DE4137559A1 - Einrichtung zur erfassung mindestens einer zustandsgroesse eines buerstenlosen gleichstrommotors - Google Patents
Einrichtung zur erfassung mindestens einer zustandsgroesse eines buerstenlosen gleichstrommotorsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung
mindestens einer Zustandsgröße eines bürstenlosen
Gleichstrommotors.
Für die Festlegung der Nenngrößen eines bürstenlosen
Gleichstrommotors, insbesondere des maximalen Lastmomentes
bei unterschiedlichen extremen Einsatzbedingungen, ist eine
genaue Kenntnis der Temperatur des bürstenlosen
Gleichstrommotors erforderlich. Zur Bestimmung der Temperatur
eines bürstenlosen Gleichstrommotors, insbesondere zur
Bestimmung der Temperatur einer Phasenwicklung eines
bürstenlosen Gleichstrommotors, sind verschiedene
Temperaturmeßeinrichtungen bekannt geworden.
Eine gängige Methode besteht darin, die Wicklungstemperatur
eines bürstenlosen Gleichstrommotors mittels eines
Temperaturmeßfühlers zu bestimmen. Bei diesem Meßfühler
handelt es sich beispielsweise um einen PTC- oder einen
NTC-Widerstand. Nachteilig bei einem derartigen Meßverfahren
ist jedoch, daß die Temperatur nur an der Stelle bestimmt
wird, an der der Meßfühler positioniert ist. Um evtl.
auftretende örtliche Temperaturüberhöhungen in anderen
Wicklungsbereichen zu ermitteln, müssen mehrere dieser
Meßfühler vorgesehen sein, was infolge des erhöhten Aufwandes
ebenfalls als Nachteil angesehen werden darf.
In der EP-A 02 84 711 ist eine Einrichtung zum Erfassen der
Wicklungstemperatur eines bürstenlosen Gleichstrommotors
bekannt geworden. Bei dieser Einrichtung wird der Effekt
ausgenutzt, daß sich der Widerstand einer Phasenwicklung
eines bürstenlosen Gleichstrommotors in Abhängigkeit von der
Temperatur ändert. Die Spannungsmessung wird jeweils dann an
einer Phasenwicklung durchgeführt, wenn sich diese
Phasenwicklung im stromlosen Zustand befindet. Sobald ein
entsprechendes Kommutierungssignal auftritt, wird die Messung
durchgeführt. Der gemessene Wert wird mit einem
entsprechenden Wert des Motors im kalten Zustand verglichen.
Die Änderung des Ohmschen Widerstandes, bezogen auf den
Widerstand der Phasenwicklung im Anfangszustand, liefert ein
Maß für die Temperaturänderung des Motors. Zur Bestimmung des
Widerstandes der Phasenwicklung in einer stromlosen Phase
werden verschiedene Methoden vorgeschlagen. Beispielsweise
ist ein Impulserzeuger vorgesehen, der während der stromlosen
Phase der Wicklung einen Spannungsimpuls zuführt. Anhand des
resultierenden Stromverlaufes wird dann der Ohmsche
Widerstand der Wicklung bestimmt, der seinerseits in
Abhängigkeit von der Temperatur variiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Einrichtung zu schaffen, die es erlaubt, mindestens eine
Zustandsgröße eines Motors im laufenden Betrieb zu erfassen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die 2 * n-poligen
Segmente (n = 1, 2, 3, . . .) des Rotors des bürstenlosen
Gleichstrommotors aus permanentmagnetischem Material
bestehen, daß mindestens ein Hallelement bezüglich des Rotors
derart angeordnet ist, daß sich das Magnetfeld der
permanentmagnetischen Segmente der Ausgangsspannung des
Hallelementes aufprägt und daß eine Logikeinheit aus der
Ausgangsspannung des Hallelementes die Temperatur des
bürstenlosen Gleichstrommotors ermittelt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung nutzt den Effekt aus, daß
die Magnetisierung von permanentmagnetischem Material
unterhalb der Curie-Temperatur TC eine materialspezifische
Temperaturabhängigkeit zeigt. Durch die Wahl eines
permanentmagnetischen Materials, das innerhalb eines jeweils
vorgegebenen Temperaturbereiches entsprechend empfindlich auf
Temperaturänderungen reagiert, lassen sich
Temperaturänderungen bzw. absolute Temperaturmessungen
optimal bestimmen bzw. durchführen.
Die durch die Temperaturänderungen hervorgerufenen Änderungen
der Magnetisierung des permantenmagnetischen Materials prägen
sich der Ausgangsspannung des Hallelementes auf. Bei der Wahl
des Hallelementes muß darauf geachtet werden, daß
insbesondere bei der Messung im kalten Zustand das
Hallelement nicht in der Sättigung betrieben wird. Wird das
Hallelement (die Hallelemente) in der Sättigung betrieben,
kann jedoch auch die Steigung der Ausgangsspannung des
Hallelementes (der Hallelemente) zur Temperaturbestimmung
herangezogen werden.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung
ist vorgesehen, daß die Logikeinheit die gemessene maximale
oder minimale Ausgangsspannung des Hallelementes mit der
gespeicherten maximalen oder minimalen Ausgangsspannung des
Hallelementes in einem definierten Anfangszustand vergleicht
und aus der Differenz der entsprechenden Ausgangsspannungen
durch Vergleich mit abgespeicherten Kennlinien die
Temperaturänderung des bürstenlosen Gleichstrommotors
bezüglich des Anfangszustandes ermittelt.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung sieht vor, daß einem 2 * n-poligen bürstenlosen
Gleichstrommotor (n = 1, 2, 3, . . .) n-Hallelemente unter
definierten Winkelstellungen zugeordnet sind und daß die
Logikeinheit mittels einer logischen Verknüpfung der
Ausgangssignale der Hallelemente die jeweilige Winkelstellung
des Rotors bestimmt. Die Kommutierung der Phasenwicklungen
wird entsprechend den ermittelten Winkelstellungen des Rotors
gesteuert. Diese Ausgestaltung macht die breitgefächerte
Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung deutlich.
Neben der Temperaturbestimmung des bürstenlosen
Gleichstrommotors lassen sich hiermit Informationen über die
Winkelstellungen des Rotors bezüglich der Phasenwicklungen
gewinnen, d. h., die erfindungsgemäße Einrichtung ist zur
Fortschaltung des Drehfeldes der Phasenwicklungen verwendbar.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung
bezieht sich darauf, daß die Logikeinheit anhand der
Nulldurchgänge der Ausgangsspannung bzw. der
Ausgangsspannungen des Hallelementes bzw. der Hallelemente
die Drehzahl des bürstenlosen Gleichstrommotors bestimmt.
Zusätzlich zu dieser Drehzahlbestimmung ist vorgesehen, daß
aus der Aufeinanderfolge der Kombinationen der
Ausgangssignale der Hallelemente bzw. aus der relativen Lage
der Ausgangssignale der Hallelemente über die Logikeinheit
die Drehrichtung des bürstenlosen Gleichstrommotors ermittelt
wird.
Eine zusätzliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Einrichtung erlaubt es, neben der Temperaturbestimmung, der
Drehzahlbestimmung, der Drehrichtungsbestimmung und der
Kommutierungsbestimmung eine Aussage hinsichtlich einer
Teilentmagnetisierung des Rotors zu machen. Das Hallelement
ist vorteilhafterweise an einem Ende des Rotors angeordnet.
Hierzu vergleicht die Logikeinheit die Ausgangsspannung eines
Hallelementes mit einer entsprechend abgespeicherten
Sollwertkurve. Unregelmäßige Abweichungen von dieser
Sollwertkurve werden von der Logikeinheit als Anzeichen für
eine Entmagnetisierung bzw. für eine Teilentmagnetisierung
des Rotors gewertet. Mittels eines Warntons oder durch
Abschalten des Motors wird das Bedienpersonal auf diesen
Fehler aufmerksam gemacht.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Einrichtung ist vorgesehen, daß die permanentmagnetischen
Segmente des Rotors aus ferrimagnetischem Material bestehen.
Ferrimagnetisches Material hat gegenüber ferromagnetischem
Material den Vorteil, daß es in Wechselfeldern einen hohen
elektrischen Widerstand besitzt. Hierdurch lassen sich
Wirbelstromverluste sehr gering halten.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Einrichtung wird vorgeschlagen, daß die permanentmagnetischen
Segmente des Rotors aus ferromagnetischem Material bestehen
und daß an der Stirnseite des Ankers eine ferrimagnetische
Scheibe aufgebracht ist, deren Polzahl und Polarität mit der
Polzahl und der Polarität des Rotors des bürstenlosen
Gleichstrommotors übereinstimmt.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird
angeregt, daß die einzelnen permanentmagnetischen oder
ferrimagnetischen Segmente des Rotors bzw. die Segmente der
an der Stirnseite des Rotors angebrachten ferrimagnetischen
Scheibe selbst wiederum Bereiche unterschiedlich starker
Magnetisierung aufweisen. Hierbei sieht eine Ausführungsform
vor, daß diese unterschiedlich starke Magnetisierung
innerhalb der Segmente durch eine Schwächung der
Magnetisierung der Polsegmente in den vorgesehenen Bereichen
erfolgt. Eine zweite Ausführungsform sieht vor, daß die
unterschiedlich starke Magnetisierung innerhalb der Segmente
durch Materialabnahme und somit durch eine Vergrößerung des
Luftspaltes zwischen den Segmenten und den Hallelementen in
den dafür vorgesehenen Bereichen erfolgt. Durch diese
abermalige Unterteilung der Magnetsegmente läßt sich die
Auflösung hinsichtlich der Drehzahlbestimmung beliebig
vergrößern.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher
erläutert.
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Rotor eines bürstenlosen
Gleichstrommotors,
Fig. 2a die Ausgangsspannung UH(t) eines Hallelementes bei
zwei verschiedenen Temperaturen, wobei das
Hallelement nicht in der Sättigung betrieben wird,
Fig. 2b die Ausgangsspannung UH(t) eines Hallelementes bei
zwei verschiedenen Temperaturen, wobei das
Hallelement in der Sättigung betrieben wird,
Fig. 3a Seitenansicht eines sechspoligen Rotors, wobei drei
Hallelemente am Umfang des Rotors um 80° versetzt
angeordnet sind,
Fig. 3b Seitenansicht eines sechspoligen Rotors, wobei drei
Hallelemente um 80° versetzt an der Stirnseite des
Rotors angeordnet sind,
Fig. 4 die Ausgangssignale der drei Hallelemente, wobei die
Hallelemente in der Sättigung betrieben werden,
Fig. 5a die Ausgangsspannung eines Hallelementes bei der
Magnetisierung M,
Fig. 5b die Ausgangsspannung eines Hallelementes im Falle
einer Entmagnetisierung oder Teilentmagnetisierung,
Fig. 6a Draufsicht auf die Stirnseite eines Rotors, wobei die
einzelnen permanentmagnetischen Segmente durch
unterschiedlich starke Magnetisierung wiederum
unterteilt sind,
Fig. 6b Draufsicht auf die Stirnseite eines Rotors, wobei die
einzelnen permanentmagnetischen Segmente durch
Materialabnahme in einzelnen Segmentbereichen
wiederum unterteilt sind,
Fig. 7 die zeitliche Variation der Ausgangsspannung UH(t)
eines Hallelementes gemäß Fig. 6a und/oder Fig. 6b,
Fig. 8 Schaltungsanordnung zur Bestimmung der
Betriebszustände eines Motors.
In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Stirnseite eines
Rotors 1 eines bürstenlosen Gleichstrommotors dargestellt.
Sechs permanentmagnetische Segmente 2 sind auf der
Rotorwelle 3 angeordnet. Die Rotorwelle 3 besteht
üblicherweise aus Stahl. Die permanentmagnetischen Segmente 2
sind aus einem ferromagnetischen oder aus einem
ferrimagnetischen Material gefertigt. Beide Materialien
zeigen die bereits beschriebene Temperaturabhängigkeit.
In festem Abstand zum Umfang oder zur Stirnseite des Rotors 1
ist ein Hallelement 4 angeordnet. Die Ausgangsspannung UH(t)
dieses Hallelementes variiert in Abhängigkeit von der
Magnetisierung der permanentmagnetischen Segmente 2. Da sich
die Magnetisierung M dieser permanentmagnetischen Segmente 2
in Abhängigkeit von der Temperatur T ändert, beinhaltet die
Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4 Information über
Temperaturänderungen des Rotors 1 bezüglich eines definierten
Anfangszustandes.
In Fig. 2a ist die Ausgangsspannung UH(t) eines
Hallelementes 4 bei zwei verschiedenen Temperaturen T1, T2
dargestellt. Bei dieser Darstellung wird das Hallelement 4
nicht in der Sättigung betrieben. In diesem Fall zeigt die
Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4 einen
sinusförmigen Verlauf. Die Amplitude des sinusförmigen
Signals UH(t) schwankt in Abhängigkeit von der
Temperatur.
UH(T1) gibt die Ausgangsspannung des Hallelementes 4 bei
kaltem Motor wieder. Während des Betriebs erwärmt sich der
Motor. Als Folge der Temperaturerhöhung ändert sich die
Magnetisierung M der permanentmagnetischen Segmente 2 - sie
wird kleiner. Diese Schwächung des Magnetfeldes der
permanentmagnetischen Segmente 2 spiegelt sich in einer
sinusförmigen Ausgangsspannung UH(t; T2) wieder, deren
Amplitude kleiner ist als die der Ausgangsspannung UH(t; T1)
des Hallelementes 4 bei kaltem Motor. Ist die Variation der
Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4 in Abhängigkeit
von der Temperatur T bekannt, so läßt sich aus der Differenz
der Amplitudenmaxima von UH(t; T1) und UH(t; T2) die
Temperaturänderung des Motors bestimmen. Voraussetzung ist
selbstverständlich der konstante Abstand zwischen Rotor 1 und
Hallelement 4.
Fig. 2b zeigt eine weitere Alternative, wie die
Ausgangsspannung UH(t) eines Hallelementes 4 zur Bestimmung
einer Temperaturänderung eines Rotors 1 herangezogen werden
kann. In Fig. 2a ist die Ausgangsspannung UH(t) eines
Hallelementes 4 ebenfalls bei zwei verschiedenen
Temperaturen T1, T2 dargestellt. Im Gegensatz zu Fig. 2a wird
hier jedoch das Hallelement 4 in der Sättigung betrieben. Die
Ausgangsspannungen UH(t) zeigen einen trapezförmigen Verlauf.
Eine Bestimmung einer Temperaturänderung des Rotors 1 erfolgt
hier nicht über die Auswertung der Maxima der Amplituden,
sondern über die Steigung der Flanken der trapezförmigen
Ausgangsspannungen UH(t) bei den verschiedenen
Temperaturen T1, T2. Fig. 2b ist zu entnehmen, daß bei tiefen
Temperaturen der Flankenanstieg bzw. -abfall steiler ist als
bei höheren Temperaturen. Anhand einer zuvor ermittelten
Abhängigkeit der Steigung der Ausgangsspannung UH(t) von der
Temperatur, lassen sich Temperaturänderungen auch auf diese
Art bestimmen.
Die Fig. 3a und 3b geben vorteilhafte Weiterbildungen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung wieder, wobei neben der
Temperaturermittlung auch eine Ermittlung der Betriebsgrößen
Drehzahl und Drehrichtung sowie Kommutierungsinformation
erhalten wird. In Fig. 3a ist ein sechspoliger Rotor 1
dargestellt. Den permanentmagnetischen Segmenten 2 des
Rotors 1 sind Hallelemente 4 zugeordnet. Die Hallelemente 4
sind in Umfangsrichtung bezüglich der Mantelfläche des
Rotors 1 um 80° zueinander versetzt.
Fig. 3b zeigt eine alternative Möglichkeit zur Anordnung der
Hallelemente 4. Hier sind die Hallelemente 4 bezüglich der
Stirnseite ebenfalls um 80° im Umfangsrichtung zueinander
versetzt.
In Fig. 4 sind die Ausgangssignale A, B, C der einzelnen
Hallelemente 4 gemäß Fig. 3a und Fig. 3b dargestellt. Die
Hallelemente 4 sind hierbei in der Sättigung betrieben bzw.
die sinusförmigen Ausgangssignale der Hallelemente 4 wurden
von der Logikeinheit in Rechteckpulse umgewandelt. Wie der
Kennzeichnung I bis VI in Fig. 4 zu entnehmen ist, lassen
sich durch eine einfache logische Verknüpfung der
Ausgangssignale der Hallelemente 4 sechs verschiedene
Zustände realisieren. Diese sechs verschiedenen Zustände
werden zur Kommutierung der Phasenwicklungen des Rotors 1
herangezogen.
Bei einem sechspoligen, bürstenlosen Gleichstrommotor treten
pro Rotorumlauf 18 Ausgangssignaländerungen auf. Diese können
zur Drehzahlbestimmung des Rotors 1 herangezogen werden.
Aus zwei Ausgangssignalen UH(t) der Hallelemente 4 lassen
sich darüber hinaus Informationen über die Drehrichtung des
Rotors gewinnen. Anhand der Aufeinanderfolge der logisch
verknüpften Ausgangssignale läßt sich die
Drehrichtungsinformation natürlich auch mit Hilfe der drei
Ausgangssignale der Hallelemente 4 gewinnen.
Neben der Information über die Temperatur, die Drehzahl und
die Drehrichtung und neben der Kommutierungsinformation
beinhaltet die Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4
(bzw. der Hallelemente 4) auch Information über den
Magnetisierungsgrad der permanentmagnetischen Segmente 2 des
Rotors 1.
In Fig. 5a ist die Ausgangsspannung UH(t) eines
Hallelementes 4 bei der Temperatur T und Magnetisierung M der
permanentmagnetischen Segmente 2 des Rotors 1 wiedergegeben.
Fig. 5b zeigt die Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4
bei Entmagnetisierung oder Teilentmagnetisierung. Werden alle
übrigen Parameter, wie die Temperatur T und natürlich der
Abstand des Hallelementes 4 von den permanentmagnetischen
Segmenten 2 konstant gehalten, so läßt sich aus dem Verlauf
der Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4 klar eine
Entmagnetisierung bzw. eine Teilentmagnetisierung der
permanentmagnetischen Segmente 2 des Rotors 1 erkennen. Über
eine entsprechende Schnittstelle wird dem Bedienpersonal
dieser am Motor aufgetretene Defekt mitgeteilt.
Die Fig. 6a und 6b zeigen zwei Beispiele dafür, wie eine
genauere Drehzahlinformation erlangt werden kann. Hierzu sind
die einzelnen permanentmagnetischen Segmente 2 des Rotors 1
wiederum in Bereiche geringerer Magnetisierung 5 und in
Bereiche höherer Magnetisierung 6 unterteilt. Diese
Unterteilung erfolgt in Fig. 6a durch eine unterschiedlich
starke Magnetisierung der Bereiche 5, 6.
In Fig. 6b wird der gleiche Effekt dadurch erzielt, daß durch
Materialabnahme in den Bereichen 5 der permanentmagnetischen
Segmente 2 der Abstand zum Hallelement 4 vergrößert wird.
In Fig. 7 ist die Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4
aufgetragen, wie sie entsprechend den Anordnungen der Fig. 6a
und/oder 6b zu erwarten ist. An dem trapezförmigen Verlauf
der Ausgangsspannung UH(t) ist zu sehen, daß das
Hallelement 4 hierbei im Sättigungszustand betrieben wird.
Die schwächere Magnetisierung in den Bereichen 5 der
permanentmagnetischen Segmente 2 macht sich in Einbrüchen der
trapezförmigen Ausgangsspannung UH(t) bemerkbar. Mittels
einer Logikeinheit können diese Einbrüche in der
Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4 zu einer besseren
Auflösung hinsichtlich der Drehzahlbestimmung herangezogen
werden.
In Fig. 8 ist eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung der
einzelnen Betriebszustände eines Rotors 1 eines bürstenlosen
Gleichstrommotors beschrieben. Die Ausgangsspannungen UH(t)
der Hallelemente 4 werden über eine Logikeinheit 7 derart
ausgewertet, daß sie die Bestimmung einzelner
Betriebszustände des bürstenlosen Gleichstrommotors
ermöglichen. Bei diesen Betriebszuständen handelt es sich um
die Temperatur, die Drehzahl, die Drehrichtung, die
Kommutierungsinformation für die Beaufschlagung der
Phasenwicklungen und die Magnetisierung des Rotors 1.
Die Ausgangsspannungen UH(t) der Hallelemente 4 werden einer
Signalerkennungs- und Steuerungseinheit 8 zugeführt. Diese
Signalerkennungs- und Steuerungseinheit 8 bestimmt aus den
Ausgangsspannungen UH(t) die Kommutierungssignale für die
Phasenwicklungen A, B, C des bürstenlosen Gleichstrommotors.
Aus mindestens zwei Ausgangsspannungen UH(t) der
Hallelemente 2 wird darüber hinaus von der Signalerkennungs-
und Steuerungseinheit 8 die Drehrichtung des Rotors 1 des
bürstenlosen Gleichstrommotors ermittelt.
Zur Bestimmung der Drehzahl, der Temperatur und der
Magnetisierung des bürstenlosen Gleichstrommotors genügt als
Information die Ausgangsspannung UH(t) eines Hallsensors 4.
Die analoge Ausgangsspannung UH(t) des Hallsensors 4 wird
mittels eines A/D-Wandlers 9 digitalisiert und an einen
Prozessor 10 weitergeleitet. Zusätzlich erhält dieser
Prozessor 10 von der Signalerkennungs- und
Steuerungseinheit 8 die Vorzeicheninformation der
entsprechenden Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4.
Wie bereits zuvor beschrieben, wird die Temperatur des
bürstenlosen Gleichstrommotors über zuvor abgespeicherte,
temperaturabhängige Ausgangsspannungskennlinien des
Hallelementes 4 ermittelt.
Eine Änderung der Magnetisierung der permanentmagnetischen
Segmente 2 des Rotors 1 wird erkannt, wenn bei konstanten
Parametern Temperatur und Abstand des Hallelementes 4 vom
Rotor 1 gravierende Änderungen in dem Ausgangssignal UH(t)
des Hallelementes 4 auftreten.
Die Drehzahl wird anhand der auftretenden Maxima, Minima oder
Nulldurchgänge der Ausgangsspannung UH(t) des Hallelementes 4
pro Umlauf bestimmt.
Bezugszeichenliste
1 Rotor
2 Permanentmagnetisches Segment
3 Rotorwelle
4 Hallelement
5 Bereiche geringer Magnetisierung
6 Bereiche höherer Magnetisierung
7 Logikeinheit
8 Signalerkennungs- und Steuereinheit
9 A/D-Wandler
10 Prozessor
2 Permanentmagnetisches Segment
3 Rotorwelle
4 Hallelement
5 Bereiche geringer Magnetisierung
6 Bereiche höherer Magnetisierung
7 Logikeinheit
8 Signalerkennungs- und Steuereinheit
9 A/D-Wandler
10 Prozessor
Claims (11)
1. Einrichtung zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße
eines bürstenlosen Gleichstrommotors,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die 2 * n-poligen Segmente (2) (n = 1, 2, 3, . . .) des Rotors (1) des bürstenlosen Gleichstrommotors aus permanentmagnetischem Material bestehen,
- - daß mindestens ein Hallelement (4) bezüglich des Rotors (1) derart angeordnet ist, daß sich das Magnetfeld der permanentmagnetischen Segmente (2) der Ausgangsspannung (UH(t)) des Hallelementes (4) aufprägt und
- - daß eine Logikeinheit (7) aus der Ausgangsspannung (UH(t)) des Hallelementes (4) die Temperatur des bürstenlosen Gleichstrommotors ermittelt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die permanentmagnetischen Segmente (2) aus
ferrimagnetischem Material bestehen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Logikeinheit (7) die gemessene maximale oder
minimale Ausgangsspannung des Hallelementes (4) mit der
gespeicherten maximalen oder minimalen Ausgangsspannung
des Hallelementes (4) in einem definierten Anfangszustand
vergleicht und aus der Differenz der entsprechenden
Ausgangsspannungen eine Temperaturänderung des
bürstenlosen Gleichstrommotors bezüglich des
Anfangszustandes ermittelt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß einem 2 * n-poligen, bürstenlosen Gleichstrommotor (n = 1, 2, 3, . . .) n-Hallelemente unter definierten Winkelstellungen zugeordnet sind und
daß die Logikeinheit (7) mittels einer logischen Verknüpfung der Ausgangssignale (UH(t)) der Hallelemente die jeweilige Winkelstellung des Rotors (1) bestimmt und die Kommutierung der Phasenwicklungen entsprechend den ermittelten Winkelstellungen des Rotors (1) steuert.
daß einem 2 * n-poligen, bürstenlosen Gleichstrommotor (n = 1, 2, 3, . . .) n-Hallelemente unter definierten Winkelstellungen zugeordnet sind und
daß die Logikeinheit (7) mittels einer logischen Verknüpfung der Ausgangssignale (UH(t)) der Hallelemente die jeweilige Winkelstellung des Rotors (1) bestimmt und die Kommutierung der Phasenwicklungen entsprechend den ermittelten Winkelstellungen des Rotors (1) steuert.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Logikeinheit (7) anhand der Nulldurchgänge der
Ausgangsspannung(en) des Hallelementes (der
Hallelemente) (7) die Drehzahl des bürstenlosen
Gleichstrommotors und aus der Aufeinanderfolge der
Kombinationen der Ausgangssignale der Hallelemente die
Drehrichtung des bürstenlosen Gleichstrommotors
ermittelt.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Hallelemente (4) vorgesehen sind und
daß die Logikeinheit (7) anhand der relativen Lage der
Kombinationen der Ausgangssignale der Hallelemente (4)
die Drehrichtung ermittelt.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Logikeinheit (7) durch Vergleich der
Ausgangsspannung(en) des Hallelementes (der
Hallelemente) (7) mit entsprechend abgespeicherten
Sollwertkurven eine Entmagnetisierung bzw. eine
Teilentmagnetisierung des Rotors (1) erkennt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die permanentmagnetischen Segmente (2) des Rotors (1) aus ferrimagnetischem Material bestehen und
daß zusätzlich an der Stirnseite des Rotors (1) eine Scheibe aus ferrimagnetischem Material aufgebracht ist, deren Polzahl und Polarität mit dem Rotor (1) des bürstenlosen Gleichstrommotors übereinstimmt.
daß die permanentmagnetischen Segmente (2) des Rotors (1) aus ferrimagnetischem Material bestehen und
daß zusätzlich an der Stirnseite des Rotors (1) eine Scheibe aus ferrimagnetischem Material aufgebracht ist, deren Polzahl und Polarität mit dem Rotor (1) des bürstenlosen Gleichstrommotors übereinstimmt.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die einzelnen Segmente (2) des Rotors (1) bzw. die Segmente (2) der an der Stirnseite des Rotors (1) angebrachten ferrimagnetischen Scheibe selbst wieder Bereiche (5, 6) unterschiedlich starker Magnetisierung (M) aufweisen.
10. Einrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die unterschiedlich starke Magnetisierung (M)
innerhalb der Segmente (2) durch Schwächung der
Magnetisierung (M) in den Bereichen (5) erfolgt.
11. Einrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die unterschiedlich starke Magnetisierung (M)
innerhalb der Segmente (2) durch Materialabnahme und
somit durch eine Vergrößerung des Luftspaltes zu den
Hallelementen (4) in den Bereichen (5) erfolgt.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4137559A DE4137559A1 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Einrichtung zur erfassung mindestens einer zustandsgroesse eines buerstenlosen gleichstrommotors |
FR9213373A FR2687864A1 (fr) | 1991-11-15 | 1992-11-06 | Dispositif de detection d'au moins une variable d'etat d'un moteur a courant continu sans balai. |
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