DE3932762A1

DE3932762A1 - Electronically-commutated DC machine - has auxiliary electronic power switch supplied with modulated clock pulses to control speed

Info

Publication number: DE3932762A1
Application number: DE3932762A
Authority: DE
Inventors: Christof Dipl Ing Bernauer; Wolfgang Schrittenlocher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-10-05
Filing date: 1989-09-30
Publication date: 1990-04-19

Abstract

The DC machine has a permanent magnet rotor and a single-phase or multi-phase stator winding supplied via electronic power switches (14,15,16), in dependance on the detected rotor position. Each stator winding (U,V,W) is coupled to one DC node (18) at one end, with the power switches (14,15,16) each coupled to the opposite DC node (19) via a common electronic power switch (21) supplied with modulated clock pulses. A free-running diode (22) is coupled across the stator windings (U,V,W) in series with the respective power switches (14,15,16). The rotor position is detected by at least one Hall IC (241..243) coupled to an electronic evaluation stage (24). ADVANTAGE - Simple speed regulation via modulated clock signal.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine elektronisch kommutierte Gleichstrom maschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention relates to an electronically commutated direct current machine of the type defined in the preamble of claim 1.

Bei bekannten elektronisch kommutierten bürstenlosen Dreiphasen- Gleichstrommotoren, sog. unipolaren Dreiphasen-EC-Motoren, werden die drei Wicklungstränge der Ankerwicklung durch entsprechende An steuerung der als Leistungshalbleiter ausgebildeten elektronischen Leistungsschalter um 120° elektrisch versetzt mit Strom gespeist. Die elektronische Kommutierung, d. h. das Sperren des gerade strom führenden Leistungsschalters und das Aufsteuern des nächsten Lei stungsschalters, geschieht durch eine Ansteuerschaltung, welche die momentane Lage des Rotors erkennt und den jeweils richtigen Wick lungsstrang der Ankerwicklung durch Aufsteuern des zugeordneten Lei stungsschalters an die Gleichspannung legt. Ein Beispiel für einen Dreiphasen-EC-Motor ist in der US-PS 42 62 237 beschrieben. Ein Beispiel für einen Vierphasen-EC-Motor findet sich in der DE 30 42 819 A1. With known electronically commutated brushless three-phase DC motors, so-called unipolar three-phase EC motors the three winding strands of the armature winding by appropriate An control of the electronic semiconductors Circuit breaker powered by 120 ° offset. Electronic commutation, i.e. H. locking the straight stream leading circuit breaker and opening the next Lei control switch, is done by a control circuit which the recognizes the current position of the rotor and the correct wick cable strand of the armature winding by opening the assigned Lei switch to the DC voltage. An example of one Three-phase EC motor is described in US Pat. No. 4,262,237. A An example of a four-phase EC motor can be found in the DE 30 42 819 A1.

Solche Dreiphasen-EC-Motoren haben keinerlei Anlaufprobleme, dre hen jedoch mit einer festen unveränderlichen Drehzahl. Eine Dreh zahlregelung ist nicht möglich.Such three-phase EC motors have no start-up problems, dre hen, however, with a fixed constant speed. A spin payment regulation is not possible.

Zur Drehzahlsteuerung werden üblicherweise sechs elektronische Lei stungsschalter in H- Brückenschaltung eingesetzt. Der Gleichstrommo tor wird dann sechspulsig betrieben. Der erforderliche Schaltungs aufwand ist recht beträchtlich.Six electronic Lei are usually used for speed control Control switch used in H-bridge circuit. The DC mower gate is then operated with six pulses. The required circuit effort is quite considerable.

Eine elektronisch kommutierte Gleichstrommaschine der gattungsge mäßen Art ist beispielsweise auch aus der US-PS 47 40 734 bekannt. Die Ansteuerung der einzelnen Wicklungen erfolgt bei dieser Ausfüh rungsform jedoch nicht mittels Sensoren, welche die jeweilige Lage des Rotors erfassen, sondern aufgrund einer Auswertung der in den nicht stromführenden Ständerwicklungen induzierten Spannungen. Der artige sensorlose Steuerungen erfordern einen zusätzlichen Schal tungsaufwand zur Erfassung und Auswertung der induzierten Spannungen.An electronically commutated DC machine of the genus moderate type is known for example from US-PS 47 40 734. The control of the individual windings takes place with this version form, however, not by means of sensors which determine the respective position of the rotor, but based on an evaluation of the in the non-current-carrying stator windings induced voltages. The like sensorless controls require an additional scarf effort to record and evaluate the induced voltages.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße elektronisch kommutierte Gleichstrommaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat in der Aus führung als dreipulsige dreiphasige Gleichstrommaschine den Vorteil, mit relativ geringem Schaltungsaufwand drehzahlgeregelt bzw. dreh zahlgesteuert zu sein. Die Drehzahl wird durch entsprechende Modula tion der Pulsbreite oder -weite der Taktimpulse für den getakteten Leistungsschalter, dem sog. Takttransistor, eingestellt. Anstelle der sechs Leistungsschalter bei bekannten drehzahlgeregelten Dreiphasenmotoren sind nur noch vier Leistungsschalter erforderlich, was sich vorteilhaft auf Herstellungskosten und Baugröße der Gleichstrommaschine auswirkt.The electronically commutated DC machine according to the invention with the characterizing features of claim 1 has in the off leadership as a three-pulse three-phase DC machine the advantage speed-controlled or rotating with relatively little circuitry to be number controlled. The speed is determined by appropriate modules tion of the pulse width or width of the clock pulses for the clocked Circuit breaker, the so-called clock transistor. Instead of the six circuit breakers in known speed-controlled Three-phase motors only need four circuit breakers, which is advantageous on manufacturing costs and size of the DC machine affects.

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine beruht darauf, daß der Gesamtstrom der Ankerwicklung getaktet wird und der Last strom über eine gemeinsame Freilaufdiode fließen kann. Im Gegensatz zu der bekannten direkten Beschaltung der Wicklungsstränge mit Frei laufdioden, bei welcher die entsprechenden Wicklungsstränge während der Zeit, in der in ihnen eine negative Spannung induziert wird (Generatorbetrieb), über die Freilaufdioden kurzgeschlossen werden, sperren bei der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine in diesem Fall die jeweiligen Leistungsschalter in den Wicklungssträngen, so daß kein Strom über die Freilaufdiode fließen kann und damit die Wick lungsstränge der Ankerwicklung nicht kurzgeschlossen werden. Durch die Steuerung der elektronischen Leistungsschalter mittels wenig stens eines Hall-IC′s je Phase erreicht man mit geringem Schaltungs technischem Aufwand eine präzise Steuerung der Gleichstrommaschine in direkter Abhängigkeit von der jeweiligen Rotorposition.The principle of the DC machine according to the invention is based on that the total current of the armature winding is clocked and the load current can flow through a common free-wheeling diode. In contrast to the known direct wiring of the winding strands with free running diodes, in which the corresponding winding strands during the time in which a negative voltage is induced in them (Generator operation), via which free-wheeling diodes are short-circuited, lock in the DC machine according to the invention in this case the respective circuit breakers in the winding phases, so that no current can flow through the freewheeling diode and thus the wick cable strands of the armature winding are not short-circuited. By the control of the electronic circuit breakers by means of little Least one Hall IC's per phase can be achieved with a low circuit technical effort a precise control of the DC machine in direct dependence on the respective rotor position.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen elektronisch kommutierten bürstenlosen Gleichstromma schine möglich.By the measures listed in the other claims advantageous developments and improvements of claim 1 specified electronically commutated brushless DC current seems possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als elektronische Leistungsschalter Leistungs-Feldeffekttransistoren, sog. Power MOS FET verwendet. Diese MOS FET benötigen zur Ansteue rung eine Gatespannung und nur dynamische Ladeströme im mA-Bereich und damit eine nur sehr geringe Ansteuerleistung. Beispielsweise können selbstsperrende N-Kanal Power MOS FET eingesetzt werden, die dann masseseitig betrieben werden, also zwischen den Wicklungs strängen und dem das niedrige Potential führenden gemeinsamen Potentialpunkt angeordnet werden.According to a preferred embodiment of the invention, as electronic circuit breakers power field effect transistors, so-called Power MOS FET used. These MOS FET need for control a gate voltage and only dynamic charging currents in the mA range and therefore only a very low control power. For example self-locking N-channel Power MOS FET can be used then operated on the ground side, i.e. between the windings strands and the common leading the low potential Potential point can be arranged.

Für den einwandfreien Betrieb der Gleichstrommaschine ist es erfor derlich, daß der Laststrom des jeweiligen Wicklungsstrangs beim Off nen des den Gesamtstrom taktenden elektronischen Leistungsschalters, dem sog. Takttransistor, über die gemeinsame Freilaufdiode fließen kann. Hierzu muß der gerade stromführende Leistungsschalter, der sog. Strangtransistor, während der Sperrzeit des Takttransistors leitend bleiben. Reicht zum Leitendhalten der Strangtransistoren für die Sperrzeit des Takttransistors deren Gatekapazität nicht aus, so werden gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Strangtransistoren mit zusätzlichen Gatekondensatoren beschaltet, deren Kapazität so bemessen ist, daß die Zeitkonstante mit welcher die Strangtransistoren nach Wegfall des Stromflusses in den Sperrzu stand übergehen, größer ist als die Sperrzeit des Takttransistors. Auf diese Weise wird der Einsatz von P-Kanal Power MOS FET umgangen, die in der Regel wesentlich teurer sind und auch größere Einschalt widerstände besitzen als N-Kanal Power MOS FET.It is required for the correct operation of the DC machine derlich that the load current of the respective winding phase at Off the electronic circuit breaker clocking the total current, the so-called clock transistor, flow through the common free-wheeling diode can. To do this, the current-carrying circuit breaker, the So-called strand transistor, during the blocking period of the clock transistor stay in charge. Enough to keep the string transistors conductive for the blocking time of the clock transistor does not have its gate capacity, so according to a further embodiment of the invention String transistors connected with additional gate capacitors, whose capacity is such that the time constant with which the strand transistors after the current flow has ceased to be in the blocking state pass over, is greater than the blocking time of the clock transistor. This avoids the use of P-channel Power MOS FET, which are usually much more expensive and also larger switch-on Resistors have Power MOS FET as N-channel.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Strang transistoren mit einer Zenerdiode beschaltet, deren Zenerspannung kleiner ist als die Durchbruchspannung der Strangtransistoren. Bei einer Durchbruchspannung der MOS FET von ungefähr 50 V und einer Versorgungsspannung unter 27 V können beispielsweise Zenerdiode des Typs ZY 27 verwendet werden. Die Zenerdioden müssen bei dieser Schaltungsvariante nur die Spannungsspitzen beim Kommutieren der einzelnen Strangtransistoren löschen, da dann der Abreißstrom nicht über den gerade sperrenden Strangtransistor fließen kann.According to a further embodiment of the invention, the strand transistors connected with a zener diode, its zener voltage is less than the breakdown voltage of the strand transistors. At a breakdown voltage of the MOS FET of approximately 50 V and one Supply voltage below 27 V can, for example, the Zener diode Type ZY 27 can be used. The Zener diodes must be used for this Circuit variant only the voltage peaks when commutating the delete individual string transistors, because then the tearing current will not can flow through the straight blocking transistor.

Aus Gründen der Geräuscharmut der erfindungsgemäßen Gleichstromma schine wird der Takttransistor mit einer Frequenz von größer als 16 kHz getaktet. Diese Frequenz liegt außerhalb des menschlichen Hörbe reichs. Eine Verzögerungsleitung wird bei der vorliegenden Ausfüh rungsform nicht benötigt, da der eingesetzte Pulsweitenmodulations- Baustein eine ausreichend lange Mindesteinschaltdauer aufweist.For reasons of low noise of the DC current according to the invention The clock transistor with a frequency of greater than 16 kHz clocked. This frequency is outside the human hearing empire. A delay line is used in the present embodiment not required because the pulse width modulation Module has a sufficiently long minimum duty cycle.

Bevorzugt wird als Takttransistor ein Power MOS FET mit einem nied rigen Drain-Source-Widerstand eingesetzt, damit die Verlustleistung des Takttransistors klein ist und der Wirkungsgrad der Gleichstrom maschine gut bleibt. Ein solcher Transistor ist beispielsweise der Typ BUZ 11 mit einem Drain-Source-Widerstand von 40 m bei 25°C und 80 m bei 150°C Substrattemperatur.A power MOS FET with a low voltage is preferred as the clock transistor The drain-source resistor is used to reduce the power loss of the clock transistor is small and the efficiency of the direct current machine stays good. Such a transistor is, for example Type BUZ 11 with a drain-source resistance of 40 m at 25 ° C and 80 m at 150 ° C substrate temperature.

drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on an off in the drawing management example explained in more detail in the following description. It shows

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der als Motor betriebenen elektronisch kommutierten Dreiphasen-Gleichstrom maschine, Fig. 1 a block diagram of the machine operating as a motor electronically commutated three-phase direct current,

Fig. 2 ein realistisches Schaltbild des EC-Motors in Fig. 1. FIG. 2 shows a realistic circuit diagram of the EC motor in FIG. 1.

Description of the embodiment

Der in Fig. 1 als Prinzipschaltbild dargestellte bürstenlose unipo lare Dreiphasen-EC-Motor als Beispiel einer elektronisch kommutier ten Gleichstrommaschine weist in bekannter Weise einen permanentmag neterregten Rotor 10 und einen Stator 11 mit einer dreiphasigen An kerwicklung 12 auf. Jeder der drei Wicklungsstränge u, v und w der Ankerwicklung 12 ist mit ihrem einen Ende an einem ersten gemein samen Potentialpunkt 13 und mit ihrem anderen Ende über jeweils ei nen elektronischen Leistungsschalter 14, 15, 16 an einem zweiten ge meinsamen Potentialpunkt 17 angeschlossen. Beide Potentialpunkte 13 und 17 sind jeweils mit einer Anschlußklemme 18 bzw. 19 verbunden, mit welchen der Motor an eine Gleichspannungsquelle, z. B. eine 12- V-Kraftfahrzeugbatterie 20, angeschlossen wird. In dem in Fig. 1 dargestellten Prinzipschaltbild ist die Anschlußklemme 18 mit dem Pluspol und die Anschlußklemme 19 mit dem Minuspol der Batterie 20 verbunden, so daß der erste Potentialpunkt 13 das höhere Potential führt.The brushless unipo lar three-phase EC motor shown in Fig. 1 as a schematic diagram as an example of an electronically commutated th DC machine has in a known manner a permanently magnetically excited rotor 10 and a stator 11 with a three-phase armature winding 12 . Each of the three winding phases u , v and w of the armature winding 12 is connected at one end to a first common potential point 13 and at the other end via a respective electronic circuit breaker 14 , 15 , 16 to a second common potential point 17 . Both potential points 13 and 17 are each connected to a connection terminal 18 and 19 , with which the motor to a DC voltage source, for. B. a 12 V motor vehicle battery 20 is connected. In the basic circuit diagram shown in FIG. 1, the connecting terminal 18 is connected to the positive pole and the connecting terminal 19 to the negative pole of the battery 20 , so that the first potential point 13 carries the higher potential.

Zwischen dem zweiten Potentialpunkt 17 und der mit diesem verbun denen Anschlußklemme 19 ist ein getakteter elektronischer Leistungs schalter 21 angeordnet, und zwischen den beiden Potentialpunkten 13 und 17 ist eine Freilaufdiode 22 so eingeschaltet, daß ihre Katode an dem das höhere Potential führenden ersten Potentialpunkt 13 liegt. Der elektronische Leistungsschalter 21 wird zur Drehzahlrege lung des EC-Motors mit einer Taktimpulsfolge angesteuert, deren Taktimpulse in der Pulsweite oder Pulsbreite modulierbar sind. Hier zu ist eine Pulsweitenmodulation-Steuerschaltung (PWM-Steuerschal tung) 23 vorgesehen, die mit dem Steuereingang des elektronischen Leistungsschalters 21 verbunden ist. Die in den Wicklungssträngen u, v, w der Ankerwicklung 12 liegenden Leistungsschalter 14-16 werden in bekannter Weise von einer Lageerkennung- und Auswerteschaltung 24 in Abhängigkeit von der momentanen Lage des Rotors 10 folgerichtig angesteuert, so daß immer der jeweils richtige Wicklungsstrang stromführend ist. Die Lage des Rotors bezüglich eines jeden Wick lungsstrangs, bzw. einer jeden Phase u, v, w wird von der Lageer kennungsschaltung 24 mittels dreier Hall-ICs 241-243 erfaßt. Für eine viersträngige, zweiphasige Wicklung werden mindestens zwei Hall-ICs zur Lageerkennung benötigt.Between the second potential point 17 and the verbun with this terminal 19 , a clocked electronic power switch 21 is arranged, and between the two potential points 13 and 17 , a free-wheeling diode 22 is turned on so that its cathode is at the first potential point 13 carrying the higher potential . The electronic circuit breaker 21 is driven to regulate the speed of the EC motor with a clock pulse sequence, the clock pulses of which can be modulated in the pulse width or pulse width. A pulse width modulation control circuit (PWM control circuit) 23 is provided here, which is connected to the control input of the electronic circuit breaker 21 . The circuit breakers 14-16 located in the winding phases u , v , w of the armature winding 12 are controlled in a known manner by a position detection and evaluation circuit 24 as a function of the current position of the rotor 10 , so that the correct winding phase is always live. The position of the rotor with respect to each winding string, or each phase u , v , w is detected by the position detection circuit 24 by means of three Hall ICs 241-243 . For a four-strand, two-phase winding, at least two Hall ICs are required for position detection.

Wie aus dem in Fig. 2 dargestellten Schaltbild hervorgeht, sind die Leistungsschalter 14-16 und der getaktete Leistungsschalter 21 als Leistungs-Feldeffekttransistoren, sog. Power MOS FET, beispielsweise des Typs BUZ 11, ausgebildet. Dieser Power MOS FET haben einen nied rigen Drain-Source-Widerstand und damit eine kleine Verlustleistung und benötigen eine nur sehr geringe Ansteuerleistung. Im folgenden werden die mit den Wicklungssträngen u, v, w in Reihe liegenden Leistungsschalter als Strangtransistoren 14-16 und der den Gesamt strom führende getaktete Leistungsschalter als Takttransistor 21 be zeichnet. Die Steuereingänge der Strangtransistoren 14-16 sind mit der Auswerteschaltung 24 a verbunden, welche die Lageinformation über die Stellung des Rotors 10 bezüglich der einzelnen Wicklungsstränge u, v, w der Ankerwicklung 12 von den Stellungsmeldern (Hall-IC) 241, 242, 243 der Lageerkennungsschaltung 24 b erhält. Der Steuereingang des Takttransistors 21 ist mit der als integrierter Schaltkreis (IC) ausgebildeten PWM-Steuerschaltung 23 verbunden. Die Taktfrequenz der am Eingang des Takttransistors 21 liegenden Taktimpulsfolge ist größer als 16 kHz und liegt damit über dem Hörbereich des Menschen. As can be seen from the circuit diagram shown in FIG. 2, the power switches 14-16 and the clocked power switch 21 are designed as power field-effect transistors, so-called power MOS FETs, for example of the BUZ 11 type. This Power MOS FET have a low drain-source resistance and thus a small power loss and require very little drive power. In the following, the power switches lying in series with the winding phases u , v , w are referred to as line transistors 14-16 and the clocked power switch carrying the total current is referred to as clock transistor 21 . The control inputs of the strand transistors 14-16 are connected to the evaluation circuit 24 a , which provides the position information on the position of the rotor 10 with respect to the individual winding strands u , v , w of the armature winding 12 from the position indicators (Hall IC) 241 , 242 , 243 Position detection circuit 24 b receives. The control input of the clock transistor 21 is connected to the PWM control circuit 23 designed as an integrated circuit (IC). The clock frequency of the clock pulse sequence located at the input of the clock transistor 21 is greater than 16 kHz and is therefore above the human hearing range.

Die Pulsbreite oder Pulsweite der Taktimpulse wird entsprechend der gewünschten Drehzahl eingestellt, wobei mit zunehmender Pulsbreite der Taktimpuls die Drehzahl steigt.The pulse width or pulse width of the clock pulses is corresponding to the desired speed set, with increasing pulse width the clock pulse the speed increases.

Beim Takten des Gesamtstroms des Motors muß der Abreißstrom der ein zelnen Wicklungsstränge u, v, w über die Freilaufdiode 22 fließen können. Hierzu ist es erforderlich, daß der dem gerade stromführen den Wicklungsstrang u, v, w zugeordnete Strangtransistor 14, 15, 16 während der Sperrphase des Takttransistors 21 leitend bleibt. Um dies sicherzustellen, sind die Strangtransistoren 14, 16 mit zusätz lichen Gatekondensatoren 25, 26, 27 beschaltet, deren Kapazität so bemessen ist, daß die sich ergebende Gesamtgatekapazität der einzel nen Strangtransistoren 14-16 so groß ist, daß der jeweils leitende Strangtransistor 14-16 beim Sperren des Takttransistors 21 nicht in seinen Sperrzustand übergeht. Die weitere Beschaltung des Gate der Strangtransistoren 14, 15, 16 mit Zenerdioden 28, 29, 30 dient lediglich dem Schutz der Strangtransistoren 14, 15, 16 vor Span nungsspitzen, die durch Streuinduktivitäten aufgefangen werden. Je dem Strangtransistor 14, 15, 16 ist außerdem noch eine Zenerdiode 31, 32, 33 parallel geschaltet. Die Zenerspannung dieser Zenerdioden 31, 32, 33 ist kleiner bemessen als die Durchbruchspannung der Strangtransistoren 14, 15, 16, die bei den verwendeten MOS FET bei ungefähr 50 V liegt. Zum Einsatz können hier beispielsweise Zener diode 31, 32, 33 vom Typ ZY 27 kommen. Die Zenerdioden 31, 32, 33 haben die Aufgabe, die beim Kommutieren, d. h. beim Sperren des ge rade stromführenden Strangtransistors 14, 15, 16, entstehenden Span nungsspitzen zu löschen, da der Abreißstrom bei gesperrtem Strang transistor 14, 15, 16 nicht über die gemeinsame Freilaufdiode 22 fließen kann. When clocking the total current of the motor, the breakaway current of an individual winding strands u , v , w must be able to flow via the freewheeling diode 22 . For this purpose, it is necessary that the phase transistor 14 , 15 , 16 assigned to the winding phase u , v , w carrying current remains conductive during the blocking phase of the clock transistor 21 . In order to ensure this, the strand transistors 14 , 16 are connected to additional gate capacitors 25 , 26 , 27 , the capacitance of which is dimensioned such that the resulting total gate capacitance of the individual strand transistors 14-16 is so large that the respective conductive strand transistor 14- 16 does not pass into its blocking state when the clock transistor 21 is blocked. The further connection of the gate of the strand transistors 14 , 15 , 16 with Zener diodes 28 , 29, 30 only serves to protect the strand transistors 14 , 15 , 16 from voltage peaks which are absorbed by leakage inductances. A Zener diode 31 , 32 , 33 is also connected in parallel to each strand transistor 14 , 15 , 16 . The Zener voltage of these Zener diodes 31 , 32 , 33 is dimensioned smaller than the breakdown voltage of the strand transistors 14 , 15 , 16 , which is approximately 50 V in the MOS FET used. Zener diodes 31 , 32 , 33 of the ZY 27 type can be used here, for example. The Zener diodes 31, 32, 33 have the task during commutation, 14, 15, 16 that when locking the ge rade current-carrying strand transistor 14, voltage peaks 15, 16, resulting tension to remove, because the chopping is locked strand transistor does not have the common freewheeling diode 22 can flow.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel be schränkt. So kann die Freilaufdiode 22 auch durch einen Transistor, vorzugsweise Power MOS FET, ersetzt werden. Der Takttransistor 21 kann als bipolarer Transistor ausgebildet werden, der dann den Ver polungsschutz übernimmt. Des weiteren muß die Ankerwicklung 12 nicht dreiphasig sein. Eine ein- oder sonstige mehrphasige Ankerwicklung ist möglich.The invention is not limited to the described embodiment. The freewheeling diode 22 can thus also be replaced by a transistor, preferably a power MOS FET. The clock transistor 21 can be designed as a bipolar transistor, which then takes over the polarity protection. Furthermore, the armature winding 12 does not have to be three-phase. A single or other multi-phase armature winding is possible.

Claims

1. Electronically commutated direct current machine, in particular direct current motor, with a permanent magnet excited rotor and a stator, which carries a single or multi-phase armature winding, the winding strands of which have one end at a first common potential point and the other end, each depending on the speed Rotor position controlled electronic power switches are connected to a second common potential point, the two potential points being connected to two connecting terminals for connecting a DC voltage source, with a clocked electronic power switch ( 19 ) between the one potential point ( 17 ) and the connecting terminal ( 19 ) connected to it. 21 ) is arranged, at the control input of which there is a clock pulse sequence with a modulable pulse width and between the two potential points ( 13 , 17 ) a freewheel element ( 22 ) is switched on, characterized in that the control of the electro nsichen circuit breaker ( 14 , 15 , 16 ) depending on the rotor position by means of a position detection and evaluation circuit ( 24 ) which has at least one Hall IC ( 241 ), ( 242 ), ( 243 ) per phase ( u , v , w ) having.

2. DC machine according to claim 1, characterized in that the freewheel element is designed as a diode ( 22 ) or as a transistor, preferably as a power MOS FET.

3. DC machine according to claim 1 or 2, characterized in that the in series with the winding strands ( u , v , w ) of the armature winding ( 12 ) lying electronic circuit breakers as Tran sistors ( 14 , 15 , 16 ), preferably as a power MOS FET, are formed.

4. DC machine according to one of claims 1-3, characterized in that the clocked power switch is designed as a transistor ( 21 ), preferably as a power MOS FET or as a bipolar transistor.

5. DC machine according to one of claims 1-4, characterized ge indicates that the clock frequency of the clock pulse sequence is greater than Is 16 kHz.

6. DC machine according to one of claims 3-5, characterized in that each in series with a winding strand ( u , v , w ) of the armature winding ( 12 ) lying transistor ( 14 , 15 , 16 ) with a gate capacitor ( 25 , 26th , 27 ) is connected, the capacity of which is dimensioned such that the resulting total gate capacitance of the strand transistor ( 14 , 15 , 16 ) of the respective current-carrying strand transistor ( 14 , 15 , 16 ) is conductive during the blocking period of the clock transistor ( 21 ) remains.

7. DC machine according to one of claims 3-6, characterized in that each in series with a winding strand ( u , v , w ) of the armature winding ( 12 ) lying transistor ( 14 , 15 , 16 ) has a zener diode ( 31 , 32 , 33 ) is connected in parallel, the Zener voltage of which is less than the breakdown voltage of the strand transistors ( 14 , 15 , 16 ).