DE19534423A1

DE19534423A1 - Starting and running control device e.g. for single-phase electric pump motor with permanent magnet rotor

Info

Publication number: DE19534423A1
Application number: DE19534423A
Authority: DE
Inventors: Wunnibald Kunz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-16
Filing date: 1995-09-16
Publication date: 1997-03-20

Abstract

A device to control the start-up and running of a single phase synchronous motor with a permanent magnet rotor has a sensor (10) to measure the rotor magnetic field and means (11 to 13) for phase control which switch the AC source (14) according to the sensor signal. The magnetic field of the current generated by the voltage in at least one stator winding generate a torque on the rotor in the desired direction of rotation, whereby the size of the current is limited by the phase control to a given value. For start-up, the phase control components are disconnected and are reconnected after a delay time.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Anlaufs und des Betriebs eines Einphasensynchronmotors mit permanentmagnetischem Rotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for controlling the Start-up and operation of a single-phase synchronous motor with permanent magnetic rotor according to the generic term of Claim 1.

State of the art

Weit verbreitet sind rein passiv betriebene, einphasige Synchronmotoren, die beispielsweise für den Antrieb von Pumpen kleiner Baugröße eingesetzt werden. Diese Synchronmotoren haben einen äußerst einfachen Aufbau und damit einen niedrigen Kostenaufwand. Wegen des schwierigen Anlaufs aufgrund der Massenträgheit der zu bewegenden Bauteile sind diese Motoren in ihrer Leistung auf 30 Watt begrenzt. Daher kommen sie beispielsweise für Umwälzpumpen in Geschirrspülern ohne den Einsatz von zusätzlichen Maßnahmen nicht in Frage.Purely passive, single-phase are widespread Synchronous motors that are used, for example, to drive Small size pumps can be used. This Synchronous motors have an extremely simple structure and thus a low cost. Because of the difficult Starting due to the inertia of the moving Components are these motors in their power to 30 watts limited. That is why they come in for circulation pumps, for example Dishwashers without the use of additional measures out of the question.

Eine solche Maßnahme kann beispielsweise eine spezielle Kupplung zwischen Motor und Pumpe sein, wobei auch die Pumpe einen speziellen Aufbau aufweist, jedoch der Anlauf ohne zusätzliche elektronische Hilfsmittel rein passiv erfolgt. Such a measure can, for example, be a special one Be coupling between motor and pump, including the pump has a special structure, but the start-up without additional electronic aids are purely passive.

Auch derartige Anordnungen von Synchronmotoren sind in ihrem Leistungsbereich beschränkt. Außerdem ist der Wirkungsgrad stark von der angelegten Spannung abhängig, wodurch der Synchronmotor bei einer bekannten Belastung auch für den ungünstigsten Betriebsspannungsbereich dimensioniert sein muß.Such arrangements of synchronous motors are in their Performance range limited. In addition, the efficiency highly dependent on the applied voltage, which makes the Synchronous motor with a known load also for the unfavorable operating voltage range got to.

Ebenfalls bekannt sind Synchronmotoren in mehrphasiger Ausführung, bei denen die Rotorstellung durch Sensoren, wie beispielsweise Hallsensoren erfaßt wird und bei denen die Wicklungen des Stators entsprechend der detektierten Rotorstellungen über Halbleiterschalter mit Spannung derart beaufschlagt werden, daß sich ein antreibendes Moment ergibt.Synchronous motors in multiphase are also known Version in which the rotor position by sensors, such as for example Hall sensors is detected and in which the Windings of the stator according to the detected Rotor positions via semiconductor switches with voltage such be charged that there is a driving moment.

Bekannt sind solche Motoren unter anderem als "elektronisch kommutierte Gleichstrommotoren". Die Sensoren sind bei elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren so angeordnet, daß diese das vom Statorstrom erzeugte Magnetfeld nicht mitmessen. Üblicherweise geschieht dies durch Verwendung von optischen Sensoren oder durch Verwendung eines Zusatzmagneten, der in einer gewissen Entfernung vom Rotormagneten auf der Rotorwelle befestigt ist und dessen Magnetfeld von den Hallsensoren erfaßt wird.Such motors are known inter alia as "electronic commutated DC motors ". The sensors are at electronically commutated DC motors arranged so that this does not affect the magnetic field generated by the stator current measure. This is usually done using optical sensors or by using a Additional magnet that is at a certain distance from the Rotor magnet is attached to the rotor shaft and its Magnetic field is detected by the Hall sensors.

Bei diesen Motoren wird in der Regel ein Sensor pro Phase verwendet, was eine eindeutige Detektion der Rotorstellung erlaubt. Dabei ist es für den Betrieb erleichternd, daß die Anwendung digitaler Sensoren möglich ist und selbst bei Fehlstellungen der Sensoren einen Betrieb ohne weiteres gewährleistet.These motors usually have one sensor per phase used what a unique detection of the rotor position allowed. It is easier for the company that the Application of digital sensors is possible and even at Malposition of the sensors an operation without further notice guaranteed.

Diese mehrphasigen Synchronmotoren erfordern aber sogenannte Gleichstrom- oder Gleichspannungszwischenkreise und Halbleitervollbrücken, was zu hohen Kosten führt, die bei einem Anwendungsfall, wie beispielsweise einer Umwälzpumpe in einem Geschirrspüler, nicht mehr akzeptiert werden können. However, these multi-phase synchronous motors require so-called DC or DC intermediate circuits and Semiconductor full bridges, which leads to high costs an application, such as a circulation pump in a dishwasher, can no longer be accepted.

Unabhängig von den Synchronmotoren in mehrphasiger Ausführung besteht bei einphasigen Synchronmotoren mit einem dauermagnetisch erregten Rotor ein weiterer Hauptnachteil darin, daß die Lebensdauer der Motoren verkürzt sein kann, wenn aufgrund von Anlaufproblemen oder Überlastungen im Betriebsfall der Rotor zeitweise mit kaum veränderter Position einem großen entgegengesetzten Statorfeld ausgesetzt ist. Dadurch kann eine Entmagnetisierung des Rotors auftreten, die den Wirkungsgrad stark herabsetzt und im äußersten Fall zum Ausfall des Motors führt.Independent of the synchronous motors in multi-phase execution exists for single-phase synchronous motors with one Permanent magnetically excited rotor is another major disadvantage in that the life of the motors can be shortened if due to start-up problems or overloads in the Operation of the rotor at times with little change Position exposed to a large opposite stator field is. This can demagnetize the rotor occur that greatly reduces the efficiency and in extreme case leads to engine failure.

Object and advantages of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Steuerung eines Einphasensynchronmotors mit permanentmagnetischem Rotor bereitzustellen, die einen sicheren Anlauf und Betrieb des Motors auch bei Bauformen mit hoher Leistung von über 100 Watt gewährleistet, mit einem geringen Kostenaufwand verbunden ist, das Magnetfeld des Stators insbesondere beim Anlauf so weit begrenzt, daß eine Entmagnetisierung des Rotormagneten vermieden werden kann und der Wirkungsgrad im Betrieb auf einem hohen Niveau eingeregelt wird.The invention has for its object a device for Control of a single-phase synchronous motor with to provide permanent magnetic rotor, the one Safe start-up and operation of the motor even with designs high power of over 100 watts guaranteed with one low cost, the magnetic field of the Stator so limited especially at startup that a Demagnetization of the rotor magnet can be avoided and operating efficiency at a high level is regulated.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben. Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Steuerung des Anlaufs und des Betriebs eines Synchronmotors mit permanentmagnetischem Rotor aus, wobei der Einphasensynchronmotor wenigstens eine in Reihe zu einer Wechselspannungsquelle geschaltete Statorwicklung umfaßt. Der Kerngedanke liegt nun darin, daß ein Sensor zur Messung des Magnetfelds des Rotors und Mittel zur Phasenanschnittsteuerung vorhanden sind, die die Wechselspannung der Quelle abhängig vom Magnetfeldsensorsignal derart schalten, daß ein Magnetfeld des durch die Spannung hervorgerufenen Stromes in der wenigstens einen Statorwicklung ein Moment auf den Rotor in Drehrichtung erzeugt. Die Größe des Stromes durch die wenigstens eine Statorwicklung soll durch die Phasenanschnittsteuerung auf einen vorgegebenen Wert begrenzt werden. Durch die Strombegrenzung wird erreicht, daß auch das Magnetfeld im Stator keine ungewollt hohen Werte erreicht. Unerwünscht wäre beispielsweise ein Magnetfeld von einer Größe, das in der Lage ist, den permanentmagnetischen Rotor ganz oder teilweise zu entmagnetisieren. Bei der Vorgabe des zulässigen Maximalstromwertes und entsprechend der Größe des maximalen Magnetfeldes ist es vorteilhaft, diese in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors vorzunehmen. Bei ansteigender Drehzahl ist der permanentmagnetische Rotor während einer immer kürzeren Zeitdauer einem aus Sicht des Rotors großen entgegengesetzten magnetischen Feldvektor des Stators ausgesetzt. Somit ist also die Gefahr einer Entmagnetisierung vermindert, so daß im Vergleich zur Anlaufphase mit niedrigerer Drehzahl ein größeres Magnetfeld und damit ein höherer Strom zugelassen werden kann. Bei Synchrondrehzahl des Motors laufen das erregende Magnetfeld des Stators und das Magnetfeld des Permanentmagneten synchron mit einem Winkelversatz von bestenfalls 90°, wodurch sich die Problematik der Entmagnetisierung weiter entschärft. In diesem Fall kann allerdings eine Begrenzung des Stromes durch die Statorwicklung auch aus Gründen einer thermischen Überbelastung notwendig sein. Die Realisierung einer Phasenanschnittssteuerung zur Strom- und damit Magnetfeldbegrenzung hat den Vorteil einer besonders preisgünstigen Lösung, da Standardbauteile eingesetzt werden können.This object is solved by the features of claim 1. In the subclaims are advantageous and expedient Developments of the device according to the invention specified. The invention relates to a device for controlling the Startup and operation of a synchronous motor with permanent magnetic rotor, the Single phase synchronous motor at least one in series to one AC voltage source switched stator winding. Of the The main idea is that a sensor for measuring the Magnetic field of the rotor and means for Leading edge control is available which the AC voltage of the source depending on Switch the magnetic field sensor signal such that a magnetic field of the current caused by the voltage in the at least one stator winding a moment on the rotor Direction of rotation generated. The size of the current through the at least one stator winding should be through the Phase control is limited to a predetermined value will. The current limitation ensures that that too Magnetic field in the stator did not reach undesirably high values. For example, a magnetic field of one would be undesirable Size that is capable of the permanent magnetic rotor to demagnetize completely or partially. When specifying the permissible maximum current value and according to the size of the maximum magnetic field, it is advantageous to use this in Depending on the speed of the rotor. At increasing speed is the permanent magnetic rotor during an ever shorter period of time from the point of view of the Rotor 's large opposite magnetic field vector Exposed to stator. So the danger is one Demagnetization reduced, so that compared to Start-up phase with lower speed a larger magnetic field and thus a higher current can be allowed. At Synchronous speed of the motor run the exciting magnetic field of the stator and the magnetic field of the permanent magnet synchronously with an angular offset of 90 ° at best, which makes the Demagnetization problem further alleviated. In In this case, however, the current can be limited by the stator winding also for thermal reasons Overload may be necessary. The realization of a Phase control for current and thus Magnetic field limitation has the advantage of a special one inexpensive solution, since standard components are used can.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn beim Anlauf des Rotors aus dem Stillstand entsprechend der Polarität des gemessenen Magnetfeldes und der gewünschten Drehrichtung die Mittel zur Phasenanschnittsteuerung bei einer positiven bzw. negativen Wechselspannungshalbwelle freigegeben werden. Weiterhin ist es dabei günstig, wenn die freigegebenen Mittel zur Phasenanschnittsteuerung die Wechselspannung nach Ablauf einer Verzögerungszeit zuschalten und die Wechselspannung wieder abschalten, sobald der durch die Wechselspannung getriebene Strom auf Null abgefallen ist. Damit kann aus dem Verhältnis eines Abschnitts einer Wechselspannungshalbwelle zur vollständigen Wechselspannungshalbwelle die Größe des Stroms durch die Statorwicklung und somit die Größe des Statorwicklungsmagnetfelds festgelegt werden. Auf diese Weise ist es möglich, zunächst mit einem niedrigen Stromniveau zu beginnen, indem die Verzögerungszeit bis zum Zuschalten der Wechselspannung groß gemacht wird, wodurch die unter dem Wechselspannungsabschnitt wirkende Spannungs-Zeitfläche klein bleibt. Die Verzögerungszeit bis zum Zuschalten der Wechselspannung kann nun Schritt für Schritt erhöht werden, wobei der Rotor in eine Pendelbewegung gerät, also immer mehr Bewegungsenergie aufnimmt, da er nur entsprechend der Abschnitte der Wechselspannungshalbwellen zeitweise mit einem Magnetfeld der Statorwicklung beaufschlagt wird. Das Anpendeln kann so lange fortgesetzt werden, bis der Rotor in der gewünschten Drehrichtung sich über einen Winkel von 90° weitergedreht hat. Dabei wird durch das oben beschriebene Schaltverhältnis der maximale Strom durch die Statorwicklung begrenzt. Es ist somit auf jeden Fall sichergestellt, daß der permanentmagnetische Rotor keinem zu großen entgegengesetzten Magnetfeld der Statorwicklung ausgesetzt ist.It is also advantageous if off when the rotor starts the standstill according to the polarity of the measured Magnetic field and the desired direction of rotation Phase control for a positive or negative AC half wave are released. Still is it is favorable if the released funds for Phase control the AC voltage after expiration switch on a delay time and the AC voltage switch off again as soon as the AC voltage driven current has dropped to zero. So that from the Ratio of a section of an AC half wave for the full AC half wave the size of the Current through the stator winding and thus the size of the Stator winding magnetic field can be set. In this way it is possible to start with a low current level begin by adding the delay time until the AC voltage is made large, which means that under the AC voltage section acting voltage-time area small remains. The delay time before the AC voltage can now be increased step by step whereby the rotor starts to oscillate, so more and more Absorbs kinetic energy, since it only corresponds to the Sections of the AC half-waves at times with a Magnetic field of the stator winding is applied. The Pendulum can continue until the rotor in the desired direction of rotation over an angle of 90 ° has continued to shoot. It is described by the above Switching ratio of the maximum current through the stator winding limited. It is thus ensured in any case that the permanent magnetic rotor not too large opposite Magnetic field of the stator winding is exposed.

Weiterhin ist es von Vorteil, daß zur Festlegung der Position des Rotormagnetfeldes bei in gewünschter Drehrichtung laufendem Rotor Mittel für eine Echtzeitbestimmung des Betrages und der Steigung aus dem gemessenen Magnetfeldsensorsignal des Rotors vorhanden sind. Durch die Kenntnis der Position des Rotormagnetfeldes lassen sich darauf bezogene, periodisch auftretende Zeitausschnitte für eine Freigabe der Mittel zur Phasenanschnittsteuerung festlegen, wobei die freigegebenen Mittel zur Phasenanschnittsteuerung wiederum nach einer Verzögerungszeit die Wechselspannung zuschalten und, nachdem der durch die Wechselspannung getriebene Strom auf Null abgefallen ist, wieder abschalten. Die Zeitausschnitte sind dabei so zu legen, daß das Magnetfeld des durch die Abschnitte der Wechselspannungshalbwellen hervorgerufenen Stromes in der Statorwicklung ein Moment auf den Rotor in Drehrichtung erzeugt. Dabei läßt sich über die Festlegung der Verzögerungszeit bis zum Zuschalten der Wechselspannung das Stromniveau wiederum so einstellen, daß problematische Magnetfeldverhältnisse für den Rotor nicht zustande kommen. Durch das Einführen der Zeitausschnitte kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einfacher Weise an die Induktivität bzw. die Gesamtimpedanz des Synchronmotors angepaßt werden. Die Zeitausschnitte bewirken nämlich, daß der durch die Abschnitte der Wechselspannungshalbwellen erst mit einer Zeitverzögerung, die durch die Impedanz des Synchronmotors verursacht wird, hervorgerufene Strom kein Magnetfeld erzeugt, das auf den Rotor gegen die Drehrichtung ein Moment ausübt.Furthermore, it is advantageous that to determine the position of the rotor magnetic field with in the desired direction of rotation running rotor means for a real time determination of the Amount and the slope from the measured Magnetic field sensor signal of the rotor are present. Through the Knowledge of the position of the rotor magnetic field can be related, periodically occurring time segments for a release of the means for phase control set, with the released funds for Phase control again after a delay time connect the AC voltage and, after that by the AC driven current has dropped to zero, switch off again. The time slots are so too place that the magnetic field of the through the sections of the AC half-waves caused current in the Stator winding a moment on the rotor in the direction of rotation generated. It can be determined by the Delay time until the AC voltage is switched on Adjust the current level so that problematic Magnetic field conditions for the rotor do not come about. By introducing the time segments, the device according to the invention to the Inductance or the total impedance of the synchronous motor be adjusted. The time segments cause that the first through the sections of the AC half-waves with a time delay caused by the impedance of the Synchronous motor is caused, no current Magnetic field generated that on the rotor against the direction of rotation exerts a moment.

Desweiteren ist es besonders günstig, daß die Breite der Zeitausschnitte an die Drehzahl des Rotors angepaßt ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Magnetfeld des Stators durch den zeitverzögert einsetzenden Strom sich nicht verspätet oder verfrüht aufbaut und eine bremsende Wirkung auf den Rotor ausübt. Beispielsweise wird bei steigender Drehzahl des Rotors die Zeitspanne, in der das Statormagnetfeld ein in Drehrichtung wirkendes Moment aufzubauen vermag, immer kürzer, weshalb der Zeitbereich für die Initialisierung eines Statormagnetfeldes, also die Breite der Zeitausschnitte, entsprechend verkürzt werden sollte, um ein erneutes Langsamerwerden des Rotors zu verhindern. Furthermore, it is particularly favorable that the width of the Time segments are adapted to the speed of the rotor. On this prevents the magnetic field of the stator due to the delayed current builds up too late or too early and has a braking effect exerts on the rotor. For example, with increasing Speed of the rotor the time span in which the Stator magnetic field a moment acting in the direction of rotation is able to build up ever shorter, which is why the time range for the initialization of a stator magnetic field, i.e. the width the time segments should be shortened accordingly prevent the rotor from slowing down again.

Ebenso ist es besonders günstig, daß bei Synchrondrehzahl des Rotors die periodisch auftretenden Zeitabschnitte, in denen die Mittel zur Phasenanschnittsteuerung freigegeben werden und zeitverzögerte Spannungsabschnitte bereitstellen, bezüglich des Magnetfeldsensorsignals des Rotors so phasenverschoben sind, daß zwischen dem Magnetfeld des durch die Spannungsabschnitte hervorgerufenen Stroms in der Statorwicklung und dem Magnetfeld des Rotors ein Phasenwinkel von Φ ∼ 90° in Drehrichtung auftritt. Indem die Feldvektoren des Rotor- und Statormagnetfeldes eine Phasenverschiebung von 90° aufweisen, kann ein maximal möglicher Wirkungsgrad erzielt werden, da bei diesem Winkel die optimale Momentenübertragung stattfindet. Der hohe Wirkungsgrad bleibt auch dann erhalten, wenn Lastschwankungen am Motor auftreten oder Änderungen der Betriebsspannung vorhanden sind, da die Mittel zur Phasenanschnittsteuerung den gewünschten Winkel von 90° ständig nachregeln.It is also particularly favorable that the synchronous speed of the Rotors the periodic periods in which the means for phase control are released and provide delayed voltage sections, with respect to the magnetic field sensor signal of the rotor are out of phase that between the magnetic field of the voltage sections caused in the current Stator winding and the magnetic field of the rotor a phase angle occurs from Φ ∼ 90 ° in the direction of rotation. By the Field vectors of the rotor and stator magnetic field one Phase shift of 90 ° can be a maximum possible efficiency can be achieved because at this angle the optimal torque transmission takes place. The height Efficiency is maintained even when the load fluctuates occur on the motor or changes in the operating voltage are present because the means for phase control constantly readjust the desired angle of 90 °.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Phasenwinkel zwischen dem Magnetfeld des Rotors und dem Magnetfeld der Statorwicklung aus dem Verlauf des Stromes durch die Statorwicklung und aus dem Verlauf des Magnetfeldsensorsignals des Rotors gewonnen. Dazu werden die zeitlichen Abstände der Extrema der beiden Signalverläufe verglichen, wobei die räumliche Anordnung des Sensors am Rotor zu berücksichtigen ist. Das Verwenden der Signalverlaufextrema hat gegenüber einer Methode, die beispielsweise die Nulldurchgänge der Signale detektiert, den Vorteil, daß der Offset eines Sensors zur Magnetfeldmessung keine Fehlbestimmung herbeiführt und der zeitliche Schwerpunkt der Strom-Zeitfläche erfaßt wird, der neben der Höhe für das mittlere Moment maßgebend ist.In a particularly advantageous embodiment of the Invention is the phase angle between the magnetic field of the Rotor and the magnetic field of the stator winding from the course the current through the stator winding and from the course of the Magnetic field sensor signal obtained from the rotor. To do this, the time intervals of the extremes of the two signal curves compared, the spatial arrangement of the sensor on Rotor must be considered. Using the Signal waveform extremes compared to a method that For example, the zero crossings of the signals are detected Advantage that the offset of a sensor for magnetic field measurement does not cause a wrong determination and the temporal Center of gravity of the current time area is recorded, in addition to Height is decisive for the middle moment.

Desweiteren ist es vorteilhaft, wenn der Sensor zur Messung des Rotormagnetfeldes ein Hallsensor ist, da Hallsensoren preisgünstig erhältlich sind. Furthermore, it is advantageous if the sensor for measurement of the rotor magnetic field is a Hall sensor, because Hall sensors are inexpensively available.

Weiterhin ist es günstig, wenn der Hallsensor interferenzfrei zum Feld der wenigsten einen Statorwicklung angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Fehlmessung ausgeschlossen und nur das Feld des Rotors bestimmt.It is also advantageous if the Hall sensor is free of interference a stator winding is arranged for the field of at least one. In this way, an incorrect measurement is excluded and only determines the field of the rotor.

Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn die Magnetfeldlinien des Rotors über Flußleitbleche zum Hallsensor geführt werden. Dadurch muß der Hallsensor nicht unmittelbar an den Rotormagneten angebracht werden, sondern kann in gewissem Abstand dazu angeordnet sein und dennoch ein ausreichendes Magnetfeld empfangen.It can also be advantageous if the magnetic field lines of the rotor are guided to the Hall sensor via flux guide plates. As a result, the Hall sensor does not have to be directly connected to the Rotor magnets are attached, but can in some ways Distance to be arranged and still sufficient Magnetic field received.

Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn der Sensor beliebig angeordnet ist und das Übersprechen des Magnetfeldes der Statorwicklung durch den Verlauf des Stromes durch die wenigstens eine Statorwicklung herausgerechnet wird. Auf diese Weise kann Konstruktionsvorgaben Rechnung getragen werden, die dazu führen, daß der Hallsensor nicht an einer zum Statormagnetfeld interferenzfreien Stelle angeordnet werden kann.It can also be advantageous if the sensor is arbitrary is arranged and the crosstalk of the magnetic field Stator winding through the course of the current through the at least one stator winding is excluded. On this way, design specifications can be taken into account be that cause the Hall sensor not to a arranged to the stator magnetic field without interference can be.

Außerdem ist es bevorzugt wenn die Mittel zur Phasenanschnittssteuerung eine Elektronikeinheit, einen Halbleiterschalter, wie z. B. einen Triac und eine Einheit zur Messung des Stromes durch die wenigstens eine Statorwicklung umfassen. Weiterhin ist es günstig, wenn die Einheit zur Messung des Stromes durch die wenigstens eine Statorwicklung einen Shunt beinhaltet. Auf diese Weise werden zur Realisierung der Phasenanschnittsteuerung nur Standardbauteile verwendet, was die Herstellungskosten niedrig hält.It is also preferred if the means for Phase control an electronics unit, one Semiconductor switches, such as. B. a triac and a unit for Measurement of the current through the at least one stator winding include. Furthermore, it is advantageous if the unit for Measurement of the current through the at least one stator winding includes a shunt. In this way Realization of phase control only Standard components used what the manufacturing cost keeps low.

Desweiteren ist es von besonderem Vorteil wenn die Einheit zur Messung des Stromes durch die wenigstens eine Statorwicklung einen Hallsensor beinhaltet. Damit kann die Strommessung potentialfrei durchgeführt werden, was für manche untengenannte Anwendungsfälle notwendig ist. Furthermore, it is particularly advantageous if the unit to measure the current through the at least one Stator winding includes a Hall sensor. So that Current measurement can be carried out floating, what some of the applications below is necessary.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Elektronikeinheit zur Ansteuerung des Halbleiterschalters, zur Verarbeitung des Magnetfeldsensorsignals des Rotors sowie des Signals der Einheit zur Messung des Stromes und zur Verarbeitung des Signalverlaufes der Wechselspannungsquelle ausgelegt ist. Damit erfaßt die Elektronikeinheit alle zur Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung notwendigen Parameter.It is also advantageous if the electronics unit for Control of the semiconductor switch, for processing the Magnetic field sensor signal of the rotor and the signal of the Unit for measuring the current and processing the Signal curve of the AC voltage source is designed. The electronics unit thus detects all for controlling the device according to the invention necessary parameters.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Elektronikeinheit der ungenutzte Teil der Elektronikeinheit eines anderen Systems. Auf diese Weise lassen sich Herstellungskosten für die Steuerung eines Einphasensynchronmotors erheblich senken, wenn in einem motorisch betriebenen Haushaltsgerät, z. B. einer Waschmaschine oder einem Geschirrspüler, ein ohnehin vorhandener Mikroprozessor, der nicht voll ausgenutzt ist, für diese Aufgabe eingesetzt wird.In a particularly advantageous embodiment, the Electronics unit the unused part of the electronics unit of another system. This way Manufacturing costs for controlling a Reduce single-phase synchronous motor significantly when in one motor-operated household appliance, e.g. B. one Washing machine or dishwasher, one anyway existing microprocessor that is not fully used, is used for this task.

Schließlich bringt es Vorteile, wenn das Magnetfeldsensorsignal des Rotors, das Signal zur Einheit der Messung des Stromes und das für die Elektronikeinheit zur Verfügung stehende Signal der Wechselspannungsquelle potentialfrei erfaßt und das Signal zur Ansteuerung der Halbleiter potentialfrei geschaltet ist. Dies ist insbesondere dann nötig, wenn als Elektronikeinheit der ungenutzte Teil der Elektronikeinheit eines anderen Systems ausgenutzt wird, um damit Querströme aufgrund unterschiedlicher Betriebsspannungsniveaus zu vermeiden, und vor allem den erforderlichen Schutz gegen elektrische Schläge zu gewährleisten.After all, there are advantages to that Magnetic field sensor signal of the rotor, the signal to the unit of Measurement of the current and that for the electronics unit Available signal from the AC voltage source potential-free and the signal to control the Semiconductor is switched floating. This is especially necessary if the electronics unit is the unused part of the electronics unit of another system is exploited to cause cross currents to avoid different operating voltage levels, and especially the necessary protection against electric shocks to guarantee.

drawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is in the drawings shown and in the description below Details of further advantages and details explained. It demonstrate

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des Anlaufs und des Betriebs eines Einphasensynchronmotors mit einem Einphasensynchronmotor, der einen permanentmagnetischen Rotor besitzt, in einer schematischen Ansicht, Fig. 1 shows an inventive apparatus for controlling the start-up and operation of a single-phase synchronous with a single phase synchronous motor having a permanent magnet rotor, in a schematic view,

Fig. 2a und Fig. 2b den Einphasensynchronmotor mit Stator und permanentmagnetischem Rotor in der Vorderansicht und in der Draufsicht mit schematisch angedeutetem Feldlinienverlauf, Fig. 2a and Fig. 2b shows the single phase synchronous motor with a permanent-magnet stator and rotor in the front view and in plan view with a schematically indicated field line course,

Fig. 3 einen Einphasensynchronmotor mit permanentmagnetischem Rotor in der geschnittenen Seitenansicht und mit schematisch dargestellten Feldlinien, Fig. 3 shows a single phase synchronous motor with a permanent rotor in the sectional side view and schematically illustrated field lines,

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf eines Hallsensorsignals als Magnetfeldsensorsignal eines Rotors und Fig. 4 shows the time course of a Hall sensor signal as a magnetic field sensor signal of a rotor and

Fig. 5 das Sensorsignal aus Fig. 4 mit angedeutetem Offsetbereich. FIG. 5 shows the sensor signal from FIG. 4 with an indicated offset area.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung eines Einphasensynchronmotors und ein Einphasensynchronmotor mit permanentmagnetischem Rotor dargestellt. Der Einphasensynchronmotor 1 umfaßt einen Stator 2 auf dessen beiden Polen 3, 4 zwei Spulen 5, 6 sitzen, die in Reihe geschaltet die Statorwicklung bilden und die Anschlußleitungen 7, 8 besitzen sowie einen permanentmagnetischen Rotor 9 mit Nord- und Südpol, dessen stromlose Einrastlage durch den ausgezogenen Pfeil dargestellt ist. Durch verschiedene Maßnahmen kann die Einrastlage wie in Fig. 1 gezeigt um wenige Winkelgrade von der idealen horizontalen Lage, die durch die X-Achse des in Fig. 1 eingezeichneten Koordinatensystems verdeutlicht ist, abweichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des Synchronmotors beinhaltet einen Hallsensor 10 einen Halbleiterschalter 11, wie beispielsweise einen Triac, eine Einheit 12 zur Messung des Stromes durch die Wicklung 5, 6 des Stators 2, wie z. B. einen Shunt oder ein weiterer Hallsensor, sowie eine Elektronikeinheit 13 zur Ansteuerung des Halbleiterschalters 11. Die Elektronikeinheit 13 realisiert eine Phasenanschnittsteuerung. Deren Regelparameter zur Ansteuerung des Halbleiterschalters 11 sind die Verläufe der Signale des Hallsensors 10 und der Einheit zur Messung des Stromes 12 durch die Wicklung 5, 6 des Stators 2 sowie der Verlauf des Signals der Wechselspannungsquelle 14. Die Wechselspannungsquelle 14, die Statorwicklung 5, 6 mit den Anschlußleitungen 7, 8, der Halbleiterschalter 11 sowie die Einheit zur Messung des Stromes 12 sind in Reihe geschaltet.In Fig. 1, an embodiment of the device according to the invention for controlling a single-phase synchronous permanent magnetic rotor and a single-phase synchronous with. The single-phase synchronous motor 1 comprises a stator 2 on the two poles 3 , 4 of which two coils 5 , 6 are seated, which in series form the stator winding and have the connecting lines 7 , 8 and a permanent-magnet rotor 9 with north and south poles, the current-free latching position of which the solid arrow is shown. Through various measures, the snap-in position, as shown in FIG. 1, can deviate by a few angular degrees from the ideal horizontal position, which is illustrated by the X-axis of the coordinate system shown in FIG. 1. The inventive device for controlling the synchronous motor includes a Hall sensor 10, a semiconductor switch 11 , such as a triac, a unit 12 for measuring the current through the winding 5 , 6 of the stator 2 , such as. B. a shunt or another Hall sensor, and an electronics unit 13 for controlling the semiconductor switch 11 . The electronics unit 13 realizes a phase control. Their control parameters for controlling the semiconductor switch 11 are the profiles of the signals from the Hall sensor 10 and the unit for measuring the current 12 through the winding 5 , 6 of the stator 2, and the profile of the signal from the AC voltage source 14 . The AC voltage source 14 , the stator winding 5 , 6 with the connecting lines 7 , 8 , the semiconductor switch 11 and the unit for measuring the current 12 are connected in series.

Der Position des Hallsensors 10 kommt eine besondere Bedeutung zu. Im Ausführungsbeispiel ist der Sensor 10 so angeordnet, daß er lediglich das Rotorfeld aber nicht das Feld der Statorwicklung mißt. Der Feldverlauf für die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist in den Fig. 2a und 2b nochmals schematisch aufgezeigt. Fig. 2a zeigt einen Ausschnitt des Feldverlaufs zwischen den Polen 3, 4 des Stators 2. Fig. 2b veranschaulicht den Feldverlauf des Rotors durch einige schematisch dargestellte Feldlinien. In beiden Figuren ist der Hallsensor 10 mit seiner empfindlichen Achse 15 eingezeichnet. Lediglich Feldkomponenten, die parallel zur empfindlichen Achse 15 verlaufen, erzeugen ein Hallsensorsignal. Wie in Fig. 2a ersichtlich ist, besitzen die Feldlinien zwischen den Polen des Stators 2 im Bereich des Hallsensors keine Komponente, die parallel zur empfindlichen Achse 15 verläuft. Daher wird das Statorfeld nicht mitgemessen. Dagegen besitzen die Feldlinien des Rotors an der Position des Hallsensors fast ausschließlich Feldkomponenten, die parallel zur empfindlichen Achse 15 stehen und werden daher vom Hallsensor voll erfaßt. Fig. 3 zeigt eine weitere Positionsmöglichkeit des Hallsensors, die eine interferenzfreie Messung des Rotorfeldes gewährleistet. Die in Fig. 3 eingezeichnete Position des Hallsensors 10 kann außerdem den Vorteil haben, daß der Hallsensor auf einer Leiterplatte integriert in einfacher Weise in diese Position gebracht werden kann.The position of the Hall sensor 10 is of particular importance. In the exemplary embodiment, the sensor 10 is arranged such that it only measures the rotor field but not the field of the stator winding. The field profile for the arrangement shown in FIG. 1 is shown again schematically in FIGS. 2a and 2b. Fig. 2a shows a detail of the field distribution between the poles 3, 4 of the stator 2. Fig. 2b illustrates the field profile of the rotor by some schematically illustrated field lines. Hall sensor 10 is shown with its sensitive axis 15 in both figures. Only field components that run parallel to the sensitive axis 15 generate a Hall sensor signal. As can be seen in FIG. 2 a , the field lines between the poles of the stator 2 in the region of the Hall sensor have no component that runs parallel to the sensitive axis 15 . The stator field is therefore not measured. In contrast, the field lines of the rotor at the position of the Hall sensor have almost exclusively field components that are parallel to the sensitive axis 15 and are therefore fully detected by the Hall sensor. Fig. 3 shows a further position possibility of the Hall sensor, which ensures interference-free measurement of the rotor field. The position of the Hall sensor 10 shown in FIG. 3 can also have the advantage that the Hall sensor can be easily integrated into this position on a printed circuit board.

Fig. 4 zeigt das Signal des Hallsensors über der Zeitachse t aufgetragen. Das Signal ist sinusförmig, wobei die Position des Rotors nur eindeutig bestimmt werden kann, wenn neben dem Vorzeichen und dem Betrag des Signals auch die Steigung an einem bestimmten Punkt ermittelt wird. Beispielsweise gibt es für einen Betrag von 0,5 (beliebige Einheiten) mit positivem Vorzeichen 2 Punkte 16 und 17, die jedoch eine positive und negative Steigung aufweisen. Fig. 4 shows the signal of the Hall sensor plotted against the time axis t. The signal is sinusoidal, and the position of the rotor can only be clearly determined if, in addition to the sign and the amount of the signal, the slope at a certain point is also determined. For example, for an amount of 0.5 (any units) with a positive sign, there are 2 points 16 and 17 , which, however, have a positive and negative slope.

Fig. 5 demonstriert ein Problem von Hallsensoren in einer günstigen Preiskategorie, die einen Offset aufweisen, der das Signal im Bereich b verschieben kann, so daß insbesondere in der Gegend eines Nulldurchgangs (Meßpunkt 18) eine Unsicherheit über das tatsächliche Vorzeichen des gemessen Hallsensorsignals besteht. Die Drehrichtung des Rotors kann gar nicht erfaßt werden. Fig. 5 demonstrates a problem of Hall sensors in a low price category, which have an offset that can shift the signal in the range b, so that there is an uncertainty about the actual sign of the measured Hall sensor signal, especially in the vicinity of a zero crossing (measuring point 18 ). The direction of rotation of the rotor cannot be detected at all.

Operation of the device according to the invention

Befindet sich der Rotor 9 im Stillstand und sind die Spulen 5, 6 unbestromt, weist der Rotor 9 eine Rastlage auf, die um wenige Grade von der X-Richtung des Koordinatensystems abweicht. Dies ist durch verschiedene Maßnahmen, die hier nicht im einzelnen erläutert werden sollen, möglich. Es sei vorausgesetzt, daß der Hallsensor 10 ein positives Signal sendet, wenn die Pfeilspitze des durchgezogenen Pfeiles, der die Lage des Nord- und Südpols des Permanentmagneten symbolisiert, sich im ersten und zweiten Quadranten befindet, wohingehend ein negatives Signal abgegeben wird, wenn die Pfeilspitze auf den dritten oder vierten Quadranten des Koordinatensystems zeigt. Weiterhin soll angenommen werden, daß ein positiver Strom einen in X-Richtung zeigenden Feldvektor des Statorfeldes erzeugt, ein negativer Strom einen entsprechend entgegengesetzten Feldvektor. Um den Rotor 9 im Uhrzeigersinn anlaufen zu lassen wird die Elektronikeinheit 13 der Phasenanschnittsteuerung bei einer positiven Wechselspannungshalbwelle freigegeben, die einen positiven Strom treibt, der wiederum ein magnetisches Feld in den Spulen 5, 6 erzeugt, dessen Feldvektor in die positive X- Richtung zeigt und auf den Rotor im Uhrzeigersinn ein Moment ausübt. Durch eine vorgegebene Verzögerungszeit schaltet die Elektronikeinheit 13 über den Halbleiterschalter 11 nicht die vollständige positive Wechselspannungshalbwelle durch, sondern lediglich einen Abschnitt der Wechselspannungshalbwelle, der nach der vorgegebenen Verzögerungszeit noch verbleibt. (Vorausgesetzt sei hier, daß die Spannung durch den Halbleiterschalter abgeschaltet wird, sobald der durch die Spannung getriebene Strom auf Null abgefallen ist.) Dieser Abschnitt der Wechselspannungshalbwelle wird somit einen geringeren Strom und ein geringeres Feld erzeugen als die volle Halbwelle. Durch das Moment im Uhrzeigersinn wird sich der Rotor beispielsweise in die gestrichelte Pfeilstellung bewegen. Durch Wiederholen dieses Vorgangs und durch Erhöhen des Spulenstroms mittels Verkürzen der Verzögerungszeit wird eine Pendelbewegung verursacht, die den Rotor nach kurzer Zeit um einen Winkel von < 90° im Uhrzeigersinn weiterdreht. Bei einem derartigen Anlauf kann der Maximalstrom begrenzt werden, so daß die Feldanteile in entgegengesetzter Feldrichtung zum Permanentmagneten des Rotors 9 diesen nicht entmagnetisieren können. If the rotor 9 is at a standstill and the coils 5 , 6 are deenergized, the rotor 9 has a detent position that deviates by a few degrees from the X direction of the coordinate system. This is possible through various measures, which will not be explained in detail here. It is assumed that the Hall sensor 10 sends a positive signal when the arrowhead of the solid arrow, which symbolizes the position of the north and south poles of the permanent magnet, is in the first and second quadrants, whereas a negative signal is emitted when the arrowhead points to the third or fourth quadrant of the coordinate system. Furthermore, it should be assumed that a positive current generates a field vector of the stator field pointing in the X direction, and a negative current generates a correspondingly opposite field vector. In order to start the rotor 9 in a clockwise direction, the electronic unit 13 of the phase control is released in the event of a positive alternating voltage half-wave, which drives a positive current, which in turn generates a magnetic field in the coils 5 , 6 , the field vector of which points in the positive X direction and exerts a moment on the rotor clockwise. Due to a predefined delay time, the electronic unit 13 does not switch through the complete positive AC voltage half-wave via the semiconductor switch 11 , but rather only a section of the AC voltage half-wave that remains after the predetermined delay time. (Assume here that the voltage is switched off by the semiconductor switch as soon as the current driven by the voltage has dropped to zero.) This section of the AC half-wave will thus generate a lower current and a smaller field than the full half-wave. The clockwise moment will cause the rotor to move into the dashed arrow position, for example. By repeating this process and by increasing the coil current by shortening the delay time, an oscillating movement is caused, which after a short time rotates the rotor clockwise by an angle of <90 °. During such a start-up, the maximum current can be limited so that the field components in the opposite field direction to the permanent magnet of the rotor 9 cannot demagnetize it.

Beginnt sich nun der Rotor durch diese Anlaufprozedur langsam im Uhrzeigersinn zu drehen, wird mit Hilfe des Hallsensors die Position des Magnetfeldes des Rotors bestimmt, indem aus dem Hallsensorsignal der Betrag, das Vorzeichen und die Steigung berechnet werden. In Bezug auf die Position des Magnetfeldes des Rotors werden nun Zeitausschnitte festgelegt, in denen die Elektronikeinheit 13 eine Freigabe des Halbleiterschalters vornimmt und nach einer Zeitverzögerung diesen wiederum durchschaltet, so daß Abschnitte von Wechselspannungshalbwellen entstehen, die einen Strom in der Statorwicklung hervorrufen, dessen Feld ein Moment auf den Rotor in der gewünschten Drehrichtung, also im Uhrzeigersinn, erzeugt. Beispielsweise wird in einem Bereich von - 20% bis + 90% des maximalen Amplitudenwertes des Hallsensorsignals und bei positiver Steigung (der Rotor befindet sich bei einer Drehung im Uhrzeigersinn beim Übergang vom dritten in den vierten Quadranten) die Elektronikeinheit den Halbleiterschalter für eine positive Spannungshalbwelle freigeben und diese nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit durchschalten. Damit liegt ein Abschnitt einer positiven Wechselspannungshalbwelle an der Wicklung des Stators, die einen positiven Strom treibt und ein Feld mit einem mittleren Feldvektor in positiver X- Richtung im Stator erzeugt. Durch die vorgegebene Verzögerungszeit und durch die Zeitkonstante bis zum Stromaufbau, die durch die Induktivität und den Wirkwiderstand der Statorwicklung bestimmt wird, baut sich das Statorfeld erst dann auf, wenn der Rotor sich in den zweiten oder den ersten Quadranten des Koordinatensystems weiterbewegt hat, womit ein Moment in Drehrichtung auf den Rotor ausgeübt wird. Beginnt sich der Rotor dadurch schneller zu drehen, müssen die Zeitabschnitte, in denen die Elektronikeinheit den Halbleiterschalter 11 freigibt, verkürzt werden, damit der Feldaufbau rechtzeitig erfolgt, bevor der Rotor sich in den nachfolgenden Quadranten weitergedreht hat. If the rotor now begins to slowly turn clockwise as a result of this start-up procedure, the position of the magnetic field of the rotor is determined with the aid of the Hall sensor by calculating the amount, the sign and the slope from the Hall sensor signal. With regard to the position of the magnetic field of the rotor, time segments are now defined in which the electronic unit 13 releases the semiconductor switch and, after a time delay, switches it on again, so that sections of alternating voltage half-waves arise which produce a current in the stator winding, the field of which Moment on the rotor in the desired direction of rotation, i.e. clockwise. For example, in a range from - 20% to + 90% of the maximum amplitude value of the Hall sensor signal and in the event of a positive slope (the rotor is in a clockwise rotation during the transition from the third to the fourth quadrant), the electronic unit will release the semiconductor switch for a positive voltage half-wave and switch them through after a predetermined delay time. A section of a positive alternating voltage half-wave is thus on the winding of the stator, which drives a positive current and generates a field with a central field vector in the positive X direction in the stator. Due to the specified delay time and the time constant until the current build-up, which is determined by the inductance and the effective resistance of the stator winding, the stator field only builds up when the rotor has moved further into the second or the first quadrant of the coordinate system, with which Moment in the direction of rotation is exerted on the rotor. If the rotor begins to rotate faster as a result, the time periods in which the electronic unit releases the semiconductor switch 11 must be shortened so that the field is built up in good time before the rotor has continued to rotate in the subsequent quadrants.

Ist der Rotor auf diese Weise auf synchrone Drehzahl beschleunigt worden, bestimmt die Elektronikeinheit den Phasenwinkel zwischen Statorfeld und Rotorfeld aus dem Verlauf des Stromes durch die Statorwicklung und aus dem Magnetfeldsensorsignal des Rotors unter Berücksichtigung der räumlichen Anordnung des Hallsensors am Rotor. Die Zeitabschnitte werden dann derart bezüglich des Magnetfeldsensorsignals des Rotors phasenverschoben, daß zwischen dem Magnetfeld des Rotors und dem Magnetfeld des Stators ein Winkel von 90° in Drehrichtung auftritt. Durch diese Konstellation der Feldvektoren ergibt sich der größte Wirkungsgrad. Im Betriebsfall wird der Winkel zwischen Statorfeld und Rotorfeld von 90° immer nachgeregelt, so daß weiterhin auch bei Lastschwankungen oder Veränderungen der Betriebsspannung der hohe Wirkungsgrad beibehalten wird. In Abhängigkeit von der mittleren Belastung des Motors wird über die Zeitverzögerung bis zum Durchschalten des Halbleiterschalters nach seiner Freigabe das Stromniveau eingestellt.The rotor is in this way at synchronous speed has been accelerated, the electronics unit determines the Phase angle between stator field and rotor field from the Course of the current through the stator winding and out of the Magnetic field sensor signal of the rotor taking into account the spatial arrangement of the Hall sensor on the rotor. The Periods are then so related to the Magnetic field sensor signal of the rotor out of phase that between the magnetic field of the rotor and the magnetic field of the Stator an angle of 90 ° occurs in the direction of rotation. By this constellation of field vectors is the largest Efficiency. In operation, the angle between Stator field and rotor field of 90 ° always adjusted so that continue even with load fluctuations or changes in Operating voltage the high efficiency is maintained. In Dependence on the average load on the engine is about the time delay until the Semiconductor switch after its release the current level set.

Claims

1. Device for controlling the start-up and operation of a single-phase synchronous motor with a permanent-magnet rotor ( 9 ), the single-phase synchronous motor ( 1 ) comprising at least one stator winding ( 5 , 6 ) connected in series with an AC voltage source, characterized in that a sensor ( 10 ) for measuring the magnetic field of the rotor and means for phase angle control ( 11 , 12 , 13 ) are present which switch the AC voltage source ( 14 ) depending on the magnetic field sensor signal in such a way that a magnetic field of the current caused by the voltage in the at least one stator winding applies a moment to the Rotor generated in the desired direction of rotation, the size of the current in the at least one stator winding can be limited to a predetermined value by the means for phase control.

2. Device according to claim 1, characterized in that when starting the rotor from standstill according to Polarity of the measured magnetic field and the desired one Direction of rotation the means for phase control a positive or negative AC half wave are released and the released funds for Phase control for switching on the AC voltage after a delay time and for the switching off of the AC voltage after that by the AC driven current has dropped to zero, are designed, the ratio of a section of a AC half wave to complete AC half wave the size of the current through the Stator winding and thus the size of the Stator winding magnetic field determined.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that determining the position of the Rotor magnetic field when running in the desired direction of rotation Rotor means for real-time determination of the amount and the Slope from the measured magnetic field sensor signal of the rotor are present, whereby by means of the position of the Rotor magnetic field related, periodically occurring Time slots for a release of funds for Phase control can be determined and the Approved means for phase control for the Switch on the AC voltage after a Delay time and for switching off the AC voltage after the current driven by the AC voltage Zero has dropped, are designed so that the magnetic field of through the sections of the AC half-waves induced current in the at least one Stator winding a moment on the rotor in the desired Direction of rotation generated.

4. The device according to claim 3, characterized in that the width of the time segments to the speed of the rotor is adjusted.

5. The device according to claim 3 or 4, characterized characterized in that the synchronous speed of the rotor periodic periods in which the funds are released for leading edge control and provide time-delayed voltage sections, with respect to of the magnetic field sensor signal of the rotor so out of phase are that between the magnetic field by the Voltage sections caused in the current at least a stator winding and the magnetic field of the rotor Phase angle of Φ ∼ 90 ° occurs in the direction of rotation.

6. The device according to claim 5, characterized in that the phase angle between the magnetic field of the rotor and the Magnetic field of the stator winding from the course of the current through the stator winding and from the magnetic field sensor signal of the rotor by comparing the time interval between the Extreme of the two waveforms taking into account the spatial arrangement of the sensor on the rotor can be determined.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a Hall sensor ( 10 ) is provided as a sensor for measuring the rotor magnetic field profile.

8. The device according to claim 7, characterized in that the Hall sensor ( 10 ) is arranged without interference to the field of the at least one stator winding ( 5 , 6 ).

9. The device according to claim 7 or 8, characterized characterized in that the magnetic field lines of the rotor Flow baffles are guided to the Hall sensor.

10. The device according to claim 7 or 9, characterized characterized in that the Hall sensor is arranged arbitrarily and the crosstalk of the stator winding field by the Course of the stator winding current can be calculated out.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for phase control include an electronic unit ( 13 ), a semiconductor switch ( 11 ) and a unit for measuring the current ( 12 ) through the at least one stator winding ( 5 , 6 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the unit for measuring the current ( 12 ) through the at least one stator winding ( 5 , 6 ) comprises a shunt.

13. The apparatus according to claim 11, characterized in that the unit for measuring the current through the at least one stator winding ( 5 , 6 ) includes a Hall sensor.

14. The apparatus according to claim 11, 12 or 13, characterized in that the electronics unit for controlling the semiconductor switch ( 11 ), for processing the magnetic field sensor signal of the rotor and the signal of the unit for measuring the current ( 12 ) and for processing the signal curve of the AC voltage source ( 14 ) is designed.

15. The apparatus of claim 11, 12, 13 or 14, characterized characterized in that the electronics unit is the unused part the electronics unit of another system.

16. The device according to one of claims 11 to 15, characterized characterized in that the magnetic field sensor signal of the rotor, the signal of the unit for measuring the current and that for the electronic unit available signal the AC voltage source detected potential-free to the mains voltage or are switched.