiel wäre das der Wert von 20 A für die Amplitude der Phasenströme im zweiten Startversuch. Nachfolgend wird das Verfahren in Form einer Schleife erneut durchlaufen und der zweite und der dritte Verfahrensschritt wiederholt. Der Durchlauf dieser Schleife wird mit dem nächsten Wert aus der Tabelle fortgesetzt, bis der Elektromotor erfolgreich gestartet ist oder ein Abbruchkriterium erreicht ist.If the test is unsuccessful, that is, in the event that the electric motor could not be started successfully in the first start attempt, a further start attempt of the electric motor is carried out again in the first method step in the first operating state. This further start attempt is carried out by selecting a second value in the table. In the above example, this would be the value of 20 A for the amplitude of the phase currents in the second start attempt. The process is then run through again in the form of a loop and the second and third process steps are repeated. This loop continues with the next value from the table until the electric motor has started successfully or a termination criterion has been met.

Ein Abbruchkriterium ist beispielsweise das Erreichen einer vorgegebenen Anzahl maximal zulässiger Startversuche. Wird die Anzahl der maximal zulässigen Startversuche beispielsweise auf drei Versuche limitiert, so ist der dritte Startversuch der letzte im Verfahrensablauf.A termination criterion is, for example, reaching a specified number of maximum permissible start attempts. If the number of maximum permissible start attempts is limited to three attempts, for example, the third start attempt is the last in the process sequence.

Vorgesehen ist es weiterhin, dass bei einer erfolgreichen Prüfung der Funktionsweise des Elektromotors der Startvorgang des Elektromotors im dritten Verfahrensschritt ein Rücksetzen von im Verfahrensablauf genutzten Variablen auf ihre Ausgangs- beziehungsweise Anfangswerte erfolgt, bevor das Verfahren mit einem erfolgreichen Start des Elektromotors beendet wird. Dieses Rücksetzen bewirkt, dass ein nachfolgender erster Startversuch, beispielsweise nach einem Stillstand des Fahrzeuges, mit dem ersten und kleinsten Wert in der Tabelle begonnen wird.It is also provided that, if the functionality of the electric motor is successfully checked, the starting process of the electric motor in the third method step involves a reset of variables used in the method sequence to their initial values before the method is ended with a successful start of the electric motor. This resetting has the effect that a subsequent first start attempt, for example after the vehicle has come to a standstill, is started with the first and smallest value in the table.

Vorgesehen ist es, dass bei der Prüfung der Funktionsweise des Elektromotors im dritten Verfahrensschritt geprüft wird, ob der Elektromotor nach Ablauf der Zeitdifferenz Δt, seit Beginn des Verfahrens zum Starten eines Elektromotors, im Betriebszustand mit geschlossenem Regelkreis arbeitet. Sollte der Elektromotor aus irgendwelchen Gründen nach Ablauf der Zeitdifferenz Δt nicht mehr im Betriebszustand mit geschlossenem Regelkreis arbeiten, so wird der nächste Start mit dem nächsten Strom durchgeführt. Ein möglicher Grund dafür, dass der Motor den Betriebszustand mit geschlossenem Regelkreis verlässt, ist beispielsweise das Abweichen der (geschätzten) Drehzahl von der Solldrehzahl um mehr als einen vorher festgelegten Toleranzwert. Befindet sich der Elektromotor allerdings nach Δt noch im Betriebszustand mit geschlossenem Regelkreis wird der Startvorgang als erfolgreich gewertet.It is provided that when the functionality of the electric motor is checked in the third method step, it is checked whether the electric motor is working in the operating state with a closed control loop after the time difference Δt has elapsed since the start of the method for starting an electric motor. If, for whatever reason, after the time difference Δt has elapsed, the electric motor no longer works in the operating state with a closed control loop, the next start is carried out with the next current. A possible reason for the motor leaving the operating state with closed loop control is, for example, the deviation of the (estimated) speed from the target speed by more than a previously defined tolerance value. However, if the electric motor is still in the operating state with closed control loop after Δt, the starting process is assessed as successful.

Ebenso ist es vorgesehen, dass vor jedem weiteren Startversuch geprüft wird, ob der nächste Startversuch der letzte mögliche beziehungsweise erlaubte Startversuch ist. Für den Fall des letzten möglichen Startversuchs wird der höchste erlaubte beziehungsweise definierte Wert für die Amplituden der Phasenströme aus der Tabelle gewählt und mit diesem Wert der nächste und letzte Startversuch durchgeführt. Derart wird es sichergestellt, dass der Elektromotor auch unter hohen Lastbedingungen gestartet wird.It is also provided that before each further start attempt it is checked whether the next start attempt is the last possible or permitted start attempt. In the event of the last possible start attempt, the highest permitted or defined value for the amplitudes of the phase currents is selected from the table and the next and last start attempt is carried out with this value. This ensures that the electric motor is started even under high load conditions.

Für den Fall, dass festgestellt wird, dass der weitere beziehungsweise nächste Startversuch nicht der letzte mögliche Startversuch ist, wird ein Zähler der Startversuche um den Wert Eins erhöht. Dieser Zähler zeigt somit in der Tabelle bei der Durchführung des nächsten Startversuchs bereits auf den nächsten Wert in der Tabelle.In the event that it is determined that the further or next start attempt is not the last possible start attempt, a counter of the start attempts is increased by the value one. This counter shows in the table the next value in the table when the next start attempt is carried out.

Wird das Verfahren nicht mit einem erfolgreichen Startversuch abgeschlossen, ist es vorgesehen, entsprechende Fehlermeldungen zu erzeugen und auszugeben. Derartige Fehlermeldungen werden beispielsweise an eine zentrale Steuereinheit oder ein zugehöriges Steuergerät übertragen, welches über die weitere Verfahrensstrategie entscheidet.If the procedure is not completed with a successful start attempt, it is intended to generate and output corresponding error messages. Such error messages are transmitted, for example, to a central control unit or an associated control device, which decides on the further method strategy.

Vorgesehen ist es, dass die Zeitdauer Δt in einem Bereich zwischen 1 Sekunde und 10 Sekunden liegt und insbesondere 6 Sekunden beträgt.Provision is made for the time duration Δt to be in a range between 1 second and 10 seconds and, in particular, to be 6 seconds.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

  • 1: zeigt exemplarisch zwei Phasenströme während des Anlaufens beziehungsweise Startens eines Elektromotors nach dem Stand der Technik,
  • 2: zeigt exemplarisch den Zusammenhang zwischen Phasenströmen und Drehzahl des Rotors im Bereich des Übergangs in den Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis,
  • 3: zwei Diagramme mit Beschleunigungsmessungen während des Anlaufens beziehungsweise Startens eines Elektromotors mit unterschiedlichen Phasenströmen,
  • 4: ein Ablaufdiagramm des Anlaufens beziehungsweise Startens eines Elektromotors nach dem Stand der Technik,
  • 5: ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten eines Elektromotors,
  • 6a - 6i: zeigen in den Darstellungen Beschleunigungsmessungen für mehrere Startvorgänge mit verschiedenen Phasenströmen unter verschiedenen Lastbedingungen,
  • 7: ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für die Phasenströme während drei Startvorgängen und
  • 8: ein Schaltbild einer Anordnung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten eines Elektromotors.
Further details, features and advantages of embodiments of the invention emerge from the following description of FIG Embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 : shows an example of two phase currents during the start-up or starting of an electric motor according to the state of the art,
  • 2 : shows an example of the relationship between phase currents and the speed of the rotor in the area of transition to the operating state with a closed control loop,
  • 3 : two diagrams with acceleration measurements during the start-up or starting of an electric motor with different phase currents,
  • 4th : a flow chart of the startup or starting of an electric motor according to the prior art,
  • 5 : a flow chart of the method according to the invention for starting an electric motor,
  • 6a - 6i : show acceleration measurements for several starting processes with different phase currents under different load conditions,
  • 7th : an embodiment according to the invention for the phase currents during three starting processes and
  • 8th : a circuit diagram of an arrangement for implementing the method according to the invention for starting an electric motor.

Die 1 zeigt exemplarisch zwei Phasenströme während des Anlaufens beziehungsweise Startens eines Elektromotors, wie beispielsweise einem BLDCbeziehungsweise PMS-Motor. Zur besseren Übersicht sind in dem Strom-ZeitDiagramm der 1 nur ein erster Phasenstrom 1 und ein zweiter Phasenstrom 2 von beispielsweise drei Phasenströmen eines Elektromotors gezeigt, die mit einer Phasenverschiebung von je 120° zueinander appliziert werden.the 1 shows an example of two phase currents during the start-up or starting of an electric motor, such as a BLDC or PMS motor. For a better overview, the current-time diagram shows the 1 only a first phase current 1 and a second phase current 2 of, for example, three phase currents of an electric motor shown, which are applied with a phase shift of 120 ° to each other.

Wie in der 1 zu sehen ist, wird nach einer Ruhephase, in welcher die Amplituden der Phasenströme 1 und 2 Null sind, der Vorgang der Positionsbestimmung 3 der Rotorposition des Elektromotors durchgeführt. Ist mittels eines geeigneten Verfahrens die Rotorposition des Elektromotors bestimmt, beginnt die Erzeugung 4 der sinusförmigen Phasenströme in beispielsweise drei Phasen des Elektromotors mit einer jeweiligen Phasenverschiebung von 120° zueinander. Wie am Beispiel der Phasenströme 1 und 2 in der 1 gezeigt ist, erfolgt diese Erzeugung 4 der sinusförmigen Phasenströme mit einer jeweils konstanten Amplitude und mit einer ansteigenden Frequenz. Diese Erzeugung 4 der Phasenströme erfolgt in einem ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis.Like in the 1 can be seen, after a rest phase, in which the amplitudes of the phase currents 1 and 2 Are zero, the act of determining your position 3 the rotor position of the electric motor. Once the rotor position of the electric motor has been determined using a suitable method, generation begins 4th the sinusoidal phase currents in, for example, three phases of the electric motor with a respective phase shift of 120 ° to one another. As in the example of phase currents 1 and 2 in the 1 is shown, this generation occurs 4th of the sinusoidal phase currents with a constant amplitude and a rising frequency. This generation 4th the phase currents take place in a first operating state 5 with an open loop.

Die 2 zeigt den Zusammenhang zwischen den beispielhaft dargestellten Phasenströmen 1, 2 und einer Drehzahl 7 des Rotors des Elektromotors im Bereich des Übergangs von einem ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis in den zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis.the 2 shows the relationship between the phase currents shown as an example 1 , 2 and a speed 7th of the rotor of the electric motor in the area of the transition from a first operating state 5 with an open control loop in the second operating state 6th with a closed loop.

Die Drehzahl 7 zeigt ein Überschwingen 8 im Übergangsbereich der Betriebszustände 5 und 6 im Beispiel auf mehr als den doppelten Ausgangswert der Drehzahl 7. Diese zu hohe Drehzahl 7 muss nachfolgend im zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis durch einen Drehzahlregler wieder über einen mehr oder weniger langen Zeitraum korrigiert werden, bis die vorgegebene Solldrehzahl eingeregelt worden ist.The speed 7th shows an overshoot 8th in the transition area of the operating states 5 and 6th in the example to more than twice the initial value of the speed 7th . This too high speed 7th must subsequently be in the second operating state 6th be corrected with a closed control loop by a speed controller again over a more or less long period of time until the specified target speed has been regulated.

In der 3 sind zwei Diagramme jeweils mit zwei Beschleunigungsmessungen über einer Zeitachse mit der Zeit t abgebildet. Diese Messungen wurden während des Anlaufens beziehungsweise Startens des Elektromotors mittels entsprechender Sensoren mit unterschiedlichen Phasenströmen durchgeführt. Diese Beschleunigungssensoren wurden für die Messungen beispielhaft an verschiedenen Positionen auf dem Gehäuse des Verdichters montiert. Diese Beschleunigungsmessungen stehen im direkten Zusammenhang mit der NVH-Charakteristik des Verdichters. Wobei eine hohe Beschleunigung eine schlechte NVH-Charakteristik mit entsprechenden Vibrationen und Geräuschen bewirkt.In the 3 two diagrams each with two acceleration measurements are shown over a time axis with time t. These measurements were carried out during the start-up or starting of the electric motor by means of appropriate sensors with different phase currents. These acceleration sensors were installed at different positions on the housing of the compressor for the measurements. These acceleration measurements are directly related to the NVH characteristics of the compressor. High acceleration results in poor NVH characteristics with corresponding vibrations and noises.

Beispielhaft ist in der 3 im oberen Diagramm, während des ersten Betriebszustands 5 mit einem offenen Regelkreis, ein Anlaufen beziehungsweise Starten des Elektromotors mit Phasenströmen mit einer Amplitude von 12,5 A dargestellt.An example is in the 3 in the upper diagram, during the first operating state 5 with an open control circuit, a start-up or starting of the electric motor with phase currents with an amplitude of 12.5 A.

Im unteren Diagramm der 3 ist unter der Annahme einer identischen Lastbedingung in einer Startphase, ein Anlaufen beziehungsweise Starten des Elektromotors mit Phasenströmen mit einer Amplitude von 10 A dargestellt.In the lower diagram of the 3 is shown, assuming an identical load condition in a starting phase, a start-up or starting of the electric motor with phase currents with an amplitude of 10 A.

Wie in der 3 im unteren Diagramm mit Phasenströmen von nur 10 A deutlich zu erkennen ist, treten im Bereich zwischen 1,5 s und 3 s Beschleunigungen in m/s2 auf, welche Vibrationen und damit auch Geräusche verursachen. Diese Vibrationen und Geräusche sind um ein Vielfaches höher als im oberen Diagramm mit Phasenströmen von 12,5 A. Diese rühren daher, dass das elektromagnetische Feld bei Phasenströmen von nur 10 A im gegebenen Lastfall nicht in der Lage ist, den Rotor des BLDC-Motors beziehungsweise PMS-Motors synchron zu beschleunigen.Like in the 3 As can be clearly seen in the lower diagram with phase currents of only 10 A, accelerations in m / s 2 occur in the range between 1.5 s and 3 s, which cause vibrations and thus also noise. These vibrations and noises are many times higher than in the upper diagram with phase currents of 12.5 A. These are due to the fact that the electromagnetic field with phase currents of only 10 A in the given load case is not able to affect the rotor of the BLDC motor or to accelerate the PMS motor synchronously.

Die beiden Beschleunigungsmessungen je Diagramm weichen zwar leicht voneinander ab, bestätigen aber die wesentlichen Aussagen beziehungsweise Unterschiede bei einem Anlaufen beziehungsweise Starten des Elektromotors mit Phasenströmen mit verschiedenen Amplituden. Im oberen Diagramm der 3 sind die Unterschiede der Beschleunigungsmessungen derart gering, dass sie sich nicht mit voneinander abweichenden Funktionsgraphen darstellen lassen. Nur im unteren Diagramm der 3 ist die Abweichung der Funktionsgraphen voneinander zu erkennen.Although the two acceleration measurements per diagram differ slightly from one another, they confirm the essential statements or differences when the electric motor is started or started with phase currents with different amplitudes. In the upper diagram of the 3 the differences in the acceleration measurements are so small that they cannot be represented with function graphs that differ from one another. Only in the lower diagram of the 3 the deviation of the function graphs from one another can be seen.

In der 4 ist ein Ablaufdiagramm des Anlaufens beziehungsweise Startens eines Elektromotors nach dem Stand der Technik dargestellt.In the 4th is a flow chart of the startup or starting of an electric motor according to the prior art.

Zu Beginn des Verfahrens wird im Schritt 9 der Start des Elektromotor-Betriebs ausgelöst. Dieser Elektromotor ist beispielsweise für den Antrieb eines elektrischen Kältemittelverdichters vorgesehen. Dieser Start im Schritt 9 kann beispielsweise durch einen Anlassvorgang beziehungsweise ein Starten des Fahrzeuges initiiert werden.At the start of the procedure, step 9 the start of the electric motor operation is triggered. This electric motor is provided, for example, to drive an electric refrigerant compressor. This start in step 9 can be initiated, for example, by a starting process or starting the vehicle.

Im Schritt 10 erfolgt eine Programm-Initialisierung beziehungsweise der Start des den elektrischen Kältemittelverdichter steuernden Programms. Nach der Programm-Initialisierung erfolgt im Schritt 11 eine Positionsbestimmung der Rotorposition des Elektromotors in einem ruhenden Zustand des Rotors des Elektromotors.In step 10 a program initialization or the start of the program controlling the electric refrigerant compressor takes place. After the program is initialized, step 11 a determination of the position of the rotor position of the electric motor in a resting state of the rotor of the electric motor.

Im nachfolgenden Schritt 12 erfolgt die Erzeugung 4 der sinusförmigen Phasenströme in beispielsweise drei Phasen des Elektromotors mit einer jeweiligen Phasenverschiebung von 120° zueinander. Dieser Vorgang findet unter Nutzung der Information der bestimmten Position des Rotors, mit einer festen Amplitude und einer ansteigenden Frequenz der Phasenströme im ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis statt.In the next step 12th the generation takes place 4th the sinusoidal phase currents in, for example, three phases of the electric motor with a respective phase shift of 120 ° to one another. This process takes place using the information of the specific position of the rotor, with a fixed amplitude and an increasing frequency of the phase currents in the first operating state 5 with an open loop.

Beispielsweise nach einem Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des Rotors des Elektromotors im ersten Betriebszustand 5 erfolgt der Übergang vom ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis zum zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis im Schritt 13. Hierbei kann die Information zur Drehzahl beispielsweise aus der Frequenz der erzeugten Phasenströme abgeleitet werden, wobei in diesem Fall davon ausgegangen wird, dass der Rotor durch das magnetische Feld, welches durch die Phasenströme erzeugt wird, auf eine zur Frequenz synchrone Drehzahl beschleunigt wird. Eine Rückmeldung der tatsächlichen Drehzahl (beispielsweise über einen Drehzahlsensor) liegt auch in diesem Fall nicht vor.For example, after reaching a predetermined speed of the rotor of the electric motor in the first operating state 5 the transition from the first operating state takes place 5 with an open control loop to the second operating state 6th with a closed loop in step 13th . The information on the speed can be derived from the frequency of the generated phase currents, in which case it is assumed that the rotor is accelerated to a speed synchronous to the frequency by the magnetic field generated by the phase currents. In this case, too, there is no feedback on the actual speed (for example via a speed sensor).

Alternativ kann der Übergang vom ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis zum zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis im Schritt 13 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit erfolgen.Alternatively, the transition from the first operating state 5 with an open control loop to the second operating state 6th with a closed loop in step 13th take place after a specified time.

Nachfolgend wird im Schritt 14 im zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis eine Regelung der Motordrehzahl entsprechend einer vorgegebenen Solldrehzahl vorgenommen.Below is in step 14th in the second operating state 6th a closed-loop control of the engine speed is carried out in accordance with a predetermined target speed.

Im Schritt 15 endet das Ablaufdiagramm mit einem erfolgreichen Anlaufen beziehungsweise Start des Elektromotors, dessen Betrieb im zweiten Betriebszustand 6 fortgesetzt wird.In step 15th the flowchart ends with a successful start-up or start of the electric motor, its operation in the second operating state 6th is continued.

In der 5 ist ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Anlaufens beziehungsweise Startens eines Elektromotors dargestellt.In the 5 a flow chart of a startup or starting of an electric motor according to the invention is shown.

Zu Beginn des Verfahrens wird im Schritt 9 der Start des Elektromotor-Betriebs ausgelöst. Dieser Elektromotor ist beispielsweise für den Antrieb eines elektrischen Kältemittelverdichters vorgesehen und kann als BLDC-Motor oder PMS-Motor ausgelegt sein. Dieser Start im Schritt 9 kann beispielsweise durch das Einschalten der Klimatisierung des Fahrzeuges initiiert werden.At the start of the procedure, step 9 the start of the electric motor operation is triggered. This electric motor is intended, for example, to drive an electric refrigerant compressor and can be designed as a BLDC motor or PMS motor. This start in step 9 can be initiated, for example, by switching on the air conditioning of the vehicle.

Im Schritt 10 erfolgt eine Programm-Initialisierung beziehungsweise der Start des den elektrischen Kältemittelverdichter steuernden Programms. Nach der Programm-Initialisierung erfolgt im Schritt 11 eine Positionsbestimmung der Rotorposition des Elektromotors in einem ruhenden Zustand des Rotors des Elektromotors.In step 10 a program initialization or the start of the program controlling the electric refrigerant compressor takes place. After the program is initialized, step 11 a determination of the position of the rotor position of the electric motor in a resting state of the rotor of the electric motor.

Im nachfolgenden Schritt 16 erfolgt die Erzeugung 4 der sinusförmigen Phasenströme in beispielsweise drei Phasen des Elektromotors mit einer jeweiligen Phasenverschiebung von 120° zueinander. Dieser Vorgang findet unter Nutzung der Information der bestimmten Position des Rotors, mit einer festen Amplitude und einer ansteigenden Frequenz der Phasenströme im ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis statt. Im Unterschied zum Stand der Technik wird die Amplitude beziehungsweise der Wert für die zu erzeugenden Phasenströme im Schritt 16 aus einer Tabelle ausgelesen.In the next step 16 the generation takes place 4th the sinusoidal phase currents in, for example, three phases of the electric motor with a respective phase shift of 120 ° to one another. This process takes place using the information of the specific position of the rotor, with a fixed amplitude and an increasing frequency of the phase currents in the first operating state 5 with an open loop. In contrast to the prior art, the amplitude or the value for the phase currents to be generated is stepped 16 read from a table.

Eine derartige Tabelle beinhaltet mindestens zwei Werte für die Größe der Phasenströme. Hierbei können diese beiden Werte gleich groß sein. In vielen Fällen werden diese mindestens zwei Werte unterschiedlich groß sein. In einem Beispiel kann der erste Wert in der Tabelle 10 A und der zweite Wert 10 A sein. In einem anderen Beispiel ist der erste Wert in der Tabelle 10 A und der zweite Wert 12 A. In einem weiteren Beispiel mit drei in der Tabelle gespeicherten Werten kann der erste Wert in der Tabelle 10 A, der zweite Wert 12 A und der dritte Wert 34 A betragen.Such a table contains at least two values for the magnitude of the phase currents. Here, these two values can be the same. In many cases these two or more values will be different. In one example, the first value in the table can be 10A and the second value can be 10A. In another example, the first value in the table is 10 A and the second value is 12 A. In another example with three values stored in the table, the first value in the table can be 10 A, the second value is 12 A and the third value is 34 A.

Eine derartige Tabelle mit mindestens zwei Werten kann beispielsweise innerhalb einer elektronischen Steuereinheit, welche auch die Programm-Initialisierung und die weitere verfahrensgemäße Steuerung realisiert, gespeichert sein. Eine derartige Steuereinheit ist beispielsweise ein Mikroprozessor beziehungsweise ein in einem Inverter für einen elektrischen Kältemittelverdichter angeordneter Motorcontroller.Such a table with at least two values can be stored, for example, within an electronic control unit which also implements the program initialization and the further control according to the method. Such a control unit is, for example, a microprocessor or a motor controller arranged in an inverter for an electric refrigerant compressor.

In einer Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Amplituden der Phasenströme der in der Tabelle gespeicherten Werte mit ihrer fortlaufenden Nummerierung größer werden oder gleichbleiben.In one embodiment of the invention it is provided that the amplitudes of the phase currents of the values stored in the table become larger or remain the same with their consecutive numbering.

Gemäß der Erfindung wird für das erste Anlaufen beziehungsweise das erste Starten des Elektromotors, nachfolgend kurz als erster Startvorgang bezeichnet, nach der Programm-Initialisierung im Schritt 10 der erste Wert aus der Tabelle ausgelesen und der erste Startvorgang mit der durch den ersten Wert vorgegebenen Amplitude für die Phasenströme gestartet. Die Erzeugung der Phasenströme erfolgt im ersten Betriebszustand 5 mit der durch den ersten Wert vorgegebenen Amplitude und mit steigender Frequenz. Somit wird für diesen ersten Startvorgang in der Regel nicht der maximal mögliche beziehungsweise maximal zulässige Phasenstrom genutzt, wodurch hohe Beschleunigungen der mechanischen Baugruppen, sowie ein Überschwingen der Drehzahl beim Übergang in den zweiten Betriebszustand verhindert werden sollen, um eine Reduzierung der störenden Geräuschbildung zu erreichen.According to the invention, for the first start-up or the first start of the electric motor, hereinafter referred to as the first starting process, after the program initialization in step 10 the first value is read from the table and the first starting process is started with the amplitude for the phase currents given by the first value. The phase currents are generated in the first operating state 5 with the amplitude given by the first value and with increasing frequency. As a rule, the maximum possible or maximum permissible phase current is not used for this first starting process, which is intended to prevent high accelerations of the mechanical assemblies and overshoot of the speed during the transition to the second operating state in order to reduce the disturbing noise generation.

Beispielsweise nach einem Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des Rotors des Elektromotors im ersten Betriebszustand 5 erfolgt der Übergang vom ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis zum zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis innerhalb des Schritts 16. Der Elektromotor wird nun in einem geregelten Betrieb im zweiten Betriebszustand 6 betrieben.For example, after reaching a predetermined speed of the rotor of the electric motor in the first operating state 5 the transition from the first operating state takes place 5 with an open control loop to the second operating state 6th with a closed loop within the step 16 . The electric motor is now in a regulated mode in the second operating state 6th operated.

Im nachfolgenden Schritt 17 erfolgt eine Überprüfung der Funktionsweise des Elektromotors derart, dass abgefragt wird, ob der Elektromotor nach einem Ablauf einer minimal vorgegebenen Zeitdauer Δt noch in der zweiten Betriebsart 6 mit einem geschlossenen Regelkreis betrieben wird oder ob sich der Elektromotor nicht mehr in der Betriebsart 6 befindet.In the next step 17th the functioning of the electric motor is checked in such a way that it is queried whether the electric motor is still in the second operating mode after a minimum predetermined period of time Δt has elapsed 6th is operated with a closed control loop or whether the electric motor is no longer in the operating mode 6th is located.

Läuft der Motor bei der Überprüfung im Schritt 17 nach dem Ablauf der Zeitdauer Δt noch in der zweiten Betriebsart 6 mit einem geschlossenen Regelkreis innerhalb einer vorgegebenen Toleranzschwelle, so war der erste Startvorgang erfolgreich. In diesem Fall wird das Verfahren im Schritt 18 fortgesetzt. Im Schritt 17 kann alternativ ein Vergleich einer ermittelten oder geschätzten Drehzahl des Elektromotors mit einer Solldrehzahl erfolgen und eine Entscheidung über einen erfolgreichen ersten Startvorgang in Abhängigkeit dieses Vergleichs getroffen werden.Does the motor run in step when checking 17th after the time period Δt has elapsed, it is still in the second operating mode 6th with a closed control loop within a specified tolerance threshold, the first start process was successful. In this case the procedure in step 18th continued. In step 17th Alternatively, a determined or estimated speed of the electric motor can be compared with a setpoint speed and a decision about a successful first starting process can be made as a function of this comparison.

Im Schritt 18 erfolgt ein Zurücksetzen der im Verfahrensablauf genutzten Variablen auf ihre Ausgangs- beziehungsweise Anfangswerte. So wird beispielsweise die Variable für den aus der Tabelle auszulesenden Wert auf den ersten Wert zurückgesetzt, so dass für einen späteren ersten Startvorgang im Schritt 16 wieder der erste Wert aus der Tabelle ausgelesen wird.In step 18th the variables used in the process sequence are reset to their initial or initial values. For example, the variable for the value to be read from the table is reset to the first value, so that it can be used for the first start process in step 16 the first value is read from the table again.

Im nachfolgenden Schritt 19 ist der Startvorgang erfolgreich beendet und der Elektromotor wird weiterhin in der zweiten Betriebsart 6 mit einem geschlossenen Regelkreis, also im geregelten Betrieb, betrieben. Somit ist beispielsweise der Start einer Baugruppe wie beispielsweise ein elektrischer Kältemittelverdichter erfolgreich abgeschlossen worden. In diesem Fall können beispielsweise entsprechende Informationen über den erfolgreichen Startvorgang an eine zentrale Steuereinheit übertragen und ausgewertet, weitergegeben oder zur Anzeige gebracht werden.In the next step 19th the starting process has been successfully completed and the electric motor continues to operate in the second operating mode 6th operated with a closed control loop, i.e. in regulated operation. Thus, for example, the start of an assembly such as an electric refrigerant compressor has been successfully completed. In this case, for example, corresponding information about the successful start process can be transmitted to a central control unit and evaluated, passed on or displayed.

Läuft der Motor bei der Überprüfung im Schritt 17 nach dem Ablauf der Zeitdauer Δt nicht mehr in der zweiten Betriebsart 6 mit einem geschlossenen Regelkreis, so war der erste Startvorgang nicht erfolgreich. Alternativ kann ein Vergleich einer ermittelten oder geschätzten Drehzahl des Elektromotors mit einer Solldrehzahl erfolgen und eine Entscheidung über einen erfolgreichen ersten Startvorgang in Abhängigkeit dieses Vergleichs getroffen werden. Für den Fall, dass die ermittelte Drehzahl mehr als einen zulässigen Toleranzbereich von der Solldrehzahl abweicht, wird der Startvorgang als nicht erfolgreich bewertet.Does the motor run in step when checking 17th after the expiry of the time period Δt no longer in the second operating mode 6th with a closed loop, the first start process was unsuccessful. Alternatively, a determined or estimated speed of the electric motor can be compared with a setpoint speed and a decision about a successful first starting process can be made as a function of this comparison. In the event that the determined speed deviates from the target speed by more than a permissible tolerance range, the starting process is assessed as unsuccessful.

In diesem Fall wird das Verfahren im Schritt 20 fortgesetzt. In diesem Schritt 20 wird geprüft, ob die maximal zulässige Anzahl von Startversuchen bereits erreicht worden ist. Je nach Vorgabe kann diese maximal zulässige Anzahl der Startversuche beispielsweise bei 2, 3 oder 4 Versuchen liegen. Ist diese maximale Anzahl von Startversuchen bereits erreicht worden, so wird das Verfahren im Schritt 21 beendet, wobei der Startvorgang als erfolglos beendet wird. In diesem Fall können beispielsweise entsprechende Informationen über den erfolglosen Startvorgang an eine zentrale Steuereinheit beziehungsweise ein Steuergerät im Fahrzeug übertragen werden. Die zentrale Steuereinheit beziehungsweise das Steuergerät wertet die Information entsprechend aus, gibt diese Information weiter oder bringt die Information zur Anzeige.In this case the procedure in step 20th continued. In this step 20th it is checked whether the maximum permitted number of start attempts has already been reached. Depending on the specification, this maximum permissible number of start attempts can be, for example, 2, 3 or 4 attempts. If this maximum number of start attempts has already been reached, the method in step 21 terminated, the startup process being terminated as unsuccessful. In this case, for example, corresponding information about the unsuccessful starting process can be transmitted to a central control unit or a control unit in the vehicle. The central control unit or the control unit evaluates the information accordingly out, forwards this information or displays the information.

Ist diese maximale Anzahl von Startversuchen noch nicht erreicht worden, beispielsweise nach dem ersten Startvorgang bei zwei zulässigen Startvorgängen, so wird das Verfahren im Schritt 22 fortgesetzt.If this maximum number of start attempts has not yet been reached, for example after the first start process with two permissible start processes, the method in step 22nd continued.

In diesem Schritt 22 erfolgt eine weitere Abfrage, bei welcher geprüft wird, ob der nächste beziehungsweise folgende Startversuch der letzte mögliche beziehungsweise zulässige Startversuch sein wird.In this step 22nd there is another query in which it is checked whether the next or following start attempt will be the last possible or permissible start attempt.

Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 23 die Variable beziehungsweise der Zähler, welche beziehungsweise welcher die Anzahl der Startversuche zählt und mit deren beziehungsweise dessen Hilfe ein zugehöriger Wert für den Phasenstrom aus der Tabelle ausgelesen wird, um Eins erhöht und das Verfahren im Schritt 11 fortgesetzt. Im Schritt 11 werden nun in einem nächsten Durchlauf erneut die Positionsbestimmung der Rotorposition durchgeführt und auf dessen Grundlage im Schritt 16 Phasenströme erzeugt, welche die durch den nächsten Wert in der Tabelle vorgegebene Amplitude aufweisen. Wurde beispielsweise der erste Startversuch mit einem Phasenstrom von 10 A durchgeführt, so wird der zweite Startversuch beispielsweise mit einem Wert von 12,5 A durchgeführt.If this is not the case, step 23 the variable or the counter, which or which counts the number of start attempts and with the help of which an associated value for the phase current is read from the table, increased by one and the method in step 11 continued. In step 11 the position determination of the rotor position is now carried out again in a next pass and on this basis in step 16 Phase currents are generated which have the amplitude specified by the next value in the table. For example, if the first attempt at starting was carried out with a phase current of 10 A, the second attempt at starting is carried out with a value of 12.5 A, for example.

Wird bei der Abfrage im Schritt 22 festgestellt, dass der nächste Startversuch der letzte mögliche ist, wird im Schritt 24 die Auswahl des Wertes für die Phasenströme derart vorgenommen, dass der letzte Wert in der Tabelle, welcher den größten Betrag für den Phasenstrom aufweist, für den nächsten und letzten Durchlauf im Verfahren ausgewählt wird. Das Verfahren wird wieder im Schritt 11 und in den nachfolgenden Schritten 16 und 17 fortgesetzt.When asked in step 22nd it is determined that the next start attempt is the last possible in step 24 the selection of the value for the phase currents is carried out in such a way that the last value in the table which has the largest amount for the phase current is selected for the next and last run in the method. The procedure is again in step 11 and in the following steps 16 and 17th continued.

Mit der Auswahl des größten Betrags für den Phasenstrom wird sichergestellt, dass spätestens im letzten möglichen Startversuch der Startvorgang mit dem maximal möglichen Wert für den Phasenstrom erfolgt, um einen sicheren Start des Elektromotors zu erreichen. Es wird der höchstmögliche Phasenstrom gewählt, um in diesem hohen Lastfall den Elektromotor mit dem maximalen Drehmoment zu starten. Hier wird möglicherweise keine oder nur eine geringe Reduzierung der Geräuschbildung beim Anlaufen beziehungsweise Start eines Elektromotors erreicht. Wichtiger ist in diesem Fall der sichere Start des Elektromotors, um die Funktion der Baugruppe, wie beispielsweise eines elektrischen Kältemittelverdichters, zu gewährleisten. In dem Falle, dass der Verdichter mit kleineren Phasenströmen nicht aufstarten konnte und nun ein Startversuch mit dem höchstmöglichen Phasenstrom durchgeführt wird, ist der Fall einer hohen anliegenden Last wahrscheinlich und somit die Beschleunigung auf die Bauteile im Startvorgang nicht so groß, wobei für diesen Fall die Geräuschentwicklung nicht so hoch sein sollte.With the selection of the largest amount for the phase current, it is ensured that at the latest in the last possible start attempt, the starting process takes place with the maximum possible value for the phase current in order to achieve a safe start of the electric motor. The highest possible phase current is selected in order to start the electric motor with the maximum torque in this high load case. No or only a slight reduction in the generation of noise when starting or starting an electric motor is possibly achieved here. In this case, it is more important to start the electric motor safely in order to ensure the function of the assembly, such as an electric refrigerant compressor, for example. In the event that the compressor could not start with lower phase currents and a start attempt is now being made with the highest possible phase current, the case of a high load is likely and thus the acceleration on the components in the starting process is not so great, whereby in this case the Noise should not be that high.

Für den Fall, dass auch dieser Startversuch mit dem größten Phasenstrom den Elektromotor nicht erfolgreich starten konnte, kann je nach Anforderung beispielsweise eine Fehlermeldung an eine zentrale Steuereinheit beziehungsweise ein Steuergerät übertragen werden.In the event that this start attempt with the largest phase current could not start the electric motor successfully, for example, an error message can be transmitted to a central control unit or a control unit, depending on the requirement.

In vielen Betriebsfällen kann der Elektromotor eines elektrischen Kältemittelverdichters in einem Fahrzeug unter geringen Lastbedingungen gestartet werden, da beispielsweise nach längerem Stillstand des Fahrzeuges ein sogenanntes „ausgeglichenes System“ geringe Lastanforderungen bei einem Startvorgang darstellt. Somit ist auch für die Mehrzahl der Fälle nur eine geringe Stromamplitude für die Open-Loop-Ströme beziehungsweise Phasenströme notwendig.In many operating cases, the electric motor of an electric refrigerant compressor in a vehicle can be started under low load conditions, since a so-called “balanced system” represents low load requirements during a start process, for example after the vehicle has been idle for a long time. Thus, in the majority of cases, only a small current amplitude is necessary for the open-loop currents or phase currents.

Würde in diesen Niedriglast-Fällen jeweils die maximal mögliche Stromamplitude appliziert werden, so würde es zu unerwünschten Geräuschen und Vibrationen, also einem unerwünschten NVH-Verhalten, sowie zu einem großen Überschwingen der Drehzahl beim Übergang in den geregelten Betrieb des zweiten Betriebszustands 6 kommen, was die NVH-Charakteristik ebenfalls verschlechtern würde.If the maximum possible current amplitude were applied in each of these low-load cases, this would result in undesirable noises and vibrations, i.e. undesirable NVH behavior, as well as a large overshoot of the speed during the transition to the regulated operation of the second operating state 6th come, which would also worsen the NVH characteristics.

Daher wird verfahrensgemäß versucht den Elektromotor mit einer möglichst niedrigen Stromamplitude der Phasenströme zu starten, um diese unerwünschten Effekte zu vermeiden.Therefore, according to the method, an attempt is made to start the electric motor with the lowest possible current amplitude of the phase currents in order to avoid these undesirable effects.

In den Fällen, in denen die Lastbedingungen beim Anlaufen beziehungsweise Starten des Elektromotors jedoch höher sind, soll der Elektromotor optimalerweise ebenfalls starten können, daher wird für diese Fälle die Stromamplitude der Phasenströme jeweils nach einem fehlerhaften Startversuch erhöht.In those cases in which the load conditions are higher when starting or starting the electric motor, the electric motor should ideally also be able to start, so the current amplitude of the phase currents is increased in these cases after a faulty start attempt.

Die 6 zeigt in den Darstellungen 6a bis 6i mehrerer Startvorgänge eines Elektromotors mit verschiedenen Phasenströmen unter verschiedenen Lastbedingungen. In den Diagrammen 6a bis 6i sind jeweils gemessene Beschleunigungen a, welche Vibrationen der Baugruppe abbildet, in m/s2 über einer Zeitachse mit der Zeit in Sekunden abgebildet. Zur Erfassung der Beschleunigung wurden an einer Baugruppe, wie einem elektrischen Kältemittelverdichter, jeweils zwei Beschleunigungssensoren an zwei verschiedenen Stellen angebracht. Somit sind in den Diagrammen 6a bis 6i jeweils zwei Funktionsgraphen dargestellt.the 6th 6a to 6i shows several starting processes of an electric motor with different phase currents under different load conditions. In the diagrams 6a to 6i, measured accelerations a, which represent vibrations of the assembly, are shown in m / s 2 over a time axis with time in seconds. To record the acceleration, two acceleration sensors were attached to an assembly such as an electric refrigerant compressor at two different points. Thus, two function graphs are shown in each of the diagrams 6a to 6i.

In der linken Spalte der 6 sind mit den , und drei beispielhafte Startvorgänge eines Elektromotors dargestellt, welche mit einer geringen anliegenden Last beziehungsweise unter geringen Lastbedingungen durchgeführt worden sind.In the left column of the 6th are with the , and three exemplary Starting processes of an electric motor are shown, which have been carried out with a low load or under low load conditions.

Die in der mittleren Spalte der 6 gezeigten drei beispielhaften Startvorgänge in den Diagrammen 6b, 6e und 6h wurden unter mittleren Lastbedingungen und die in der rechten Spalte der 6 gezeigten drei beispielhaften Startvorgänge in den Diagrammen 6c, 6f und 6i wurden unter hohen Lastbedingungen durchgeführt.The one in the middle column of the 6th The three exemplary starting processes shown in diagrams 6b, 6e and 6h were under medium load conditions and those in the right-hand column of FIG 6th The three exemplary starting processes shown in diagrams 6c, 6f and 6i were carried out under high load conditions.

Bei diesen Startvorgängen wurden die in der untersten Zeile der 6 dargestellten Startvorgänge in den Diagrammen 6g, 6h und 6i jeweils mit einem Strom von 10 A, die in der mittleren Zeile der 6 dargestellten Startvorgänge in den Diagrammen 6d, 6e und 6f jeweils mit einem Strom von 12,5 A und die in der oberen Zeile der 6 dargestellten Startvorgänge in den Diagrammen 6a, 6b und 6c jeweils mit einem Strom von 34 A durchgeführt.During these start-ups, the in the bottom line of the 6th Start processes shown in diagrams 6g, 6h and 6i each with a current of 10 A, which is shown in the middle line of the 6th Start processes shown in diagrams 6d, 6e and 6f each with a current of 12.5 A and that in the top line of the 6th The starting processes shown in diagrams 6a, 6b and 6c are each carried out with a current of 34 A.

Zu erkennen ist beispielsweise, dass in einem Fall einer geringen anliegenden Last beziehungsweise unter geringen Lastbedingungen eine hohe Beschleunigung der an der Verdichtung beteiligten Baugruppen insbesondere bei einem Phasenstrom von 34 A auftreten. Es zeigt sich eine erste Spitze bei etwa 0,5 s und eine zweite Spitze bei 1,2 s. Außerdem tritt ein hohes Überschwingen der Drehzahl beim Übergang in den zweiten Betriebszustand bei einer Zeit von etwa 2,5 s auf. Diese störenden Phänomene reduzieren sich bei einem Phasenstrom von 12,5 A bereits deutlich und weiter bei einem Phasenstrom von 10 A. In allen drei Fällen ist der Startversuch erfolgreich, somit bietet die Wahl des Phasenstroms von 10 A für diesen Lastfall die beste Reduzierung der Geräuschbildung beim Anlaufen beziehungsweise Start des Elektromotors.It can be seen, for example, that in the event of a low load or under low load conditions, a high acceleration of the assemblies involved in the compression occurs, in particular with a phase current of 34 A. There is a first peak at around 0.5 s and a second peak at 1.2 s. In addition, there is a large overshoot of the speed during the transition to the second operating state at a time of around 2.5 s. These disruptive phenomena are already significantly reduced with a phase current of 12.5 A and further with a phase current of 10 A. The start attempt is successful in all three cases, so choosing a phase current of 10 A offers the best reduction in noise for this load case when starting or starting the electric motor.

Im mittleren Lastfall im Diagramm 6b erkennt man eine deutlich reduzierte Amplitude der Beschleunigungen bei 34 A im Vergleich zur gleichen Amplitude des Phasenstroms im Diagramm 6a, welches auf eine reduzierte Beschleunigung aufgrund der höheren anliegenden Last schließen lässt. Gleiches zeigt sich bei einem Phasenstrom von 12,5 A in den Diagrammen 6e und 6d. In beiden Fällen startet der Elektromotor unter den gegebenen Lastbedingungen erfolgreich.In the middle load case in diagram 6b, a significantly reduced amplitude of the accelerations at 34 A can be seen compared to the same amplitude of the phase current in diagram 6a, which suggests a reduced acceleration due to the higher load applied. The same can be seen for a phase current of 12.5 A in diagrams 6e and 6d. In both cases, the electric motor starts successfully under the given load conditions.

Im Diagramm 6h ist die Beschleunigung bei einem Phasenstrom von 10 A gezeigt. In diesem Fall ist zu erkennen, dass dieser Phasenstrom nicht ausreichend ist, um den Rotor korrekt zu beschleunigen und es in diesem Fall zu einem fehlerhaften Startversuch kommt. In diesem Fall würde somit der zweite nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte Startversuch den Elektromotor erfolgreich starten.The acceleration at a phase current of 10 A is shown in diagram 6h. In this case it can be seen that this phase current is not sufficient to accelerate the rotor correctly and that in this case an incorrect start attempt occurs. In this case, the second starting attempt carried out according to the method according to the invention would thus start the electric motor successfully.

Die Diagramme 6c, 6f und 6i zeigen die Fälle mit der höchsten anliegenden Last beziehungsweise den höchsten Lastbedingungen. In diesen Fällen gewährleistet nur eine Wahl eines Phasenstroms von 34 A ein erfolgreiches Starten des Elektromotors. In diesem Fall würde somit der dritte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte Startversuch den Elektromotor erfolgreich starten. Für den Fall das im vorliegenden Verfahren die maximal erlaubte Anzahl an Startversuchen auf zwei limitiert ist, wird nach dem ersten Startversuch mit einem Phasenstrom von 10 A der zweite und somit letzte zulässige Startversuch mit dem höchsten Phasenstrom von 34 A durchgeführt und der Elektromotor erfolgreich gestartet.Diagrams 6c, 6f and 6i show the cases with the highest applied load or the highest load conditions. In these cases, only a selection of a phase current of 34 A ensures that the electric motor will start successfully. In this case, the third attempt to start carried out according to the method according to the invention would start the electric motor successfully. In the event that the maximum number of start attempts allowed in the present method is limited to two, after the first start attempt with a phase current of 10 A, the second and thus last allowed start attempt is carried out with the highest phase current of 34 A and the electric motor is started successfully.

Aufgrund der Lastsituation ist im Diagramm 6c auch die reduzierte Beschleunigungsamplitude im Vergleich zu gleichen Fällen mittlerer oder geringer Last zu erkennen.Due to the load situation, the reduced acceleration amplitude can also be seen in diagram 6c in comparison with the same cases of medium or low load.

Die 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit drei Startvorgängen eines Elektromotors. In einem Diagramm sind drei Phasenströme eines Elektromotors mit ihren Amplituden der Ströme in A bei drei Startvorgängen über einer Zeitachse mit der Zeit t dargestellt.the 7th shows an embodiment according to the invention with three starting processes of an electric motor. A diagram shows three phase currents of an electric motor with their amplitudes of the currents in A for three starting processes over a time axis with time t.

Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird für den ersten Startvorgang 25 ein erster Wert für die Phasenströme aus der Tabelle ausgewählt. Im Beispiel beträgt der erste Wert 10 A. Der erste Startvorgang 25 beginnt mit dem ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis und der Erzeugung der Phasenströme mit der Amplitude von 10 A und einer zunehmenden Frequenz, um den Rotor in eine beschleunigte Bewegung zu versetzen. Nach diesem ersten Betriebszustand 5 erfolgt der Übergang in den zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis, in welchem die Drehzahl des Rotors auf eine vorgegebene Solldrehzahl geregelt wird. Dieser erste Startvorgang 25 endet nach einer Zeit von 5 s als erfolgloser Startvorgang 21, da der Elektromotor im zweiten Betriebszustand 6 nicht länger als eine vorgegebene Zeit, welche in diesem Fall >5 s beträgt, korrekt arbeitet.According to the present method, for the first start-up 25th a first value for the phase currents is selected from the table. In the example, the first value is 10 A. The first start process 25th starts with the first operating state 5 with an open control loop and the generation of phase currents with an amplitude of 10 A and an increasing frequency to set the rotor in accelerated motion. After this first operating state 5 the transition to the second operating state takes place 6th with a closed control loop in which the speed of the rotor is regulated to a predetermined target speed. This first startup process 25th ends after a period of 5 s as an unsuccessful start process 21 because the electric motor is in the second operating state 6th does not work correctly for longer than a specified time, which in this case is> 5 s.

Bei einer Zeit von etwa 7 s beginnt der zweite Startvorgang 26. Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird für den zweiten Startvorgang ein weiterer Wert für die Phasenströme aus der Tabelle ausgewählt. Im Beispiel beträgt der zweite Wert 20 A. Der zweite Startvorgang 26 beginnt mit dem ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis und der Erzeugung der Phasenströme mit der Amplitude von 20 A und einer zunehmenden Frequenz, um den Rotor in eine beschleunigte Bewegung zu versetzen. Nach diesem ersten Betriebszustand 5 erfolgt der Übergang in den zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis, in welchem die Drehzahl des Rotors auf eine vorgegebene Solldrehzahl geregelt wird. Dieser zweite Startvorgang 26 endet nach einer Zeit von 12 s, basierend auf dem Beginn der Aufzeichnung und nicht basierend auf dem Beginn des zweiten Startversuchs, ebenfalls als erfolgloser Startvorgang 21, da der Elektromotor im zweiten Betriebszustand 6 nicht länger als eine vorgegebene Zeit im zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis arbeitet.The second start-up process begins after a time of around 7 s 26th . According to the present method, a further value for the phase currents is selected from the table for the second starting process. In the example, the second value is 20 A. The second start process 26th starts with the first operating state 5 with an open control loop and the generation of phase currents with an amplitude of 20 A and an increasing frequency in order to set the rotor in accelerated motion. After this first operating state 5 the transition to the second operating state takes place 6th with a closed control loop in which the speed of the rotor is regulated to a predetermined target speed. This second startup process 26th ends after a time of 12 s, based on the beginning of the recording and not based on the beginning of the second start attempt, also as an unsuccessful start process 21 because the electric motor is in the second operating state 6th no longer than a specified time in the second operating state 6th works with a closed control loop.

Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird für den nachfolgenden dritten Startvorgang 27 ein dritter oder höchster Wert für die Phasenströme aus der Tabelle ausgewählt. Im Beispiel beträgt der ausgewählte Wert 30 A.According to the present method, for the subsequent third start-up process 27 a third or highest value for the phase currents selected from the table. In the example, the selected value is 30 A.

Der dritte Startvorgang 27 beginnt etwa bei 14 s mit dem ersten Betriebszustand 5 mit einem offenen Regelkreis und der Erzeugung der Phasenströme mit der Amplitude von 30 A und einer zunehmenden Frequenz, um den Rotor in eine beschleunigte Bewegung zu versetzen. Nach diesem ersten Betriebszustand 5 erfolgt der Übergang in den zweiten Betriebszustand 6 mit einem geschlossenen Regelkreis, in welchem die Drehzahl des Rotors auf eine vorgegebene Solldrehzahl geregelt wird. Dieser dritte Startvorgang 27 endet erfolgreich, da der Elektromotor im zweiten Betriebszustand 6 in diesem Fall länger als eine vorgegebene Zeit korrekt arbeitet. Der Elektromotor wird im zweiten Betriebszustand 6 weiter betrieben. An dieser Stelle soll noch erwähnt werden, dass sich während der Aufstartversuche die Drucksituation im Kältekreislauf weiter ausgleichen wird, was das Starten des Elektromotors vereinfachen könnte.The third start-up process 27 starts at about 14 s with the first operating state 5 with an open control loop and the generation of phase currents with an amplitude of 30 A and an increasing frequency in order to set the rotor in accelerated motion. After this first operating state 5 the transition to the second operating state takes place 6th with a closed control loop in which the speed of the rotor is regulated to a predetermined target speed. This third start-up process 27 ends successfully because the electric motor is in the second operating state 6th in this case works correctly for longer than a specified time. The electric motor is in the second operating state 6th continued to operate. At this point it should be mentioned that during the start-up attempts the pressure situation in the refrigeration circuit will even out further, which could simplify the starting of the electric motor.

Die 8 zeigt ein Schaltbild einer Anordnung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten eines Elektromotors.the 8th shows a circuit diagram of an arrangement for implementing the method according to the invention for starting an electric motor.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise eine B6-Brücke in einem Inverter aus dem Stand der Technik. Der Inverter umfasst beispielhaft drei Halbbrücken 28, in welchen jeweils ein High-Side-Leistungsschalter 29 und ein Low-Side-Leistungsschalter 30 angeordnet ist. Die Halbbrücken 28 sind beispielsweise zwischen den eingangsseitigen Potentialen HV+ und HV- angeordnet.Such an arrangement is, for example, a B6 bridge in an inverter from the prior art. The inverter includes, for example, three half bridges 28 , in each of which a high-side circuit breaker 29 and a low-side power switch 30th is arranged. The half bridges 28 are arranged, for example, between the input-side potentials HV + and HV-.

Die Halbbrücken 28 sind derart aufgebaut, dass zwischen dem jeweiligen High-Side-Leistungsschalter 29 und dem zugehörigen Low-Side-Leistungsschalter 30 der Ausgang der jeweiligen Phase U, V und W angeschlossen ist, welche mit den Wicklungen des Elektromotors 33 verbunden sind.The half bridges 28 are constructed in such a way that between the respective high-side power switch 29 and the associated low-side power switch 30th the output of the respective phase U, V and W is connected, which is connected to the windings of the electric motor 33 are connected.

In der 8 sind die aus dem Stand der Technik bekannten Freilaufdioden an den Leistungsschaltern 29 und 30 nicht dargestellt.In the 8th are the freewheeling diodes on the circuit breakers known from the prior art 29 and 30th not shown.

Zur Ansteuerung der Leistungsschalter 29 und 30 ist eine Kontrolleinheit 32, eine Treibereinheit 31, eine Auswerteeinheit 34 zur Auswertung der gemessenen Ströme i1, i2, i3 sowie eine Einheit zur Bestimmung der Rotorposition 35 vorgesehen. Die Kontrolleinheit 32 steuert den Betriebsablauf im Inverter, insbesondere im ersten und im zweiten Betriebszustand 5 und 6. Die Kontrolleinheit 32 steuert auch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten eines Elektromotors und beinhaltet die Tabelle mit den Werten der Phasenströme für die einzelnen Startversuche.For controlling the circuit breakers 29 and 30th is a control unit 32 , a driver unit 31 , an evaluation unit 34 for evaluating the measured currents i1, i2, i3 and a unit for determining the rotor position 35 intended. The control unit 32 controls the operating sequence in the inverter, in particular in the first and second operating states 5 and 6th . The control unit 32 also controls the sequence of the method according to the invention for starting an electric motor and contains the table with the values of the phase currents for the individual starting attempts.

Die Kontrolleinheit 32 ist meist als ein Microcontroller oder Microprozessor ausgeführt und stellt insbesondere die zur Ansteuerung des Elektromotors 33 zugehörigen PWM-Spannungs-Werte (Pulse Width Modulation, Pulsbreitenmodulation) ein.The control unit 32 is usually designed as a microcontroller or microprocessor and provides, in particular, the control of the electric motor 33 associated PWM voltage values (Pulse Width Modulation, Pulse Width Modulation).

Die Kontrolleinheit 32 ist nicht in der Lage an den Ausgängen den nötigen Strom bereitzustellen, um die elektronischen Leistungsschalter, High-Side-Leistungsschalter 29 und Low-Side-Leistungsschalter 30, welche als MOSFET oder IGBT ausgeführt sein können, adäquat anzusteuern. Zu diesem Zweck ist eine Treibereinheit 31 vorgesehen, welche basierend auf den Eingangssignalen der Kontrolleinheit 32 die benötigten Ströme für die Leistungsschalter 29 und 30 bereitstellt.The control unit 32 is not able to provide the necessary current at the outputs to control the electronic circuit breakers, high-side circuit breakers 29 and low-side circuit breakers 30th , which can be implemented as MOSFET or IGBT, to be adequately controlled. For this purpose there is a driver unit 31 provided, which based on the input signals of the control unit 32 the currents required for the circuit breakers 29 and 30th provides.

Mittels der Auswerteeinheit 34 werden die Spannungen, die über den Messwiderständen 36 (Shunt) gemessen wurden, um die Phasenströme i1, i2 und i3 zu ermitteln, aufbereitet. Die Messung der Spannungen über den Messwiderständen 36 ist hier nicht gezeigt und erfolgt nach aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren beziehungsweise mittels bekannter Anordnungen.Using the evaluation unit 34 are the voltages across the measuring resistors 36 (Shunt) were measured to determine the phase currents i1, i2 and i3, processed. The measurement of the voltages across the measuring resistors 36 is not shown here and takes place according to methods known from the prior art or by means of known arrangements.

Zur Aufbereitung zählt beispielsweise eine Analog-Digital-Wandlung der Spannungswerte beziehungsweise auch eine Filterung, welche sowohl durch Bauteile (z.B. RC-Filter) oder durch Software-Filter mittels Berechnungen im Microcontroller oder Microprozessor realisiert werden können.The processing includes, for example, an analog-to-digital conversion of the voltage values or filtering, which can be implemented using components (e.g. RC filters) or software filters using calculations in the microcontroller or microprocessor.

Die Einheit 35 zur Bestimmung der Rotorposition ist meist als ein Microcontroller oder Microprozessor ausgeführt beziehungsweise als ein Programmablauf realisiert, welcher im Microcontroller oder Microprozessor ausgeführt wird. Bei dieser Bestimmung der Rotorposition werden die aufbereiteten, gemessenen Phasenströme i1, i2, i3 beziehungsweise Summenströme ausgewertet und die Ströme anhand ihrer Amplituden und zugehörigen Winkel sortiert und daraus die Rotorposition des Elektromotors 33 bestimmt.The unit 35 to determine the rotor position is usually implemented as a microcontroller or microprocessor or implemented as a program sequence which is executed in the microcontroller or microprocessor. In this determination of the rotor position, the processed, measured phase currents i1, i2, i3 or total currents are evaluated and the currents based on their amplitudes and associated Sorted angles and from this the rotor position of the electric motor 33 definitely.

Ein derartiger Summenstrom ist die Summe der gemessenen einzelnen Phasenbeziehungsweise sogenannten Fußpunktströme, die entweder durch die Motorphasen U, V und W fliesen und gemessen werden oder wie in 8 angedeutet durch Messungen der Spannungen über den Messwiderständen 36 (Shuntwiderstände R1, R2 und R3) und daraus abgeleiteten Strömen (i1, i2 und i3) ermittelt werden.Such a total current is the sum of the measured individual phase or so-called base point currents, which either flow through the motor phases U, V and W and are measured or as in 8th indicated by measurements of the voltages across the measuring resistors 36 (Shunt resistors R1, R2 and R3) and the currents derived therefrom (i1, i2 and i3) can be determined.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
erster Phasenstromfirst phase current
22
zweiter Phasenstromsecond phase current
33
Positionsbestimmung der RotorpositionDetermination of the rotor position
44th
Erzeugung Phasenstrom mit konstanter Amplitude und ansteigender FrequenzGeneration of phase current with constant amplitude and increasing frequency
55
erster Betriebszustand mit einem offenen Regelkreis; erste Betriebsart mit einem offenen Regelkreisfirst operating state with an open control loop; first operating mode with an open loop
66th
zweiter Betriebszustand mit einem geschlossenen Regelkreis; zweite Betriebsart mit einem offenen Regelkreissecond operating state with a closed control loop; second operating mode with an open loop
77th
Drehzahlrotational speed
88th
ÜberschwingenOvershoot
99
Start Elektromotor-Betrieb; Schritt 9Start electric motor operation; Step 9
1010
Programm-Initialisierung; Schritt 10Program initialization; Step 10
1111
Positionsbestimmung der Rotorposition des Elektromotors; Schritt 11Determining the position of the rotor position of the electric motor; Step 11
1212th
Erzeugung sinusförmiger Phasenströme; Schritt 12Generation of sinusoidal phase currents; Step 12
1313th
Übergang zwischen den Betriebszuständen; Schritt 13Transition between the operating states; Step 13
1414th
geregelter Betrieb im zweiten Betriebszustand; Schritt 14regulated operation in the second operating state; Step 14
1515th
erfolgreiches Anlaufen; Schritt 15successful start; Step 15
1616
Erzeugung Phasenstrom gemäß Tabellenwert; Schritt 16Generation of phase current according to table value; Step 16
1717th
Prüfung Motordrehzahl; Schritt 17Test engine speed; Step 17
1818th
Rücksetzen; Schritt 18Reset; Step 18
1919th
Startvorgang erfolgreich beendet; Schritt 19Startup completed successfully; Step 19
2020th
Prüfung maximal zulässige Anzahl von Startversuchen; Schritt 20Check maximum number of start attempts; Step 20
2121
Startvorgang erfolglos beendet; Schritt 21Start process ended unsuccessfully; Step 21
2222nd
Prüfung letzter möglicher Startversuch; Schritt 22Check of the last possible start attempt; Step 22
2323
Zähler der Startversuche erhöhen; Schritt 23Increase the number of start attempts; Step 23
2424
Auswahl Maximalwert Phasenstrom; Schritt 24Selection of maximum value phase current; Step 24
2525th
erster Startversuch; erster Startvorgang; Schritt 25first attempt to start; first start process; Step 25
2626th
zweiter Startversuch; erster Startvorgang; Schritt 26second start attempt; first start process; Step 26
2727
dritter Startversuch; erster Startvorgang; Schritt 27third attempt to start; first start process; Step 27
2828
HalbbrückeHalf bridge
2929
High-Side-LeistungsschalterHigh-side circuit breaker
3030th
Low-Side-LeistungsschalterLow-side circuit breaker
3131
TreibereinheitDriver unit
3232
KontrolleinheitControl unit
3333
ElektromotorElectric motor
3434
AuswerteeinheitEvaluation unit
3535
Einheit zur Bestimmung einer RotorpositionUnit for determining a rotor position
3636
MesswiderstandMeasuring resistor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2008/0067961 A1 [0010]US 2008/0067961 A1 [0010]

Claims (10)

Verfahren zum Starten eines Elektromotors, bei welchem in einem ersten Betriebszustand (5) mit einem offenen Regelkreis Phasenströme mit einer vorgegebenen Amplitude und einer zunehmenden Frequenz erzeugt werden und wobei zeitlich nachfolgend ein Übergang von dem ersten Betriebszustand (5) in einen zweiten Betriebszustand (6) mit einem geschlossenen Regelkreis erfolgt, in welchem der Elektromotor drehzahlgeregelt betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tabelle mit mindestens zwei Werten für Amplituden von auszuwählenden Phasenströmen bereitgestellt wird, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein erster Startversuch des Elektromotors im ersten Betriebszustand (5) unter Auswahl eines ersten und kleinsten Wertes in der Tabelle durchgeführt wird, dass in einem zweiten Verfahrensschritt der Übergang vom ersten Betriebszustand (5) in einen zweiten Betriebszustand (6) erfolgt, dass in einem dritten Verfahrensschritt nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer Δt im zweiten Betriebszustand (6) eine Prüfung (17) der Funktionsweise des Elektromotors erfolgt, dass bei erfolgreicher Prüfung der Startvorgang des Elektromotors erfolgreich beendet ist, dass bei erfolgloser Prüfung ein weiterer Startversuch des Elektromotors im ersten Verfahrensschritt im ersten Betriebszustand (5) unter Auswahl eines zweiten Wertes in der Tabelle durchgeführt wird, dass der zweite und der dritte Verfahrensschritt wiederholt werden bis der Elektromotor erfolgreich gestartet ist oder ein Abbruchkriterium erreicht ist.Method for starting an electric motor, in which, in a first operating state (5) with an open control loop, phase currents with a predetermined amplitude and an increasing frequency are generated and with a subsequent transition from the first operating state (5) to a second operating state (6). takes place with a closed control loop in which the electric motor is operated with speed control, characterized in that a table with at least two values for amplitudes of phase currents to be selected is provided, that in a first method step a first attempt to start the electric motor in the first operating state (5) is selected of a first and smallest value in the table is carried out, that in a second process step the transition from the first operating state (5) to a second operating state (6) takes place, that in a third process step after a predetermined period of time Δt in the second operating mode stand (6) a test (17) of the functionality of the electric motor is carried out, that if the test is successful, the starting process of the electric motor is successfully completed, that if the test is unsuccessful, a further attempt to start the electric motor in the first process step in the first operating state (5) with selection of a second value it is carried out in the table that the second and the third method step are repeated until the electric motor has started successfully or a termination criterion has been reached. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abbruchkriterium ein Erreichen einer vorgegebenen Anzahl maximal zulässiger Startversuche ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a termination criterion is reaching a predetermined number of maximum permissible start attempts. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle zwei oder mehr Werte beinhaltet, wobei die Werte für Amplituden von auszuwählenden Phasenströmen gleich groß sein können oder wobei die Werte für Amplituden von auszuwählenden Phasenströmen unterschiedlich groß sind und mit ihrer fortlaufenden Nummerierung in der Tabelle in ihrem Wert der Amplitude ansteigen.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the table contains two or more values, wherein the values for amplitudes of phase currents to be selected can be the same or the values for amplitudes of phase currents to be selected are different and with their consecutive numbering in the table in their value of the amplitude increase. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer erfolgreichen Prüfung der Startvorgang des Elektromotors im dritten Verfahrensschritt ein Rücksetzen (18) von im Verfahrensablauf genutzter Variablen auf ihre Ausgangs- beziehungsweise Anfangswerte erfolgt, bevor das Verfahren im Schritt (19) mit einem erfolgreichen Start des Elektromotors beendet wird.Method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that in the event of a successful check of the starting process of the electric motor in the third method step, variables used in the method sequence are reset (18) to their initial values before the method is ended in step (19) with a successful start of the electric motor . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung (17) der Funktionsweise des Elektromotors im dritten Verfahrensschritt derart erfolgt, dass geprüft wird, ob der Elektromotor im zweiten Betriebszustand (6) mit einem geschlossenen Regelkreis arbeitet oder ob eine Drehzahl des Elektromotors innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereichs liegt.Method according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the check (17) of the functioning of the electric motor in the third process step is carried out in such a way that it is checked whether the electric motor in the second operating state (6) works with a closed control loop or whether a speed of the electric motor is within a predetermined speed range. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem weiteren Startversuch in einem Schritt (22) geprüft wird, ob der nächste Startversuch der letzte mögliche beziehungsweise erlaubte Startversuch ist, dass für den Fall des letzten möglichen Startversuchs ein höchster Wert für die Amplituden der Phasenströme aus der Tabelle gewählt und mit diesem Wert der Startversuch durchgeführt wird.Method according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that before the further start attempt it is checked in a step (22) whether the next start attempt is the last possible or permitted start attempt, that for the case of the last possible start attempt a highest value for the amplitudes of the phase currents is selected from the table and the start attempt is carried out with this value. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass im Schritt (22) festgestellt wird, dass der nächste Startversuch nicht der letzte mögliche Startversuch ist und in einem Schritt (23) ein Zähler der Startversuche um den Wert Eins erhöht wird.Method according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that in the event that it is determined in step (22) that the next start attempt is not the last possible start attempt and in a step (23) a counter of the start attempts is increased by the value one. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall eines erfolglosen Startversuchs in einem Schritt (21) eine Fehlermeldung erzeugt und ausgegeben wird.Method according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that in the event of an unsuccessful start attempt in a step (21) an error message is generated and output. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Betriebszustand (6) die Drehzahl des Elektromotors anhand eines Vorgabewerts geregelt wird.Method according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that in the second operating state (6) the speed of the electric motor is controlled using a default value. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeitdauer Δt weniger als 10 Sekunden, insbesondere 6 Sekunden beträgt.Method according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the predetermined time period Δt is less than 10 seconds, in particular 6 seconds.
DE102020104384.8A 2020-02-19 2020-02-19 Method for starting an electric motor Pending DE102020104384A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020104384.8A DE102020104384A1 (en) 2020-02-19 2020-02-19 Method for starting an electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020104384.8A DE102020104384A1 (en) 2020-02-19 2020-02-19 Method for starting an electric motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020104384A1 true DE102020104384A1 (en) 2021-08-19

Family

ID=77060575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020104384.8A Pending DE102020104384A1 (en) 2020-02-19 2020-02-19 Method for starting an electric motor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020104384A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021131375A1 (en) 2021-05-12 2022-11-17 Hanon Systems Method of starting an electric motor
DE102021211728A1 (en) 2021-10-18 2023-04-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Operation of an electric compressor with optimized starting current

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080067961A1 (en) 2006-09-20 2008-03-20 Yen-Chuan Chang Sensorless start-up method for driving a brushless dc motor
DE102008013521A1 (en) 2008-03-07 2009-09-10 Volkswagen Ag Sensorless, brushless direct current motor start-up controlling method for motor vehicle, involves starting variational methods of start-up parameter based on variable, where methods are continued until pre-defined condition is fulfilled
DE102016112872A1 (en) 2015-07-14 2017-01-19 Infineon Technologies Austria Ag Control unit for a free-running engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080067961A1 (en) 2006-09-20 2008-03-20 Yen-Chuan Chang Sensorless start-up method for driving a brushless dc motor
DE102008013521A1 (en) 2008-03-07 2009-09-10 Volkswagen Ag Sensorless, brushless direct current motor start-up controlling method for motor vehicle, involves starting variational methods of start-up parameter based on variable, where methods are continued until pre-defined condition is fulfilled
DE102016112872A1 (en) 2015-07-14 2017-01-19 Infineon Technologies Austria Ag Control unit for a free-running engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021131375A1 (en) 2021-05-12 2022-11-17 Hanon Systems Method of starting an electric motor
DE102021211728A1 (en) 2021-10-18 2023-04-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Operation of an electric compressor with optimized starting current

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008054487A1 (en) Control system for a multiphase electric lathe
DE102009046583A1 (en) Method for plausibilizing the torque of an electrical machine and machine controller for controlling an electrical machine and for carrying out the method
EP3278446B1 (en) Method for sensor-free position determination of the rotor of electronically commutated synchronous machines
DE102020104384A1 (en) Method for starting an electric motor
DE102004054504A1 (en) Method for automatically setting the commutation angle in brushless DC motors
DE102022118125A1 (en) Method for operating an electric motor
DE102008027720A1 (en) Method for sensorless position detection of electrical adjusting or positioning drive, involves determining position of rotor of direct current motor based on specific equation by comparing inductance stored in storage unit
EP3864746B1 (en) Method for determining the rotor position of a bldc motor
DE19518991A1 (en) Operating method for electronically commutated motor e.g. for motor vehicle idling flap control
DE10314696A1 (en) Device and method for rotor position detection of an electrical machine
EP3651347A2 (en) Method for controlling a permanent magnet synchronous motor, control device and vacuum apparatus
DE102021131375A1 (en) Method of starting an electric motor
DE102020100132A1 (en) Method for determining a rotor position of an electric motor
DE102018119729A1 (en) Method for driving an electric motor and electric motor
WO2020177794A1 (en) Method for the vibration-reduced operation of a bldc motor
EP3735741A1 (en) Method for operating an electric synchronous machine
DE102018119723A1 (en) Method for driving an electric motor and electric motor
DE102017201480A1 (en) Method for operating an electrical machine
EP3406027B1 (en) Device and method for controlling an electric machine
DE19926963A1 (en) Circuit for controlling current in phase coil of motor
DE102022103373A1 (en) Method for monitoring an electric motor
WO2024002412A1 (en) Method for operating an electric motor
DE102018130477A1 (en) Method for controlling an electric motor
WO2023143754A1 (en) Method for determining an advance control angle of a synchronous motor, and synchronous motor
DE102021206226A1 (en) Method for operating an electrical machine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication