WO2013045148A2 - Verfahren zum betreiben eines elektronisch kommutierten elektromotors - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for operating an electronically commutated electric motor.
  • the invention is achieved with a method for operating an electronically commutated electric motor, comprising:
  • the method according to the invention has the advantage that component and / or manufacturing tolerances of the electric motor can have essentially no influence on the power of the electric motor, as a result of which overall improved power stability of the electric motor is achieved. This is achieved by an individual determination and use of a correction factor, which is used to operate the electric motor substantially exactly at target power. As a result, a performance can be advantageously determined. Cost-effective components with high tolerances can advantageously be used for dimensioning and production, wherein the electric motor is adapted or end-adjusted in a final phase of a production process to concrete performance requirements.
  • electronically commutated electric motors can be limited in their power or increased in their power.
  • An advantageous development of the method according to the invention provides that the electric motor drives a hydraulic device for transporting a liquid. As a result, a performance of the entire hydraulic device can be easily adapted.
  • An advantageous development of the method according to the invention provides that the hydraulic device is designed as a hydraulic pump, wherein the electric motor is formed integrally with the hydraulic device.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention provides that the correction factor for changing a control signal, which determines a rotational speed of the electric motor, is used.
  • the correction factor for changing a control signal which determines a rotational speed of the electric motor.
  • Pulse width modulated control signals can be easily performed, so that thus an efficient way of power adjustment of the electronically commutated electric motor is provided.
  • An advantageous development of the method according to the invention provides that the correction factor for changing an output signal of a Hall sensor is used, which is provided for detecting a rotational speed of the electric motor. As a result, a further, easily performed possibility of influencing the speed of the electronically commutated electric motor, and thus a power adjustment of the electric motor is provided.
  • An advantageous development of the method provides that the output signal of the Hall sensor is multiplied by the correction factor or divided by the correction factor.
  • both a reduction in power by reducing the speed by means of a division of the output signal of the Hall sensor by the correction factor and an increase in performance by increasing the speed of the electric motor by means of a multiplication of the correction factor with the output signal of the Hall sensor can be achieved.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention provides that the correction factor for changing a time of a transmission of the output signal of the Hall sensor is used to an electronic control device of the electric motor.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the method according to the invention in a greatly simplified form
  • Fig. 2 is a basic control characteristic of a means of a
  • Fig. 1 shows in a greatly simplified form a basic flow diagram of the method according to the invention.
  • a power actual value of the electronically commutated electric motor is determined in relation to a desired power value.
  • the electronically commutated electric motor is an integral part of a hydraulic pump for transporting or delivering liquids.
  • a cycle for the liquids can be used as an example
  • Such hydraulic pumps include a hydraulic member having an impeller with magnetic properties that rotates under the influence of a rotating magnetic field of the electronically commutated electric motor, thereby transporting a cooling fluid within the refrigeration cycle.
  • the power setpoint results essentially from the design of the cooling circuit run and from the amount of circulating cooling fluid within the cooling circuit. So it depends largely on a specific system in which the pump is used.
  • the cooling fluid may comprise, for example, a mixture of water and glycol which is used to cool batteries or electronic assemblies of a motor vehicle (e.g., an electric or hybrid vehicle).
  • a motor vehicle e.g., an electric or hybrid vehicle
  • one or more such hydraulic pumps may be configured as make-up water pumps or as pumps for conveying fluids of an air conditioning system.
  • the above-mentioned hydraulic pumps when operated above the power command value to some extent, can become extremely hot due to a large current. This can lead to leaks due to thermal deformation and in extreme cases to fire damage to essential parts of the entire motor vehicle. To make matters worse, the fact that the said hydraulic pumps run when used in an electric vehicle overnight in the absence of the operator, so that a fire can have very unpleasant effects.
  • a performance determination of the hydraulic pump is preferably carried out in a final phase of a manufacturing process. This is done, for example, by means of an end-of-tape test conventionally used to make a decision "broke TOK" on the pump under test, in which the pumps are operated “dry” for a short time without fluid, with speeds measured and calculated acceleration values the inertia individual actual performance of the pump can be determined. Furthermore, in this test, the pumps can also be tested “wet” by measuring the volume of fluid pumped in. Instead of using this information as conventional, only for the decision "scrapTOC", a difference between the power set point and the power Actual value determined a correction factor (step S2).
  • the correction factor is used to make the pump operable or to operate substantially exactly in the desired power range (step S3).
  • the correction factor can be used to intervene in the control characteristic according to FIG. 2 in such a way that the duty cycle of the pulse-width-modulated signal is changed in order to operate the pump substantially at setpoint power.
  • correction factor an output signal of a Hall sensor arranged inside the electric motor, which determines a rotational speed of the electric motor via a count of magnetic field impulses of the impeller, is modified.
  • the said output signal of the Hall sensor is multiplied by the correction factor or divided by the correction factor. In this way, the speed of the electronically commutated electric motor can be changed such that the electric motor is operated substantially at target power.
  • correction factor is used for a forward or Nachkommut réelle the electronically commutated electric motor.
  • a control signal for the electronic commutator is changed by means of the correction factor such that a change of energization time points for the electronically commutated electric motor is performed.
  • a time of applying a control signal can be moved to an electronic control device with a programmable RC element. In this way, a speed of the electronically commutated electric motor can be increased or decreased depending on Kommut réellesart, and thus a power of the electric motor can be changed.
  • control signal for the electronic commutator may be changed by means of the correction factor (for example by means of a factor for driving transistors) such that a change in the magnetic field strength of the electric motor and thus in a rotational speed of the pump is effected.
  • the speed of the electric motor so that the electric motor via the operating parameter "speed” is operated essentially at target power.
  • 2 qualitatively shows an example of a control characteristic for controlling a hydraulic pump driven by means of an electronically commutated electric motor with the aid of a PWM (pulse-width-modulated) signal into which it is possible to intervene.
  • the characteristic scale scales on its x axis a duty cycle T of the PWM signal and on its y axis a speed n of the electric motor, in each case in percent. From Fig.
  • the rotational speed of the electric motor depends on a degree of the duty cycle of the PWM control signal.
  • This fact makes use of the invention to control the speed by engaging in the duty cycle.
  • the numerical values shown in FIG. 2 are merely exemplary and illustrative, so that the control characteristic curve can be designed differently for each hydraulic pump.
  • the pulse-width-modulated signal can be intervened in such a way that the pump can essentially be operated or operated at a desired power value.
  • the duty cycle and / or the slope of the characteristic curve can be changed according to the determined correction factor.
  • the electronically commutated electric motor or the pump with inexpensive electrical, electronic, mechanical and hydraulic components (ie components with large component tolerances) to manufacture, which can advantageously mean a significant cost reduction in manufacturing, since little Consideration must be taken on component batches.
  • the pump "inaccurate”, because it by means of the method according to the invention is provided to tune the hydraulic pump substantially exactly to the desired power value.
  • the electronically commutated pump according to the invention substantially and stably delivers the expected performance. It advantageously eliminates any mechanical or structural changes to the pump for a power adjustment, but the pump is operated in a simple manner according to the invention by means of a simple adaptation of a control software.
  • a method is proposed according to the invention, by means of which it is possible to operate an electronically commutated electric motor substantially in the desired power range.
  • an actual power value is determined, which is compared with a desired power value, from which a correction factor is determined, which is used to operate the electronically commutated electric motor at target power.
  • the determined correction factor can for example already be imported into the control station of the hydraulic pump as a software correction factor in the test station for the power determination, so that the power adaptation can be carried out quickly and efficiently.

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines elektronisch kommutierten Elektromotors, aufweisend: Ermitteln eines Leistungs-Istwerts in Relation zu einem Leistungs-Sollwert des Elektromotors; Ermitteln eines Korrekturfaktors aus einer Differenz zwischen dem Leistungs-Istwert und dem Leistungs-Sollwert; und Verwenden des Korrekturfaktors derart, dass der Elektromotor im Wesentlichen über einen Leistungs-Sollwert betrieben werden kann.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Betreiben eines elektronisch kommutierten Elektromotors
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektronisch kommutierten Elektromotors.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass elektronisch kommutierte elektrische Motoren bzw. von diesen angetriebene Pumpen aufgrund von Bauteil- und/oder Fertigungstoleranzen in ihrer Leistung erheblich streuen können. Dies hat unter Umständen zur Folge, dass einerseits die typisierte Leistung nicht erbracht wird, was eine Vertragsverletzung bedeuten kann. Andererseits kann dadurch unter Umständen auch zu viel Leistung abgegeben und aufgenommen werden, was Temperaturprobleme aufgrund zu hoher Ströme ergeben kann. In Extremfällen kann eine Schwankungsbreite der Leistung zwischen der halben und der doppelten Leistung liegen. Im Falle, dass die genannten Pumpen in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, können die genannten Temperaturprobleme ein Thermo- bzw. Strommanagementsystem des Kraftfahrzeugs gefährden.
Herkömmlich wird versucht, die Leistungsstreuung der genannten Elektromotoren über enge Toleranzen der verwendeten elektronischen Bauteile zu minimieren. Dies ist jedoch teuer und hat oftmals trotzdem nur teilweise den gewünschten Effekt. Zudem sind durch diese Maßnahmen die Pumpen oftmals überdimensioniert, was zu weiteren Kosten- bzw. Temperaturproblemen führen kann. Eine mittels hochpräziser Bauelemente gefertigte Pumpe kann aufgrund der engen Bauteiltoleranzen, die mittels aufwendiger Einzelmessungen ermittelt werden müssen, außerordentlich teuer und damit unwirtschaftlich sein. Offenbarung der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben von elektronisch kommutierten Elektromotoren bereitzustellen.
Die Erfindung wird gelöst mit einem Verfahren zum Betreiben eines elektronisch kommutierten Elektromotors, aufweisend:
- Ermitteln eines Leistungs-Istwerts in Relation zu einem Leistungs-Sollwert des Elektromotors;
- Ermitteln eines Korrekturfaktors aus einer Differenz zwischen dem Leistungs- Istwert und dem Leistungs-Sollwert; und
- Verwenden des Korrekturfaktors derart, dass der Elektromotor im Wesentlichen beim Leistungs-Sollwert betrieben werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Bauteil- und/oder Fertigungstoleranzen des Elektromotors im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Leistung des Elektromotors haben können, wodurch insgesamt eine verbesserte Leistungsstabilität des Elektromotors erreicht wird. Dies wird erreicht durch eine individuelle Ermittlung und Verwendung eines Korrekturfaktors, der dazu verwendet wird, den Elektromotor im Wesentlichen genau bei Sollleistung zu betreiben. Dadurch ist ein Betriebsverhalten vorteilhaft festlegbar. Für die Dimensionierung und Fertigung können vorteilhaft kostengünstige Bauteile mit hohen Toleranzen verwendet werden, wobei der Elektromotor in einer Endphase eines Fertigungsprozesses an konkrete Leistungserfordernisse angepasst bzw. endjustiert wird. Vorteilhaft können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens elektronisch kommutierte Elektromotoren in ihrer Leistung beschränkt bzw. in ihrer Leistung erhöht werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Elektromotor eine hydraulische Einrichtung zum Transportieren einer Flüssigkeit antreibt. Dadurch kann auf einfache Weise ein Leistungsvermögen der gesamten hydraulischen Einrichtung angepasst werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die hydraulische Einrichtung als eine hydraulische Pumpe ausgebildet ist, wobei der Elektromotor integral mit der hydraulischen Einrichtung ausgebildet ist. Somit können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens komplette hydraulische Pumpensysteme, die mittels eines elektronisch kommutierten Elektromotors angetrieben werden, in ihrer Leistung angepasst werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Korrekturfaktor zum Ändern eines Steuersignals, welches eine Drehzahl des Elektromotors bestimmt, verwendet wird. Damit ist es vorteilhaft möglich, die Leistung des Elektromotors ohne jegliche mechanische und/oder konstruktive Änderung des Elektromotors rasch und auf einfache Weise anzupassen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Korrekturfaktor verwendet wird, um ein Tastverhältnis eines
pulsweitenmodulierten Signals zu verändern. Derartige Eingriffe in
pulsweitenmodulierte Steuersignale lassen sich einfach durchführen, so dass damit eine effiziente Möglichkeit der Leistungsanpassung des elektronisch kommutierten Elektromotors bereitgestellt wird.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Korrekturfaktor zum Ändern eines Ausgangssignals eines Hall-Sensors verwendet wird, welches zum Erfassen einer Drehzahl des Elektromotors vorgesehen ist. Dadurch wird eine weitere, einfach durchzuführende Möglichkeit einer Drehzahlbeeinflussung des elektronisch kommutierten Elektromotors, und damit einer Leistungsanpassung des Elektromotors bereitgestellt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Ausgangssignal des Hall-Sensors mit dem Korrekturfaktor multipliziert oder durch den Korrekturfaktor dividiert wird. Somit lässt sich sowohl eine Reduktion der Leistung durch Reduzierung der Drehzahl mittels einer Division des Ausgangssignals des Hall- Sensors durch den Korrekturfaktor als auch eine Leistungssteigerung durch Erhöhung der Drehzahl des Elektromotors mittels einer Multiplikation des Korrekturfaktors mit dem Ausgangssignal des Hall-Sensors erreichen. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Korrekturfaktor zum Verändern eines Zeitpunkts einer Übermittlung des Ausgangssignals des Hall-Sensors an eine elektronische Steuerungseinrichtung des Elektromotors verwendet wird. Dadurch wird auf einfache Weise eine Vor- oder Nachkommutierung des elektronisch kommutierten Elektromotors bewirkt, die eine Anpassung der Drehzahl, und damit der Leistung des Elektromotors zur Folge hat.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Korrekturfaktor mittels Software in einer Steuerungseinrichtung des
Elektromotors implementiert ist. Vorteilhaft wird auf diese Weise eine einfach umzusetzende und einfach zu adaptierende Möglichkeit der erfindungsgemäßen Leistungsanpassung bereitgestellt. Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Eigenschaften und Vorteilen anhand von zwei Figuren beschrieben. In den Figuren zeigt:
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in stark vereinfachter Form; und
Fig. 2 eine prinzipielle Steuerungskennlinie eines mittels eines
pulsweitenmodulierten Signals angesteuerten elektronisch kommutierten Elektromotors. Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter Form ein prinzipielles Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem Schritt S1 wird ein Leistungs-Istwert des elektronisch kommutierten Elektromotors in Relation zu einem Leistungs-Sollwert ermittelt. Vorzugsweise ist der elektronisch kommutierte Elektromotor ein integraler Bestandteil einer hydraulischen Pumpe zum Transport bzw. zur Förderung von Flüssigkeiten. Ein Kreislauf für die Flüssigkeiten kann beispielsweise als ein
Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Derartige hydraulische Pumpen umfassen einen hydraulischen Teil, der ein Flügelrad mit magnetischen Eigenschaften aufweist, welches sich unter dem Einfluss eines magnetischen Drehfeldes des elektronisch kommutierten Elektromotors dreht und auf diese Weise ein Kühlungsfluid innerhalb des Kühlkreislaufs transportiert. Der Leistungs-Sollwert ergibt sich im Wesentlichen aus der Ausgestaltung des Kühlkreis- laufs und aus der Menge an umzuwälzendem Kühlungsfluid innerhalb des Kühlkreislaufs. Er hängt also weitestgehend von einem konkreten System ab, in welchem die Pumpe eingesetzt wird.
Das Kühlungsfluid kann beispielsweise ein Gemisch aus Wasser und Glykol umfassen, welches zu einem Kühlen von Akkus oder elektronischen Baugruppen eines Kraftfahrzeugs (z.B. ein Elektrofahrzeug oder ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb) verwendet wird. Ferner kann eine oder mehrere derartiger hydraulischen Pumpen als Zusatzwasserpumpen oder als Pumpen zur Förderung von Fluiden einer Klimaanlage ausgebildet sein. Die genannten hydraulischen Pumpen können, wenn sie in einem gewissen Ausmaß über dem Leistungs-Sollwert betrieben werden, aufgrund einer großen Stromstärke außerordentlich heiß werden. Dies kann zu Undichtheiten infolge von thermischen Verformungen und im Extremfall zu Brandschäden von wesentlichen Teilen des gesamten Kraftfahrzeugs führen. Erschwerend kann dabei der Umstand sein, dass die genannten hydraulischen Pumpen bei Verwendung in einem Elektrofahrzeug über Nacht in Abwesenheit des Betreibers laufen, so dass ein Brandfall sehr unangenehme Auswirkungen haben kann.
Erfindungsgemäß wird eine Leistungsermittlung der hydraulischen Pumpe vorzugsweise in einer Endphase eines Fertigungsprozesses durchgeführt. Dies geschieht beispielsweise mittels eines Tests an einem Bandende, der herkömmlicherweise dazu verwendet wird, eine Entscheidung„AusschussTOK" bezüglich der getesteten Pumpe zu treffen. Bei diesem Test werden die Pumpen kurzzeitig ohne Fluid„trocken" betrieben, wobei Drehzahlen gemessen und aus ermittelten Beschleunigungswerten aufgrund der Massenträgheit individuelle Ist-Leistungen der Pumpen ermittelt werden. Ferner können die Pumpen bei diesem Test auch „nass" getestet werden, indem das geförderte Fluidvolumen gemessen wird. Anstatt diese Information nun wie konventionell, nur zur Entscheidung„AusschussTOK" zu verwenden, wird aus einer Differenz zwischen dem Leistungs- Sollwert und dem Leistungs-Istwert ein Korrekturfaktor ermittelt (Schritt S2).
Erfindungsgemäß wird der Korrekturfaktor benutzt, um die Pumpe im Wesentlichen genau im Soll-Leistungsbereich betreibbar zu machen bzw. zu betreiben (Schritt S3). Für eine Verwendungsart des ermittelten Korrekturfaktors gibt es mehrere Möglichkeiten. Der Korrekturfaktor dazu beispielsweise dazu benutzt werden, um in die Steuerungskennlinie gemäß Fig. 2 derart einzugreifen, dass das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Signals verändert wird, um die Pumpe im Wesent- liehen bei Sollleistung zu betreiben.
Eine weitere Möglichkeit der Verwendung des Korrekturfaktors besteht darin, dass ein Ausgangssignal eines innerhalb des Elektromotors angeordneten Hall- Sensors, der eine Drehzahl des Elektromotors über eine Zählung von Magnetfeldimpulsen des Flügelrads ermittelt, abgeändert wird. Zum Beispiel ist es denkbar, dass das genannte Ausgangssignal des Hall-Sensors mit dem Korrekturfaktor multipliziert oder durch den Korrekturfaktor dividiert wird. Auf diese Weise kann die Drehzahl des elektronisch kommutierten Elektromotors derart verändert werden, dass der Elektromotor im Wesentlichen bei Sollleistung betrieben wird.
Eine weitere Möglichkeit der Verwendung des erfindungsgemäßen Korrekturfaktors besteht darin, dass er zu einer Vor- bzw. Nachkommutierung des elektronisch kommutierten Elektromotors benutzt wird. Zu diesem Zweck wird ein Steuersignal für den elektronischen Kommutator mittels des Korrekturfaktors derart geändert, dass eine Änderung von Bestromungszeitpunkten für den elektronisch kommutierten Elektromotor durchgeführt wird. Dabei kann beispielsweise ein Zeitpunkt des Anlegens eines Steuersignals an eine elektronische Steuerungseinrichtung mit einem programmierbaren RC-Glied verschoben werden. Auf diese Weise kann eine Drehzahl des elektronisch kommutierten Elektromotors je nach Kommutierungsart erhöht oder erniedrigt, und damit eine Leistung des Elektromotors verändert werden.
Ferner ist es auch möglich, dass das Steuersignal für den elektronischen Kommutator mittels des Korrekturfaktors derart verändert wird (z.B. mittels eines Vor- faktors zum Ansteuern von Transistoren), dass eine Veränderung der Magnetfeldstärke des Elektromotors und damit einer Drehzahl der Pumpe bewirkt wird.
Auf die geschilderten Arten kann somit auf einfache Weise die Drehzahl des Elektromotors verändert werden, so dass der Elektromotor über den Betriebspa- rameter„Drehzahl" im Wesentlichen bei Sollleistung betrieben wird. Fig. 2 zeigt qualitativ ein Beispiel einer Steuerungskennlinie zur Ansteuerung einer mittels eines elektronisch kommutierten Elektromotors angetriebenen hydraulischen Pumpe mit Hilfe eines PWM (pulsweitenmodulierten)-Signals, in welches erfindungsgemäß eingegriffen werden kann. Die Kennlinie skaliert an ihrer x- Achse ein Tastverhältnis T des PWM-Signals und an ihrer y-Achse eine Drehzahl n des Elektromotors, jeweils in Prozent. Aus der Fig. 2 ist erkennbar (angedeutet durch eine strichlierte Linie), dass bei einem bestimmten Prozentsatz der maximalen Drehzahl des Elektromotors eine Abregelung aufgrund einer Temperaturüberschreitung innerhalb des Elektromotors stattfinden kann. Es ist Fig. 2 also entnehmbar, dass die Drehzahl des Elektromotors von einem Ausmaß des Tastverhältnisses des PWM-Steuersignals abhängt. Diese Tatsache macht sich die Erfindung zunutze, um durch einen Eingriff in das Tastverhältnis die Drehzahl zu steuern. Die in Fig. 2 dargestellten Zahlenwerte sind lediglich beispielhaft und illustrativ, so dass die Steuerungskennlinie für jede hydraulische Pumpe je unterschiedlich ausgestaltet sein kann. Wie bereits oben erläutert, kann mittels des erfindungsgemäßen Korrekturfaktors in das pulsweitenmodulierte Signal derart eingegriffen werden, dass die Pumpe im Wesentlichen bei einem Soll-Leistungswert betreibbar gemacht bzw. betrieben werden kann. Zu diesem Zweck kann beispielsweise das Tastverhältnis und/oder die Steigung der Kennlinie entsprechend dem ermittelten Korrekturfaktor verändert werden.
Es versteht sich von selbst, dass die oben erläuterten Maßnahmen zur Berücksichtigung des Korrekturfaktors in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können, so dass unter Umständen mehrere der genannten Möglichkeiten verwendet werden, um den Korrekturfaktor zu einem Betreiben der hydraulischen Pumpe im Wesentlichen bei Sollleistung zu verwenden.
Vorteilhaft ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, den elektronisch kommutierten Elektromotor bzw. die Pumpe mit kostengünstigen elektrischen, elektronischen, mechanischen und hydraulischen Bauteilen (d.h. Bauteile mit großen Bauteiltoleranzen) zu fertigen, was vorteilhaft eine erhebliche Kostensenkung in der Fertigung bedeuten kann, da wenig Rücksicht auf Bauteil- Chargen genommen werden muss. Es ist mithin also vorteilhaft möglich, die Pumpe„ungenau" zu fertigen, weil es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist, die hydraulische Pumpe im Wesentlichen genau auf den Soll- Leistungswert abzustimmen. Im Ergebnis liefert die erfindungsgemäß betriebene elektronisch kommutierte Pumpe im Wesentlichen stabil und sicher die erwartete Leistung. Es entfallen für eine Leistungsanpassung vorteilhaft jegliche mechanische oder konstruktive Änderungen an der Pumpe, vielmehr wird mittels eines einfachen Adaptierens einer Steuerungssoftware die Pumpe auf einfache Weise erfindungsgemäß betrieben.
Somit kann vorteilhaft im Wesentlichen keine thermische Überlastung der Pumpe auftreten, was vorteilhaft in einer erhöhten Standzeit bzw. Lebensdauer der Pumpe resultiert. Weiterhin können vorteilhaft Anforderungen an Temperatur- und Stromfestigkeiten der Pumpe reduziert werden, was weitere Kostenvorteile ergibt. Üblicherweise sind konventionelle hydraulische Pumpen bereits ausreichend softwaregesteuert, so dass das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft für jegliche konventionelle Pumpen verwendet werden kann. Vorteilhaft muss durch das erfindungsgemäße Verfahren keine Leistungsreserve für Leistungsschwankungen der Pumpe vorgehalten werden, wodurch auch eine Leistungsstreuung erheblich verringert ist.
Zusammenfassend wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, mittels dessen es möglich ist, einen elektronisch kommutierten Elektromotor im Wesentlichen im Sollleistungsbereich zu betreiben. Zu diesem Zweck wird bei einer einmaligen serienmäßigen Leistungsprüfung ein Ist-Leistungswert ermittelt, der mit einem Soll-Leistungswert verglichen wird, woraus ein Korrekturfaktor ermittelt wird, der zum Betreiben des elektronisch kommutierten Elektromotors bei Sollleistung verwendet wird. Vorteilhaft kann der ermittelte Korrekturfaktor beispielsweise bereits in der Prüfstation für die Leistungsermittlung als Software- Korrekturfaktor in eine Steuerungs-Software der hydraulischen Pumpe eingespielt werden, sodass die Leistungsanpassung rasch und effizient durchgeführt werden kann.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die beschriebenen Verfahrensschritte und Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise adaptiert und miteinander kombiniert werden können, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines elektronisch kommutierten Elektromotors, aufweisend:
Ermitteln eines Leistungs-Istwerts in Relation zu einem Leistungs- Sollwert des Elektromotors;
Ermitteln eines Korrekturfaktors aus einer Differenz zwischen dem Leistungs-Istwert und dem Leistungs-Sollwert; und
Verwenden des Korrekturfaktors derart, dass der Elektromotor im Wesentlichen beim Leistungs-Sollwert betrieben werden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Elektromotor eine hydraulische Einrichtung zum Transportieren einer Flüssigkeit antreibt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die hydraulische Einrichtung als eine hyd raulische Pumpe ausgebildet ist, wobei der Elektromotor integral mit der hyd raulischen Einrichtung ausgebildet ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Korrekturfaktor zum Ändern eines Steuersignals, welches eine Drehzahl des Elektromotors bestimmt, verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Korrekturfaktor verwendet wird, um ein Tastverhältnis eines pulsweitenmodulierten Signals zu verändern.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Korrekturfaktor zum Ändern eines Ausgangssignals eines Hall-Sensors zum Erfassen einer Drehzahl des Elektromotors verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ausgangsignal des Hall-Sensors mit dem Korrekturfaktor multipliziert oder durch den Korrekturfaktor dividiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Korrekturfaktor zum Verändern eines Zeitpunkts einer Übermittlung des Ausgangssignals des Hall Sensors an eine elektronische Steuereinrichtung des Elektromotors verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Korrekturfaktor mittels Software in einer Steuerungseinrichtung des Elektromotors implementiert ist.
10. Elektronisch kommutierter Elektromotor mit einer Steuerungseinrichtung, in der eine Software implementiert ist, wobei mittels der Software der Steuerungseinrichtung der Elektromotor nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betreibbar ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020104764A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 Dyson Technology Limited A method of controlling a brushless permanent magnet motor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5362117A (en) * 1976-11-15 1978-06-03 Fujitsu Fanuc Ltd Method of driving dc motor
DE3302222C1 (de) * 1983-01-24 1984-05-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung fuer einen Walzenantriebsmotor eines Rohrwalzwerkes
AT388631B (de) * 1985-04-16 1989-08-10 Siemens Ag Oesterreich Einrichtung zur steuerung des feldstromes von gleichstrommotoren
DE20007113U1 (de) * 2000-04-18 2000-10-19 Viessmann Werke Kg Regelung für einen Elektromotor, elektrischer Antrieb, elektrische Pumpe
WO2010126422A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Aktiebolaget Electrolux Vacuum cleaner and method for controlling an electric motor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020104764A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 Dyson Technology Limited A method of controlling a brushless permanent magnet motor

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