EP4533651A1 - Sensorlose blockkommutierung - Google Patents

Sensorlose blockkommutierung

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Publication number
EP4533651A1
EP4533651A1 EP23726978.2A EP23726978A EP4533651A1 EP 4533651 A1 EP4533651 A1 EP 4533651A1 EP 23726978 A EP23726978 A EP 23726978A EP 4533651 A1 EP4533651 A1 EP 4533651A1
Authority
EP
European Patent Office
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motor
rotor
current
pulse
rotor position
Prior art date
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Pending
Application number
EP23726978.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Justus Freischle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP4533651A1 publication Critical patent/EP4533651A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20—Arrangements for starting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/15—Controlling commutation time
    • H02P6/157—Controlling commutation time wherein the commutation is function of electro-magnetic force [EMF]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/181—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using different methods depending on the speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/185—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using inductance sensing, e.g. pulse excitation

Definitions

  • the present invention relates to a method for sensorless block commutation of a brushless DC motor.
  • a current sensor is used for detecting a current flowing through the DC motor, a detection circuit for detecting the zero crossings of the counter-electromotive force and a control unit, the control unit being suitable based on the detected current and/or the zero crossings of the counter-electromotive force
  • the block control signals typically serve to generate a driving force to rotate a rotor of the DC motor.
  • the position detection signals typically serve to detect a rotor position of the rotor.
  • the DC motor goes through a start-up phase before reaching a normal operating phase. It has been shown in practice that it is not possible to reliably determine a zero crossing of the counter-electromotive force (BEMF zero crossing detection) in the start-up phase - as the basis for sensorless block commutation.
  • BEMF zero crossing detection the counter-electromotive force
  • US 9,819,290 B2 describes an electric tool with a motor and a control unit that is designed to output detection signals and control signals for an inverter.
  • the control unit determines the block control signals based on position detection current components of a motor current.
  • US 1 1,171,586 B2 discloses a power tool with a control unit designed to detect an incorrect rotor rotation direction by applying a first plurality of voltage pulses to a current motor sector and a second plurality of voltage pulses to a previous sector.
  • the task is solved in that the control unit only outputs position detection signals in the start-up phase. In other words, the DC motor is rotated in the starting phase only by position detection currents that are triggered by the position detection signals.
  • the invention includes the knowledge that in previously known commutation methods, a current signal detected by the current sensor in the start-up phase contains both control current components and position detection current components. Although this allows a high starting torque, it reduces the accuracy when tracking the rotor position.
  • the invention further includes the knowledge that stator inductance changes can be exploited in sensorless motor control in order to be able to detect and track the rotor position below the limit at which tracking based on BEMF-based methods is possible.
  • Two basic physical properties of the motor can be exploited, namely saturation effects of the stator and/or saliency effects.
  • a change in the current signal detected by the current sensor that is influenced by these properties is preferably used as the basis for the method according to the invention.
  • the position detection signals have a plurality of main pulses and a plurality of secondary pulses. It has proven to be advantageous if main pulses and secondary pulses alternate. A main pulse and a secondary pulse can have the same pulse duration. Alternatively, a main pulse and a secondary pulse can have different pulse durations. It has proven to be advantageous if the same pause times are provided between the transition from main pulse to secondary pulse or from secondary pulse to main pulse. Alternatively, a different pause time can be provided between the transition from main pulse to secondary pulse or from secondary pulse to main pulse. An alternating sequence of main pulses and secondary pulses is defined as a pulse sequence.
  • a control state assigned to the current rotor position sector is used for the main pulse and a control state is used for the secondary pulse, which is assigned to a next rotor position sector immediately following the current rotor position sector in the direction of rotor rotation.
  • a valid change in the rotor position sector is detected when the magnitude of a main pulse current response to the main pulse detected by the current sensor is greater than the magnitude of a secondary pulse current response to the secondary pulse detected by the current sensor. It has proven to be advantageous if the main pulse current response to the main pulse detected by the current sensor has a commutation current hysteresis when compared with the secondary pulse current response to the secondary pulse detected by the current sensor.
  • This commutation current hysteresis can be adjustable.
  • a preferably adjustable pause time is waited for, in which the motor phase currents decay completely. After the pause time, a next pulse sequence is started.
  • the control states of the main pulse and the secondary pulse are incremented or decremented, i.e. switched to the next rotor position sector. It has proven to be advantageous if switching only takes place if a minimum number of main pulses and/or secondary pulses have been impressed per pulse sequence. Alternatively or additionally, it can be provided that switching only takes place if a maximum number of pulse impressions of main pulses and/or secondary pulses per pulse sequence has not been exceeded.
  • the current rotor speed itself is determined over the period in which a pulse sequence is impressed. Each pulse sequence can be valid for a rotor position sector, preferably 60°. From these two pieces of information, the mechanical speed can be clearly determined if the number of pole pairs of the motor is known.
  • a direction detection pulse is output once as a position detection signal, with a control state being used for the direction detection pulse, which is assigned to a rotor position sector immediately preceding the current rotor position sector in the direction of rotor rotation.
  • an initial rotor position detection takes place at the beginning of the start-up phase, with the rotor stationary, which does not generate any resulting rotor torque.
  • the normal operating phase begins as soon as the rotor speed reaches a value that lies in the interval from 1000 rpm to 3000 rpm.
  • the brushless DC motor is commutationed in the normal operating phase exclusively by means of block commutation.
  • the commutation of the DC motor takes place in the normal operating phase on the basis of a determination of the zero crossings of the counter-electromotive force.
  • the task is also solved by an electric hand tool with a brushless DC motor, a current sensor for detecting a current flowing through the DC motor, a detection circuit for detecting the zero crossings of the counter-electromotive force and a control unit.
  • the control unit is designed, based on the detected current and/or the zero crossings of the counter-electromotive force, to provide block control signals and position detection signals for a motor inverter assigned to the DC motor, the block control signals serving to generate a driving force in order to rotate a rotor of the DC motor, and the position detection signals serve to detect a rotor position of the rotor.
  • the DC motor is further designed to pass through several rotor position sectors in a start-up phase before reaching a normal operating phase. According to the invention, the control unit is designed to only output position detection signals to the motor inverter in the start-up phase.
  • the electric hand-held power tool can be further developed in a corresponding manner using the features described with reference to the method.
  • the method according to the invention can also be implemented in other devices equipped with a brushless DC motor, such as a vacuum cleaner or chisel hammer.
  • the brushless direct current motor is 3-phase and has six sectors, each 60°, in the electrical reference system. Accordingly, motor inverter is designed to commutate a 3-phase DC motor. This motor inverter therefore has three half bridges, each with two power semiconductors per half bridge. It has proven to be advantageous if the brushless DC motor is connected in a delta connection. Alternatively, the brushless DC motor can be connected in a star connection. Further advantages result from the following description of the figures. Various exemplary embodiments of the present invention are shown in the figures. The figures, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a hand-held power tool according to the invention
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a method according to the invention
  • 3 shows a second exemplary embodiment of a method according to the invention
  • Fig. 5 shows an alternative method for initial rotor position detection.
  • Fig. 1 shows - in a highly schematic form - an electric hand tool 100.
  • the hand tool 100 is equipped with a brushless direct current motor 90.
  • the brushless direct current motor 90 is 3-phase and has a rotor 95 with six rotor position sectors I, II, III, IV , V, VI with 60° each.
  • a current sensor 80 for detecting a current flowing through the DC motor 90.
  • a circuit for zero crossing detection of the counter-electromotive force 70 is provided.
  • the DC motor 90 is preceded by a motor inverter 20, which in the present case has six FETs (field effect transistors), with two FETs being provided per phase II, V, W.
  • the electric hand tool 100 also has a control unit 10, which is designed to provide block control signals and position detection signals for the motor inverter 20 based on the current detected by the current sensor 80 and/or the zero crossings of the counter-electromotive force.
  • the block control signals are used (in a manner known from the prior art) to generate a driving force in order to drive the rotor 95 in rotation.
  • the position detection signals are used to detect a rotor position of the rotor 95.
  • control unit 10 is designed to output only position detection signals to the motor inverter 20 in a start-up phase, i.e. for example up to a speed of the DC motor of 2000 l/min, which is with reference to the following figures is explained in more detail.
  • Fig. 2 shows a diagram of the time course of the phase currents A, B, C (corresponding to phase II, V, W in Fig. 1) detected by three current sensors.
  • the diagram is divided into an initial position detection/rest phase IPD/RPH, a start-up phase APH and a normal operating phase NPH.
  • the rotor is at a stationary standstill. The initial rotor position detection will be explained in more detail later with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the diagram in FIG. 2 shows the main pulse current responses l(Pi) alternating with the secondary pulse current responses l(P2).
  • a control state of the motor inverter assigned to the current rotor position sector is used for the main pulse.
  • a control state is used for the secondary pulse, which is assigned to a next rotor position sector immediately following the current rotor position sector in the direction of rotor rotation.
  • the main pulse current responses l(Pi) and the secondary pulse current responses l(P2) change with the rotor position, which is due to the saturation effects and saliency effects mentioned at the beginning.
  • the rotor is in the next rotor position sector.
  • an adjustable commutation current hysteresis iHys is also used here, which applies the secondary pulse current response l(P2). Accordingly, a valid change in the rotor position sector is detected when the condition main pulse current response l(Pi) > secondary pulse current response l(P2) +
  • Commutation current hysteresis IHys is fulfilled. If such a valid change in the rotor position sector is detected, the control states of the main pulse and the secondary pulse are incremented or decremented.
  • the first pulse sequence PSi is completed.
  • An adjustable pause time TPS is then waited for. During this pause time TPS, the motor phase currents must decay completely, as shown in Fig. 2. Once the pause time TPS has expired, the next pulse sequence begins, in this case the second pulse sequence PS2.
  • the start-up phase (APH) shown in FIG. 2 there are, for example, eight pulse sequences.
  • UP switching time
  • NPH normal operating phase
  • the brushless DC motor is commutation exclusively using block commutation.
  • the commutation of the DC motor in the normal operating phase is based on determining the zero crossings of the counter-electromotive force.
  • Fig. 3 shows the so-called “3-Pulse Acceleration Method” in which, in addition to the method described with reference to Fig. 2, it is used once in each pulse sequence (PS).
  • Direction detection pulse is output as a position detection signal to the motor inverter.
  • Such a directional detection pulse causes a directional detection pulse current response l(P3) shown in FIG. 3.
  • a control state is used for the direction detection pulse, which is assigned to a rotor position sector immediately preceding the current rotor position sector in the direction of rotor rotation.
  • a direction detection pulse is impressed each time a valid change in the rotor position sector is detected in accordance with the description of FIG. 2.
  • the rotor rotates in the desired direction.
  • an adjustable directional current hysteresis iHysRi is also used here, which applies the main pulse current response l(Pi). Accordingly, a rotation of the rotor in the desired direction is detected when the condition directional detection pulse current response l(P3) > main pulse current response I(P1) + directional current hysteresis IHysRi is fulfilled. Otherwise the rotor will rotate in the undesired direction of rotation.
  • phase 4 and 5 each show a diagram of the time course of the phase currents A, B, C detected by three current sensors (corresponding to phase II, V, W in Fig. 1).
  • the initial rotor position detection takes place in a rest phase RPH, which precedes the start-up phase APH (see FIGS. 2 and 3). In the rest phase RPH the rotor is at a standstill.
  • An initial rotor position detection is preferably carried out in such a way that pairs of opposite control states are impressed in order not to generate any resulting torque on average. After the pulse impression, pause times are provided so that the currents generated can decay completely before the next pulse is impressed.
  • the same physical properties are preferably used that also come into play in the APH start-up phase.
  • differences in the current responses of the impressed voltage pulses are used in order to be able to draw conclusions about the initial rotor position.
  • measurement noise from the current measurement can lead to incorrect detection of the initial rotor position lead a rotor position sector. It has proven to be advantageous if, in order to minimize the frequency of incorrect determination of the initial rotor position, the locking positions of the brushless DC motor do not correspond to the detection sector limits of the method.
  • the orientations of the impressed voltage pointers are determined by the connection (star or delta) of the motor.
  • the orientations of the impressed voltage pointers differ by 30° between a star connection and a delta connection.
  • the method according to the invention and/or the device according to the invention can, depending on the electrical connection of the brushless DC motor (star or delta), provide for the use of a 3-FET block commutation or 2-FET block commutation.
  • These two control systems differ in that they have different control states and thus imprint voltage pulses that are 30° different. This allows the difference in connection to be compensated for.
  • the detection limits can therefore always be separated from the magnetic locking positions. This offers the advantage that the detection algorithm described above can remain unchanged.
  • the invention includes the knowledge of using different control states in order to separate the detection limits of the method from the magnetic locking positions of the motor depending on the circuitry.
  • Fig. 4 shows an initial rotor position detection for a brushless DC motor in a star connection, which is 3-phase and has 6 sectors, each at 60° in the electrical reference system.
  • the motor inverter has three active power semiconductors (3-FET) during a position detection pulse.
  • Fig. 5 shows an initial rotor position detection for a brushless DC motor in a delta connection, which is 3-phase and has 6 sectors, each at 60° in the electrical reference system.
  • the initial rotor position detection if the motor inverter has two active power semiconductors (2-FET) during a position detection pulse.
  • 2-FET two active power semiconductors
  • I(P1) Main pulse current response l(P2)
  • Subpulse current response l(P3) Directional detection pulse current response

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

Verfahren zur sensorlosen Blockkommutierung eines bürstenlosen Gleichstrommotors, wobei im Rahmen des Verfahrens ein Stromsensor zum Erfassen eines durch den Gleichstrommotor fließenden Stroms, eine Detektionsschaltung zur Erfassung der Nulldurchgänge der gegenelektromotorischen Kraft und eine Steuereinheit zum Einsatz kommen, wobei die Steuereinheit geeignet ist, auf Basis des erfassten Stroms und/oder den Nulldurchgängen der gegenelektromotorischen Kraft Blockansteuersignale und Positionsdetektionssignale für einen dem Gleichstrommotor zugeordneten Motorinverter bereitzustellen, wobei die Blockansteuersignale zum Generieren einer Antriebskraft dienen, um einen Rotor des Gleichstrommotors drehend anzutreiben, und die Positionsdetektionssignale zum Erfassen einer Rotorposition des Rotors dienen, und wobei der Gleichstrommotor vor dem Erreichen einer Normalbetriebsphase mehrere Rotorpositionssektoren in einer Anlaufphase durchläuft, und die Steuereinheit in der Anlaufphase ausschließlich Positionsdetektionssignale an den Motorinverter ausgibt.

Description

Sensorlose Blockkommutierung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur sensorlosen Blockkommutierung eines bürstenlosen Gleichstrommotors. Im Rahmen des Verfahrens kommt ein Stromsensor zum Erfassen eines durch den Gleichstrommotor fließenden Stroms, eine Detektionsschaltung zur Erfassung der Nulldurchgänge der gegenelektromotorischen Kraft und eine Steuereinheit zum Einsatz, wobei die Steuereinheit geeignet ist, auf Basis des erfassten Stroms und/oder den Nulldurchgängen der gegenelektromotorischen Kraft Blockansteuersignale und Positionsdetektionssignale für einen dem Gleichstrommotor zugeordneten Motorinverter bereitzustellen. Die Blockansteuersignale dienen typischerweise zum Generieren einer Antriebskraft, um einen Rotor des Gleichstrommotors drehend anzutreiben. Die Positionsdetektionssignale dienen typischerweise zum Erfassen einer Rotorposition des Rotors. Im Rahmen des Verfahrens durchläuft der Gleichstrommotor vor dem Erreichen einer Normalbetriebsphase eine Anlaufphase. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass in der Anlaufphase eine Bestimmung eines Nulldurchgangs der gegenelektromotorischen Kraft (BEMF Nulldurchgangserkennung) - als Grundlage für die sensorlose Blockkommutierung - nicht zuverlässig möglich ist.
Vorrichtungen und Verfahren zur sensorlosen Blockkommutierung sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.
US 9,819,290 B2 beschreibt ein Elektrowerkzeug mit einem Motor und einer Steuereinheit, die für die Ausgabe von Erfassungssignalen und Ansteuersignalen für einen Inverter ausgebildet ist. Die Steuereinheit bestimmt, zur Modensteuerung in einer Anlaufphase des Motors, die Blockansteuersignale basierend auf Positionserfassungsstromanteilen eines Motorstroms.
US 1 1 ,171 ,586 B2 offenbart ein Elektrowerkzeug mit einer Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine falsche Rotordrehrichtung durch Anlegen einer ersten Vielzahl von Spannungsimpulsen an einen aktuellen Motorsektor und einer zweiten Vielzahl von Spannungsimpulsen an einen vorherigen Sektor zu erkennen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur sensorlosen Blockkommutierung eines Gleichstrommotors anzugeben, dass die Grundlage für ein genaueres Tracking der Rotorposition des Gleichstrommotors schafft. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Steuereinheit in der Anlaufphase ausschließlich Positionsdetektionssignale ausgibt. Mit anderen Worten wird der Gleichstrommotor in der Anlaufphase lediglich durch Positionsdetektionsströme, die durch die Positionsdetektionssignale ausgelöst werden, gedreht.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass bei vorbekannten Kommutierungsverfahren ein vom Stromsensor erfasstes Stromsignal in der Anlaufphase sowohl Ansteuerstromanteile als auch Positionserfassungsstromanteile enthält. Dies erlaubt zwar ein hohes Anlaufmoment, verringert aber die Genauigkeit beim Tracking der Rotorposition.
Die Erfindung schließt weiterhin die Erkenntnis ein, dass in der sensorlosen Motorregelung Statorinduktivitätsveränderungen ausgenutzt werden können, um die Rotorposition unterhalb der Grenze, bei welcher ein Tracking basierend auf BEMF basierten Verfahren möglich ist, detektieren und tracken zu können. Dabei können zwei grundlegende physikalische Eigenschaften des Motors ausgenutzt werden, nämlich Sättigungseffekte des Stators und/oder Salienzeffekte. Eine durch diese Eigenschaften beeinflusste Veränderung des durch den Stromsensor erfassten Stromsignals wird vorzugsweise dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde gelegt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weisen die Positionsdetektionssignale eine Mehrzahl von Hauptpulsen und eine Mehrzahl von Nebenpulsen auf. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn Hauptpulse und Nebenpulse alternieren. Ein Hauptpuls und ein Nebenpuls können die gleiche Pulsdauer aufweisen. Alternativ können ein Hauptpuls und ein Nebenpuls verschiedene Pulsdauern aufweisen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn zwischen dem Übergang von Hauptpuls zu Nebenpuls beziehungsweise von Nebenpuls zu Hauptpuls die gleichen Pausenzeiten vorgesehen werden. Alternativ kann zwischen dem Übergang von Hauptpuls zu Nebenpuls beziehungsweise von Nebenpuls zu Hauptpuls eine jeweils unterschiedliche Pausenzeit vorgesehen werden. Eine alternierende Abfolge von Hauptpulsen und Nebenpulsen ist als Pulssequenz definiert.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird für den Hauptpuls ein dem aktuellen Rotorpositionssektor zugeordneter Ansteuerungszustand verwendet und für den Nebenpuls ein Ansteuerungszustand verwendet, der einem nächsten, dem aktuellen Rotorpositionssektor in Rotordrehrichtung unmittelbar folgenden Rotorpositionssektor zugeordnet ist. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung wird ein gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors detektiert, wenn der Betrag einer durch den Stromsensor erfassten Hauptpulsstromantwort auf den Hauptpuls größer ist als der Betrag einer durch den Stromsensor erfassten Nebenpulsstromantwort auf den Nebenpuls. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die durch den Stromsensor erfasste Hauptpulsstromantwort auf den Hauptpuls beim Vergleich mit der durch den Stromsensor erfassten Nebenpulsstromantwort auf den Nebenpuls eine Kommutierungsstromhysterese aufweist. Erst wenn der Betrag der Hauptpulsstromantwort um die Kommutierungsstromhysterese größer ist als die Nebenpulsstromantwort wird ein gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors detektiert. Diese Kommutierungsstromhysterese kann einstellbar sein. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass nach einer Detektion eines gültigen Wechsels des Rotorpositionssektor eine vorzugsweise einstellbare Pausenzeit, in der die Motorphasenströme vollständig abklingen, abgewartet wird. Nach der Pausenzeit wird eine nächste Pulssequenz begonnen.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass, wenn ein gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors detektiert wird, die Ansteuerungszustände des Hauptpulses und des Nebenpulses inkrementiert oder dekrementiert, d.h. auf den jeweils nächsten Rotorpositionssektor umgeschaltet werden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn ein Umschalten nur erfolgt, falls eine minimale Anzahl von Hauptpulsen und/oder Nebenpulsen pro Pulssequenz eingeprägt wurden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein Umschalten nur erfolgt, falls eine maximale Anzahl von Pulseinprägungen von Hauptpulsen und/oder Nebenpulsen pro Pulssequenz nicht überschritten wurde. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung wird die aktuelle Rotordrehzahl selbst jeweils über den Zeitraum der Einprägung einer Pulssequenz ermittelt. Jede Pulssequenz kann für einen Rotorpositionssektor, vorzugsweise 60°, gültig sein. Aus diesen beiden Informationen kann bei Kenntnis der Polpaarzahl des Motors die mechanische Drehzahl eindeutig bestimmt werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass wenn ein gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors detektiert wird, einmalig ein Richtungsdetektionspuls als Positionsdetektionssignal ausgegeben wird, wobei für den Richtungsdetektionspuls ein Ansteuerungszustand verwendet wird, der einem dem aktuellen Rotorpositionssektor in Rotordrehrichtung unmittelbar vorausgehenden Rotorpositionssektor zugeordnet ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung erfolgt zu Beginn der Anlaufphase, bei stationärem Rotor, eine initiale Rotorpositionserfassung, die kein resultierendes Rotormoment erzeugt.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Normalbetriebsphase beginnt, sobald die Rotordrehzahl einen Wert erreicht, der im Intervall von 1000 U/min bis 3000 U/min liegt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung erfolgt eine Kommutierung des bürstenlosen Gleichstrommotors in der Normalbetriebsphase ausschließlich mittels Blockkommutierung. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Kommutierung des Gleichstrommotors in der Normalbetriebsphase auf Basis einer Bestimmung der Nulldurchgänge der gegenelektromotorischen Kraft.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine elektrische Handwerkzeugmaschine mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor, einem Stromsensor zum Erfassen eines durch den Gleichstrommotor fließenden Stroms, eine Detektionsschaltung zur Erfassung der Nulldurchgänge der gegenelektromotorischen Kraft und einer Steuereinheit. Die Steuereinheit ist ausgebildet, auf Basis des erfassten Stroms und/oder den Nulldurchgängen der gegenelektromotorischen Kraft, Blockansteuersignale und Positionsdetektionssignale für einen dem Gleichstrommotor zugeordneten Motorinverter bereitzustellen, wobei die Blockansteuersignale zum Generieren einer Antriebskraft dienen, um einen Rotor des Gleichstrommotors drehend anzutreiben, und die Positionsdetektionssignale zum Erfassen einer Rotorposition des Rotors dienen. Der Gleichstrommotor ist weiterhin ausgebildet vor dem Erreichen einer Normalbetriebsphase mehrere Rotorpositionssektoren in einer Anlaufphase zu durchlaufen. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit ausgebildet, in der Anlaufphase ausschließlich Positionsdetektionssignale an den Motorinverter auszugeben.
Die elektrische Handwerkzeugmaschine kann durch die mit Bezug auf das Verfahren beschriebenen Merkmale in entsprechender Weise weitergebildet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in anderen mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor ausgestatteten Vorrichtungen verwirklicht sein, wie beispielsweise in einem Staubsauger oder Meißelhammer.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der bürstenlose Gleichstrommotors 3-phasig ausgebildet und weist im elektrischen Bezugsystem sechs Sektoren mit jeweils 60° auf. Dementsprechend ist Motorinverter zum Kommutieren eines 3-phasigen Gleichstrommotors ausgelegt. Dieser Motorinverter besitzt somit drei Halbbrücken mit jeweils zwei Leistungshalbleitern pro Halbbrücke. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der bürstenlose Gleichstrommotor in einer Dreiecksverschaltung angeschlossen ist. Alternativ kann der bürstenlose Gleichstrommotor in einer Sternverschaltung angeschlossen sein. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine;
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 4 eine initiale Rotorpositionserfassung beim Verfahren der Fig. 2; und
Fig. 5 ein alternatives Verfahren zur initialen Rotorpositionserfassung.
Ausführungsbeispiele:
Fig. 1 zeigt - in stark schematisierter Form - eine elektrische Handwerkzeugmaschine 100. Die Handwerkzeugmaschine 100 ist ausgestattet mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor 90. Der bürstenlose Gleichstrommotor 90 ist 3-phasig ausgebildet und weist einen Rotor 95 mit sechs Rotorpositionssektoren I, II, III, IV, V, VI mit jeweils 60° auf. Zum Gleichstrommotor 90 zugeordnet ist ein Stromsensor 80 zum Erfassen eines durch den Gleichstrommotor 90 fließenden Stroms. Zusätzlich ist eine Schaltung zur Nulldurchgangserkennung der gegenelektromotorischen Kraft 70 vorgesehen.
Dem Gleichstrommotor 90 ist ein Motorinverter 20 vorgeschaltet, der vorliegend sechs FETs (Feldeffekttransistoren) aufweist, wobei jeweils zwei FETs pro Phase II, V, W vorgesehen sind. Die elektrische Handwerkzeugmaschine 100 verfügt weiterhin über eine Steuereinheit 10, die ausgebildet ist, auf Basis des mittels des Stromsensors 80 erfassten Stroms und/oder den Nulldurchgängen der gegenelektromotorischen Kraft Blockansteuersignale und Positionsdetektionssignale für den Motorinverter 20 bereitzustellen. Die Blockansteuersignale dienen (in aus dem Stand der Technik bekannter Weise) zum Generieren einer Antriebskraft, um den Rotor 95 drehend anzutreiben. Die Positionsdetektionssignale dienen zum Erfassen einer Rotorposition des Rotors 95. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit 10 ausgebildet, in einer Anlaufphase, d.h. beispielhaft bis zu einer Drehzahl des Gleichstrommotor von 2000 ll/min ausschließlich Positionsdetektionssignale an den Motorinverter 20 auszugeben, was mit Bezug auf die folgenden Figuren genauer erläutert wird.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs der mittels dreier Stromsensoren erfassten Phasenströme A, B, C (entsprechend Phase II, V, W in Fig. 1 ). Das Diagramm teilt sich in eine initiale Positionsdetektion/Ruhephase IPD/RPH, eine Anlaufphase APH und eine Normalbetriebsphase NPH. Während der initialen Positionsdetektion/Ruhephase IPD/RPH befindet sich der Rotor in stationärem Stillstand. Die initiale Rotorpositionserfassung wird später mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 genauer erläutert.
In der Anlaufphase APH, die sich unmittelbar an die initiale Positionsdetektion anschließt und beispielhaft bis etwa 30 Millisekunden erstreckt, ist eine Bestimmung eines Nulldurchgangs der gegenelektromotorischen Kraft (BEMF Nulldurchgangserkennung) als Grundlage für die sensorlose Blockkommutierung des Gleichstrommotors 90 nicht zuverlässig möglich. Hier setzt die Erfindung ein, die vorsieht, dass die Steuereinheit in der Anlaufphase APH ausschließlich Positionsdetektionssignale an den Motorinverter ausgibt. Im Rahmen des Verfahrens werden als Positionsdetektionssignale an den Motorinverter 20 zwei Spannungspulse, nämlich ein Hauptpuls und ein Nebenpuls alternierend eingeprägt und die resultierenden Stromamplituden erfasst und verglichen. Daher kann dieses Verfahren auch als „2-Pulse Acceleration Method“ bezeichnet werden. Durch die eingeprägten Hauptpulse und Nebenpulse wird ein resultierendes Drehmoment erzeugt, welches den Rotor in Drehung versetzt.
Dementsprechend zeigt das Diagramm der Fig. 2 die Hauptpulsstromantworten l(Pi) alternierend mit den Nebenpulsstromantworten l(P2). Für den Hauptpuls wird ein dem aktuellen Rotorpositionssektor zugeordneter Ansteuerungszustand des Motorinverters verwendet. Für den Nebenpuls wird ein Ansteuerungszustand verwendet, der einem nächsten, dem aktuellen Rotorpositionssektor in Rotordrehrichtung unmittelbar folgenden Rotorpositionssektor zugeordnet ist. Die Hauptpulsstromantworten l(Pi) und die Nebenpulsstromantworten l(P2) ändern sich mit der Rotorposition, was auf die eingangs erwähnten Sättigungseffekte bzw. Salienzeffekte zurückzuführen ist.
Besitzt die Hauptpulsstromantwort l(Pi) des Hauptpulses eine größere Amplitude als die Nebenpulsstromantwort l(P2) des Nebenpulses, befindet sich der Rotor im nächsten Rotorpositionssektor. Aus Robustheitsgründen wird hier zusätzlich eine einstellbare Kommutierungsstromhysterese iHys verwendet mit dem die Nebenpulsstromantwort l(P2) beaufschlagt wird. Demnach wird ein gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors detektiert, wenn die Bedingung Hauptpulsstromantwort l(Pi) > Nebenpulsstromantwort l(P2) +
Kommutierungsstromhysterese IHys erfüllt ist. Wenn ein solcher gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors detektiert wird, werden die Ansteuerungszustände des Hauptpulses und des Nebenpulses inkrementiert oder dekrementiert. Die eine erste Pulssequenz PSi ist abgeschlossen. Anschließend wird eine einstellbare Pausenzeit TPS abgewartet. In dieser Pausenzeit TPS müssen die Motorphasenströme vollständig abklingen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Ist die Pausenzeit TPS abgelaufen, wird mit der nächsten Pulssequenz, in diesem Fall der zweiten Pulssequenz PS2 begonnen. In der in Fig. 2 gezeigten Anlaufphase (APH) existieren beispielhaft acht Pulssequenzen. Am Ende der achten Pulssequenz PS8 liegt ein Umschaltzeitpunkt (UP) vor an welchem die Normalbetriebsphase (NPH) des Gleichstrommotors beginnt. Eine Kommutierung des bürstenlosen Gleichstrommotors erfolgt ab diesem Umschaltzeitpunkt (UP) ausschließlich mittels Blockkommutierung. Die Kommutierung des Gleichstrommotors in der Normalbetriebsphase erfolgt auf Basis einer Bestimmung der Nulldurchgänge der gegenelektromotorischen Kraft.
Fig. 3 zeigt die sogenannte „3-Pulse Acceleration Method“ bei dem zusätzlich zu dem mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Verfahren in jeder Pulssequenz (PS) einmalig ein Richtungsdetektionspuls als Positionsdetektionssignal an den Motorinverter ausgegeben wird. Ein solcher Richtungsdetektionspuls bewirkt jeweils eine in Fig. 3 gezeigte Richtungsdetektionspulsstromantwort l(P3). Für den Richtungsdetektionspuls wird jeweils ein Ansteuerungszustand verwendet, der einem dem aktuellen Rotorpositionssektor in Rotordrehrichtung unmittelbar vorausgehenden Rotorpositionssektor zugeordnet ist. Ein Richtungsdetektionspuls wird jeweils eingeprägt, wenn ein gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors entsprechend der Beschreibung der Fig. 2 detektiert wird.
Besitzt die Richtungsdetektionspulsstromantwort l(P3) des Richtungsdetektionspulses eine größere Amplitude als die zuletzt gemessene Hauptpulsstromantwort l(Pi) des Hauptpulses, dreht sich der Rotor in gewünschter Richtung. Aus Robustheitsgründen wird hier zusätzlich eine einstellbare Richtungsstromhysterese iHysRi verwendet mit dem die Hauptpulsstromantwort l(Pi ) beaufschlagt wird. Demnach wird eine Drehung des Rotors in die gewünschte Dreht detektiert, wenn die Bedingung Richtungsdetektionspulsstromantwort l(P3) > Hauptpulsstromantwort I(P1 ) + Richtungsstromhysterese IHysRi erfüllt ist. Andernfalls handelt es sich um eine Drehung des Rotors in die ungewünschte Drehrichtung.
Die mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 beschriebenen Verfahren können jeweils durch eine initiale Rotorpositionserfassung ergänzt werden. Dies wird nun mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 genauer beschrieben.
Fig. 4 und 5 zeigen jeweils ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs der mittels dreier Stromsensoren erfassten Phasenströme A, B, C (entsprechend Phase II, V, W in Fig. 1 ). Die initiale Rotorpositionserfassung erfolgt in einer Ruhephase RPH, die der Anlaufphase APH (vgl. Fig. 2 und 3) zeitlich vorangestellt ist. In der Ruhephase RPH befindet sich der Rotor im Stillstand.
Eine initiale Rotorpositionserfassung erfolgt vorzugsweise derart, dass jeweils Pärchen aus gegensinnigen Ansteuerungszuständen eingeprägt werden, um im Mittel kein resultierendes Drehmoment zu erzeugen. Nach der Pulseinprägung sind Pausenzeiten vorgesehen, so dass die erzeugten Ströme vollständig abklingen können, bevor der nächste Puls eingeprägt wird.
Bei der initialen Rotorpositionserfassung werden vorzugsweise die gleichen physikalischen Eigenschaften genutzt, die auch in der Anlaufphase APH zum Tragen kommen. Bei der initialen Rotorpositionserfassung werden gleichsam Unterschiede in den Stromantworten der eingeprägten Spannungspulse verwendet, um auf die initiale Rotorposition schließen zu können. Allerdings gibt es bei bestimmten Rotorpositionen, genauer gesagt den Sektorgrenzen der Erfassung, eine Winkelunsicherheit von 60° (ein Rotorpositionssektor). An diesen Positionen kann bereits ein Messrauschen der Strommessung zu einer Fehldetektion der initialen Rotorlage um einen Rotorpositionssektor führen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn, um die Häufigkeit einer Fehlbestimmung der initialen Rotorlage zu minimieren, die Rastpositionen des bürstenlosen Gleichstrommotors nicht mit den Erfassungssektorgrenzen des Verfahrens übereinstimmen. Dies lässt sich damit begründen, dass das magnetische System des Gleichstrommotors nach dem geringsten magnetischen Widerstand (Reluktanz) strebt und dies an den magnetischen Rastpositionen des Motors erfüllt ist. Somit stellen die Rastpositionen die häufigsten Rotorpositionen bei der initialen Rotorpositionserfassung dar. Weiterhin werden die Orientierungen der eingeprägten Spannungszeiger durch die Verschaltung (Stern oder Dreieck) des Motors bestimmt. Die Orientierungen der eingeprägten Spannungszeiger unterscheiden sich zwischen einer Sternverschaltung und einer Dreiecksverschaltung um 30°.
Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Vorrichtung kann je nach elektrischer Verschaltung des bürstenlosen Gleichstrommotors (Stern oder Dreieck) die Verwendung einer 3-FET Blockkommutierung oder 2-FET Blockkommutierung vorsehen. Diese zwei Ansteuerungssysteme unterscheiden sich dahingehend, dass sie unterschiedliche Ansteuerungszustände besitzen und somit um 30° unterschiedliche Spannungspulse einprägen. Dadurch kann der Unterschied der Verschaltung kompensiert werden. Die Erfassungsgrenzen können somit immer von den magnetischen Rastpositionen getrennt werden. Dies bietet den Vorteil, dass der oben beschriebene Detektionsalgortihmus unverändert bleiben kann. Die Erfindung schließt diesbezüglich die Erkenntnis ein, unterschiedliche Ansteuerungszustände zu verwenden, um die Erfassungsgrenzen des Verfahrens von den magnetischen Rastpositionen des Motors in Abhängigkeit der Verschaltung zu trennen.
Fig. 4 zeigt eine initiale Rotorpositionserfassung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor in Sternschaltung, der 3-phasig ausgebildet und 6 Sektoren mit jeweils 60° im elektrischen Bezugssystem aufweist. Für diese Motorverschaltung ist es bei der initialen Rotorlageerfassung vorteilhaft, wenn der Motorinverter während eines Positionsdetektionspulses drei aktive Leistungshalbleiter (3-FET) aufweist.
Fig. 5 zeigt eine initiale Rotorpositionserfassung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor in Dreieckschaltung, der 3-phasig ausgebildet und 6 Sektoren mit jeweils 60° im elektrischen Bezugssystem aufweist. Für diese Motorverschaltung ist es bei der initialen Rotorlageerfassung vorteilhaft, wenn der Motorinverter während eines Positionsdetektionspulses zwei aktive Leistungshalbleiter (2-FET) aufweist. Bezugszeichenliste
10 Steuereinheit
20 Motorinverter
70 BEMF Nulldurchgangsdetektionsschaltung
80 Stromsensor
90 bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC-Motor)
95 Rotor
100 Elektrische Handwerkzeugmaschine
I, II ... VI Rotorpositionssektoren
IPD Initiale Rotorpositionsdetektion
APH Anlaufphase
I(P1) Hauptpulsstromantwort l(P2) Nebenpulsstromantwort l(P3) Richtungsdetektionspulsstromantwort
IHys Kommutierungsstromhysterese
IHysRi Richtungsstromhysterese
NPH Normalbetriebsphase
RPH Ruhephase
PS1 , PS2 Pulssequenz
U, V, W Phasen des Gleichstrommotors
UP Umschaltzeitpunkt
TPs Pausenzeit

Claims

Patentansprüche Verfahren zur sensorlosen Blockkommutierung eines bürstenlosen Gleichstrommotors (90), wobei im Rahmen des Verfahrens ein Stromsensor (80) zum Erfassen eines durch den Gleichstrommotor (90) fließenden Stroms, eine Detektionsschaltung (70) zur Erfassung der Nulldurchgänge der gegenelektromotorischen Kraft und eine Steuereinheit (10) zum Einsatz kommen, wobei die Steuereinheit (10) geeignet ist, auf Basis des erfassten Stroms und/oder der Nulldurchgänge der gegenelektromotorischen Kraft Blockansteuersignale und Positionsdetektionssignale für einen dem Gleichstrommotor (90) zugeordneten Motorinverter (20) bereitzustellen, wobei die Blockansteuersignale zum Generieren einer Antriebskraft dienen, um einen Rotor (95) des Gleichstrommotors (90) drehend anzutreiben, und die Positionsdetektionssignale zum Erfassen einer Rotorposition des Rotors (95) dienen, und wobei der Gleichstrommotor (90) vor dem Erreichen einer Normalbetriebsphase (NPH) mehrere Rotorpositionssektoren in einer Anlaufphase (APH) durchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) in der Anlaufphase (APH) ausschließlich Positionsdetektionssignale an den Motorinverter (20) ausgibt. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdetektionssignale eine Einzahl oder Mehrzahl von Hauptpulsen und eine Einzahl oder Mehrzahl von Nebenpulsen aufweist. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Hauptpulse und Nebenpulse alternieren. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Hauptpuls ein dem aktuellen Rotorpositionssektor zugeordneter Ansteuerungszustand verwendet wird und für den Nebenpuls ein Ansteuerungszustand verwendet wird, der einem nächsten, dem aktuellen Rotorpositionssektor in Rotordrehrichtung unmittelbar folgenden Rotorpositionssektor zugeordnet ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors detektiert wird, wenn der Betrag einer durch den Stromsensor (80) erfassten Hauptpulsstromantwort I(P1) auf den Hauptpuls größer ist als der Betrag einer durch den Stromsensor (80) erfassten Nebenpulsstromantwort l( P2) auf den Nebenpuls.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors detektiert wird, die Ansteuerungszustände des Hauptpulses und des Nebenpulses inkrementiert oder dekrementiert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein gültiger Wechsel des Rotorpositionssektors detektiert wird, einmalig ein Richtungsdetektionspuls (P3) als Positionsdetektionssignal ausgegeben wird, wobei für den Richtungsdetektionspuls ein Ansteuerungszustand verwendet wird, der einem dem aktuellen Rotorpositionssektor in Rotordrehrichtung unmittelbar vorausgehenden Rotorpositionssektor zugeordnet ist.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Anlaufphase (APH), bei stationärem Rotor (95), eine initiale Rotorpositionserfassung (IPD) erfolgt, die kein resultierendes Rotormoment erzeugt.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Normalbetriebsphase (NPH) beginnt, sobald die Rotordrehzahl einen Wert erreicht, der im Intervall von 1000 ll/min bis 3000 ll/min liegt.
10. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommutierung des bürstenlosen Gleichstrommotors (90) in der Normalbetriebsphase (NPH) ausschließlich mittels Blockkommutierung erfolgt.
11 . Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierung des Gleichstrommotors (90) in der Normalbetriebsphase (NPH) auf Basis einer Erfassung der Nulldurchgänge der gegenelektromotorischen Kraft erfolgt. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor (90), einem Stromsensor (80) zum Erfassen eines durch den Gleichstrommotor (90) fließenden Stroms eine Detektionsschaltung (70) zur Erfassung der Nulldurchgänge der gegenelektromotorischen Kraft und einer Steuereinheit (10), wobei die Steuereinheit (10) ausgebildet ist, auf Basis des erfassten Stroms und/oder den Nulldurchgängen der gegenelektromotorischen Kraft Blockansteuersignale und Positionsdetektionssignale für einen dem Gleichstrommotor (90) zugeordneten Motorinverter (20) bereitzustellen, wobei die Blockansteuersignale zum Generieren einer Antriebskraft dienen, um einen Rotor (95) des Gleichstrommotors (90) drehend anzutreiben, und die Positionsdetektionssignale zum Erfassen einer Rotorposition des Rotors (95) dienen, und wobei der Gleichstrommotor (90) ausgebildet ist vor dem Erreichen einer Normalbetriebsphase (NPH) mehrere Rotorpositionssektoren (I, II ... VI) in einer Anlaufphase (APH) zu durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) ausgebildet ist in der Anlaufphase (APH) ausschließlich Positionsdetektionssignale an den Motorinverter (20) auszugeben.
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