WO2017017211A1 - Verfahren zur bestimmung der temperatur des rotors eines elektromotors - Google Patents

Verfahren zur bestimmung der temperatur des rotors eines elektromotors Download PDF

Info

Publication number
WO2017017211A1
WO2017017211A1 PCT/EP2016/068057 EP2016068057W WO2017017211A1 WO 2017017211 A1 WO2017017211 A1 WO 2017017211A1 EP 2016068057 W EP2016068057 W EP 2016068057W WO 2017017211 A1 WO2017017211 A1 WO 2017017211A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
electric motor
temperature
bemf
stator
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/068057
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias HARTH
Jochen Matern
Original Assignee
Mahle International Gmbh
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 Mahle International Gmbh filed Critical Mahle International Gmbh
Publication of WO2017017211A1 publication Critical patent/WO2017017211A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/67—Controlling or determining the motor temperature by back electromotive force [back-EMF] evaluation

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the temperature of the rotor of an electric motor and to such an electric motor, in particular for a pump device, with a control / evaluation device which is set up / programmed to carry out this method.
  • Modern three-phase electric motors are used in motor vehicles, for example in fuel pumps.
  • Such a three-phase electric motor is an electric drive which is operated with alternating current.
  • Such an alternating electrical current can be generated by means of pulse width modulation (PWM) from a direct electrical current.
  • PWM pulse width modulation
  • the electric motor has a stator with three stator coils and a rotor rotatable relative thereto.
  • a torque is generated via the interaction of the rotor magnetic field with the stator magnetic field, which is the desired rotational movement of the rotor relative causes the stator.
  • the rotor follows synchronously the magnetic field.
  • DE 10 2009 025 390 A1 apparently a control method for an electric motor.
  • the temperature of a short circuit cage connected to the rotor is determined by means of a thermal model.
  • BEMF back electromotive force
  • counter-EMF counter-electromotive force
  • electromotive reset force is not a force in the physical sense, but rather to that electrical voltage in the stator coils as a result of a change in the stator coils passing through the rotor magnetic field - caused by a rotational movement of the rotor relative to the stator - induced.
  • This electrical voltage is referred to below as the “BEMF electrical voltage” or, equivalently, as the “BEMF electromotive voltage”.
  • a time-oscillating BEMF voltage results whose period corresponds to the rotation period of the rotor.
  • the time amplitude of the BEMF voltage U BEMF depends in addition to various parameters such as the number N of windings of the stator coil whose inductance L, the radius r rot of the rotor, acting on the stator coil magnetic flux density B, and the Angular velocity ⁇ of the rotor also from the temperature of the rotor.
  • the different slopes of the U BEMF time curve resulting in dependence on the temperature of the rotor can be determined in advance with the associated temperature values and stored in a table, for example in the form of a table form familiar to the person skilled in the art as a lookup table or in the form of an analytical relationship .
  • the relationship between the slope of the U BEMF time curve and the associated temperature value of the rotor is then available for the method according to the invention.
  • the measurement of the electromotive BEMF voltage can be carried out by means of a so-called block or trapezoid commutation, i. not all coils present in the stator are actively energized from the outside. Rather, at least one coil remains de-energized, so that it is available for trouble-free measurement of the induced BEMF voltage.
  • the electrical current supply of the stator coils of the stator can be interrupted periodically for a short time. In this state of the stator coils, which is not actively energized from the outside, the voltage drop across the stator coil corresponds to the desired electromotive BEMF voltage.
  • UBEMF (t) f (NLr red B ⁇ t), where N is the number of turns of the stator coil, L is the inductance, r is the radius of the rotor, B is the magnetic flux density generated by the rotor through one of the stator coils and ⁇ are the angular velocity of the rotating rotor.
  • the rotor temperature of the rotor is determined by evaluating the electromotive voltage U BEMF generated by the rotor in at least one stator coil of the stator of the electric motor.
  • the determination of the temperature of the rotor by evaluating the change in time of the induced in the stator electromotive BEMF voltage. Since in modern electric motors induced in the stator coils electromotive BEMF voltage for synchronizing the energization of the stator coils with the current position of the rotating rotor is measured by default anyway, this is also available for evaluation for the determination of the temperature of the rotor.
  • the slope of the time-dependent electromotive BEMF voltage rotor is determined in a predetermined time interval in which a linear dependence of the electromotive BEMF voltage of the time exists to determine the temperature of the rotor. This greatly simplifies the determination of the temperature slope, since non-linear effects can be neglected.
  • the rotor temperature is determined by comparing the ascertained gradient of the electromotive BEMF voltage with a plurality of pairs of values stored in a lookup table from the gradient and the associated rotor temperature. Such pairs of values can be determined in advance by measurement and stored in a memory unit which can be accessed by a control unit executing the method according to the invention during execution of the method according to the invention. In this way, the rotor temperature can be determined with particularly high accuracy.
  • the rotor temperature is estimated by means of a control device designed as an observer, which has as inputs at least one of the following parameters: the electrical BEMF voltage U BEMF as a function of time,
  • the invention further relates to an electric motor, in particular for an electric motor-driven device, with a stator having at least one stator coil and with a rotor which is rotatable relative to the stator. To drive the rotor, a torque is generated in it by electrically energizing the at least one stator coil.
  • the electric motor has a control / evaluation device, which can cooperate for driving the rotor with the at least one stator coil. Said control / evaluation device is set up / programmed for carrying out the method explained above.
  • no electrical temperature sensor is arranged on the electric motor, in particular on its rotor.
  • any "electrical temperature sensor” is understood as meaning any component which is is formed direct or indirect measurement of the temperature in the immediate vicinity of the component and as a sensor signal of the measured temperature associated electrical sensor signal, in particular an electrical sensor voltage provides.
  • the electric motor is designed as a three-phase electric motor, in particular with three stator coils.
  • the three stator coils can be electrically connected together in a star-like manner in a common electrical branching point.
  • each of the three stator coils, each having one of its two coil ends can be electrically connected to the common electrical branch point.
  • Such an electrical connection of the three stator coils permits a particularly simple determination of the electrical BEMF voltages dropping across the individual stator coils.
  • a triangular connection is conceivable.
  • control / evaluation device for at least one stator coil, preferably for each stator coil, in each case an electrical differential amplifier, in particular an operational amplifier, having a first and a second input terminal and an output terminal.
  • the first input terminal is electrically connected to the electrical branch point.
  • the second input terminal is connected to a coil end remote from the electrical branch point of the respective respective stator coil assigned to the differential amplifier or, alternatively, to a ground potential.
  • the invention also relates to an electric motor-driven device, preferably a pump device, most preferably an oil pump or vacuum pump or water pump or fuel pump, with at least one electric motor presented above.
  • a pump device most preferably an oil pump or vacuum pump or water pump or fuel pump, with at least one electric motor presented above.
  • 1 shows the structure of a realized as a three-phase electric motor, the inventive electric motor, 2 shows a U B EMF time diagram of the electromotive BEMF voltage induced in a stator coil during operation of the electric motor,
  • FIG. 3 is a detailed view of Figure 2, in which there is a linear relationship between the time t and the electromotive BEMF voltage,
  • Fig. 4 is a circuit diagram-like representation of a control device in
  • Fig. 6a-e Heidelbergplanartig various technical implementation options for measuring the electromotive BEMF voltage.
  • FIG 1 illustrates a schematic representation of the structure of an electric motor 1 according to the invention, which is realized in the example scenario as a three-phase electric motor 2.
  • the three-phase electric motor 2 comprises a stator 3 with three stator coils 4a, 4b, 4c and a rotor 5 which is rotatable relative to the stator 3 about a rotation axis A along a direction of rotation D.
  • the rotor 5 has in the example of FIG six magnetic elements 5a-5f opposite polarization, ie along the direction of rotation D alternate magnetic north poles N and south magnetic poles S. In variants of the example, the number of magnetic elements 5a-5f may vary.
  • stator coils 4b, 4c By suitable electrical energization of the stator coils 4b, 4c, the interaction of the stator coil 4b, 4c Tor coils 4 a, 4 b, 4 c generated magnetic field with the magnetic field of permanent magnets 5 a - 5 c in the rotor 5 in a known manner, a torque generated so that the rotor 5 relative to the stationary stator 3 performs a rotational movement.
  • the electric motor 1 designed as a three-phase electric motor 2 further comprises a control / evaluation device 6 for controlling the energization of the stator coils 4b, 4c.
  • the required electrical conduction paths between the three stator coils 4a, 4b, 4c including suitable, intermediate components such as a power amplifier with suitable transistors for targeted electrical energization of the stator coils 4a, 4b, 4c are not central part of the presented here Invention and therefore for reasons of clarity in Figure 1 not shown.
  • control / analysis unit 6 serves not only for controlling the electrical energization of the stator coils 4b, 4c, but also for determining the rotor temperature T Ro gate of the rotor 5 by carrying out the inventive method.
  • control / evaluation device 6 may be designed as a microcontroller and have a control unit (ECU) 14 and a memory unit 15 cooperating therewith.
  • the inventive method can be stored in a suitable manner, typically in the form of program code, in the memory unit 15 and executed by the control unit 14 of the control / evaluation device 6.
  • the control / evaluation device 6 comprises an electrical differential amplifier 8 for the stator coil 4a. 9 formed with a first and a second input terminal 10a, 10b and with an output terminal 1 1.
  • the measurement of the electromotive BEMF voltage can be carried out by means of a so-called block or trapezoid commutation, i. not all - coils 4a-4c of the stator 3 are actively energized from the outside. Rather, the stator coil 4a remains de-energized, so that it is available for measuring the BEMF voltage.
  • the first input terminal 10a is electrically connected to the electrical branching point 7.
  • the second input terminal 10b is connected to a coil end 12 remote from the branching point 7 of the stator coil 4a assigned to the differential amplifier 8.
  • the second input terminal 10b can also be connected to a ground potential 13-this variant is shown by way of example in FIG. 1 in the form of a line path shown in dashed lines.
  • the electrical output signals generated by the differential amplifier 8 at the output terminal 1 1 is digitized by means of an analog-to-digital converter 25, which is only schematically indicated in FIG. unit 14 of the control / evaluation device 6 provided for evaluation for the inventive method as an input signal available.
  • the temperature T rotor of the rotor 5 is determined by evaluating the electromotive voltage U BEMF induced by the rotor 5 in the stator coil 4 a . It has been shown that the electrical BEMF voltage U BEMF varies with the temperature T Ro to r of the rotor 5. This dependence of the temperature T ro tor of the rotor 5 is used in the method according to the invention to determine the desired temperature T ro tor of the rotor 5 during operation of the electric motor 1 without the use of additional temperature sensors. The provision of specific, designed for the temperature measurement temperature sensors is therefore not required for the implementation of the method.
  • the determination is made of the rotor temperature T Ro tor by evaluating the temporal change of the electromotive BEMF voltage U BEMF induced in the stator 3.
  • the slope of the time-dependent electromotive BEMF voltage U BEMF is determined in a time interval in which there is a linear dependence of the electromotive BEMF voltage U BEMF of the time t for determining the temperature T Ro t or of the rotor 5.
  • U BEMF time (t) diagram of FIG. 2 the oscillating profile of the BEMF voltage U BEMF induced in the stator coil 4 a as a function of the time t is clearly evident due to the rotation of the rotor 5 .
  • FIGS. 2 and 3 are exemplary ten different graphs G- ⁇ , G 2 , ..., G- ⁇ represented, wherein each graph is associated with an individual rotor temperature T ro tor 1 , T ro tor 2 , T ro tor 10 .
  • the gradients mi, m 2 , m- ⁇ the individual graphs d, G10 vary, so that each slope mi, m 2 , m 0 an individual rotor temperature ⁇ ⁇ ⁇ 0 ⁇ ⁇ ⁇ 0 T rotor 10 can be assigned.
  • the respective slope m of this curve in the linear region 30 is determined by the control / evaluation device 6 from the measured U B EMF time curve. Subsequently, the ascertained slope m is compared with a plurality of pairs of values defined in a lookup table and stored in the memory unit 15 from the pitch m x and the rotor temperature T ro tor X , and the graph G x is determined which has a pitch m x which is the measured slope m corresponds.
  • the look-up table can in advance, ie before carrying out the method according to the invention, generated in the manner of a calibration of the dependence of the rotor temperature T ro tor of the electromotive BEMF voltage UBEMF by measuring various UßEMF time diagrams at different rotor temperatures T ro tor become.
  • the temperature value associated with the graph G x determined in this way corresponds to the actual temperature T
  • the graph labeled gradient d in region 30 is assigned a rotor temperature T Ro to r of 40 ° C.
  • the desired temperature of the rotor 5 can be estimated by means of a designed as an observer 16 control device.
  • Such an observer can be implemented as a computer program product in the control / evaluation device 6.
  • the operation of such an observer 16 is shown schematically in FIG. 4, the observer 16 models the real physical behavior 35 of the "electric motor 1" system with various known or measured input variables 24 and directly measurable output variables 18 by a model 17.
  • the input 24 may be one or more of the following parameters : the electrical BEMF voltage U BEMF as a function of time t,
  • the model 17 of the system "motor 1" includes as not a direct measurement of accessible state variable 23 the desired temperature T Ro gate of the rotor 5 and the parameters already mentioned as directly measurable output parameters 18 such as the number N of turns of the stator coils 4a -4c, the inductance L of the stator coils 4a-4c, the rotor radius r ro t measured in the radial direction, as perpendicular to the axis of rotation of the rotor 5, the magnetic flux density B through the stator coils 4a-4c and the angular velocity ⁇ of the rotating rotor 5.
  • a so-called observer error 21 can be determined.
  • FIG. 5 shows a functional diagram of the method according to the invention.
  • a star-type circuit arrangement with branching point 7 (compare diagram 31 of FIG. 5) or a delta connection (compare diagram 32 of FIG. 5) with a virtual branching point is used to measure the BEMF voltage in electric motor 1.
  • Downstream of the branch point 7 may be various electrical / electronic components 33 such as an electrical voltage divider.
  • a measuring device 34 connected downstream of the components 33, the desired BEMF electrical voltage U BEMF is measured.
  • the measuring arrangement 34 is then followed by the already explained with reference to Figure 1 control / evaluation device 6, which may also have the already explained observer.
  • FIG. 6a proposes a differential measurement of the electromotive BEMF voltage
  • FIG. 6b a measurement against ground.
  • a measurement is carried out against a reference voltage U Ref .
  • FIG. 6d a ne open phase measurement used in Figure 6e a phase measurement with virtual star point.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur (TRotor) des Rotors (5) eines Elektromotors. Gemäß diesem Verfahren erfolgt die Bestimmung Temperatur (TRotor) des Rotors (5) durch Auswertung der vom Rotor in wenigstens einer Stator-Spule des Stators des Elektromotors erzeugten elektromotorischen BEMF-Spannung (UBEMF).

Description

Verfahren zur Bestimmung der Temperatur des Rotors eines Elektromotors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur des Rotors eines Elektromotors sowie einen solchen Elektromotor, insbesondere für eine Pumpvorrichtung, mit einer Steuerungs-/Auswertungseinrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtet/programmiert ist.
Moderne Dreiphasen-Elektromotoren kommen in Kraftfahrzeugen beispielsweise in Kraftstoffpumpen zum Einsatz. Bei einem solchen Dreiphasen-Elektromotor handelt es sich um einen elektrischen Antrieb, welcher mit Wechselstrom betrieben wird. Ein solcher elektrischer Wechselstrom kann mittels Pulsweiten- Modulation (PWM) aus einem elektrischen Gleichstrom erzeugt werden.
Der Elektromotor weist einen Stator mit drei Stator-Spulen und einen relativ zu diesem drehverstellbaren Rotor auf. Durch ein mit der Drehbewegung des Rotors synchronisiertes Umpolen der Stator-Spulen und ein dadurch bedingtes Umpolen des von den Stator-Spulen erzeugten Magnetfelds wird über die Wechselwirkung des Rotor-Magnetfelds mit dem Stator-Magnetfeld ein Drehmoment erzeugt, welches die gewünschte Drehbewegung des Rotors relativ zum Stator bewirkt. Der Rotor folgt dabei synchron dem magnetischen Feld.
Von erheblicher Bedeutung für einen störungsfreien Betrieb des Elektromotors in einem Kraftfahrzeug ist die Überwachung der Temperatur des Rotors als drehbeweglichem Teil des Elektromotors.
Aus herkömmlichen Elektromotoren ist es vor diesem Hintergrund bekannt, an geeigneten Stellen im Elektromotor Temperatursensoren zu verbauen, welche eine fortlaufende Messung der Temperatur des Elektromotors durch Auswertung der vom Temperatursensor gestatten. Die Bereitstellung solcher Sensoren im Elektromotor ist jedoch in der Regel mit einem erheblichen Verdrahtungsaufwand verbunden, insbesondere wenn ein oder mehrere Temperatursensoren direkt am drehverstellbaren Rotor angeordnet werden sollen.
Vor diesem Hintergrund offenbar die DE 10 2009 025 390 A1 ein Regelungsverfahren für einen Elektromotor. Im Zuge dieses Verfahrens wird die Temperatur eines mit dem Rotor verbundenen Kurzschlusskäfigs mit Hilfe eines thermischen Modells bestimmt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung der Temperatur des Rotors eines Elektromotors zu schaffen, welches auf die Verwendung dezidierter Temperatursensoren zur Temperaturmessung verzichtet.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Grundgedanke der Erfindung ist demnach, die Temperatur des Rotors eines Elektromotors nicht direkt mit Hilfe von Temperatursensoren zu ermitteln, sondern stattdessen zum Zwecke einer indirekten Temperatur-Bestimmung die sogenannte elektromotorische Rückstellkraft ("Back Electromotive Force", BEMF), dem einschlägigen Fachmann auch unter der Bezeichnung "Gegen-Elektromotorische- Kraft (Gegen-EMK)" bekannt, heranzuziehen.
Bei der elektromotorischen Rückstell kraft handelt es sich um keine Kraft im physikalischen Sinne, sondern vielmehr um diejenige elektrische Spannung, die in den Stator-Spulen als Folge einer Änderung des die Stator-Spulen durchsetzenden Rotor-Magnetfelds - hervorgerufen durch eine Drehbewegung des Rotors relativ zum Stator - induziert wird. Diese elektrische Spannung wird im Folgenden als „elektrische BEMF-Spannung" oder - gleichbedeutend - als „elektromotorische BEMF-Spannung" bezeichnet.
Betrachtet man die in den Stator-Spulen des Stators induzierte elektrische BEMF- Spannung, so ergibt sich aufgrund der Rotationsbewegung des Rotors und dem von ihm erzeugten rotierenden magnetischen Feld eine zeitlich oszillierende BEMF-Spannung, deren Periode der Rotations-Periode des Rotors entspricht. Der zeitliche Amplitude der BEMF-Spannung UBEMF hängt dabei neben verschiedenen Parametern wie etwa der Anzahl N der Windungen der Stator-Spule, deren Induktivität L, dem Radius rrot des Rotors, der auf die Stator-Spule wirkende magnetischen Flussdichte B, und der Winkelgeschwindigkeit ω des Rotors auch von der Temperatur des Rotors ab.
Zwischen dem positiven Maximalwert UMax und dem negativen Minimalwert UMin der sinusartig oszillierenden BEMF-Spannung UBEMF(t) weist diese in einem Bereich um den Nullwert eine lineare Zeitabhängigkeit auf. Es hat sich gezeigt, dass die Amplitude und somit auch die Steigung der linear verlaufenden Kurve UBEMF(t) in diesem Bereich mit zunehmender Temperatur abnimmt. Diesen Effekt nutzt das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Temperatur des Rotors aus.
Hierzu können die sich in Abhängigkeit von der Temperatur des Rotors ergebenden verschiedenen Steigungen der UBEMF -Zeit-Kurve mit den zugehörigen Temperaturwerten vorab bestimmt und tabellenartig, beispielsweise in Form einer dem Fachmann als Lookup-Table geläufigen Tabellenform oder in Form einer analytischen Beziehung abgelegt werden. Der Zusammenhang zwischen Steigung der UBEMF -Zeit-Kurve und zugeordnetem Temperaturwert des Rotors steht für dann für das erfindungsgemäße Verfahren zur Verfügung. Durch Messung der BEMF- Spannung in besagtem linearen Bereich als Funktion der Zeit und anschließender Bestimmung der Steigung der UBEMF -Zeit-Kurve lässt sich also mit Hilfe der gespeicherten, tabellenartigen Wertepaare von Steigung und Temperatur der gesuchte Wert der Rotortemperatur ermitteln.
Die Messung der elektromotorischen BEMF-Spannung kann mit Hilfe einer sogenannten Block- oder Trapez-Kommutierung erfolgen, d.h. es werden nicht alle im Stator vorhandenen Spulen von außen aktiv bestromt. Vielmehr bleibt wenigstens eine Spule unbestromt, so dass sie zur störungsfreien Messung der induzierten BEMF-Spannung zur Verfügung steht.
Alternativ dazu kann zur Messung der elektromotorischen BEMF-Spannung die elektrische Bestromung der Stator-Spulen des Stators periodisch kurzzeitig unterbrochen werden. In diesem, nicht aktiv von außen bestromten Zustand der Stator-Spulen entspricht die an der Stator-Spule abfallende elektrische Spannung der gesuchten elektromotorischen BEMF-Spannung.
Zwischen der BEMF-Spannung UBEMF und den physikalischen Parametern N, L, rrot, B, und ω ist im oben erwähnten Zeitfenster mit linearer Zeitabhängigkeit folgender Zusammenhang bekannt:
UBEMF (t) = f(N L rrot B ω t), wobei N die Anzahl der Windungen der Stator-Spule, L deren Induktivität, rrot der Radius des Rotors, B die vom Rotor erzeugte magnetische Flussdichte durch eine der Stator-Spulender und ω die Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Rotors sind. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der Temperatur des Rotors eines Elektromotors wird die Rotor-Temperatur des Rotors durch Auswertung der vom Rotor in wenigstens einer Stator-Spule des Stators des Elektromotors erzeugten elektromotorischen Spannung UBEMF bestimmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Bestimmung der Temperatur des Rotors durch Auswertung der zeitlichen Änderung der im Stator induzierten elektromotorischen BEMF-Spannung. Da in modernen Elektromotoren die in den Stator-Spulen induzierte elektromotorische BEMF-Spannung zur Synchronisation der Bestromung der Stator-Spulen mit der momentanen Position des rotierenden Rotors ohnehin standardmäßig gemessen wird, steht diese auch zur Auswertung für die Bestimmung der Temperatur des Rotors zur Verfügung.
Besonders zweckmäßig wird zur Ermittlung der Temperatur des Rotors die Steigung der zeitabhängigen elektromotorischen BEMF-Spannung Rotors in einem vorbestimmten Zeitintervall ermittelt, in welchem eine lineare Abhängigkeit der elektromotorischen BEMF-Spannung von der Zeit besteht. Dies vereinfacht die Bestimmung der Steigung der Temperatur erheblich, da nichtlineare Effekte vernachlässigt werden können.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Rotor-Temperatur durch Vergleich der ermittelten Steigung der elektromotorischen BEMF-Spannung mit einer Mehrzahl von in einem Lookup-Table abgelegten Wertepaaren aus Steigung und zugeordneter Rotortemperatur bestimmt. Solche Wertepaare können vorab durch Messung bestimmt und in einer Speichereinheit abgelegt werden, auf welche eine das erfindungsgemäße Verfahren ausführende Steuerungseinheit während der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zugreifen kann. Auf diese Weise lässt sich die Rotortemperatur mit besonders hoher Genauigkeit bestimmen. Besonders bevorzugt wird die Rotortemperatur mittels einer als Beobachter ausgebildeten Regelungseinrichtung geschätzt, welcher als Eingangsgrößen wenigstens einen der folgenden Parameter aufweist: die elektrische BEMF-Spannung UBEMF als Funktion der Zeit,
die Anzahl N der Windungen einer der Stator-Spule,
die Induktivität L einer der Stator-Spulen,
den Radius rrot des Rotors,
die magnetische Flussdichte B durch eine der Stator-Spulen,
die Winkelgeschwindigkeit ω des rotierenden Rotors.
Ein solcher Beobachter erlaubt eine genaue Abschätzung der Temperatur des Rotors mittels eines Reglers, ohne dass die Temperatur hierzu direkt als Messgröße zur Verfügung stehen muss.
Die Erfindung betrifft ferner einen Elektromotor, insbesondere für eine elektromotorisch angetriebene Vorrichtung, mit einem wenigstens einer Stator-Spule aufweisenden Stator und mit einem relativ zum Stator drehverstellbaren Rotor. Zu Antreiben des Rotors wird in diesem durch elektrisches Bestromen der wenigstens einen Stator-Spule ein Drehmoment erzeugt. Der Elektromotor weist eine Steuerungs-/Auswertungseinrichtung auf, welche zum Antreiben des Rotors mit der wenigstens einen Stator-Spule zusammenwirken kann. Besagte Steuerungs- /Auswertungseinrichtung ist zur Durchführung des vorangehend erläuterten Verfahrens eingerichtet/programmiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist am Elektromotor, insbesondere an dessen Rotor, kein elektrischer Temperatursensor angeordnet. Als„elektrischer Temperatursensor" wird vorliegend jedwedes Bauteil verstanden, welcher zur di- rekten oder indirekten Messung der Temperatur in unmittelbarer Umgebung des Bauteils ausgebildet ist und als Sensorsignal ein der gemessenen Temperatur zugeordnetes elektrisches Sensorsignal, insbesondere eine elektrische Sensor- Spannung, bereitstellt. Durch den Verzicht auf solche Temperatursensoren, die speziell zur direkten Temperaturmessung ausgebildet sind, lässt sich der Aufbau des Elektromotors, insbesondere im Hinblick auf den bei Verwendung separater Temperatursensoren direkt an den Bauteilen des Rotors erheblichen Verdrahtungsaufwand, deutlich vereinfachen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Elektromotor als Dreiphasen-Elektromotor, insbesondere mit drei Stator-Spulen, ausgebildet. Die drei Stator-Spulen können dabei in einem gemeinsamen elektrischen Verzweigungspunkt sternartig elektrisch miteinander verbunden. Hierzu kann jede der drei Stator-Spulen mit jeweils einem ihrer beiden Spulenenden elektrisch mit dem gemeinsamen elektrischen Verzweigungspunkt verbunden sein. Eine solche elektrische Verschaltung der drei Stator-Spulen erlaubt eine besonders einfache Bestimmung der an den einzelnen Stator-Spulen abfallenden elektrischen BEMF- Spannungen. Alternativ ist auch eine Dreiecks-Verschaltung denkbar.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Steuerungs- /Auswertungseinrichtung für wenigstens eine Stators-Spule, vorzugsweise für jede Stator-Spule, jeweils einen elektrischen Differenzverstärker, insbesondere einen Operationsverstärker, mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss und mit einem Ausgangsanschluss auf. Dabei ist der erste Eingangsanschluss elektrisch mit dem elektrischen Verzweigungspunkt verbunden. Die Verwendung eines derartigen Differenzverstärkers gestattet eine präzise Messung der elektrischen BEMF-Spannung mittels einer geringen Anzahl an elektronischen Bauelementen. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Eingangsan- schluss mit einem vom elektrischen Verzweigungspunkt abgewandten Spulenende der dem Differenzverstärker zugeordneten jeweiligen Stator-Spule oder, alternativ dazu, mit einem Massepotential verbunden.
Die Erfindung betrifft auch eine elektromotorisch angetriebene Vorrichtung, vorzugsweise eine Pumpvorrichtung, höchst vorzugsweise eine Ölpumpe oder Vakuumpumpe oder Wasserpumpe oder Kraftstoffpumpe, mit wenigstens einem vorangehend vorgestellten Elektromotor.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch
Fig. 1 den Aufbau eines als Dreiphasen-Elektromotor realisierten, erfindungsgemäßen Elektromotors, Fig. 2 ein UBEMF-Zeit-Diagrannnn der in einer Stator-Spule induzierten elektromotorischen BEMF-Spannung im Betrieb des Elektromotors,
Fig. 3 eine Detaildarstellung der Figur 2, in welchem ein linearer Zusammenhang zwischen der Zeit t und der elektromotorischen BEMF- Spannung besteht,
Fig. 4 eine schaltplanartige Darstellung einer Regelungseinrichtung in
Form eines„Beobachters", der zur Ermittlung der gesuchten Rotor- Temperatur unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient.
Fig. 5 ein das erfindungsgemäße Verfahren beschreibende Funktionsdiagramm,
Fig. 6a-e schaltplanartig verschiedene technische Realisierungsmöglichkeiten zur Messung der elektromotorischen BEMF-Spannung.
Figur 1 illustriert in schematischer Darstellung den Aufbau eines erfindungsgemäßen Elektromotors 1 , der im Beispielszenario als Dreiphasen-Elektromotor 2 realisiert ist. Der Dreiphasen-Elektromotor 2 umfasst einen Stator 3 mit drei Stator-Spulen 4a, 4b, 4c sowie einen relativ zum Stator 3 um eine Drehachse A entlang einer Drehrichtung D drehbaren Rotor 5. Der Rotor 5 besitzt im Beispiel der Figur 1 entlang der Drehrichtung D sechs Magnetelemente 5a-5f entgegengesetzter Polarisation, d.h. entlang der Drehrichtung D wechseln sich magnetische Nordpole N und magnetische Südpole S ab. In Varianten des Beispiels kann die Anzahl der Magnetelemente 5a-5f variieren. Durch geeignetes elektrisches Bestromen der Stator-Spulen 4b, 4c kann über Wechselwirkung des von den Sta- tor-Spulen 4a, 4b, 4c erzeugten Magnetfeldes mit dem Magnetfeld der von Permanentmagnete 5a-5c in dem Rotor 5 in bekannter Weise ein Drehmoment erzeugt werden, so dass der Rotor 5 relativ zum ortsfesten Stator 3 eine Drehbewegung ausführt.
Der als Dreiphasen-Elektromotor 2 ausgebildete Elektromotor 1 umfasst ferner eine Steuerungs-/Auswertungseinrichtung 6 zum Steuern der Bestromung der Stator-Spulen 4b, 4c. Die hierzu erforderlichen elektrischen Leitungspfade zwischen den drei Stator-Spulen 4a, 4b, 4c einschließlich geeigneter, zwischengeschalteter Bauelemente wie beispielsweise einer Leistungs-Endstufe mit geeigneten Transistoren zum gezielten elektrischen Bestromen der Stator-Spulen 4a, 4b, 4c sind nicht zentraler Bestandteil der hier vorgestellten Erfindung und daher aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 1 nicht gezeigt.
Im Beispielszenario dient die Steuerungs-/Auswertungseinrichtung 6 nicht nur zur Steuerung der elektrischen Bestromung der Stator-Spulen 4b, 4c, sondern auch zur Bestimmung der Rotor-Temperatur TRotor des Rotors 5 unter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierzu kann die Steuerungs- /Auswertungseinrichtung 6 als MikroController ausgebildet sein und eine Steuerungseinheit (ECU) 14 sowie eine mit dieser zusammenwirkenden Speichereinheit 15 aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf geeignete Weise, typischerweise in Form von Programm-Code, in der Speichereinheit 15 abgelegt und von der Steuerungseinheit 14 der Steuerungs-/Auswertungseinrichtung 6 ausgeführt werden.
Wie Figur 1 erkennen lässt, sind die drei Stator-Spulen 4a, 4b, 4c in einem gemeinsamen elektrischen Verzweigungspunkt 7 sternartig elektrisch miteinander verbunden. Die Steuerungs-/Auswertungseinrichtung 6 umfasst für die Stator- Spule 4a einen elektrischen Differenzverstärker 8. Dieser ist als Operationsver- stärker 9 mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss 10a, 10b sowie und mit einem Ausgangsanschluss 1 1 ausgebildet.
Die Messung der elektromotorischen BEMF-Spannung kann mit Hilfe einer sogenannten Block- oder Trapez-Kommutierung erfolgen, d.h. es werden nicht alle - Spulen 4a-4c des Stators 3 von außen aktiv bestromt. Vielmehr bleibt die Stator- Spule 4a unbestromt, so dass sie zur Messung der BEMF-Spannung zur Verfügung steht.
Alternativ dazu kann zur Messung des zeitlichen Verlaufs der elektromotorischen BEMF-Spannung UBEMF die zum Antreiben des Rotors 5 erforderliche, oszillierende elektrische Bestromung der Stator-Spulen 4a-4c kurzzeitig unterbrochen werden. In einem derartigen, elektrisch nicht bestromten Zustand der Stator-Spulen 4a-4c fällt an den Wicklungen der Stator-Spulen 4a-4c ausschließlich die zur Temperaturbestimmung des Rotors 5 erforderliche elektromotorische BEMF- Spannung UBEMF ab.
Entsprechend Figur 1 ist der erste Eingangsanschluss 10a elektrisch mit dem elektrischen Verzweigungspunkt 7 verbunden. Der zweite Eingangsanschluss 10b ist mit einem vom Verzweigungspunkt 7 abgewandten Spulenende 12 der dem Differenzverstärker 8 zugeordneten Stator-Spule 4a verbunden. Dies erlaubt eine potentialfreie Messung der elektrischen BEMF-Spannung UBEMF- In einer dazu alternativen Variante kann der zweite Eingangsanschluss 10b auch mit einem Massepotential 13 - diese Variante ist im Beispiel der Figur 1 exemplarisch in Form eines gestrichelt dargestellten Leitungspfads wiedergegeben - verbunden sein. Das vom Differenzverstärker 8 am Ausgangsanschluss 1 1 erzeugte elektrische Ausgangssignale wird mittels eines einen in Figur 1 nur schematisch angedeuteten Analog-Digital-Konverters 25 digitalisiert und anschließend der Steuerungs- einheit 14 der Steuerungs-/Auswertungseinrichtung 6 zur Auswertung für das er- findungsgemäße Verfahren als Eingangssignal zur Verfügung gestellt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Temperatur TRotor des Rotors 5 durch Auswertung der vom Rotor 5 in der Stator-Spule 4a induzierten elektromotorischen Spannung UBEMF bestimmt. Es hat sich gezeigt, dass die elektrische BEMF- Spannung UBEMF mit der Temperatur TRotor des Rotors 5 variiert. Diese Abhängigkeit der Temperatur TRotor des Rotors 5 wird beim erfindungsgemäßen Verfahren genutzt, um die gesuchte Temperatur TRotor des Rotors 5 im Betrieb des Elektromotors 1 ohne Verwendung zusätzlicher Temperatursensoren ermitteln zu können. Die Bereitstellung spezifischer, für die Temperaturmessung konzipierter Temperatursensoren ist daher für die Durchführung des Verfahrens nicht erforderlich.
Beim hier vorgestellten Verfahren erfolgt die Bestimmung die Rotor-Temperatur TRotor durch Auswertung der zeitlichen Änderung der im Stator 3 induzierten elektromotorischen BEMF-Spannung UBEMF-
Im Beispielszenario der Figuren wird zur Ermittlung der Temperatur TRotor des Rotors 5 die Steigung der zeitabhängigen elektromotorischen BEMF-Spannung UBEMF in einem Zeitintervall ermittelt, in welchem eine lineare Abhängigkeit der elektromotorischen BEMF-Spannung UBEMF von der Zeit t besteht. Dies ist in dem UBEMF-Zeit(t)-Diagramm der Figur 2 gezeigt: Man erkennt deutlich den durch die Rotation des Rotors 5 bedingten, oszillierenden Verlauf der in der Stator-Spule 4a induzierten BEMF-Spannung UBEMF als Funktion der Zeit t. In dem mit dem Bezugszeichen 30 bezeichneten Zeitfenster, der zur Verdeutlichung in Figur 3 in separater Darstellung gezeigt ist, besteht die zur Temperaturbestimmung erforderliche lineare zeitliche Abhängigkeit zwischen der BEMF-Spannung und der Zeit t. Im Beispiel der Figuren 2 und 3 sind exemplarisch zehn verschiedene Graphen G-ι, G2, ..., G-ιο dargestellt, wobei jedem Graphen eine individuelle Rotor- Temperatur TRotor1 , TRotor2, TRotor10 zugeordnet ist. Man erkennt, dass die Steigungen m-i , m2, m-ιο der einzelnen Graphen d, G10 variieren, so dass jeder Steigung m-i , m2, m 0 eine individuelle Rotor-Temperatur ΤΚοι0 ΤΚοι0 TRo- tor10 zugeordnet werden kann.
Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von der Steuerungs- /Auswertungseinrichtung 6 aus der gemessenen UBEMF-Zeit-Kurve die jeweilige Steigung m dieser Kurve im linearen Bereich 30 ermittelt. Anschließend wird die ermittelte Steigung m mit einer Mehrzahl von in einem Lookup-Table definierten und in der Speichereinheit 15 abgelegten Wertepaaren aus Steigung mx und Rotortemperatur TRotorX verglichen und derjenige Graph Gx bestimmt, welcher eine Steigung mx aufweist, die der gemessenen Steigung m entspricht.
Das Lookup-Table kann vorab, also vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in der Art einer Kalibrierung der Abhängigkeit der Rotortemperatur TRotor von der elektromotorischen BEMF-Spannung UBEMF durch Messung verschiedener UßEMF-Zeit-Diagramme bei unterschiedlichen Rotor-Temperaturen TRo tor erzeugt werden. Es ergibt sich dann ein Bündel von Graphen Gx ähnlich jenem gemäß der Darstellung der Figuren 2 und 3. Der dem auf diese Weise bestimmten Graphen Gx zugeordnete Temperaturwert entspricht der tatsächlichen Temperatur TRotordes Rotors 5. Es ist klar, dass geeignete, dem einschlägigen Fachmann geläufige Interpolationsverfahren zur Anwendung kommen können, wenn für die gemessene Steigung m dem Lookup-Table kein Graph Gx mit dazu exakt identischer Steigung mx, also mx = m, entnommen werden kann.
Im Beispiel der Figuren 2 und 3 ist dem mit d bezeichneten Graph mit Steigung m-i im Bereich 30 eine Rotor-Temperatur TRotor von 40°C zugeordnet. Demgegen- über ist dem Graph mit Steigung m 0 im Bereich 30 eine Rotor-Temperatur TRotor von 140°C zugeordnet.
In einer Variante des Beispiels kann die gesuchte Temperatur des Rotors 5 mittels einer als Beobachter 16 ausgebildeten Regelungseinrichtung abgeschätzt werden. Ein solcher Beobachter kann als Computerprogramm-Produkt in die Steuerungs-/Auswertungseinrichtung 6 implementiert sein. Die Funktionsweise eines solchen Beobachters 16 ist in Figur 4 schematisch dargestellt. Entsprechend Figur 4 wird beim Beobachter 16 das reale physikalische Verhalten 35 des Systems„Elektromotor 1 " mit verschiedenen bekannten oder gemessenen Eingangsgrößen 24 und direkt messbaren Ausgangsgrößen 18 durch ein Modell 17 modelliert. Entsprechend Figur 4 kann die Eingangsgröße 24 einer oder mehrerer der folgenden Parameter sein: die elektrische BEMF-Spannung UBEMF als Funktion der Zeit t,
die Anzahl N der Windungen der Stator-Spule,
die Induktivität L der Stator-Spule,
den Radius des Rotors rrot,
die magnetische Flussdichte B durch die Stator-Spulen 4a-4c, und
die Winkelgeschwindigkeit ω des rotierenden Rotors 5.
Ferner umfasst das Modell 17 des Systems„Elektromotor 1 " als nicht einer direkten Messung zugängliche Zustandsgröße 23 die gesuchte Temperatur TRotor des Rotors 5 sowie als direkt messbare Ausgangsgrößen 18 die bereits genannten Parameter wie etwa die Anzahl N der Windungen der Stator-Spulen 4a-4c, die Induktivität L der Stator-Spulen 4a-4c, den Rotor-Radius rrot, der in radialer Richtung, als senkrecht zur Drehachse des Rotors 5 gemessen wird, die magnetische Flussdichte B durch die Stator-Spulen 4a-4c und die Winkelgeschwindigkeit ω des rotierenden Rotors 5. Durch Vergleich 20 der mittels Messung erfassten Werte der Ausgangsgrößen 1 8 mit den modellierten Werten 1 9 kann ein sogenannter Beobachter-Fehler 21 bestimmt werden. Dieser wird in das Modell 1 7 als Eingangsgröße 22 zurückgeführt. Das Modell 1 7 des Systems „Elektromotor 1 " wird nun dahingehend geregelt, dass der Beobachterfehler 21 einen Null-Wert annimmt, d.h. die Regelabweichung wird zu Null geregelt. Der sich bei einem derartig angepassten Modell 1 7 ergebende Wert der Zustandsgröße 23 ist die gesuchte Temperatur TRotor des Rotors 5.
Im Folgenden sei das Augenmerk auf die Figur 5 gerichtet, welche ein Funktionsdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt. Entsprechend Figur 1 wird zur Messung der BEMF-Spannung im Elektromotor 1 eine sternartige Schaltungsanordnung mit Verzweigungspunkt 7 (vgl. Diagramm 31 der Figur 5) oder eine Dreieckschaltung (vgl. Diagramm 32 der Figur 5) mit einem virtuellen Verzweigungspunkt verwendet. Dem Verzweigungspunkt 7 nachgeschaltet können verschiedene elektrische/elektronische Bauelemente 33 wie etwa ein elektrischer Spannungsteiler sein. Mittels einer den Bauelementen 33 nachgeschalteten Messanordnung 34 wird die gesuchte elektrische BEMF-Spannung UBEMF gemessen. Der Messanordnung 34 nachgeschaltet ist dann die bereits anhand der Figur 1 erläuterte Steuerungs-/Auswertungseinrichtung 6, welche den ebenfalls bereits erläuterten Beobachter aufweisen kann.
In den Figuren 6a bis 6e sind schaltplanartig verschiedene technische Realisierungsmöglichkeiten der Messanordnung 34 gezeigt: Figur 6a schlägt eine diffe- rentielle Messung der elektromotorischen BEMF-Spannung vor, die Figur 6b eine Messung gegen Masse. Entsprechend der Variante gemäß Figur 6c wird eine Messung gegen eine Referenz-Spannung URef durchgeführt. Bei Figur 6d wird ei- ne offene Phasenmessung verwendet, bei Figur 6e eine Phasenmessung mit virtuellem Sternpunkt.
*****

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Bestimmung der Temperatur (TRotor) des Rotors (5) eines Elektromotors (1 ),
gemäß welchem die Temperatur (TRotor) des Rotors (5) durch Auswertung der vom Rotor (5) in wenigstens einer Stator-Spule (4a, 4b, 4c) eines Stators (3) des Elektromotors (1 ) erzeugten elektromotorischen BEMF-Spannung (UBEMF) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bestimmung der Temperatur (TRotor) des Rotors (5) durch Auswertung der zeitlichen Änderung der elektromotorischen BEMF-Spannung (UBEMF) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Ermittlung der Temperatur (TRotor) des Rotors (5) in einem vorbestimmten Zeitintervall die Steigung (m, mx, ITH, m 0) der zeitabhängigen elektromotorischen BEMF-Spannung (UBEMF) als Funktion der Zeit (t) ermittelt wird, in welchem eine lineare Abhängigkeit der elektromotorischen BEMF-Spannung (UBEMF) von der Zeit (t) besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (TRotor) des Rotors (5) durch Vergleich der ermittelten Steigung (m, mx, m-i , m 0) mit einer Mehrzahl von in einem Lookup-Table abgelegten Wertepaaren von Steigung (mx) und Rotortemperatur (TRotorX) bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Temperatur (TRotor) des Rotors (5) mittels einer als Beobachter (16) ausgebildeten Regelungseinrichtung geschätzt wird, welche als Eingangsgrößen wenigstens einen oder der folgenden Parameter verwendet:
- die elektrische BEMF-Spannung (UBEMF) als Funktion der Zeit (t),
- die Anzahl (N) der Windungen einer Stator-Spule (4a, 4b, 4c)
- die Induktivität (L) der Stator-Spule (4a),
- den Radius (rrot) des Rotors (5),
- die magnetische Flussdichte (B) durch die Stator-Spulen (4a, 4b, 4c),
- die Winkelgeschwindigkeit (ω) des rotierenden Rotors (5).
6. Elektromotor (1 ), insbesondere für eine Pumpvorrichtung,
mit einem wenigstens eine Stator-Spule (4a, 4b, 4c) aufweisenden Stator (3), mit einem relativ zum Stator (3) drehverstellbaren Rotor (5), in welchem durch elektrisches Bestromen der wenigstens einen Stator-Spule (4a, 4b, 4c) des Stators (3) ein Drehmoment zum Antreiben des Rotors (5) erzeugbar ist, mit einer zum Antreiben des Rotors (5) mit der wenigstens einen Stator-Spule (4a, 4b, 4c) zusammenwirkenden Steuerungs-/Auswertungseinrichtung (6), welche zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet/programmiert ist.
7. Elektromotor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass am Elektromotor (1 ), insbesondere am Rotor (5) des Elektromotors (1 ), kein elektrischer Temperatursensor angeordnet ist.
8. Elektromotor nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Elektromotor (1 ) als Dreiphasen-Elektromotor (2) mit drei Stator-Spulen (4a, 4b, 4c) ausgebildet ist,
wobei die drei Stator-Spulen (4a, 4b, 4c) in einem gemeinsamen elektrischen Verzweigungspunkt (7) sternartig elektrisch miteinander verbunden sind.
9. Elektromotor nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungs-/Auswertungseinrichtung (6) für wenigstens eine Stator-Spule (4a, 4b, 4c), vorzugsweise für jede Stator-Spule (4a, 4b, 4c), einen elektrischen Differenzverstärker (8), insbesondere einen Operationsverstärker (9), mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss (10a, 10b) und mit einem Ausgangsanschluss (1 1 ) aufweist, wobei der erste Eingangsanschlüsse (10a) elektrisch mit dem elektrischen Verzweigungspunkt (7) verbunden ist.
10. Elektromotor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Eingangsanschluss (10b) elektrisch mit einem vom Verzweigungspunkt (7) abgewandten Spulenende (12) der dem elektrischen Differenzverstärker (8) zugeordneten jeweiligen Stator-Spule (4a) oder mit einem Massepotential (13)verbunden ist.
1 1 . Elektromotorisch angetriebene Vorrichtung, vorzugsweise Pumpvorrichtung, höchst vorzugsweise Ölpumpe oder Vakuumpumpe oder Wasserpumpe oder Kraftstoffpumpe, mit wenigstens einem Elektromotor (1 ) nach einem Sprüche 6 bis 9.
*****
PCT/EP2016/068057 2015-07-28 2016-07-28 Verfahren zur bestimmung der temperatur des rotors eines elektromotors WO2017017211A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015214259.0A DE102015214259A1 (de) 2015-07-28 2015-07-28 Verfahren zur Bestimmung der Temperatur des Rotors eines Elektromotors
DE102015214259.0 2015-07-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017017211A1 true WO2017017211A1 (de) 2017-02-02

Family

ID=56694102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/068057 WO2017017211A1 (de) 2015-07-28 2016-07-28 Verfahren zur bestimmung der temperatur des rotors eines elektromotors

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015214259A1 (de)
WO (1) WO2017017211A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018126712A1 (de) * 2018-10-25 2020-04-30 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Detektieren eines Temperaturanstiegs bei einem Elektromotor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3736303A1 (de) * 1987-10-27 1989-05-11 Heidelberger Druckmasch Ag Verfahren und vorrichtung zur messung der temperatur eines buerstenlosen gleichstrommotors
JPH1118496A (ja) * 1997-06-18 1999-01-22 Hitachi Ltd 電気車の制御装置および制御方法
DE10254295A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-03 Robert Bosch Gmbh Erfassung der Läufertemperatur bei permanenterregten Drehfeldmaschinen
US20080319702A1 (en) * 2007-06-20 2008-12-25 Grundfos Management A/S Method for Determining the Temperature of the Delivery Fluid of a Centrifugal Pump
DE102009025390A1 (de) 2008-07-09 2010-01-14 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Regelung eines umrichtergespeisten Elektromotors und umrichtergespeister Elektromotor
US20140346991A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 IFP Energies Nouvelles Method and system of internal temperatures determination in a synchronous electric machine using state observers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3736303A1 (de) * 1987-10-27 1989-05-11 Heidelberger Druckmasch Ag Verfahren und vorrichtung zur messung der temperatur eines buerstenlosen gleichstrommotors
JPH1118496A (ja) * 1997-06-18 1999-01-22 Hitachi Ltd 電気車の制御装置および制御方法
DE10254295A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-03 Robert Bosch Gmbh Erfassung der Läufertemperatur bei permanenterregten Drehfeldmaschinen
US20080319702A1 (en) * 2007-06-20 2008-12-25 Grundfos Management A/S Method for Determining the Temperature of the Delivery Fluid of a Centrifugal Pump
DE102009025390A1 (de) 2008-07-09 2010-01-14 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Regelung eines umrichtergespeisten Elektromotors und umrichtergespeister Elektromotor
US20140346991A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 IFP Energies Nouvelles Method and system of internal temperatures determination in a synchronous electric machine using state observers

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015214259A1 (de) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007001630B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Rotorposition bei einem bürstenlosen und sensorlosen Elektromotor
DE3781542T2 (de) Steuergeraet und methode zur steurerung eines schrittschaltreluktanzmotors.
EP1727268A2 (de) Verfahren zum Betrieben eines elektronisch kommutierten Motors, und Motor zur Durchführung eines solchen Verfahrens
EP2646836B1 (de) Verfahren zur bestimmung der drehzahl einer synchronmaschine
DE112013005190T5 (de) Verbesserungen bei elektrischen Servolenksystemen
DE102013203388B3 (de) Rotorlagegeber für eine elektronisch kommutierte elektrische Maschine mit einem Referenzgeber
DE102016102329A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines bürstenlosen Gleichstrommotors
DE102013218041A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors
EP2067249B1 (de) Verfahren zum betreiben eines elektronisch kommutierenden elektromotors
DE102012111799A1 (de) Elektrisch kommutierter Motor und Verfahren zum Kalibieren eines elektrisch kommutierten Motors
EP1856792B2 (de) Rotorlagendetektion
DE102008002339A1 (de) Erregungszeitpunkt-Bestimmungsschaltung und Bestimmungsverfahren für einen Erregungszeitpunkt eines Motors
WO2017017211A1 (de) Verfahren zur bestimmung der temperatur des rotors eines elektromotors
DE69725673T2 (de) Synchronisationsverfahren- und Vorrichtung für den Anlauf einer dreiphasigen Synchronmaschine
DE102006020676A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines elektronisch kommutierten Motors, und Motor zur Durchführung eines solchen Verfahrens
EP3602772B1 (de) Betriebsverfahren für einen elektromotor und sanftstarter
WO2018024280A1 (de) Steuerungseinheit und verfahren zum steuern einer elektrischen maschine
DE102018128354A1 (de) Verfahren zum bestimmen einer rotorstellung eines bldc-motors
DE102017109926A1 (de) Motorantriebssteuervorrichtung und Motorantriebssteuerverfahren
DE3718207A1 (de) Verfahren zur steuerung der drehzahl eines rotors
DE102013113584A1 (de) Auswertevorrichtung zur Erzeugung eines Drehzahlwerts
EP2284544B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur sensorlosen Drehzahlmessung eines Elektromotors
DE102013201241A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Position des Rotors bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor
DE19503658A1 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Größe zum stoßfreien Zuschalten eines drehzahlgeberlos betriebenen Asynchronmotors zu einem Wechselrichter
DE102004045348B3 (de) Verfahren zur Ermittlung der Drehmomentkonstante kM von permanentmagnetisch erregten Gleichstommotoren

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16753278

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16753278

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1