DE10006191A1 - Drive device for controlling a reluctance motor comprises reluctance motor with phase drive units having DC voltage converter in parallel between connections of a power source and noise suppression capacitor - Google Patents
Drive device for controlling a reluctance motor comprises reluctance motor with phase drive units having DC voltage converter in parallel between connections of a power source and noise suppression capacitorInfo
- Publication number
- DE10006191A1 DE10006191A1 DE10006191A DE10006191A DE10006191A1 DE 10006191 A1 DE10006191 A1 DE 10006191A1 DE 10006191 A DE10006191 A DE 10006191A DE 10006191 A DE10006191 A DE 10006191A DE 10006191 A1 DE10006191 A1 DE 10006191A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- power supply
- voltage
- connection
- reluctance motor
- stator winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/08—Reluctance motors
- H02P25/092—Converters specially adapted for controlling reluctance motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Technik zum Antrieb (zur An steuerung) eines Reluktanzmotors.The invention relates to a technology for driving (to control) of a reluctance motor.
Der Reluktanzmotor ist im Prinzip eine Art Synchronmotor und weist denselben Statoraufbau (Ständeraufbau) wie den des Synchronmotors auf. Im Gegensatz zu dem Rotor (Läufer) des Synchronmotors weist der Rotor des Reluk tanzmotors dieselbe Anzahl von vorspringenden Polen wie die Anzahl der Motorpole an der Oberfläche davon auf. Der Rotor des Reluktanzmotors arbeitet entsprechend demselben Prinzip wie das, das in dem Rotor des Synchronmotors an gewandt wird, weist jedoch keine Spulen oder Magnete zur Erregung auf. In dem Reluktanzmotor wird der Synchronis mus durch die Funktion der Magnetpole erreicht, die in den vorspringenden Polen an der Oberfläche des Rotors er zeugt wird. Ein Vorteil des Reluktanzmotors besteht in den geringeren Kosten als bei anderen Motoren.The reluctance motor is basically a kind of synchronous motor and has the same stator structure (stator structure) as that of the synchronous motor. In contrast to the rotor (Rotor) of the synchronous motor has the rotor of the Reluk the same number of projecting poles as the number of motor poles on the surface thereof. The The reluctance motor rotor operates according to the same Principle like that in the rotor of the synchronous motor is used, but does not assign coils or magnets Excitement on. The synchronis is in the reluctance motor mus achieved by the function of the magnetic poles, which in the protruding poles on the surface of the rotor is fathered. One advantage of the reluctance motor is the lower cost than other engines.
Der Reluktanzmotor wird allgemein durch ein wie in Fig. 9 gezeigtes Antriebssteuerungsgerät (Gerät zum Antrieb bzw. zur Ansteuerung und zur Steuerung) angetrieben.The reluctance motor is generally driven by a drive control device (device for driving or for controlling and controlling) as shown in FIG. 9.
Fig. 9 zeigt ein Schaltbild, das den Aufbau eines her kömmlichen Geräts 120 zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors 110 veranschaulicht. Der in Fig. 9 ge zeigte Reluktanzmotor 110 ist ein Dreiphasen- Reluktanzmotor mit einer U-Phasen-Statorwicklung Lu, ei ner V-Phasen-Statorwicklung Lv und einer W-Phasen- Statorwicklung Lw an einem (nicht gezeigten) Stator. Fig. 9 shows a circuit diagram illustrating the construction of a conventional device 120 for driving and controlling a reluctance motor 110 . The reluctance motor 110 shown in FIG. 9 is a three-phase reluctance motor with a U-phase stator winding Lu, a V-phase stator winding Lv and a W-phase stator winding Lw on a stator (not shown).
Das Gerät 120 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluk tanzmotors 110 weist im Wesentlichen eine U-Phasen- Antriebseinheit U10 entsprechend der U-Phasen- Statorwicklung Lu, eine V-Phasen-Antriebseinheit V10 ent sprechend der V-Phasen-Statorwicklung Lv, eine W-Phasen- Antriebseinheit W10 entsprechend der W-Phasen- Statorwicklung Lw, eine Gleichstromleistungsversorgung B10 und eine Steuereinrichtung 122 auf. Die U-Phasen-, die V-Phasen- und die W-Phasen-Antriebseinheiten U10, V10 und W10 sind parallel zu den Anschlüssen der Gleichstrom leistungsversorgung B10 geschaltet. Ein Rauschunterdrü ckungskondensator C10 ist zwischen der U-Phasen- Antriebseinheit U10 und der Gleichstromleistungsversor gung B10 zur Stabilisierung der Schaltung eingefügt.The device 120 for driving and controlling the reluctance motor 110 essentially has a U-phase drive unit U10 corresponding to the U-phase stator winding Lu, a V-phase drive unit V10 corresponding to the V-phase stator winding Lv, a W. -Phase- drive unit W10 corresponding to the W-phase stator winding Lw, a DC power supply B10 and a control device 122 . The U-phase, V-phase and W-phase drive units U10, V10 and W10 are connected in parallel to the connections of the DC power supply B10. A noise suppression capacitor C10 is inserted between the U-phase drive unit U10 and the DC power supply B10 to stabilize the circuit.
Die U-Phasen-, die V-Phasen- und die W-Phasen- Antriebseinheiten (Ansteuereinheiten) U10, V10 und W10 weisen einen identischen Aufbau auf. Als Beispiel ist der Aufbau der U-Phasen-Antriebseinheit U10 beschrieben. Die U-Phasen-Antriebseinheit U10 weist eine Diode D10 und ei nen Transistor T10 auf, die zwischen den Anschlüssen der Gleichstromleistungsversorgung B10 in Reihe geschaltet sind, eine weitere Diode D11, die parallel zu dem Tran sistor D10 geschaltet ist, einen Transistor T11 und eine Diode D12, die ebenfalls zwischen den Anschlüssen der Gleichstromleistungsversorgung B10 in Reihe geschaltet sind, sowie eine weitere Diode D13 auf, die parallel zu dem Transistor T11 geschaltet ist. Ein Verbindungspunkt der Diode B10 und des Transistors T10 ist mit einem Ende U1 der U-Phasen-Statorwicklung Lu in dem Reluktanzmotor 110 verbunden. Ein Verbindungspunkt des Transistors T11 und der Diode D12 ist mit dem anderen Ende U2 der U- Phasen-Statorwicklung Lu verbunden. Im Sinne einer klare ren Darstellung sind diese Verbindungsleitungen in der Darstellung gemäß Fig. 9 nicht wiedergegeben. Steue rungsleitungen aus der Steuereinheit 122 sind mit den je weiligen Basisanschlüssen der Transistoren T10 und T11 verbunden. Die Aufbauten der V-Phasen-Antriebseinheit V10 und der W-Phasen-Antriebseinheit W10 sind dieselben wie die der U-Phasen-Antriebseinheit U10 wie vorstehend er wähnt, weshalb diese an dieser Stelle nicht gesondert be schrieben werden.The U-phase, the V-phase and the W-phase drive units (control units) U10, V10 and W10 have an identical structure. The structure of the U-phase drive unit U10 is described as an example. The U-phase drive unit U10 has a diode D10 and a transistor T10 connected in series between the terminals of the DC power supply B10, a further diode D11 connected in parallel with the transistor D10, a transistor T11 and one Diode D12, which are also connected in series between the connections of the DC power supply B10, and a further diode D13, which is connected in parallel with the transistor T11. A connection point of the diode B10 and the transistor T10 is connected to one end U1 of the U-phase stator winding Lu in the reluctance motor 110 . A connection point of the transistor T11 and the diode D12 is connected to the other end U2 of the U-phase stator winding Lu. In the sense of a clear illustration, these connecting lines are not shown in the illustration according to FIG. 9. Control lines from the control unit 122 are connected to the respective base connections of the transistors T10 and T11. The structures of the V-phase drive unit V10 and the W-phase drive unit W10 are the same as those of the U-phase drive unit U10 as mentioned above, which is why they are not described separately here.
In dem Gerät 120 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluk tanzmotors 110 gemäß Fig. 9 steuert die Steuereinrich tung 122 Einschalt-Ausschalt-Bedingungen der zwei Tran sistoren, die jeweils in der U-Phasen-Antriebseinheit U10, der V-Phasen-Antriebseinheit V10 und der W-Phasen- Antriebseinheit W10 enthalten sind, damit diese perio disch eine Impulsspannung zwischen den Anschlüssen der jeweiligen in dem Reluktanzmotor 110 enthaltenen Stator wicklung anlegen. Dies verursacht den Fluss eines ge wünschten elektrischen Stroms durch die jeweiligen Sta torwicklungen, wodurch der Reluktanzmotor 110 rotiert und angetrieben wird.In the device 120 for driving and controlling the reluctance motor 110 according to FIG. 9, the control device 122 controls switch-on-switch-off conditions of the two transistors, each in the U-phase drive unit U10, the V-phase drive unit V10 and the W-phase drive unit W10 are included so that they periodically apply a pulse voltage between the terminals of the respective stator winding contained in the reluctance motor 110 . This causes the flow of a desired electric current through the respective stator windings, whereby the reluctance motor 110 is rotated and driven.
Geräte zum Antrieb und zur Steuerung eines Synchronmotors wurden ebenfalls vorgeschlagen, wie es beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 57-6592 of fenbart ist. Derartige Geräte legen jedoch die Spannung für lediglich eine Richtung zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung an, und sind daher nicht zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors geeignet.Devices for driving and controlling a synchronous motor have also been proposed, such as in Japanese Patent Laid-Open No. 57-6592 of fenbt is. However, such devices put the voltage for only one direction between the connections of the Stator winding, and are therefore not for drive and suitable for controlling the reluctance motor.
In dem Gerät 120 gemäß dem Stand der Technik zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 110 sind zwei als Schaltelemente funktionierende Transistoren in jeder An triebseinheit wie in Fig. 9 gezeigt erforderlich. Jede Antriebseinheit entspricht einer Phasenstatorwicklung in dem Reluktanzmotor 110. Die Anzahl der Antriebseinheiten fällt daher mit der Anzahl der Phasen des Reluktanzmotors 110 zusammen. In dem Beispiel gemäß Fig. 9 weist der Re luktanzmotor 110 drei Phasen auf, weshalb die Gesamtan zahl der erforderlichen Transistoren 6 beträgt. Dies er höht unerwünscht die Kosten des gesamten Geräts 120. Zwei (in Fig. 9 nicht gezeigte) Verbindungsleitungen sind e benfalls im Hinblick auf jede Phasenstatorwicklung erfor derlich, um das Gerät 120 mit dem Reluktanzmotor 110 zu verbinden. In dem Beispiel gemäß Fig. 9 beträgt die Ge samtanzahl der erforderlichen Verbindungsleitungen 6. Dies führt unerwünscht zu einem großen Raum für die Ver drahtung in dem Gerät 120 und erhöht das Gesamtgewicht des Geräts 120.In the prior art device 120 for driving and controlling the reluctance motor 110 , two transistors functioning as switching elements are required in each drive unit as shown in FIG. 9. Each drive unit corresponds to a phase stator winding in the reluctance motor 110 . The number of drive units therefore coincides with the number of phases of the reluctance motor 110 . In the example of FIG. 9, the Re luktanzmotor to 110 three phases, and therefore the number of required transistors Gesamtan 6 is. This undesirably increases the cost of the entire device 120 . Two connection lines (not shown in FIG. 9) are also necessary with regard to each phase stator winding in order to connect the device 120 to the reluctance motor 110 . In the example according to FIG. 9, the total number of required connecting lines is 6 . This undesirably leads to a large space for wiring in the device 120 and increases the overall weight of the device 120 .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors be reitzustellen, der sowohl eine verringerte Anzahl von Schaltelementen als auch eine verringerte Anzahl von Ver bindungsleitungen zur Verbindung des Geräts mit dem Re luktanzmotor aufweist.The invention is therefore based on the object of a device to drive and control a reluctance motor to sit down, both a reduced number of Switching elements as well as a reduced number of ver connection lines for connecting the device to the Re has a luctance motor.
Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentan sprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst.This object is achieved by the in the attached patent measures specified resolved.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Gerät zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors gelöst, der zu mindest dreiphasige Statorwicklungen (Statorwicklungen mit zumindest drei Phasen) an einem Stator aufweist, mit einer Gleichstromleistungsversorgung, die eine vorbe stimmte Gleichspannung als Leistungsspannung zwischen ei nem Plusanschluss und einem Minusanschluss davon erzeugt, einer Spannungswandlereinheit, die einen Anschluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung, der mit jeweiligen ers ten Anschlüssen der zumindest dreiphasige Statorwicklun gen verbunden ist, und ein erstes Gleichrichterelement aufweist, das zwischen dem Minusanschluss der Gleich stromleistungsversorgung und dem Anschluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung angeordnet ist, wobei eine k- fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung mit 0 < k < 1, die aus der Leistungsversorgungsspannung erzeugt wird, aus dem Anschluss zur Ausgabe der gewandelten Span nung ausgegeben wird und jeweils an die ersten Anschlüsse der zumindest dreiphasige Statorwicklungen angelegt wird, einer Vielzahl von Antriebseinheiten (Ansteuereinheiten), die jeweils den zumindest dreiphasigen Statorwicklungen entsprechen, wobei jede der Antriebseinheiten ein Schalt element, bei dem ein Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, und ein zweites Gleichrichterelement aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des Schaltelements verbunden ist, und das andere Ende mit dem Plusanschluss der Gleich stromleistungsversorgung verbunden ist, wobei ein Verbin dungspunkt des Schaltelements und des Gleichrichterele ments mit einem zweiten Anschluss der entsprechenden Sta torwicklung verbunden ist, wobei ein Einschalt- Ausschaltvorgang des Schaltelements jedes der Antriebs einheiten ein Potential an dem zweiten Anschluss der ent sprechenden Statorwicklung variiert, damit ein intermit tierender Fluss des elektrischen Stroms durch die ent sprechende Statorwicklung bewirkt wird, und einer Steuer einrichtung, die zum Antrieb des Reluktanzmotors die Ein schalt-Ausschaltbedingungen der jeweiligen Schaltelemente der Vielzahl der Antriebseinheiten entsprechend dem Dreh winkel einer Drehwelle des Reluktanzmotors steuert.In particular, the task is driven by a device and solved to control a reluctance motor that too at least three-phase stator windings (stator windings with at least three phases) on a stator, with a DC power supply that is over agreed DC voltage as the power voltage between egg generated a positive connection and a negative connection thereof, a voltage converter unit that connects to Output of the converted voltage, which with the respective first th connections of the at least three-phase stator winding gene is connected, and a first rectifier element has that between the minus connection of the same power supply and connection to output the converted voltage is arranged, with a k- times the voltage of the power supply voltage with 0 <k <1, generated from the power supply voltage will, from the connector to output the converted chip voltage is output and in each case to the first connections the at least three-phase stator windings are applied, a large number of drive units (control units), each of the at least three-phase stator windings correspond, with each of the drive units a switching element with one end connected to the minus connection of the DC power supply is connected, and a has second rectifier element, in which one end is connected to the other end of the switching element, and the other end with the positive connection the same power supply is connected, a conn point of the switching element and the rectifier with a second connection of the corresponding sta gate winding is connected, a switch-on Switching off the switching element of each of the drives units a potential at the second connection of the ent speaking stator winding varies so an intermit animal flow of electric current through the ent speaking stator winding is effected, and a tax device that drives the reluctance motor switching-off conditions of the respective switching elements the variety of drive units according to the rotation angle of a rotary shaft of the reluctance motor controls.
Die Erfindung ist ebenfalls gerichtet auf ein Gerät zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors, der zu mindest dreiphasige Statorwicklungen an einem Stator auf weist, mit einer Gleichstromleistungsversorgung, die eine vorbestimmte Gleichspannung als Leistungsspannung zwi schen einem Plusanschluss und einem Minusanschluss davon erzeugt, einer Spannungswandlereinheit, die einen An schluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung aufweist, der mit jeweiligen ersten Anschlüssen der zumindest drei Phasen-Statorwicklungen verbunden ist, und ein erstes Gleichrichterelement aufweist, das zwischen dem Plusan schluss der Gleichstromleistungsversorgung und dem An schluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung angeordnet ist, wobei eine k-fache Spannung der Leistungsversor gungsspannung mit 0 < k < 1, die aus der Leistungsversor gungsspannung erzeugt wird, aus dem Anschluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung ausgegeben wird und jeweils an die ersten Anschlüsse der zumindest dreiphasigen Stator wicklungen angelegt wird, einer Vielzahl von Antriebsein heiten die jeweils den zumindest dreiphasigen Stator wicklungen entsprechen, wobei jede der Antriebseinheiten ein Schaltelement, bei dem ein Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, und ein zweites Gleichrichterelement aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des Schaltelements verbunden ist und das andere Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstrom leistungsversorgung verbunden ist, wobei ein Verbindungs punkt des Schaltelements und des Gleichrichterelements mit einem zweiten Anschluss der entsprechenden Stator wicklung verbunden ist, wobei ein Einschalt- Ausschaltvorgang des Schaltelements jedes der Antriebs einheiten ein Potential an dem zweiten Anschluss der ent sprechenden Statorwicklung variiert, damit ein intermit tierender Fluss des elektrischen Stroms durch die ent sprechende Statorwicklung bewirkt wird, und einer Steuer einrichtung die zum Antrieb des Reluktanzmotors die Ein schalt-Ausschaltbedingungen der jeweiligen Schaltelemente der Vielzahl der Antriebseinheiten entsprechend dem Dreh winkel einer Drehwelle des Reluktanzmotors steuert.The invention is also directed to a device for Drive and control a reluctance motor that too at least three-phase stator windings on a stator has, with a DC power supply, the one predetermined DC voltage as the power voltage between a plus connection and a minus connection thereof generated, a voltage converter unit, the An concludes on outputting the converted voltage, the one with respective first connections of the at least three Phase stator windings is connected, and a first Rectifier element between the Plusan connection of the DC power supply and the connection arranged to output the converted voltage is, where a k-fold voltage is the power supply supply voltage with 0 <k <1, which comes from the power supply voltage is generated from the connection to the output the converted voltage is output and in each case the first connections of the at least three-phase stator a variety of drives the at least three-phase stator windings correspond, with each of the drive units a switching element with one end connected to the positive connection the DC power supply is connected, and a has second rectifier element, in which one end is connected to the other end of the switching element and the other end with the minus connection of the direct current power supply is connected, being a connection point of the switching element and the rectifier element with a second connection of the corresponding stator winding is connected, with a switch-on Switching off the switching element of each of the drives units a potential at the second connection of the ent speaking stator winding varies so an intermit animal flow of electric current through the ent speaking stator winding is effected, and a tax device that drives the reluctance motor switching-off conditions of the respective switching elements the variety of drive units according to the rotation angle of a rotary shaft of the reluctance motor controls.
In den ersten und zweiten Geräten zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors erzeugt die Spannungswand lereinheit eine k-fache Spannung der Leistungsversor gungsspannung. Der Anschluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung der Spannungswandlereinheit legt die k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung gemeinsam an die jeweiligen ersten Anschlüsse der jeweiligen Pha senstatorwicklungen des Reluktanzmotors an. Das Potential an den ersten Anschlüssen der jeweiligen Phasenstator wicklungen ist dementsprechend auf die k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung festgelegt. Das erste Gleichrichterelement der Spannungswandlereinheit wird zur Regulierung der in der Spannungswandlereinheit erzeugten Spannung verwendet. Der zweite Anschluss jeder Phasensta torwicklung ist mit dem Verbindungspunkt des Schaltele ments und des zweiten Gleichrichterelements der entspre chenden Antriebseinheit verbunden. Durch den Ein- Ausschaltvorgang des Schaltelements wird das Potential an dem zweiten Anschluss entweder auf das Potential an dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung oder das Potential an dem Plusanschluss der Gleichstromleis tungsversorgung verändert.In the first and second devices for drive and Control of the reluctance motor creates the voltage wall power unit a k-fold voltage voltage. The connection to output the converted The voltage of the voltage converter unit is k times Voltage of the power supply voltage together the respective first connections of the respective Pha stator windings of the reluctance motor. The potential at the first connections of the respective phase stator Accordingly, the winding is k times the voltage of the power supply voltage. The first Rectifier element of the voltage converter unit becomes Regulation of those generated in the voltage converter unit Voltage used. The second connection of each phase sta gate winding is with the connection point of the Schaltele ment and the second rectifier element of the corre sponding corresponding drive unit connected. Through the Switching off the switching element will turn the potential on the second connection either to the potential at the Negative connection of the DC power supply or the potential at the positive connection of the DC track power supply changed.
In dem ersten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Re luktanzmotors senkt ein Einschaltvorgang des Schaltele ments das Potential an dem zweiten Anschluss der Stator wicklung auf das Massepotential ab, wenn das Potential an dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung gleich dem Massepotential ist. Dies verursacht einen Fluss des elektrischen Stroms durch die Statorwicklung aus dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss. Ein nachfolgender Ausschaltvorgang des Schaltelements schnei det den Ausflusspfad (Pfad, über den der Strom heraus fließt) des durch die Statorwicklung von dem ersten An schluss zu dem zweiten Anschluss fließenden elektrischen Stroms ab. Eine gegenelektromotorische Kraft wird dann zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung erzeugt, so dass das Potential an dem zweiten Anschluss der Stator wicklung auf das Potential an dem Flussanschluss der Gleichstromleistungsquelle angehoben wird, d. h., auf die Leistungsversorgungssquelle. Durch den Potentialanstieg wird das zweite Gleichrichterelement eingeschaltet, wobei der durch die Statorwicklung aus dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss fließende elektrische Strom durch einen neuen Ausflusspfad über das zweite Gleichrichter element anstelle über das Schaltelement zu fließen be ginnt. Der Potentialanstieg an dem zweiten Anschluss auf die Leistungsversorgungsspannung verursacht eine abrupte Verringerung des durch die Statorwicklung aus dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss fließenden elektri schen Stroms. Die abrupte Verringerung des elektrischen Stroms verringert die gegenelektromotorische Kraft und schaltet das zweite Gleichrichterelement ab. Dies schnei det den Fluss des elektrischen Stroms ab.In the first device to drive and control the Re luktanzmotor lowers a switch-on of the Schaltele the potential at the second connection of the stator development to ground potential when the potential is on the negative connection of the DC power supply is equal to the ground potential. This causes one Flow of electrical current through the stator winding from the first port to the second port. On subsequent switching off of the switching element Schnei detects the outflow path (path through which the stream flows out flows) through the stator winding from the first start conclusion to the second connection flowing electrical Current. A counter electromotive force is then generated between the terminals of the stator winding, so that the potential at the second connection of the stator development to the potential at the river connection of the DC power source is raised, d. i.e. on the Power supply source. Due to the potential increase the second rectifier element is switched on, whereby through the stator winding from the first connection electrical current flowing through the second connection a new outflow path via the second rectifier element instead of flowing over the switching element starts. The potential increase at the second connection the power supply voltage causes an abrupt Reducing the stator winding from the first Connection to the second connection flowing electri current. The abrupt reduction in electrical Current reduces the counter electromotive force and switches off the second rectifier element. This cuts detects the flow of electrical current.
In dem zweiten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors erhöht ein Einschaltvorgang des Schalt elements das Potential an dem zweiten Anschluss der Sta torwicklung auf die Leistungsversorgungsspannung. Der e lektrische Strom fließt dementsprechend durch die Stator wicklung aus dem zweiten Anschluss zu dem ersten An schluss. Ein nachfolgender Ausschaltvorgang des Schalt elements schneidet den Einflusspfad (Pfad, über den der Strom herein fließt) des durch die Statorwicklung von dem zweite Anschluss zu dem ersten Anschluss fließenden e lektrischen Stroms ab. Eine gegenelektromotorische Kraft wird dann zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung er zeugt, so dass das Potential an dem zweiten Anschluss der Statorwicklung auf das Potential an dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsquelle, d. h. auf Massepotential ver ringert wird. Durch den Potentialabfall wird das zweite Gleichrichterelement eingeschaltet, wobei der durch die Statorwicklung von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss fließende elektrische Strom durch einen neuen Einflusspfad über das zweite Gleichrichterelement anstel le über das Schaltelement zu fließen beginnt. Der Poten tialanstieg an dem zweiten Anschluss auf die Leistungs versorgungsspannung verursacht eine abrupte Verringerung des durch die Statorwicklung aus dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss fließenden elektrischen Stroms. Die abrupte Verringerung des elektrischen Stroms verringert die gegenelektromotorische Kraft und schaltet das zweite Gleichrichterelement ab. Dies schneidet den Fluss des elektrischen Stroms ab.In the second device to drive and control the Reluctance motor increases the switching process elements the potential at the second connection of the Sta gate winding to the power supply voltage. The e Accordingly, electric current flows through the stator winding from the second connector to the first connector Enough. A subsequent switching off process elements intersects the path of influence (path over which the Current flows in) through the stator winding of that second connection to the first connection flowing e electric current. A counter electromotive force is then between the terminals of the stator winding testifies so that the potential at the second connection of the Stator winding to the potential at the positive terminal of the DC power source, i.e. H. ver to ground potential is wrestled. The second becomes due to the potential drop Rectifier element turned on, the by the Stator winding from the second connection to the first Electrical current flowing through a new connector Set the path of influence via the second rectifier element le begins to flow over the switching element. The poten tial increase at the second connection on the power supply voltage causes an abrupt decrease through the stator winding from the first connection the second connection of flowing electrical current. The abrupt reduction in electrical current is reduced the counter electromotive force and switches the second Rectifier element. This cuts the flow of the electrical current.
In dem ersten und dem zweiten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors steuert die Steuereinrich tung die Ein-Aus-Bedingungen der jeweiligen Schaltelemen te der Antriebseinheiten, die die vorstehenden Antriebs vorgänge ausführen, entsprechend dem Drehwinkel der Dreh welle des Reluktanzmotors.In the first and the second device for driving and Control of the reluctance motor controls the control device the on-off conditions of the respective switching elements te of the drive units that drive the above Perform operations according to the rotation angle of the rotation shaft of the reluctance motor.
In dem ersten und dem zweiten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors wird lediglich ein Schalt element in jeder Antriebseinheit verwendet. Wenn die An zahl der Phasen des Reluktanzmotors gleich n ist, ist die erforderliche Anzahl der Schaltelemente ebenfalls n. Ob wohl die Spannungswandlereinheit ein zusätzliches Schalt element erfordert, beträgt die Gesamtzahl der in dem ge samten Gerät erforderlichen Schaltelemente (n + 1). Im Ver gleich zu der erforderlichen Anzahl der Schaltelemente, 2n, in dem Gerät gemäß dem Stand der Technik zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors wie vorstehend be schrieben, verringert diese Anordnung die erforderliche Anzahl der Schaltelemente um {2n - (n + 1)} = (n - 1). Dadurch werden die Kosten des gesamten Geräts deutlich verrin gert. In the first and the second device for driving and Control of the reluctance motor is only a switch element used in every drive unit. If the An number of phases of the reluctance motor is n, is required number of switching elements also n. Ob probably the voltage converter unit an additional switching element requires, the total number in the ge entire device required switching elements (n + 1). In Ver equal to the required number of switching elements, 2n, in the device according to the prior art for driving and to control the reluctance motor as above wrote, this arrangement reduces the required Number of switching elements by {2n - (n + 1)} = (n - 1). Thereby the cost of the entire device is significantly reduced device.
In dem ersten und dem zweiten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors wird der zweite Anschluss jeder Phasenstatorwicklung in dem Reluktanzmotor unabhän gig mit dem Verbindungspunkt des Schaltelements und des zweiten Gleichrichterelements der entsprechenden An triebseinheit verbunden. Die Anzahl der für eine derarti ge Verbindung verwendeten Verbindungsleitungen fällt dem entsprechend mit der Anzahl der Phasen des Reluktanzmo tors zusammen. Die Spannungswandlereinheit liegt demge genüber eine gemeinsame Spannung an den ersten Anschlüs sen der jeweiligen Phasenstatorwicklungen an. Das heißt, dass lediglich eine gemeinsame Verbindungsleitung zur Verbindung der ersten Anschlüsse der jeweiligen Pha senstatorwicklungen mit der Spannungswandlereinheit er forderlich ist. Wenn die Anzahl der Phasen des Reluktanz motors gleich n ist, beträgt die Gesamtanzahl der zur Verbindung des Reluktanzmotors mit dem Gerät erforderli chen Verbindungsleitungen dementsprechend (n + 1). Im Ver gleich zu dem in dem vorstehend beschriebenen Gerät gemäß dem Stand der Technik zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors erforderlichen Anzahl der Verbindungslei tungen von 2n verringert diese Anordnung die erforderli che Anzahl der Verbindungsleitungen um {2n - (n + 1)} = (n - 1). Dies spart Platz für die Verdrahtung in dem Gerät deutlich ein und verringert das Gesamtgewicht des gesam ten Geräts.In the first and the second device for driving and Control of the reluctance motor becomes the second connection each phase stator winding in the reluctance motor is independent gig with the connection point of the switching element and the second rectifier element of the corresponding type drive unit connected. The number of such for Connection used connecting lines falls correspondingly with the number of phases of the reluctance mo tors together. The voltage converter unit is accordingly compared to a common voltage at the first connections of the respective phase stator windings. This means, that only a common connection line to Connection of the first connections of the respective Pha senator windings with the voltage converter unit is required. If the number of phases of reluctance motors is equal to n, the total number of Connection of the reluctance motor to the device required Chen connecting lines accordingly (n + 1). In Ver same as in the device described above the state of the art for driving and controlling the Reluctance motor required number of connection lines tations of 2n this arrangement reduces the necessary che number of connecting lines around {2n - (n + 1)} = (n - 1). This saves space for the wiring in the device significantly and reduces the total weight of the total device.
In dem ersten und dem zweiten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors ist es erforderlich, dass die in den Antriebeseinheiten verwendeten Schaltelemente und zweiten Gleichrichterelemente sowie die jeweiligen in der Spannungswandlereinheit verwendeten Elemente eine Haltespannung (widthstand voltage) aufweisen, die der Leistungsversorgungsspannung angepasst ist. Diese Anord nung verringert wirksam die Kosten, die Größe und die Störungen (das Rauschen) der jeweiligen Teile.In the first and the second device for driving and Control of the reluctance motor requires that the switching elements used in the drive units and second rectifier elements and the respective in elements used in the voltage converter unit Have widthstand voltage that the Power supply voltage is adjusted. This arrangement Efficiency effectively reduces cost, size and size Interference (the noise) of the respective parts.
In dem ersten und dem zweiten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors bewirkt die Anlegung der Spannung zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung ei nen Fluss des elektrischen Stroms durch die Stator wicklung. Das darauffolgende Schalten der angelegten Spannung zwischen dem negativen Wert und dem positiven Wert bewirkt eine abrupte Verringerung des Flusses des elektrischen Stroms durch die Statorwicklung. Dies ge währleistet einen adäquaten Antrieb des Reluktanzmotors.In the first and the second device for driving and Control of the reluctance motor causes the application of the Voltage between the terminals of the stator winding ei flow of electrical current through the stator winding. The subsequent switching of the created Tension between the negative value and the positive Value causes an abrupt decrease in the flow of the electrical current through the stator winding. This ge ensures an adequate drive of the reluctance motor.
Die Erfindung ist ebenfalls gerichtet auf ein Gerät zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors, der zu mindest dreiphasige Statorwicklungen an einem Stator auf weist, mit einer Gleichstromleistungsversorgung, die eine vorbestimmte Gleichspannung als Leistungsspannung zwi schen einem Plusanschluss und einem Minusanschluss davon erzeugt, einer ersten Antriebseinheit, die ein erstes Schaltelement, bei dem ein Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, und ein erstes Gleichrichterelement aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des Schaltelements verbunden ist und das andere Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstrom leistungsversorgung verbunden ist, wobei ein Verbindungs punkt des ersten Schaltelements und des ersten Gleich richterelements mit jeweiligen ersten Anschlüssen der zu mindest dreiphasigen Statorwicklungen verbunden ist, wo bei ein Einschalt-Ausschaltvorgang des ersten Schaltele ments ein Potential an den jeweiligen ersten Anschlüssen der zumindest dreiphasigen Statorwicklungen variiert, ei ner Vielzahl zweiter Antriebseinheiten die jeweils den zumindest dreiphasigen Statorwicklungen entsprechen, wo bei jede der zweiten Antriebseinheiten ein zweites Schaltelement, bei dem ein Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, und ein zweites Gleichrichterelement aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des zweiten Schaltelements verbunden ist und das andere Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, wobei ein Verbindungspunkt des Schaltelements und des Gleichrich terelements mit einem zweiten Anschluss der entsprechen den Statorwicklung verbunden ist, wobei ein Einschalt- Ausschaltvorgang des Schaltelements jedes der Antriebs einheiten ein Potential an dem zweiten Anschluss der ent sprechenden Statorwicklung variiert, und einer Steuerein richtung, die die Einschalt-Ausschaltbedingungen der je weiligen ersten und zweiten Schaltelemente der ersten An triebseinheit und der Vielzahl der zweiten Antriebsein heiten entsprechend dem Drehwinkel einer Drehwelle des Reluktanzmotors steuert, so das ein intermittierender Fluss des elektrischen Stroms durch jede der zumindest dreiphasigen Statorwicklungen bewirkt wird und dadurch der Reluktanzmotor angetrieben wird.The invention is also directed to a device for Drive and control a reluctance motor that too at least three-phase stator windings on a stator has, with a DC power supply, the one predetermined DC voltage as the power voltage between a plus connection and a minus connection thereof generates a first drive unit that a first Switching element with one end connected to the minus connection the DC power supply is connected, and a has first rectifier element, at which one end is connected to the other end of the switching element and the other end with the positive connection of the direct current power supply is connected, being a connection point of the first switching element and the first equal judge element with respective first connections of the at least three-phase stator windings is connected where when the first switching element is switched on and off potential at the respective first connections of the at least three-phase stator windings varies, ei ner plurality of second drive units each correspond to at least three-phase stator windings where a second one for each of the second drive units Switching element with one end connected to the positive connection of the DC power supply is connected, and a has second rectifier element, in which one end connected to the other end of the second switching element is and the other end with the minus connection of the DC power supply is connected, one Connection point of the switching element and the rectifier terelements with a second connection of the corresponding is connected to the stator winding, a switch-on Switching off the switching element of each of the drives units a potential at the second connection of the ent speaking stator winding varies, and a Steuerein direction that the on-off conditions of each because of the first and second switching elements of the first drive unit and the plurality of second drives units corresponding to the angle of rotation of a rotary shaft of the Reluctance motor controls, so an intermittent Flow of electrical current through each of the least three-phase stator windings is effected and thereby the reluctance motor is driven.
Weiterhin ist die Erfindung gerichtet auf ein Gerät zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors, der zu mindest dreiphasige Statorwicklungen an einem Stator auf weist, mit einer Gleichstromleistungsversorgung, die eine vorbestimmte Gleichspannung als Leistungsspannung zwi schen einem Plusanschluss und einem Minusanschluss davon erzeugt, einer ersten Antriebseinheit, die ein erstes Schaltelement, bei dem ein Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, und ein erstes Gleichrichterelement aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des Schaltelements verbunden ist und das andere Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstrom leistungsversorgung verbunden ist, wobei ein Verbindungs punkt des ersten Schaltelements und des ersten Gleich richterelements mit jeweiligen ersten Anschlüssen der zu mindest dreiphasigen Statorwicklungen verbunden ist, wo bei ein Einschalt-Ausschaltvorgang des ersten Schaltele ments ein Potential an den jeweiligen ersten Anschlüssen der zumindest dreiphasigen Statorwicklungen variiert, ei ner Vielzahl zweiter Antriebseinheiten, die jeweils den zumindest drei Phasen-Statorwicklung entsprechen, wobei jede der zweiten Antriebseinheiten ein zweites Schaltele ment, bei dem ein Ende mit dem Minusanschluss der Gleich stromleistungsversorgung verbunden ist, und ein zweites Gleichrichterelement aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des zweiten Schaltelements verbunden ist und das andere Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstrom leistungsversorgung verbunden ist, wobei ein Verbindungs punkt des Schaltelements und des Gleichrichterelements mit einem zweiten Anschluss der entsprechenden Stator wicklung verbunden ist, wobei ein Einschalt- Ausschaltvorgang des Schaltelements jedes der Antriebs einheiten ein Potential an dem zweiten Anschluss der ent sprechenden Statorwicklung variiert, und einer Steuerein richtung, die die Einschalt-Ausschaltbedingungen der je weiligen ersten und zweiten Schaltelemente der ersten An triebseinheit und der Vielzahl der zweiten Antriebsein heiten entsprechend dem Drehwinkel einer Drehwelle des Reluktanzmotors steuert, so das ein intermittierender Fluss des elektrischen Stroms durch jede der zumindest dreiphasigen Statorwicklungen bewirkt wird und dadurch der Reluktanzmotor angetrieben wird.Furthermore, the invention is directed to a device for Drive and control a reluctance motor that too at least three-phase stator windings on a stator has, with a DC power supply, the one predetermined DC voltage as the power voltage between a plus connection and a minus connection thereof generates a first drive unit that a first Switching element with one end connected to the positive connection of the DC power supply is connected, and a has first rectifier element, at which one end is connected to the other end of the switching element and the other end with the minus connection of the direct current power supply is connected, being a connection point of the first switching element and the first equal judge element with respective first connections of the at least three-phase stator windings is connected where when the first switching element is switched on and off potential at the respective first connections of the at least three-phase stator windings varies, ei ner plurality of second drive units, each of which correspond to at least three phase stator winding, where each of the second drive units a second Schaltele ment where one end with the minus connection the same power supply is connected, and a second Rectifier element has one end with the other end of the second switching element is connected and the other end with the positive connection of the direct current power supply is connected, being a connection point of the switching element and the rectifier element with a second connection of the corresponding stator winding is connected, with a switch-on Switching off the switching element of each of the drives units a potential at the second connection of the ent speaking stator winding varies, and a Steuerein direction that the on-off conditions of each because of the first and second switching elements of the first drive unit and the plurality of second drives units corresponding to the angle of rotation of a rotary shaft of the Reluctance motor controls, so an intermittent Flow of electrical current through each of the least three-phase stator windings is effected and thereby the reluctance motor is driven.
In dem dritten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors sind die ersten Anschlüsse der jeweiligen Phasenstatorwicklungen gemeinsam mit dem Verbindungspunkt des ersten Schaltelements und des ersten Gleichrichter elements der ersten Antriebseinheit verbunden. Durch den Einschalt-Ausschalt-Vorgang des ersten Schaltelements werden die Potentiale an den ersten Anschlüssen auf das Potential an dem Minusanschluss der Gleichstromleistungs versorgung variiert. Der zweite Anschluss jeder Pha senstatorwicklung ist demgegenüber unabhängig mit dem Verbindungspunkt des zweiten Schaltelements und des zwei ten Gleichrichterelements der entsprechenden zweiten An triebseinheit verbunden. Durch den Einschalt- Ausschaltvorgang des zweiten Schaltelements wird das Po tential an dem entsprechenden zweiten Anschluss auf das Potential an dem Plusanschluss der Gleichstromleistungs versorgung verändert.In the third device for driving and controlling the Reluctance motors are the first connections of the respective Phase stator windings together with the connection point of the first switching element and the first rectifier elements of the first drive unit connected. By the Switch-on-off process of the first switching element the potentials at the first connections to the Potential at the negative connection of the DC power supply varies. The second connection of each Pha In contrast, senator winding is independent with the Connection point of the second switching element and the two th rectifier element of the corresponding second type drive unit connected. By switching on Switching off the second switching element is the bottom potential at the corresponding second connection on the Potential at the positive connection of the DC power supply changed.
Bei dem dritten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors verringert ein Einschaltvorgang sowohl des ersten Schaltelements als auch des zweiten Schaltele mente das Potential an dem ersten Anschluss der Stator wicklung auf das Massepotential, wenn das Potential an dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung das Massepotential ist, wohingegen das Potential an dem zwei ten Anschluss auf das Potential an dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung, d. h. auf die Leistungs versorgungsspannung angehoben wird. Dies verursacht einen Fluss des elektrischen Stroms durch die Statorwicklung von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss. Ein darauffolgender Ausschaltvorgang sowohl des ersten Schaltelements als auch des zweiten Schaltelements schneidet sowohl den Einflusspfad als auch den Ausfluss pfad des elektrischen Stroms ab, der durch die Stator wicklung von dem zweiten Anschluss zu dem ersten An schluss fließt. Eine gegenelektromotorische Kraft wird dann zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung erzeugt, so dass das Potential an dem ersten Anschluss der Stator wicklung auf die Leistungsversorgungsspannung angehoben wird und das Potential an dem zweiten Anschluss der Sta torwicklung auf das Grundpotential abgesenkt wird. Diese Potentialvraiationen bzw. Potentialänderungen schalten sowohl das erste Gleichrichterelement als auch das zweite Gleichrichterelement ein. Der durch die Statorwicklung von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss flie ßende elektrische Strom startet dementsprechend einen Fluss durch einen neuen Einflusspfad über das zweite Gleichrichterelement und einen neuen Ausflusspfad über das erste Gleichrichterelement anstelle des zweiten Schaltelements und des ersten Schaltelements. Der Anstieg des Potentials an dem ersten Anschluss auf die Leistungs versorgungsspannung und das Absenken des Potentials an dem zweiten Anschluss auf das Grundpotential bewirken ei ne abrupte Verringerung des elektrischen Stromflusses durch die Statorwicklung von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss. Diese abrupte Verringerung des elektri schen Stroms verringert die gegenelektromotorische Kraft und schaltet sowohl das erste Gleichrichterelement als auch das zweite Gleichrichterelement aus. Dies schneidet den elektrischen Stromfluss ab.The third device for driving and controlling the Reluctance motor both reduces a start-up process of the first switching element and of the second switching element the potential at the first connection of the stator winding to ground potential when the potential is on the minus connection of the DC power supply Is ground potential, whereas the potential at the two th connection to the potential at the positive connection of the DC power supply, d. H. on the performance supply voltage is raised. This causes one Flow of electrical current through the stator winding from the second port to the first port. On subsequent switching off of both the first Switching element and the second switching element intersects both the path of influence and the outflow path of electrical current passing through the stator winding from the second port to the first port finally flows. A counter electromotive force will then generated between the terminals of the stator winding, so the potential at the first connection of the stator winding raised to the power supply voltage and the potential at the second connection of the Sta gate winding is reduced to the basic potential. This Switch potential variations or potential changes both the first rectifier element and the second Rectifier element. The one through the stator winding flows from the second port to the first port Eating electrical current starts accordingly Flow through a new path of influence over the second Rectifier element and a new outflow path over the first rectifier element instead of the second Switching element and the first switching element. The rise the potential at the first connection to the power supply voltage and the lowering of the potential effect the second connection to the basic potential an abrupt reduction in the electrical current flow through the stator winding from the second connection to the first connection. This abrupt reduction in the electri current reduces the counter-electromotive force and switches both the first rectifier element as also the second rectifier element. This cuts the electrical current flow.
In dem vierten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors sind die ersten Anschlüsse der jeweiligen Phasenstatorwicklungen gemeinsam mit dem Verbindungspunkt des ersten Schaltelements und des ersten Gleichrichter elements der ersten Antriebseinheit verbunden. Durch den Einschalt-Ausschalt-Vorgang des ersten Schaltelements werden die Potentiale an den ersten Anschlüssen auf das Potential an dem Plusanschluss der Gleichstromleistungs versorgung variiert. Der zweite Anschluss jeder Pha senstatorwicklung ist demgegenüber unabhängig mit dem Verbindungspunkt des zweiten Schaltelements und des zwei ten Gleichrichterelements der entsprechenden zweiten An triebseinheit verbunden. Durch den Einschalt- Ausschaltvorgang des zweiten Schaltelements wird das Po tential an dem entsprechenden zweiten Anschluss auf das Potential an dem Minusanschluss der Gleichstromleistungs versorgung verändert bzw. variiert.In the fourth device for driving and controlling the Reluctance motors are the first connections of the respective Phase stator windings together with the connection point of the first switching element and the first rectifier elements of the first drive unit connected. By the Switch-on-off process of the first switching element the potentials at the first connections to the Potential at the positive connection of the DC power supply varies. The second connection of each Pha In contrast, senator winding is independent with the Connection point of the second switching element and the two th rectifier element of the corresponding second type drive unit connected. By switching on Switching off the second switching element is the bottom potential at the corresponding second connection on the Potential at the negative connection of the DC power supply changes or varies.
Bei dem vierten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors erhöht ein Einschaltvorgang sowohl des ersten Schaltelements als auch des zweiten Schaltelemente das Potential an dem ersten Anschluss der Statorwicklung auf das Massepotential, wenn das Potential an dem Minus anschluss der Gleichstromleistungsversorgung das Massepo tential ist, wohingegen das Potential an dem zweiten An schluss auf das Massepotential abgesenkt wird. Dies ver ursacht einen Fluss des elektrischen Stroms durch die Statorwicklung von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss. Ein darauffolgender Ausschaltvorgang sowohl des ersten Schaltelements als auch des zweiten Schaltele ments schneidet sowohl den Einflusspfad als auch den Aus flusspfad des elektrischen Stroms ab, der durch die Sta torwicklung von dem zweiten Anschluss zu dem ersten An schluss fließt. Eine gegenelektromotorische Kraft wird dann zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung erzeugt, so dass das Potential an dem ersten Anschluss der Stator wicklung auf das Massepotential abgesenkt wird und das Potential an dem zweiten Anschluss der Statorwicklung die Leistungsversorgungsspannung angehoben wird. Diese Poten tialvariationen bzw. Potentialänderungen schalten sowohl das erste Gleichrichterelement als auch das zweite Gleichrichterelement ein. Der durch die Statorwicklung von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss flie ßende elektrische Strom startet dementsprechend einen Fluss durch einen neuen Einflusspfad über das erste Gleichrichterelement und einen neuen Ausflusspfad über das zweite Gleichrichterelement anstelle des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements. Der Abfall des Potentials an dem ersten Anschluss auf das Massepo tential und der Anstieg des Potentials an dem zweiten An schluss auf die Leistungsversorgungsspannung bewirken ei ne abrupte Verringerung des elektrischen Stromflusses durch die Statorwicklung von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss. Diese abrupte Verringerung des elekt rischen Stroms verringert die gegenelektromotorische Kraft und schaltet sowohl das erste Gleichrichterelement als auch das zweite Gleichrichterelement aus. Dies schneidet den elektrischen Stromfluss ab.In the fourth device for driving and controlling the Reluctance motor increases a start-up process of both first switching element and the second switching element the potential at the first connection of the stator winding to the ground potential if the potential at the minus connecting the DC power supply to the ground po is potential, whereas the potential at the second input is lowered to the ground potential. This ver causes a flow of electrical current through the Stator winding from the second connection to the first Connection. A subsequent shutdown process both of the first switching element and of the second switching element ment cuts both the path of influence and the end flow path of the electric current flowing through the sta Gate winding from the second port to the first port finally flows. A counter electromotive force will then generated between the terminals of the stator winding, so the potential at the first connection of the stator winding is reduced to the ground potential and that Potential at the second connection of the stator winding Power supply voltage is raised. These pots tial variations or potential changes both switch the first rectifier element as well as the second Rectifier element. The one through the stator winding flows from the first port to the second port Eating electrical current starts accordingly Flow through a new path of influence over the first Rectifier element and a new outflow path over the second rectifier element instead of the first Switching element and the second switching element. The trash the potential at the first connection to the ground po potential and the increase in potential at the second on conclude on the power supply voltage ei an abrupt reduction in the electrical current flow through the stator winding from the first connection to the second connection. This abrupt reduction in the elect current reduces the counter-electromotive Force and switches both the first rectifier element as well as the second rectifier element. This cuts off the electrical current flow.
In dem dritten und dem vierten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors steuert die Steuereinrich tung die Einschalt- bzw. Ausschaltbedingungen der jewei ligen Schaltelemente der ersten und zweiten Antriebsein heiten, die die vorstehend beschriebenen Antriebsvorgänge ausführen, entsprechend dem Drehwinkel der Drehwelle des Reluktanzmotors.In the third and fourth device for driving and Control of the reluctance motor controls the control device the switch-on and switch-off conditions of each only switching elements of the first and second drives units that drive the operations described above execute according to the angle of rotation of the rotary shaft of the Reluctance motor.
In dem dritten und vierten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors wird lediglich ein Schalt element in der ersten Antriebseinheit verwendet, wohinge gen lediglich ein Schaltelement ebenfalls in jeder der zweiten Antriebseinheiten verwendet wird. Wenn die Anzahl der Phasen des Reluktanzmotors gleich n ist, beträgt die Gesamtanzahl der in dem gesamten Gerät erforderlichen Schaltelemente damit (n + 1). Im Vergleich zu der Anzahl der Schaltelemente, 2n, in dem vorstehend beschriebenen Gerät gemäß dem Stand der Technik zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors verringert diese Anordnung die erforderliche Anzahl der Schaltelemente um {2n - (n + 1)} = (n - 1). Dies verringert deutlich die Kosten des Gesamt geräts.In the third and fourth device for driving and Control of the reluctance motor is only a switch element used in the first drive unit conditions only one switching element also in each of the second drive units is used. If the number the phases of the reluctance motor is n, the Total number required in the entire device Switching elements with it (n + 1). Compared to the number of the switching elements, 2n, in that described above State-of-the-art device for driving and Controlling the reluctance motor reduces this arrangement the required number of switching elements by {2n - (n + 1)} = (n - 1). This significantly reduces the overall cost devices.
In dem dritten und dem vierten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors ist der zweite Anschluss jeder Phasenstatorwicklung in dem Reluktanzmotor unabhän gig mit dem Verbindungspunkt des zweiten Schaltelements und des zweiten Gleichrichterelements der entsprechenden zweiten Antriebseinheit verbunden. Die Anzahl der für ei ne derartige Verbindung verwendeten Verbindungsleitungen fällt dementsprechend mit der Anzahl der Phasen des Re luktanzmotors zusammen. Die ersten Anschlüsse der jewei ligen Phasenstatorwicklungen sind demgegenüber gemeinsam mit dem Verbindungspunkt des ersten Schaltelements und des ersten Gleichrichterelements in der ersten Antriebs einheit verbunden. Das heißt, dass lediglich eine gemein same Verbindungsleitung zur Verbindung der ersten An schlüsse der jeweiligen Statorwicklungen mit der ersten Antriebseinheit erforderlich ist. Wenn die Anzahl der Phasen des Reluktanzmotors gleich n ist, beträgt die Ge samtanzahl der zur Verbindung des Reluktanzmotors mit dem Gerät erforderlichen Verbindungsleitungen dementsprechend (n + 1). Im Vergleich mit der erforderlichen Anzahl der Verbindungsleitungen, 2n, in dem vorstehend beschriebenen Gerät gemäß dem Stand der Technik zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors, verringert diese Anordnung die erforderliche Anzahl der Verbindungsleitungen um {2n - (n + 1)} = (n - 1). Dies verringert deutlich den Raum für die Verdrahtung in dem Gerät und verringert das Gesamtgewicht des gesamten Geräts.In the third and fourth device for driving and Control of the reluctance motor is the second connection each phase stator winding in the reluctance motor is independent gig with the connection point of the second switching element and the second rectifier element of the corresponding ones second drive unit connected. The number of for egg ne such connection used connecting lines accordingly falls with the number of phases of the Re luctance motor together. The first connections of each In contrast, phase stator windings are common with the connection point of the first switching element and of the first rectifier element in the first drive unit connected. That means that only one is mean same connecting line to connect the first line of the respective stator windings with the first Drive unit is required. If the number of Phases of the reluctance motor is n, the Ge total number of connections for connecting the reluctance motor to the Device connecting lines accordingly (n + 1). Compared to the required number of Connection lines, 2n, in the above State-of-the-art device for driving and Control of the reluctance motor reduces this arrangement the required number of connecting lines by {2n - (n + 1)} = (n - 1). This significantly reduces the space for that Wiring in the device and reduces the total weight of the entire device.
Bei dem dritten und vierten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors ist es erforderlich, dass die in der ersten Antriebseinheit und den zweiten An triebseinheiten verwendeten Schaltelemente und Gleich richterelemente eine Haltespannung (widthstand voltage) aufweisen, die der Leistungsversorgungsspannung angepasst ist. Diese Anordnung verringert wirksam die Kosten, Größe und die Störungen der jeweiligen Teile. In the third and fourth devices for driving and Control of the reluctance motor requires that those in the first drive unit and the second type Drive units used switching elements and the same a holding voltage (widthstand voltage) have that matched the power supply voltage is. This arrangement effectively reduces the cost, size and the malfunctions of the respective parts.
Bei dem dritten und vierten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors verursacht das Anlegen der Spannung zwischen den Anschlüssen des Stators einen Fluss des elektrischen Stroms durch die Statorwicklung. Das darauffolgende Schalten der angelegten Spannung zwischen dem negativen Wert und dem positiven Wert bewirkt eine abrupte Verringerung des Flusses des elektrischen Stroms durch die Statorwicklung. Dies gewährleistet einen adä quaten Antrieb des Reluktanzmotors.In the third and fourth devices for driving and Control of the reluctance motor causes the application of the Voltage between the terminals of the stator is a flow of the electrical current through the stator winding. The then switching the applied voltage between the negative value and the positive value causes one abrupt reduction in the flow of electric current through the stator winding. This ensures an adä Quaten drive of the reluctance motor.
Bei dem dritten und dem vierten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors ist die Größe der zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung angelegten Spannung doppelt so hoch wie die Leistungsversorgungsspannung. Dies ermöglicht eine Drehung des Reluktanzmotors mit ei ner höheren Drehzahl.In the third and fourth devices for driving and Control of the reluctance motor is the size of the between voltage applied to the terminals of the stator winding twice the power supply voltage. This enables the reluctance motor to rotate with egg ner higher speed.
Vorzugsweise ist bei jeden der vorstehend beschriebenen ersten bis zweiten Geräte zum Antrieb zur Steuerung des Reluktanzmotors gemäß der Erfindung jedes der Schaltele mente ein Transistor und jedes der Gleichrichterelemente eine Diode.Preferably, each of those described above first to second devices for driving to control the Reluctance motor according to the invention each of the Schaltele elements a transistor and each of the rectifier elements a diode.
Diese Anordnung verringert die Größe der jeweiligen Teile und gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit.This arrangement reduces the size of the respective parts and ensures high reliability.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die beliegende Zeichnung nä her beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to embodiments play nä with reference to the accompanying drawing described here. Show it:
Fig. 1 ein Schaltbild des Aufbaus eines Geräts zum An trieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 1 drove a diagram showing the construction of a device for turning on and controlling a reluctance motor according to a first embodiment,
Fig. 2 Signalverläufe, die Variationen in der Spannung zwischen den Anschlüssen einer Statorwicklung und in den durch die Statorwicklung fließenden elektrischen Strom aufgrund der Einschalt- bzw. Ausschaltvorgänge eines Transistors in jeder Antriebseinheit gemäß Fig. 1 veran schaulichen, Fig. 2 waveforms that variations in the voltage between the terminals of a stator winding and the current flowing through the stator winding electrical current due to switch-on or off operations of a transistor in each drive unit shown in FIG. 1 veran illustrate,
Fig. 3 zeigt Zeitverläufe der Zeitverläufe der Ein schalt- bzw. Ausschaltvorgänge der in den jeweiligen An triebseinheiten enthaltenen Transistoren und der Zeitver läufe des durch die entsprechenden Statorwicklungen des Reluktanzmotors gemäß Fig. 1 fließenden elektrischen Ströme, Fig. 3 shows timing charts of the timings of a switch or off operations of transistors included in the respective drive units to and Zeitver runs of the current flowing through the respective stator windings of the reluctance motor according to Fig. 1 electric currents,
Fig. 4 ein Schaltbild eines anderen Geräts zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors gemäß einem zwei ten Ausführungsbeispiel, Fig. 4 is a circuit diagram of another device for driving and controlling a reluctance motor according to a two-th embodiment,
Fig. 5 ein Schaltbild des Aufbaus eines weiteren Geräts zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 5 is a diagram showing the structure of a further apparatus for driving and controlling a reluctance motor according to a third embodiment,
Fig. 6 Signalverläufe, die Variationen in der Spannung zwischen den Anschlüssen einer U-Phasen-Statorwicklung und in einem durch die U-Phasen-Statorwicklung fließenden elektrischen Stroms durch die Einschalt-Ausschaltvorgänge eines in einer gemeinsamen Antriebseinheit enthaltenen Transistors und eines in einer U-Phasen-Antriebseinheit enthaltenen Transistors gemäß Fig. 5 veranschaulicht, Fig. 6 shows waveforms variations in the voltage between the terminals of a U-phase stator winding and a current flowing through the U-phase stator winding electric current through the switch-off operations of a transistor and a contained in a common drive unit in a U- phase drive unit contained transistor according to Fig. 5 illustrates,
Fig. 7 Zeitverläufe, die die Zeitverläufe der Einschalt- bzw. Ausschaltvorgänge der in den jeweiligen Antriebsein heiten enthaltenen Transistoren und die Zeitverläufe des durch die Statorwicklungen des in Fig. 5 gezeigten Re luktanzmotors fließenden elektrischen Ströme veranschau lichen, Fig. 7 is a time chart the time courses of the turn-on or turn-off of transistors included in the respective units Antriebsein and the timings of the union through the stator windings of the Re shown in FIG. 5 luktanzmotors electric currents flowing illustrated,
Fig. 8 ein Schaltbild des Aufbaus eines anderen Geräts zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluktanzmotors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, und Fig. 8 is a diagram showing the structure of another device for driving and controlling a reluctance motor according to a fourth embodiment, and
Fig. 9 ein Schaltbild des Aufbaus eines Geräts gemäß dem Stand der Technik zum Antrieb und zur Steuerung eines Re luktanzmotors. Fig. 9 is a circuit diagram of the structure of a device according to the prior art for driving and controlling a re luctance motor.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild, das den Aufbau eines Geräts 20 zum Antrieb (zur Ansteuerung) und zur Steuerung eines Reluktanzmotors 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie der unter Bezug auf Fig. 9 als Stand der Technik beschriebene Reluktanzmotor 110 handelt es sich bei dem Reluktanzmotor 10 gemäß Fig. 1 um einen Dreiphasen-Reluktanzmotor mit einer U-Phasen- Statorwicklung Lu, einer V-Phasen-Statorwicklung Lv und einer W-Phasen-Statorwicklung Lw an einem (nicht gezeig ten) Stator. Im Gegensatz zu dem in Fig. 9 gezeigten Re luktanzmotor 110 sind die Statorwicklungen Lu, Lv und Lw des Reluktanzmotors 10 gemäß Fig. 1 an jeweils einem En de davon miteinander verbunden. Fig. 1 shows a diagram 10 according illustrating the constitution of an apparatus 20 for driving (for control), and for controlling a reluctance motor with a first embodiment. Like the reluctance motor 110 described with reference to FIG. 9 as prior art, the reluctance motor 10 according to FIG. 1 is a three-phase reluctance motor with a U-phase stator winding Lu, a V-phase stator winding Lv and a W. -Phase stator winding Lw on a stator (not shown). In contrast to the re luctance motor 110 shown in FIG. 9, the stator windings Lu, Lv and Lw of the reluctance motor 10 according to FIG. 1 are each connected to one another at an end thereof.
Das Gerät 20 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanz motors 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist im Wesentlichen eine U-Phasen-Antriebseinheit (U-Phasen-Ansteuereinheit) U1 entsprechend der U-Phasen- Statorwicklung Lu, eine V-Phasen-Antriebseinheit (V- Phasen-Ansteuereinheit) V1 entsprechend der V-Phasen- Statorwicklung Lv, eine W-Phasen-Antriebseinheit W1 (W- Phasen-Ansteuereinheit) entsprechend der W-Phasen- Statorwicklung Lw, eine Gleichstromleistungsquelle B1, eine Steuereinrichtung 22 und einen Gleichspannungswand ler 24 auf. Die U-Phasen-Antriebseinheit U1, die V- Phasen-Antriebseinheit V1 und die W-Phasen- Antriebseinheit W1 sowie der Gleichspannungswandler 24 sind parallel zwischen den Anschlüssen der Gleichspan nungsquelle B1 geschaltet. Ein Störunterdrückungskonden sator C2 ist zwischen der U-Phasen-Antriebseinheit U1 und dem Gleichspannungswandler 24 zur Stabilisierung der Schaltung angeordnet.The device 20 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to the first exemplary embodiment according to FIG. 1 essentially has a U-phase drive unit (U-phase control unit) U1 corresponding to the U-phase stator winding Lu, a V-phase -Drive unit (V-phase drive unit) V1 corresponding to the V-phase stator winding Lv, a W-phase drive unit W1 (W-phase drive unit) corresponding to the W-phase stator winding Lw, a DC power source B1, a control device 22 and a DC voltage wall 24 . The U-phase drive unit U1, the V-phase drive unit V1 and the W-phase drive unit W1 and the DC voltage converter 24 are connected in parallel between the connections of the DC voltage source B1. A noise suppression capacitor C2 is arranged between the U-phase drive unit U1 and the DC-DC converter 24 to stabilize the circuit.
Die Gleichstromleistungsversorgung (Gleichspannungsquelle) B1 ist eine Schaltung, die eine Gleichspannung als Leistungsversorgungsspannung Vb zwi schen dem Plusanschluss und dem Minusanschluss davon er zeugt. Der Minusanschluss ist geerdet. Der Gleichspan nungswandler 24 ist eine Schaltung, die eine k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung Vb erzeugt, wo bei 0 < k < 1 gilt. Der Gleichspannungswandler 24 ist als Schaltsteuerungsschaltung aufgebaut, die einen Transistor T3, bei dem ein Ende mit dem Plusanschluss der Gleich stromleistungsquelle B1 verbunden ist, eine Diode D6, bei der ein Ende in Reihe mit dem Transistor T3 geschaltet ist und das andere Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsquelle B1 verbunden ist, eine paral lel zu dem Transistor T3 geschaltete Diode D7 sowie eine Spule L1 und einen Kondensator C1 auf, die in Reihe zwi schen einem Verbindungspunkt des Transistors T3 und der Diode D6 sowie dem Minusanschluss der Gleichstromleis tungsversorgung B1 geschaltet sind. Ein Verbindungspunkt der Spule L1 und des Kondensators C1 ist mit einem Ver bindungspunkt N in dem Reluktanzmotor 10 verbunden, an dem die jeweiligen Enden der Statorwicklungen Lu, Lv und Lw gemeinsam verbunden sind. Eine Steuerungsleitung aus der Steuereinheit 22 ist mit der Basis des Transistors T3 verbunden. The DC power supply (DC voltage source) B1 is a circuit that generates a DC voltage as a power supply voltage Vb between the positive terminal and the negative terminal thereof. The minus connection is grounded. The DC-DC converter 24 is a circuit that generates k times the voltage of the power supply voltage Vb, where 0 <k <1. The DC-DC converter 24 is constructed as a switching control circuit which has a transistor T3, one end of which is connected to the positive terminal of the DC power source B1, a diode D6, one end of which is connected in series to the transistor T3 and the other end to the minus terminal the DC power source B1 is connected, a parallel to the transistor T3 connected diode D7 and a coil L1 and a capacitor C1, which are connected in series between a connection point of the transistor T3 and the diode D6 and the minus connection of the DC power supply B1. A connection point of the coil L1 and the capacitor C1 is connected to a connection point N in the reluctance motor 10 at which the respective ends of the stator windings Lu, Lv and Lw are connected together. A control line from the control unit 22 is connected to the base of the transistor T3.
Die U-Phasen-Antriebseinheit U1, die V-Phasen- Antriebseinheit V1 und die W-Phasen-Antriebseinheit W1 weisen jeweils einen identischen Aufbau auf. Nachstehend ist als Beispiel der Aufbau der U-Phasen-Antriebseinheit U1 beschrieben. Die U-Phasen-Antriebseinheit U1 weist ei ne Diode D0 und einen Transistor T0, die zwischen den An schlüssen der Gleichstromleistungsversorgung B1 in Reihe geschaltet sind, sowie eine weitere Diode D1 auf, die pa rallel zu dem Transistor T0 geschaltet ist. Der Transis tor T0 ist mit dem Minusanschluss (d. h. auf der Massesei te) der Gleichstromleistungsversorgung B1 verbunden, wo hingegen die Diode D0 mit dem Plusanschluss (d. h. auf der Seite mit der Leistungsversorgungsspannung) der Gleich stromleistungsversorgung B1 verbunden ist. Ein Verbin dungspunkt der Diode D0 und des Transistors T0 ist mit einem dem Verbindungspunkt N gegenüberliegenden Anschluss U1 der entsprechenden U-Phasen-Statorwicklung Lu des Re luktanzmotors 10 verbunden. Eine Steuerungsleitung aus der Steuereinrichtung 22 ist mit der Basis des Transis tors T0 verbunden. Die Aufbauten der V-Phasen- Antriebseinheit V1 und der W-Phasen-Antriebseinheit W1 sind dieselben wie der der U-Phasen-Antriebseinheit U1, weshalb diese nicht gesondert beschrieben werden.The U-phase drive unit U1, the V-phase drive unit V1 and the W-phase drive unit W1 each have an identical structure. The structure of the U-phase drive unit U1 is described below as an example. The U-phase drive unit U1 has a diode D0 and a transistor T0, which are connected in series between the connections of the DC power supply B1, and a further diode D1, which is connected in parallel to the transistor T0. The transistor T0 is connected to the negative terminal (ie on the ground side) of the direct current power supply B1, whereas the diode D0 is connected to the positive terminal (ie on the side with the power supply voltage) of the direct current power supply B1. A connec tion point of the diode D0 and the transistor T0 is connected to a connection point N opposite the connection U1 of the corresponding U-phase stator winding Lu of the reuctance motor 10 . A control line from the control device 22 is connected to the base of the transistor T0. The structures of the V-phase drive unit V1 and the W-phase drive unit W1 are the same as those of the U-phase drive unit U1, which is why they are not described separately.
Die Gleichstromleistungsversorgung B1 erzeugt eine Gleichspannung als Leistungsversorgungsspannung Vb zwi schen dem Plusanschluss und dem Minusanschluss davon wie vorstehend beschrieben. In dem Gleichspannungswandler 24 wandeln die Einschalt-Ausschaltvorgänge des Transistors T3 die Gleichspannung als Leistungsversorgungsspannung Vb in eine Impulsspannung um. Die Spule L1 und der Kondensa tor C1 zur Glättung der Spannung und des Stroms glätten die Impulsspannung und geben die geglättete Spannung zu dem Verbindungspunkt der Spule L1 und des Kondensators C1 hin aus. Genauer fließt ein elektrischer Strom aus der Gleichstromleistungsversorgung B1 zu der Spule L1 über den Transistor T3 und kehrt zu der Gleichstromleistungs versorgung B1 über den Kondensator C1 zurück, während der Transistor T3 eingeschaltet ist. Während der Transistor T3 ausgeschaltet ist, fließt demgegenüber der elektrische Strom durch die Spule L1 weiter. Die Diode D6 wird dem entsprechend eingeschaltet, um den elektrischen Strom in der Schleife aus der Spule L1, des Kondensators C1 und der Diode D6 kreisen zu lassen. Die Einschalt- Ausschaltvorgänge des Transistors T3 wiederholen diese Vorgänge. Die Steuereinrichtung 22 steuert die Einschalt- Ausschaltverbindungen des Transistors T3 und stellt das Einschalt-Ausschaltverhältnis des Transistors T3 im We sentlichen auf k ein. Eine k-fache Spannung der Leis tungsversorgungsspannung VB wird dementsprechend an den Verbindungspunkt der Spule L1 und des Kondensators C1 an gelegt. Die Diode D6 wird zur Regulierung der Ausgangs spannung verwendet.The DC power supply B1 generates a DC voltage as the power supply voltage Vb between the plus terminal and the minus terminal thereof as described above. In the DC-DC converter 24 , the turn-on-turn-off operations of the transistor T3 convert the DC voltage as the power supply voltage Vb into a pulse voltage. The coil L1 and the capacitor C1 for smoothing the voltage and the current smooth the pulse voltage and output the smoothed voltage to the connection point of the coil L1 and the capacitor C1. More specifically, an electric current flows from the DC power supply B1 to the coil L1 through the transistor T3 and returns to the DC power supply B1 through the capacitor C1 while the transistor T3 is on. In contrast, while the transistor T3 is switched off, the electrical current continues to flow through the coil L1. The diode D6 is accordingly switched on in order to circulate the electrical current in the loop from the coil L1, the capacitor C1 and the diode D6. The turn-on-turn-off operations of the transistor T3 repeat these operations. The control device 22 controls the turn-on-turn-off connections of the transistor T3 and essentially sets the turn-on-turn-off ratio of the transistor T3 to k. A k-fold voltage of the power supply voltage VB is accordingly applied to the connection point of the coil L1 and the capacitor C1. The diode D6 is used to regulate the output voltage.
Die k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung Vb wird dementsprechend an den gemeinsamen Verbindungspunkt N in dem Reluktanzmotor 10 angelegt. Potentiale an den jeweiligen Enden der Statorwicklungen Lu, Lv und Lw wer den somit auf die Tatsachenspannung der Leistungsversor gungsspannung Vb festgelegt. In dem Fall, dass die Span nung instabil ist, beispielsweise aufgrund einer abrupten Laständerung, wird die Ausgangsspannung des Gleichspan nungswandlers 24 zum Erhalt eines adäquaten Einschaltver hältnisses zurückgekoppelt.The k-fold voltage of the power supply voltage Vb is accordingly applied to the common connection point N in the reluctance motor 10 . Potentials at the respective ends of the stator windings Lu, Lv and Lw are thus fixed to the factual voltage of the power supply voltage Vb. In the event that the voltage is unstable, for example due to an abrupt change in load, the output voltage of the DC / DC converter 24 is fed back to obtain an adequate switch-on ratio.
Die U-Phasen-Antriebseinheit U1, die V-Phasen- Antriebseinheit V1 und die W-Phasen-Antriebseinheit W1 führen denselben Vorgang zu unterschiedlichen Zeitverläu fen aus. Als Beispiel ist nachstehend der Vorgang bzw. die Operation der U-Phasen-Antriebseinheit U1 beschrie ben.The U-phase drive unit U1, the V-phase Drive unit V1 and the W-phase drive unit W1 lead to the same process at different time lags fen out. As an example, the process or described the operation of the U-phase drive unit U1 ben.
Fig. 2 zeigt Signalverläufe, die Variationen (Änderungen) in der Spannung zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung und in den durch die Statorwicklung flie ßenden elektrischen Stroms aufgrund der Einschalt- Ausschaltvorgänge des in jeder Antriebseinheit gemäß Fig. 1 enthaltenen Transistors darstellen. Fig. 2a zeigt eine Variation der Basisspannung Vb des Transistors T0 der U-Phasen-Antriebseinheit U1, Fig. 2b zeigt eine Va riation in der Spannung V zwischen der Anschlüssen der entsprechenden U-Phasen-Statorwicklung Lu und Fig. 2c zeigt eine Variation in dem elektrischen Strom I, der durch die U-Phasen-Statorwicklung Lu fließt. Fig. 2 shows waveforms representing variations (changes) in the voltage between the terminals of the stator winding and in the electric current flowing through the stator winding due to the turn-on-turn-off operations of the transistor included in each drive unit shown in FIG. 1. Fig. 2a shows a variation of the base voltage Vb of the transistor T0 of the U-phase drive unit U1, Fig. 2b shows a variation in the voltage V between the terminals of the corresponding U-phase stator winding Lu and Fig. 2c shows a variation in the electric current I flowing through the U-phase stator winding Lu.
In der U-Phasen-Antriebseinheit U1 wird der Transistor T0 entsprechend einer Variation in der Basisspannung Vb ge mäß Fig. 2a ein- und ausgeschaltet. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist der Verbindungspunkt der Diode D0 und des Transistors T0 mit dem gemeinsamen Verbindungs punkt N gegenüberliegenden Anschluss u1 der entsprechen den U-Phasen-Statorwicklung Lu in dem Reluktanzmotor 10 verbunden. Wenn der Transistor T0 eingeschaltet wird, fällt das Potential an dem Anschluss u1 der Stator wicklung Lu auf Massepotential ab. In dem Reluktanzmotor 10 wird das Potential an dem gemeinsamen Verbindungspunkt N auf die k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspan nung Vb durch den Gleichspannungswandler 24 wie vorste hend beschrieben festgehalten. Dabei sei angenommen, dass eine Referenzspannung (d. h. eine Spannung von 0) an dem gemeinsamen Verbindungspunkt N in dem Reluktanzmotor N eingestellt ist. Da das Potential an dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu auf das Erdpotential absinkt, wird die Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu (d. h. die Spannung zwischen den Anschlüssen im Hinblick auf den gemeinsamen Verbindungspunkt N zu dem Anschluss u1) gleich -kVb, wie es in Fig. 2b gezeigt ist. Der e lektrische Strom I fließt dementsprechend durch die Sta torwicklung Lu von dem gemeinsamen Verbindungspunkt N zu dem Anschluss u1 wie in Fig. 2c gezeigt. In dem Graphen gemäß Fig. 2c ist die Richtung von dem gemeinsamen Ver bindungspunkt N zu dem Anschluss u1 als positiv ausge drückt. Der durch die Statorwicklung Lu fließende elekt rische Strom I fließt zur Masse über den Transistor T0 der U-Phasen-Antriebseinheit U1 und weiter zu dem gemein samen Verbindungspunkt N der Statorwicklung Lu über den Gleichspannungswandler 24.In the U-phase drive unit U1, the transistor T0 is switched on and off in accordance with a variation in the base voltage Vb according to FIG. 2a. As described above, the connection point of the diode D0 and the transistor T0 is connected to the common connection point N opposite connection u1 of the corresponding U-phase stator winding Lu in the reluctance motor 10 . When the transistor T0 is switched on, the potential at the connection u1 of the stator winding Lu drops to ground potential. In the reluctance motor 10 , the potential at the common connection point N is fixed at k times the voltage of the power supply voltage Vb by the DC / DC converter 24 as described above. It is assumed here that a reference voltage (ie a voltage of 0) is set at the common connection point N in the reluctance motor N. Since the potential at the terminal u1 of the stator winding Lu drops to the ground potential, the voltage V between the terminals of the stator winding Lu (ie the voltage between the terminals with regard to the common connection point N to the terminal u1) becomes -kVb as it does is shown in Fig. 2b. Accordingly, the electrical current I flows through the stator winding Lu from the common connection point N to the connection u1 as shown in FIG. 2c. In the graph according to FIG. 2c, the direction from the common connection point N to the connection u1 is expressed as positive. The electric current I flowing through the stator winding Lu flows to the ground via the transistor T0 of the U-phase drive unit U1 and further to the common connection point N of the stator winding Lu via the DC / DC converter 24 .
Wenn der Transistor T0 darauffolgend ein- und ausgeschal tet wird, wird der Ausflusspfad des elektrischen Stroms aus der Statorwicklung Lu zur Masse über den Transistor T0 durch den Transistor T0 abgeschnitten, so dass der e lektrische Strom nirgendwohin kann. Zu diesem Zeitpunkt verwendet die Statorwicklung Lu die darin angesammelte magnetische Energie und erzeugt eine gegenelektromotori sche Kraft zwischen deren Anschlüssen, um den Fluss des elektrischen Stroms aufrechtzuerhalten. Das Potential an dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu steigt somit ab rupt an. Wenn das Potential an dem Anschluss u1 der Sta torwicklung Lu gleich dem Potential an dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung B1, d. h. gleich der Leistungsversorgungsspannung Vb wird, wird die Diode D0 eingeschaltet. Der elektrische Strom beginnt dann durch einen neuen Ausflusspfad über die Diode D0 anstelle über den Transistor T0 zu fließen. Der durch die Stator wicklung Lu fließende elektrische Strom fließt dement sprechend in den Gleichspannungswandler 24 über die Diode D0 und weiter über den gemeinsamen Verbindungspunkt N der Statorwicklung Lu. Da das Potential an dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu auf die Leistungsversorgungsspan nung Vb ansteigt, wird die Spannung V zwischen den An schlüssen der Statorwicklung Lu gleich (1 - k)Vb wie in Fig. 2b gezeigt. Der Anstieg der Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu auf (1 - k)Vb bewirkt ei ne abrupte Verringerung des Flusses des elektrischen Stroms I durch die Statorwicklung Lu, wie es in Fig. 2c gezeigt ist. Die abrupte Verringerung des elektrischen Stroms I verringert die zwischen den Anschlüssen der Sta torwicklung Lu erzeugte gegenelektromotorische Kraft und schaltet die Diode D0 aus. Dies schneidet den Fluss des elektrischen Stroms I ab.When the transistor T0 is subsequently turned on and off, the outflow path of the electric current from the stator winding Lu to the ground is cut off through the transistor T0 through the transistor T0, so that the electric current cannot go anywhere. At this time, the stator winding Lu uses the magnetic energy accumulated therein and generates a counter electromotive force between the terminals thereof to maintain the flow of the electric current. The potential at the connection u1 of the stator winding Lu thus increases abruptly. When the potential at the terminal u1 of the stator winding Lu becomes equal to the potential at the positive terminal of the DC power supply B1, that is, the power supply voltage Vb, the diode D0 is turned on. The electrical current then begins to flow through a new outflow path via diode D0 instead of transistor T0. The electrical current flowing through the stator winding Lu accordingly flows accordingly into the DC / DC converter 24 via the diode D0 and further via the common connection point N of the stator winding Lu. Since the potential at the terminal u1 of the stator winding Lu rises to the power supply voltage Vb, the voltage V between the terminals of the stator winding Lu becomes (1 - k) Vb as shown in FIG. 2b. The increase in the voltage V between the terminals of the stator winding Lu to (1 - k) Vb causes an abrupt reduction in the flow of the electrical current I through the stator winding Lu, as shown in FIG. 2c. The abrupt reduction in the electrical current I reduces the counterelectromotive force generated between the terminals of the stator winding Lu and switches off the diode D0. This cuts off the flow of the electric current I.
Der Einschaltvorgang des Transistors T0 der U-Phasen- Antriebseinheit U1 senkt die Spannung V zwischen den An schlüssen der entsprechenden Statorwicklung Lu auf -kVb ab und bewirkt dadurch den Fluss des elektrischen Stroms I durch die Statorwicklung Lu. Der darauffolgende Aus schaltvorgang des Transistors T0 erhöht die Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu auf (1 - k)Vb und bewirkt dadurch eine abrupte Verringerung auf null des Flusses des elektrischen Stroms I durch die Sta torwicklung Lu. Die Statorwicklung Lu erzeugt ein magne tisches Feld als Reaktion auf den Einschaltvorgang des Transistors T0 und stoppt unmittelbar die Erzeugung des magnetischen Felds als Reaktion auf den Ausschaltvorgang des Transistors T0. Dies gewährleistet die Erzeugung ei nes optimalen umlaufenden magnetischen Felds. Der Koeffi zient k ist gleich einem adäquaten Wert zur Spezifizie rung der Anstiegsrate und der Abfallrate des elektrischen Stroms eingestellt. Für eine höhere Anstiegsrate wird für den Koeffizienten k ein Wert nah an "1" gesetzt, damit die zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung während der Einschaltzeit des Transistors angelegten positiven Spannung kVb vergrößert wird. Für eine höhere Abfallrate wird demgegenüber für den Koeffizienten k ein Wert nahe "0" eingestellt, damit der Absolutwert (1 - k)Vb der zwi schen den Anschlüssen der Statorwicklung zu den Aus schaltzeiten des Transistors angelegten negativen Span nung -(1 - k)Vb verbessert wird.The switching on of the transistor T0 of the U-phase Drive unit U1 lowers the voltage V between the An infer the corresponding stator winding Lu to -kVb and thereby causes the flow of electric current I through the stator winding Lu. The following exit switching operation of transistor T0 increases voltage V between the terminals of the stator winding Lu on (1 - k) Vb and causes an abrupt decrease zero of the flow of electric current I through the sta gate winding Lu. The stator winding Lu creates a magne table field in response to the switching on of the Transistor T0 and immediately stops generating the magnetic field in response to the turn-off process of transistor T0. This ensures the generation of egg optimal circumferential magnetic field. The Koeffi cient k is equal to an adequate value for the specification tion of the rate of rise and fall of the electrical Current set. For a higher rate of increase the coefficient k is set a value close to "1" so that the between the terminals of the stator winding during the on time of the transistor applied positive Voltage kVb is increased. For a higher waste rate in contrast, a value for the coefficient k becomes close "0" is set so that the absolute value (1 - k) Vb of the two between the connections of the stator winding to the off switching times of the transistor applied negative span voltage - (1 - k) Vb is improved.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Vorgänge bzw. Opera tionen der V-Phasen-Antriebseinheit V1 und der W-Phasen- Antriebseinheit W1 identisch zu dem Vorgang bzw. der Ope ration der U-Phasen-Antriebseinheit U1, weshalb diese hier nicht gesondert beschrieben sind.As described above, the operations are Opera the V-phase drive unit V1 and the W-phase Drive unit W1 identical to the process or the Ope ration of the U-phase drive unit U1, which is why this are not described separately here.
Die Steuereinrichtung 22 misst den Drehwinkel des (nicht gezeigten) Rotors des Reluktanzmotors 10 mit einem (nicht gezeigten) Drehwinkelsensor und steuert die Einschalt- Ausschaltbedingungen der jeweiligen Transistor jeweils der in der U-Phasen-Antriebseinheit U1, der V-Phasen- Antriebseinheit V1 und der W-Phasen-Antriebseinheit W1 enthaltenen Transistoren T0, T1 und T2 entsprechend dem beobachteten Drehwinkel zu geeigneten Zeitverläufen. Der Steuerungszeitverlauf ist beispielsweise der Zeitverlauf zur Maximierung des Ausgangsdrehmoments des Reluktanzmo tors 10 oder der Zeitverlauf zur Maximierung des An triebswirkungsgrades des Reluktanzmotors 10. Fig. 3 zeigt ein Beispiel für den Steuerungszeitverlauf.The control device 22 measures the angle of rotation of the (not shown) rotor of the reluctance motor 10 with a (not shown) angle of rotation sensor and controls the switch-on-switch-off conditions of the respective transistor in each case in the U-phase drive unit U1, the V-phase drive unit V1 and the transistors T0, T1 and T2 contained in the W-phase drive unit W1 in accordance with the observed angle of rotation at suitable time profiles. The control timing is, for example, the time course in order to maximize the output torque of Reluktanzmo gate 10 or the timing to maximize the operating efficiency of the reluctance motor to 10th Fig. 3 shows an example of the control timing.
Fig. 3a zeigt die Basisspannung des Transistor T0 der U- Phasen-Antriebseinheit U1 und den Zeitverlauf des elekt rischen Stroms I, der durch die entsprechende U-Phasen- Statorwicklung Lu fließt. Fig. 3b zeigt die Basisspan nung Vb des Transistors T1 der V-Phasen-Antriebseinheit V1 und die Zeitverläufe des elektrischen Stroms I, der durch die entsprechende V-Phasen-Statorwicklung Lv fließt. Fig. 3c zeigt die Basisspannung Vb des Transis tors T2 der W-Phasen-Antriebseinheit W1 und die Zeitver läufe des elektrischen Stroms I, der durch die entspre chende W-Phasen-Statorwicklung Lw fließt. In den Graphen gemäß Fig. 3 ist der Drehwinkel des (nicht gezeigten) Rotors des Reluktanzmotors 10 als Abszisse aufgetragen. Fig. 3a shows the base voltage of the transistor T0 of the U-phase drive unit U1 and the time course of the electrical current I flowing through the corresponding U-phase stator winding Lu. FIG. 3b shows the base clamping voltage Vb of the transistor T1, the V-phase drive unit V1 and the time characteristics of the electric current I flowing through the respective V-phase stator winding Lv. Fig. 3c shows the base voltage Vb of the transistor T2 of the W-phase drive unit W1 and the time profiles of the electrical current I flowing through the corresponding W-phase stator winding Lw. In the graph of FIG. 3 the angle of rotation of the rotor of the reluctance motor 10 (not shown) is plotted as abscissa.
In dem Beispiel gemäß Fig. 3 schaltet die Steuerungsver arbeitung aufeinanderfolgend die Transistoren T0, T1 und T2 jeweils bei 60° Drehwinkel des Rotors ein.In the example according to FIG. 3, the control processing switches on the transistors T0, T1 and T2 one after the other at 60 ° rotation angle of the rotor.
Im Ansprechen auf die Einschalt-Ausschaltsteuerung der Transistoren T0, T1 und T2 durch die Steuereinrichtung 22 erzeugen die entsprechenden Statorwicklungen Lu, Lv und Lw des Reluktanzmotors 10 aufeinanderfolgend das umlau fende Magnetfeld und treiben dadurch den Rotor des Reluk tanzmotors 10 an und versetzen diesen in Drehung.In response to the on-off control of the transistors T0, T1 and T2 by the control device 22 , the corresponding stator windings Lu, Lv and Lw of the reluctance motor 10 successively generate the circumferential magnetic field and thereby drive the rotor of the reluctance motor 10 and set it in rotation .
Wie vorstehen beschrieben weist das Gerät 20 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel den Gleichspannungswandler 24 auf, der nicht in dem in Fig. 9 gezeigten Gerät gemäß dem Stand der Technik enthalten ist, weshalb das Gerät 20 ei nen zusätzlichen, in dem Gleichspannungswandler 24 ver wendeten Transistor benötigt. In dem Aufbau gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel benötigen die U-Phasen- Antriebseinheit U1, die V-Phasen-Antriebseinheit V1 und die W-Phasen-Antriebseinheit W1 jeweils lediglich einen Transistor. Die Gesamtanzahl der Transistoren, die in dem gesamten Gerät 20 benötigt werden, beträgt dementspre chend lediglich 4. Diese Anordnung verringert die Her stellungskosten des gesamten Geräts 20 im Vergleich mit dem in Fig. 9 gezeigten Gerät 120 gemäß dem Stand der Technik zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 110 deutlich. As described above, the device 20 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to the first exemplary embodiment has the DC / DC converter 24 , which is not included in the device according to the prior art shown in FIG. 9, which is why the device 20 has an additional, ver used in the DC converter 24 needed transistor. In the construction according to the first exemplary embodiment, the U-phase drive unit U1, the V-phase drive unit V1 and the W-phase drive unit W1 each require only one transistor. The total number of transistors required in the entire device 20 is accordingly only 4. This arrangement reduces the manufacturing costs of the entire device 20 in comparison with the device 120 shown in FIG. 9 according to the prior art for driving and Control of the reluctance motor 110 clearly.
In dem Aufbau gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen einen Enden der Statorwicklungen Lu, Lv und Lw des Reluktanzmotors 10 an dem gemeinsamen Verbin dungspunkt N miteinander verbunden. Die k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung Vb wird von dem Gleich spannungswandler 24 an den gemeinsamen Verbindungspunkt N angelegt. Somit ist lediglich eine gemeinsame Verbin dungsleitung zur Verbindung der jeweiligen einen Enden der Statorwicklungen Lu, Lv und Lw mit dem Gleichspan nungswandler 24 erforderlich. Zur Verbindung des Reluk tanzmotors 10 mit dem Gerät 20 zum Antrieb und zur Steue rung des Reluktanzmotors 10 sind somit insgesamt ledig lich vier Verbindungsleitungen erforderlich. Dieses spart bevorzugt Platz für die Verdrahtung in dem Gerät 20 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 10 ein und verringert das Gesamtgewicht des Geräts 20 im Vergleich zu dem in Fig. 9 gezeigten Gerät 120 gemäß dem Stand der Technik.In the structure according to the first embodiment, the respective one ends of the stator windings Lu, Lv and Lw of the reluctance motor 10 are connected to each other at the common connection point N. The k-fold voltage of the power supply voltage Vb is applied by the DC voltage converter 24 to the common connection point N. Thus, only a common connec tion line for connecting the respective one ends of the stator windings Lu, Lv and Lw with the DC voltage converter 24 is required. To connect the reluctance motor 10 to the device 20 for driving and for control of the reluctance motor 10 , only four connecting lines are required. This preferably saves space for the wiring in the device 20 for driving and controlling the reluctance motor 10 and reduces the total weight of the device 20 compared to the device 120 shown in FIG. 9 according to the prior art.
Die jeweils in der U-Phasen-Antriebseinheit U1, der V- Phasen-Antriebseinheit V1 und der W-Phasen- Antriebseinheit W1 enthaltenen Transistoren und Dioden sowie der Transistor, die Dioden, die Spule und der Kon densator, die in dem Gleichspannungswandler 24 enthalten sind, müssen eine Haltespannung aufweisen, die der Leis tungsversorgungsspannung Vb angepasst ist. Diese Anord nung verringert deutlich die Kosten, die Größe und die Störung der jeweiligen Teile.The transistors and diodes contained in each of the U-phase drive unit U1, the V-phase drive unit V1 and the W-phase drive unit W1, and the transistor, the diodes, the coil and the capacitor contained in the DC-DC converter 24 must have a holding voltage that is matched to the power supply voltage Vb. This arrangement significantly reduces the cost, size and malfunction of the respective parts.
In dem Aufbau gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ver ringert, während die Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklungen Lu, Lv oder Lw angelegt wird, damit der elektrische Strom zwischen den Statorwicklungen Lu, Lv oder Lw zum Fließen gebracht wird, das Schalten der angelegten Spannung V zwischen dem negativen Wert und dem positiven Wert den elektrischen Strom I abrupt. Diese An ordnung gewährleistet die Erzeugung eines optimalen um laufenden magnetischen Felds und ermöglicht, dass der Re luktanzmotor in einer gewünschten Weise angetrieben wird.In the construction according to the first embodiment ver decreases while the voltage V between the terminals of the stator windings Lu, Lv or Lw is applied so that the electrical current between the stator windings Lu, Lv or Lw is made to flow, switching the applied voltage V between the negative value and the positive value the electrical current I abruptly. This to order ensures the creation of an optimal order current magnetic field and allows the Re Luktanzmotor is driven in a desired manner.
In dem Gerät 20 gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind die Diode und der Transistor zwischen den Anschlüssen der Gleichstromleistungsversor gung B1 in jeweils der U-Phasen-Antriebseinheit U1, der V-Phasen-Antriebseinheit V1 und der W-Phasen- Antriebseinheit W1 in Reihe geschaltet. Der Transistor ist mit dem Minusanschluss (d. h. an der Masseseite) der Gleichstromleistungsversorgung B1 verbunden, wohingegen die Diode mit dem Plusanschluss (d. h. an der Seite der Leistungsversorgungsspannung) der Gleichstromleistungs versorgung B1 verbunden ist. Die Positionen des Transis tors und der Diode können verändert (vertauscht) werden. Der Aufbau mit den geänderten (vertauschten) Positionen der Diode und des Transistors in jeder Antriebseinheit ist als weiteres Ausführungsbeispiel unter Bezug auf Fig. 4 beschrieben.In the device 20 according to the first embodiment described above, the diode and the transistor are connected in series between the terminals of the DC power supply B1 in the U-phase drive unit U1, the V-phase drive unit V1 and the W-phase drive unit W1, respectively switched. The transistor is connected to the negative terminal (ie on the ground side) of the DC power supply B1, whereas the diode is connected to the positive terminal (ie on the side of the power supply voltage) of the DC power supply B1. The positions of the transistor and the diode can be changed (interchanged). The structure with the changed (interchanged) positions of the diode and the transistor in each drive unit is described as a further exemplary embodiment with reference to FIG. 4.
Fig. 4 zeigt ein Schaltbild, das den Aufbau eines ande ren Geräts 21 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluk tanzmotors 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt. Das in Fig. 4 gezeigte Gerät 21 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 10 gemäß dem zwei ten Ausführungsbeispiel weist im Wesentlichen eine U- Phasen-Antriebseinheit U2 entsprechend der U-Phasen- Statorwicklung Lu, eine V-Phasen-Antriebseinheit V2 ent sprechend der V-Phasen-Statorwicklung Lv, eine W-Phasen- Antriebseinheit W2 entsprechend der W-Phasen- Statorwicklung Lw, die Gleichstromleistungsversorgung B1, die Steuereinrichtung 22 und einen Gleichspannungswandler 26 auf. Fig. 4 shows a circuit diagram illustrating the construction of another device 21 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to a second embodiment. The device 21 shown in FIG. 4 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to the second embodiment has essentially a U-phase drive unit U2 corresponding to the U-phase stator winding Lu, a V-phase drive unit V2 accordingly V-phase stator winding Lv, a W-phase drive unit W2 corresponding to the W-phase stator winding Lw, the DC power supply B1, the control device 22 and a DC-DC converter 26 .
Die U-Phasen-Antriebseinheit U2, die V-Phasen- Antriebseinheit V2 und die W-Phasen-Antriebseinheit W2 weisen jeweils einen identischen Aufbau auf. Als Beispiel sei der Aufbau der U-Phasen-Antriebseinheit U2 beschrie ben. Die U-Phasen-Antriebseinheit U2 weist den Transistor T0 und die Diode D0, die in Reihe zwischen den Anschlüs sen der Gleichstromleistungsversorgung B1 geschaltet sind, sowie die Diode D1 auf, die parallel zu dem Tran sistor T0 geschaltet ist. Der Transistor T0 ist mit dem Plusanschluss (d. h. an der Leistungsversorgungsspannungs seite) der Gleichstromleistungsversorgung B1 verbunden, wohingegen die Diode D0 mit dem Minusanschluss (d. h. an der Masseseite) der Gleichstromleistungsversorgung B1 verbunden ist. Diese Anordnung ist umgekehrt zu der An ordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die in Fig. 1 gezeigt ist. Der Verbindungspunkt des Transistors T0 und der Diode D0 ist mit dem Anschluss U1 der entspre chenden U-Phasen-Statorwicklung Lu in dem Reluktanzmotors 10 verbunden. Die Steuerungsleitung aus der Steuerein richtung 22 ist mit der Basis des Transistors T0 verbun den. Die Aufbauten der V-Phasen-Antriebseinheit V2 und der W-Phasen-Antriebseinheit W2 sind dieselben wie die der U-Phasen-Antriebseinheit U1 und sind daher an dieser Stelle nicht gesondert beschrieben.The U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 each have an identical structure. The structure of the U-phase drive unit U2 is described as an example. The U-phase drive unit U2 has the transistor T0 and the diode D0, which are connected in series between the connections of the DC power supply B1, and the diode D1, which is connected in parallel with the transistor T0. The transistor T0 is connected to the positive terminal (ie on the power supply voltage side) of the direct current power supply B1, whereas the diode D0 is connected to the negative terminal (ie on the ground side) of the direct current power supply B1. This arrangement is reversed to the arrangement according to the first embodiment shown in FIG. 1. The connection point of the transistor T0 and the diode D0 is connected to the terminal U1 of the corresponding U-phase stator winding Lu in the reluctance motor 10 . The control line from the Steuerein device 22 is connected to the base of the transistor T0. The structures of the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 are the same as those of the U-phase drive unit U1 and are therefore not described separately here.
Der Gleichspannungswandler 26 weist den Transistor T3, von dem ein Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstrom leistungsversorgung B1 verbunden ist, die Diode D6, die ein Ende in Reihe mit dem Transistor T3 verbunden hat und das andere Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstrom leistungsversorgung B1 verbunden hat, die Diode D7, die parallel zu dem Transistor T3 geschaltet ist, sowie die Spule L1 und den Kondensator C1 auf, die in Reihe zwi schen dem Verbindungspunkt des Transistors T3 und der Di ode D6 sowie dem Plusanschluss der Gleichstromleistungs versorgung B1 geschaltet sind. Die Anordnung des Transis tors T3, der Diode D6 und des Kondensators C1 ist umge kehrt zu der Anordnung gemäß dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel.The DC-DC converter 26 has the transistor T3, one end of which is connected to the negative terminal of the DC power supply B1, the diode D6, which has one end connected in series to the transistor T3 and the other end of which has connected to the positive terminal of the DC power supply B1 , The diode D7, which is connected in parallel to the transistor T3, and the coil L1 and the capacitor C1, which are connected in series between the connection point of the transistor T3 and the diode D6 and the positive connection of the DC power supply B1. The arrangement of the transistor T3, the diode D6 and the capacitor C1 is reversed to the arrangement according to the first embodiment shown in FIG. 1.
Wie der Gleichspannungswandler 24 gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel legt der Gleichspannungswandler 26 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung Vb an den gemeinsamen Ver bindungspunkt N des Reluktanzmotors 10 an und hält die Potentiale an den jeweiligen einen Enden der Stator wicklungen Lu, Lv und Lw auf die k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung Vb. Obwohl die Anordnung ei niger Elemente in dem Gleichspannungswandler 26 umgekehrt zu der Anordnung in dem Gleichspannungswandler 24 sind, ist der konkrete Betrieb des Gleichspannungswandlers 26 im Wesentlichen ähnlich zu dem Betrieb des Gleichspan nungswandlers 24, weshalb eine besondere Beschreibung da von an dieser Stelle entfällt.Like the DC-DC converter 24 according to the first exemplary embodiment, the DC-DC converter 26 according to the second embodiment applies the k-fold voltage of the power supply voltage Vb to the common connection point N of the reluctance motor 10 and holds the potentials at the respective one ends of the stator windings Lu, Lv and Lw to k times the voltage of the power supply voltage Vb. Although the arrangement are ei niger elements in the DC-DC converter 26 reverse to the arrangement in the DC-DC converter 24, the concrete operation of the DC-DC converter 26 is substantially similar to the operation of the DC clamping voltage converter 24, and therefore a specific description here is omitted from here.
Die U-Phasen-Antriebseinheit U2, die V-Phasen- Antriebseinheit V2 und die W-Phasen-Antriebseinheit W2 führen denselben Vorgang (Operation) zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus. Als Beispiel sei der Vorgang der U- Phasen-Antriebseinheit U2 beschrieben.The U-phase drive unit U2, the V-phase Drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 lead the same process (operation) to different Points in time. The process of the U- Phase drive unit U2 described.
In der U-Phasen-Antriebseinheit U2 wird der Transistor T0 mit einer Veränderung in der Basisspannung Vb wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beschrieben ein- und ausgeschaltet. Wenn der Transistor T0 eingeschaltet wird, steigt das Potential an dem Anschluss U1 der Sta torwicklung Lu des Reluktanzmotors 10 auf die Leistungs versorgungsspannung Vb an. In dem Reluktanzmotor 10 wird das Potential an dem gemeinsamen Verbindungspunkt N auf die k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung Vb wie vorstehend beschrieben durch den Gleichspannungswand ler 26 festgehalten. Dabei sei angenommen, dass eine Re ferenzspannung (d. h. eine Spannung von 0) für den gemein samen Verbindungspunkt N des Reluktanzmotors 10 einge setzt wird. Da das Potential an dem Anschluss U1 der Sta torwicklungen Lu auf die Leistungsversorgungsspannung Vb ansteigt, wird die Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu (d. h. die Spannung zwischen den An schlüssen in Richtung von dem gemeinsamen Verbindungs punkt N zu dem Anschluss U1) gleich (1 - k)Vb wird. Der e lektrische Strom I fließt dementsprechend durch die Sta torwicklung Lu von dem Anschluss u1 zu dem gemeinsamen Verbindungspunkt N umgekehrt zu dem Fall von Fig. 1. Der durch die Statorwicklung Lu fließende elektrische Strom I fließt in den Gleichspannungswandler 26 aus dem gemeinsa men Verbindungspunkt N ein und weiter zu dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu über den Transistor T0.In the U-phase drive unit U2, the transistor T0 is switched on and off with a change in the base voltage Vb as described in the first exemplary embodiment according to FIG. 1. When the transistor T0 is turned on, the potential at the terminal U1 of the stator winding Lu of the reluctance motor 10 rises to the power supply voltage Vb. In the reluctance motor 10 , the potential at the common connection point N is fixed at k times the voltage of the power supply voltage Vb as described above by the DC converter 26 . It is assumed here that a reference voltage (ie a voltage of 0) is used for the common connection point N of the reluctance motor 10 . Since the potential at the terminal U1 of the stator windings Lu rises to the power supply voltage Vb, the voltage V between the terminals of the stator winding Lu (ie the voltage between the terminals in the direction from the common connection point N to the terminal U1) becomes equal ( 1 - k) Vb becomes. Accordingly, the electric current I flows through the stator winding Lu from the connection u1 to the common connection point N vice versa to the case of FIG. 1. The electric current I flowing through the stator winding Lu flows into the DC converter 26 from the common connection point N. and on to the connection u1 of the stator winding Lu via the transistor T0.
Wenn der Transistor T0 darauffolgend ausgeschaltet wird, wird der Ausflusspfad des elektrischen Stroms I, der durch den Gleichspannungswandler 26 zu dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu über den Transistor T0 fließt, durch den Transistor T0 abgeschnitten, so dass keine wei tere Zufuhr des elektrischen Stroms vorhanden ist. In diesem Moment verwendet die Statorwicklung Lu die darin angesammelte magnetische Energie und erzeugt eine gegen elektromotorische Kraft zwischen deren Anschlüssen, damit der Fluss des elektrischen Stroms aufrechterhalten wird. Das Potential an dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu fällt somit abrupt ab. Wenn das Potential an dem An schluss u1 der Statorwicklung Lu gleich dem Potential an dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung B1 wird, d. h., gleich dem Massepotential wird, wird die Dio de D0 eingeschaltet. Der elektrische Strom aus dem Gleichspannungswandler 26 zu dem Anschluss u1 der Stator wicklung Lu beginnt dann durch einen neuen Ausflusspfad über die Diode D0 anstelle des Transistors T0 zu fließen. Der elektrische Strom fließt dementsprechend von dem Gleichspannungswandler 26 in den Anschluss u1 der Stator wicklung Lu über die Diode D0, fließt durch die Stator wicklung Lu und kehrt dann aus dem gemeinsamen Verbin dungspunkt N zu dem Gleichspannungswandler 26 zurück. Da das Potential an dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu auf das Massepotential fällt, wird die Spannung V zwi schen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu gleich -kVb. Die Verringerung der Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu auf -kVb verursacht eine abrupte Verringerung des durch die Statorwicklung Lu fließenden elektrischen Stroms. Die abrupte Verringerung des elekt rischen Stroms I verringert die zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu erzeugte gegenelektromotorische Kraft und schaltet die Diode D0 aus. Dies schneidet den Fluss des elektrischen Stroms I ab.When the transistor T0 is subsequently turned off, the outflow path of the electric current I flowing through the DC-DC converter 26 to the terminal u1 of the stator winding Lu through the transistor T0 is cut off by the transistor T0 so that there is no further supply of the electric current is. At this moment, the stator winding Lu uses the magnetic energy accumulated therein and generates an electromotive force between the terminals thereof so that the flow of the electric current is maintained. The potential at the connection u1 of the stator winding Lu thus drops abruptly. When the potential at the terminal u1 of the stator winding Lu becomes equal to the potential at the negative terminal of the DC power supply B1, that is, becomes equal to the ground potential, the Dio de D0 is turned on. The electrical current from the DC-DC converter 26 to the connection u1 of the stator winding Lu then begins to flow through a new outflow path via the diode D0 instead of the transistor T0. The electrical current accordingly flows from the DC converter 26 into the connection u1 of the stator winding Lu via the diode D0, flows through the stator winding Lu and then returns from the common connection point N to the DC converter 26 . Since the potential at the connection u1 of the stator winding Lu falls to the ground potential, the voltage V between the connections of the stator winding Lu becomes equal to -kVb. The reduction in the voltage V between the terminals of the stator winding Lu to -kVb causes an abrupt reduction in the electrical current flowing through the stator winding Lu. The abrupt reduction in the electrical current I reduces the counterelectromotive force generated between the terminals of the stator winding Lu and switches off the diode D0. This cuts off the flow of the electric current I.
Der Einschaltvorgang des Transistors T0 der U-Phasen- Antriebseinheit U2 erhöht die Spannung V zwischen den An schlüssen der entsprechenden U-Phasen-Statorwicklung Lu (1 - k)Vb und bewirkt dadurch ein Fließen des elektrischen Stroms I durch die Statorwicklung Lu, umgekehrt zu dem Fall von Fig. 1. Der darauffolgende Ausschaltvorgang des Transistors T0 verringert die Spannung V zwischen den An schlüssen der Statorwicklung Lu auf -kVb und bewirkt da durch eine abrupte Verringerung des durch die Stator wicklung Lu fließenden elektrischen Stroms I auf null.The switching on of the transistor T0 of the U-phase drive unit U2 increases the voltage V between the connections to the corresponding U-phase stator winding Lu (1 - k) Vb and thereby causes the electrical current I to flow through the stator winding Lu, and vice versa the case of Fig. 1. The subsequent turn-off of the transistor T0 reduces the voltage V between the connections of the stator winding Lu to -kVb and thus causes an abrupt reduction in the electrical current I flowing through the stator winding Lu to zero.
Wie vorstehend beschrieben sind die Vorgänge der V- Phasen-Antriebseinheit V2 und der W-Phasen- Antriebseinheit W2 identisch mit dem Vorgang der U- Phasen-Antriebseinheit U2, weshalb diese nicht gesondert an dieser Stelle beschrieben werden.As described above, the processes of the V- Phase drive unit V2 and the W-phase Drive unit W2 identical to the process of the U- Phase drive unit U2, which is why this is not separate are described here.
Wie vorstehend beschrieben zeigt das in Fig. 4 gezeigte Gerät 21 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmo tors 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das den Aufbau mit den ausgetauschten Positionen des Transistors und der Diode in den jeweiligen Antriebseinheiten auf weist, dieselben Wirkungen wie diejenigen des Geräts 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 dar gestellt ist.As described above, the device 21 shown in FIG. 4 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to the second embodiment, which has the structure with the exchanged positions of the transistor and the diode in the respective drive units, has the same effects as those of Device 20 according to the first embodiment, which is shown in Fig. 1.
Fig. 5 zeigt ein Schaltbild, das den Aufbau eines weite ren Geräts 30 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluk tanzmotors 10 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das Gerät 30 zum Antrieb und zur Steue rung des Reluktanzmotors 10 gemäß dem dritten Ausfüh rungsbeispiel, das in Fig. 5 gezeigt ist, weist im We sentlichen die U-Phasen-Antriebseinheit U2 entsprechend der U-Phasen-Statorwicklung Lu, die V-Phasen- Antriebseinheit V2 entsprechend der V-Phasen- Statorwicklung Lv, die W-Phasen-Antriebseinheit W2 ent sprechend der W-Phasen-Statorwicklung Lw, eine gemeinsame Antriebseinheit 32, die Gleichstromleistungsversorgung B1 und die Steuereinrichtung 22 auf. Die U-Phasen- Antriebseinheit U2, die V-Phasen-Antriebseinheit V2 und die W-Phasen-Antriebseinheit W2 der gemeinsamen Antriebs einheit 32 sind parallel zwischen den Anschlüssen der Gleichstromleistungsversorgung B10 geschaltet. Ein Stö rungsunterdrückungskondensator C2 ist zwischen der U- Phasen-Antriebseinheit U2 und der gemeinsamen Antriebs einheit 32 zur Stabilisierung der Schaltung angeordnet. Fig. 5 shows a circuit diagram illustrating the structure of a wide ren device 30 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to a third embodiment. The device 30 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to the third exemplary embodiment, which is shown in FIG. 5, essentially has the U-phase drive unit U2 corresponding to the U-phase stator winding Lu, the V-phases - Drive unit V2 corresponding to the V-phase stator winding Lv, the W-phase drive unit W2 accordingly to the W-phase stator winding Lw, a common drive unit 32 , the DC power supply B1 and the control device 22 . The U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 of the common drive unit 32 are connected in parallel between the connections of the DC power supply B10. A noise suppression capacitor C2 is arranged between the U-phase drive unit U2 and the common drive unit 32 for stabilizing the circuit.
Die Aufbauten der Gleichstromleistungsversorgung B1, der U-Phasen-Antriebseinheit U2, der V-Phasen-Antriebseinheit V2 und der W-Phasen-Antriebseinheit W2 sowie der Steuer einrichtung 22 sind identisch mit denen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 dargestellt ist, wes halb deren Beschreibung an dieser Stelle entfällt.The structures of the DC power supply B1, the U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 and the control device 22 are identical to those according to the second embodiment, which is shown in FIG. 4 , which is why their description is omitted here.
Die gemeinsame Antriebseinheit 32 weist eine Diode D8 und einen Transistor T4 auf, die in Reihe zwischen den An schlüssen der Gleichstromleistungsversorgung B1 geschal tet sind, sowie eine Diode D9 auf, die parallel zu dem Transistor T4 geschaltet ist. Der Transistor T4 ist mit dem Minusanschluss (d. h. an der Masseseite) der Gleich stromleistungsversorgung B1 verbunden, wohingegen die Di ode D8 mit dem Plusanschluss (d. h. an der Leistungsver sorgungsspannungsseite) der Gleichstromleistungsversor gung B1 verbunden ist. Ein Verbindungspunkt der Diode D8 und des Transistors T4 ist mit dem gemeinsamen Verbin dungspunkt N des Reluktanzmotors 10 verbunden, mit dem jeweilige eine Enden der Statorwicklungen Lu, Lv und Lw gemeinsam verbunden sind. Eine Steuerungsleitung aus der Steuereinrichtung 22 ist mit der Basis des Transistors T4 verbunden.The common drive unit 32 has a diode D8 and a transistor T4, which are connected in series between the connections of the DC power supply B1, and a diode D9, which is connected in parallel with the transistor T4. The transistor T4 is connected to the negative terminal (ie on the ground side) of the direct current power supply B1, whereas the diode D8 is connected to the positive terminal (ie on the power supply voltage side) of the direct current power supply B1. A connection point of the diode D8 and the transistor T4 is connected to the common connection point N of the reluctance motor 10 , to which one end of the stator windings Lu, Lv and Lw are connected in common. A control line from the control device 22 is connected to the base of the transistor T4.
Die gemeinsame Antriebseinheit 32 schaltet den internen Transistor T4 ein und aus und variiert dadurch das Poten tial an dem gemeinsamen Verbindungspunkt N der Stator wicklungen Lu, Lv und Lw des Reluktanzmotors 10. Die U- Phasen-Antriebseinheit U2, die V-Phasen-Antriebseinheit V2 und die W-Phasen-Antriebseinheit W2 führen denselben Vorgang zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus. Als Bei spiel ist nachstehend der Vorgang der U-Phasen- Antriebseinheit U2 beschrieben.The common drive unit 32 turns the internal transistor T4 on and off, thereby varying the potential at the common connection point N of the stator windings Lu, Lv and Lw of the reluctance motor 10 . The U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 carry out the same process at different times. As an example, the process of the U-phase drive unit U2 is described below.
Fig. 6 seit ein Signalverlaufsdiagramm, das Variationen in der Spannung zwischen den Anschlüssen der U-Phasen- Statorwicklung Lu und in dem durch die U-Phasen- Statorwicklung Lu fließenden elektrischen Strom durch die Einschalt-Ausschaltvorgänge des Transistors der gemeinsa men Antriebseinheit 32 und des Transistors der U-Phasen- Antriebseinheit U2 gemäß Fig. 5 darstellt. Fig. 6(a) zeigt eine Variation der Basisspannung Vb des Transistors T4 der gemeinsamen Antriebseinheit 32, Fig. 6(b) zeigt eine Variation der Basisspannung Vb des Transistors T0 der U-Phasen-Antriebseinheit U2, Fig. 6(c) zeigt eine Variation der Spannung V zwischen den Anschlüssen der entsprechenden U-Phasen-Statorwicklungen Lu, und Fig. 6(d) zeigt eine Variation des elektrischen Stroms I, der durch die U-Phasen-Statorwicklungen Lu fließt. Fig. 6 since a waveform diagram showing variations in the voltage between the terminals of the U-phase stator winding Lu and in the electric current flowing through the U-phase stator winding Lu through the turn-on-turn-off operations of the transistor of the common drive unit 32 and Transistors of the U-phase drive unit U2 shown in FIG. 5. Fig. 6 (a) shows a variation of the base voltage Vb of the transistor T4 of the common drive unit 32 , Fig. 6 (b) shows a variation of the base voltage Vb of the transistor T0 of the U-phase drive unit U2, Fig. 6 (c) a variation of the voltage V between the terminals of the corresponding U-phase stator windings Lu, and Fig. 6 (d) shows a variation of the electric current I flowing through the U-phase stator windings Lu.
In der gemeinsamen Antriebseinheit 32 und der U-Phasen- Antriebseinheit U2 werden die jeweiligen Transistoren T4 und T0 zu den wesentlichen gleichen Zeitpunkten mit Vari ationen der jeweiligen Basisspannungen Vb wie in Fig. 6(a) und 6(b) gezeigt zu im Wesentlichen gleichen Zeit punkten ein- und ausgeschaltet. Wie vorstehend beschrie ben ist der Verbindungspunkt der Diode D8 und des Tran sistors T4 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt N des Re luktanzmotors 10 verbunden. Der Verbindungspunkt der Dio de D0 und des Transistors T0 ist demgegenüber mit dem An schluss u1 der U-Phasen-Statorwicklung Lu des Reluktanz motors 10 verbunden, der sich an der entgegengesetzten Seite gegenüber dem gemeinsamen Verbindungspunkt N befin det. Wenn beide Transistoren T4 und T0 eingeschaltet wer den, fällt das Potential an dem gemeinsamen Verbindungs punkt N auf das Massepotential ab, jedoch steigt im Ge gensatz dazu das Potential an dem Anschluss u1 auf die Leistungsversorgungsspannung Vb an. Dabei sei angenommen, dass für den gemeinsamen Verbindungspunkt N des Reluk tanzmotors 10 eine Referenzspannung (d. h., eine Spannung von 0) eingestellt ist. Die Spannung V zwischen den An schlüssen der Statorwicklung Lu (d. h., die Spannung zwi schen den Anschlüssen in Richtung von dem gemeinsamen Verbindungspunkt N zu dem Anschluss u1) wird gleich Vb, wie es in Fig. 6(c) gezeigt ist. Der elektrische Strom I fließt dementsprechend durch die Statorwicklung Lu von dem Anschluss u1 zu dem gemeinsamen Verbindungspunkt N wie in Fig. 6(d) gezeigt. In dem Graphen von Fig. 6(d) ist die Richtung von dem Anschluss u1 zu dem gemeinsamen Verbindungspunkt N als positiv ausgedrückt. Der elektri sche Strom I, der aus dem gemeinsamen Verbindungspunkt N der Statorwicklung Lu fließt, fließt in den Minusan schluss (Masse) der Gleichstromleistungsversorgung B1 ü ber den Transistor T4 der gemeinsamen Antriebseinheit 32 hinein. Der elektrische Strom I fließt daraufhin aus dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung B1 in den Anschluss u1 über den Transistor T0 in der U-Phasen- Antriebseinheit U2, und läuft dann durch die Stator wicklung Lu.In the common drive unit 32 and the U-phase drive unit U2, the respective transistors T4 and T0 become substantially the same at substantially the same times with variations of the respective base voltages Vb as shown in FIGS . 6 (a) and 6 (b) Score points on and off. As described above, the connection point of the diode D8 and the transistor T4 is connected to the common connection point N of the re luctance motor 10 . The connection point of the Dio de D0 and the transistor T0, on the other hand, is connected to the connection u1 of the U-phase stator winding Lu of the reluctance motor 10 , which is located on the opposite side from the common connection point N. If both transistors T4 and T0 are turned on, the potential at the common connection point N drops to the ground potential, but on the contrary, the potential at the connection u1 rises to the power supply voltage Vb. It is assumed here that a reference voltage (ie, a voltage of 0) is set for the common connection point N of the reluctance motor 10 . The voltage V between the terminals of the stator winding Lu (ie, the voltage between the terminals in the direction from the common connection point N to the terminal u1) becomes Vb as shown in Fig. 6 (c). Accordingly, the electric current I flows through the stator winding Lu from the terminal u1 to the common connection point N as shown in FIG. 6 (d). In the graph of Fig. 6 (d), the direction from the terminal u1 to the common connection point N is expressed as positive. The electrical current I, which flows from the common connection point N of the stator winding Lu, flows into the negative connection (ground) of the direct current power supply B1 via the transistor T4 of the common drive unit 32 . The electrical current I then flows from the positive connection of the DC power supply B1 into the connection u1 via the transistor T0 in the U-phase drive unit U2, and then runs through the stator winding Lu.
Wenn sowohl der Transistor T4 als auch der Transistor T0 darauffolgend ausgeschaltet werden, wird der Einflusspfad (Pfad, über den der Strom hereinfließt) des von dem Tran sistor T0 zu dem Transistor T4 fließenden elektrischen Stroms durch den Transistor T0 abgeschnitten, und wird der Ausflusspfad (Pfad, über den der Strom herausfließt) des elektrischen Stroms durch den Transistor T4 abge schnitten. Zu diesem Zeitpunkt verwendet die Stator wicklung Lu die darin gespeicherte magnetische Energie und erzeugt eine gegenelektromotorische Kraft zwischen deren Anschlüssen, damit der Fluss des elektrischen Stroms beibehalten wird. Das Potential an dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu fällt somit abrupt ab, wohinge gen das Potential an dem gemeinsamen Verbindungspunkt N abrupt ansteigt. Wenn das Potential an dem gemeinsamen Verbindungspunkt N gleich dem Potential an dem Plusan schluss der Gleichstromleistungsversorgung B1 wird, d. h., gleich der Leistungsversorgungsspannung Vb wird, wird die Diode D8 eingeschaltet, damit der elektrische Strom durch einen neuen Ausflusspfad über die Diode D8 anstelle des Transistors T4 fließen kann. Wenn das Potential an dem Anschluss u1 gleich dem Potential an dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung B1 wird, d. h., gleich dem Massepotential wird, wird demgegenüber die Diode D0 eingeschaltet, damit der elektrische Strom durch einen neuen Einflusspfad über die Diode D0 anstelle des Tran sistors T0 fließen kann. Der elektrische Strom fließt dementsprechend von der Masse zu der Statorwicklung Lu über die Diode D0 und weiter zu dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung B1 über die Diode D8. Da das Potential an dem gemeinsamen Verbindungspunkt N auf die Leistungsversorgungsspannung Vb ansteigt und das Po tential an dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu auf das Massepotential abfällt, wird die Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu gleich -Vb wie in Fig. 6(c) gezeigt. Die Verringerung der Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu auf -Vb verursacht eine abrupte Verringerung des Flusses des elektrischen Stroms I durch die Statorwicklung Lu, wie es in Fig. 6(d) gezeigt ist. Die abrupte Verringerung des elektri schen Stroms I verringert die zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu erzeugte gegenelektromotorische Kraft und schaltet sowohl die Diode D8 als auch die Diode D0 aus. Dies schneidet den Fluss des elektrischen Stroms I ab.When both the transistor T4 and the transistor T0 are subsequently turned off, the influence path (path through which the current flows in) of the electric current flowing from the transistor T0 to the transistor T4 is cut off by the transistor T0, and the outflow path ( Path over which the current flows out) of the electrical current through the transistor T4 cut off. At this time, the stator winding Lu uses the magnetic energy stored therein and generates a counter electromotive force between the terminals thereof so that the flow of the electric current is maintained. The potential at the connection u1 of the stator winding Lu thus drops abruptly, whereas the potential at the common connection point N increases abruptly. When the potential at the common connection point N becomes equal to the potential at the positive terminal of the DC power supply B1, that is, becomes equal to the power supply voltage Vb, the diode D8 is turned on so that the electric current through a new outflow path through the diode D8 instead of the transistor T4 can flow. In contrast, when the potential at the terminal u1 becomes equal to the potential at the negative terminal of the DC power supply B1, that is, becomes equal to the ground potential, the diode D0 is turned on so that the electric current flows through a new influence path through the diode D0 instead of the transistor T0 can. The electrical current accordingly flows from the ground to the stator winding Lu via the diode D0 and further to the positive connection of the DC power supply B1 via the diode D8. Since the potential at the common connection point N rises to the power supply voltage Vb and the potential at the terminal u1 of the stator winding Lu drops to the ground potential, the voltage V between the terminals of the stator winding Lu becomes -Vb as in Fig. 6 (c) shown. The decrease in the voltage V between the terminals of the stator winding Lu to -Vb causes an abrupt decrease in the flow of the electric current I through the stator winding Lu, as shown in Fig. 6 (d). The abrupt reduction in the electrical current I reduces the counterelectromotive force generated between the terminals of the stator winding Lu and switches off both the diode D8 and the diode D0. This cuts off the flow of the electric current I.
Der Einschaltvorgang sowohl des Transistors T4 in der ge meinsamen Antriebseinheit 32 als auch des Transistors T0 in der U-Phasen-Antriebseinheit U2 erhöht die Spannung V zwischen den Anschlüssen der entsprechenden U-Phasen- Statorwicklung Lu auf Vb und bewirkt dadurch einen Fluss des elektrischen Stroms I durch die Statorwicklung Lu. The switching on of both the transistor T4 in the common drive unit 32 and the transistor T0 in the U-phase drive unit U2 increases the voltage V between the terminals of the corresponding U-phase stator winding Lu to Vb and thereby causes a flow of the electric current I through the stator winding Lu.
Der darauffolgende Ausschaltvorgang beider Transistoren T4 und T0 verringert die Spannung V zwischen den An schlüssen der Statorwicklung Lu auf -Vb und bewirkt da durch eine abrupte Verringerung des Flusses des elektri schen Stroms I durch die Statorwicklung Lu auf null. Die Statorwicklung Lu erzeugt ein magnetisches Feld im An sprechen auf den Einschaltvorgang beider Transistoren T4 und T0 und stoppt unmittelbar die Erzeugung des magneti schen Felds im Ansprechen auf den Ausschaltvorgang beider Transistoren T4 und T0. Dies gewährleistet die Erzeugung eines optimalen umlaufenden magnetischen Felds.The subsequent turn-off of both transistors T4 and T0 reduce the voltage V between the on close the stator winding Lu to -Vb and cause there by an abrupt reduction in the flow of electri current I through the stator winding Lu to zero. The Stator winding Lu creates a magnetic field in the on speak on the switching on of both transistors T4 and T0 and immediately stops generating the magneti field in response to the shutdown process of both Transistors T4 and T0. This ensures generation an optimal rotating magnetic field.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Vorgänge bzw. der Betrieb der V-Phasen-Antriebseinheit V2 und der W-Phasen- Antriebseinheit W2 identisch zu dem Vorgang bzw. Betrieb der U-Phasen-Antriebseinheit U2, weshalb deren Beschrei bung entfällt.As described above, the operations are the Operation of the V-phase drive unit V2 and the W-phase Drive unit W2 identical to the process or operation the U-phase drive unit U2, which is why their description exercise does not apply.
Die Steuereinrichtung 22 misst den Drehwinkel des (nicht gezeigten) Rotors des Reluktanzmotors 10 mit einem (nicht gezeigten) Drehwinkelsensor und steuert die Einschalt- Ausschaltbedingungen der jeweiligen Transistoren T0, T1 und T2 der U-Phasen-Antriebseinheit U2, der V-Phasen- Antriebseinheit V2 und der W-Phasen-Antriebseinheit W2 entsprechend dem beobachteten Drehwinkel zu geeigneten Zeitverläufen. Der Steuerungszeitverlauf ist beispiels weise ein Steuerungszeitverlauf zur Maximierung des Aus gangsdrehmoments des Reluktanzmotors 10 oder ein Zeitver lauf zur Maximierung des Antriebswirkungsgrades des Re luktanzmotors 10. Die Steuereinrichtung 22 steuert eben falls die Einschalt-Ausschaltbedingungen des Transistors T4 der gemeinsamen Antriebseinheit 32 zu denselben Zeit verläufen wie die Einschalt-Ausschaltzeitverläufe der Transistoren T0, T1 und T2 der U-Phasen-Antriebseinheit U2, der V-Phasen-Antriebseinheit V2 und der W-Phasen- Antriebseinheit W2. Fig. 7 zeigt ein Beispiel für einen Steuerungszeitverlauf.The control device 22 measures the angle of rotation of the (not shown) rotor of the reluctance motor 10 with a (not shown) angle of rotation sensor and controls the switch-on-switch-off conditions of the respective transistors T0, T1 and T2 of the U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 in accordance with the observed angle of rotation at suitable time courses. The control time profile is, for example, a control time profile to maximize the output torque of the reluctance motor 10 or a time profile to maximize the drive efficiency of the rectuance motor 10 . The control device 22 also controls if the switch-on-switch-off conditions of the transistor T4 of the common drive unit 32 run at the same time as the switch-on-switch-off time curves of the transistors T0, T1 and T2 of the U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and W-phase drive unit W2. Fig. 7 shows an example of a control time.
Fig. 7(a) zeigt die Basisspannung Vb des Transistors T4 der gemeinsamen Antriebseinheit 32. Fig. 7(b) zeigt die Basisspannung Vb des Transistors T0 der U-Phasen- Antriebseinheit U2 und die Zeitverläufe des elektrischen Stroms I, der durch die entsprechende U-Phasen- Statorwicklung Lu fließt. Fig. 7(c) zeigt die Basisspan nung Vb des Transistors T1 der V-Phasenantriebseinheit V2 und die Zeitverläufe des elektrischen Stroms I, der durch die entsprechende V-Phasen-Statorwicklung Lv fließt. Fig. 7(d) zeigt die Basisspannung Vb des Transistors T2 der W-Phasen-Antriebseinheit W2 und die Zeitverläufe des elektrischen Stroms I, der durch die entsprechende W- Phasen-Statorwicklung Lw fließt. In den Graphen von Fig. 7 ist der Drehwinkel des (nicht gezeigten) Rotors des Re luktanzmotors 10 als Abszisse aufgetragen. Fig. 7 (a) shows the base voltage Vb of transistor T4 of the common drive unit 32. Fig. 7 (b) shows the base voltage Vb of transistor T0 of the U-phase drive unit U2 and the time characteristics of the electric current I through the respective U-phase stator winding Lu flows. Fig. 7 (c) shows the base voltage Vb of the transistor T1 of the V-phase drive unit V2 and the timing of the electric current I flowing through the corresponding V-phase stator winding Lv. Fig. 7 (d) shows the base voltage Vb of the transistor T2 of the W-phase drive unit W2 and the time characteristics of the electric current I flowing through the respective W-phase coil Lw. In the graphs of FIG. 7, the angle of rotation of the rotor (not shown) of the reactance motor 10 is plotted as the abscissa.
In dem Beispiel von Fig. 7 schaltet die Steuerungsverar beitung aufeinanderfolgend die Transistoren T0, T1 und T2 jeweils bei 60° des Drehwinkels des Rotors ein. Die Steu erungsverarbeitung schaltet ebenfalls den Transistor T4 zu denselben Zeitverläufen wie die Einschaltzeitverläufe dieser Transistoren T0, T1 und T2 ein.In the example of FIG. 7, the control processing sequentially turns on the transistors T0, T1 and T2 each at 60 ° of the rotation angle of the rotor. The control processing also turns on the transistor T4 at the same timings as the turn-on timings of these transistors T0, T1 and T2.
Im Ansprechen auf die Einschalt-Ausschaltsteuerung der Transistoren T0, T1, T2 und T4 durch die Steuereinrich tung 22 erzeugen die Statorwicklungen Lu, Lv und Lw des Reluktanzmotors 10 aufeinanderfolgend das umlaufende mag netische Feld und treiben dadurch den Rotor des Reluk tanzmotors 10 an und versetzen diesen in Drehung.In response to the on-off control of the transistors T0, T1, T2 and T4 by the Steuereinrich device 22 , the stator windings Lu, Lv and Lw of the reluctance motor 10 successively generate the rotating magnetic field and thereby drive the rotor of the reluctance motor 10 and offset this in rotation.
Wie vorstehend beschrieben, erfordern in dem Gerät 30 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die U-Phasen- Antriebseinheit U2, die V-Phasen-Antriebseinheit V2 und die W-Phasen-Antriebseinheit W2 und die gemeinsame An triebseinheit 32 lediglich jeweils einen Transistor. Die Gesamtanzahl der in dem gesamten Gerät 30 erforderlichen Transistoren beträgt dementsprechend lediglich vier. Die se Anordnung verringert deutlich die Herstellungskosten des gesamten Geräts 30 im Vergleich zu dem in Fig. 9 ge zeigten Gerät 120 gemäß dem Stand der Technik zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 110.As described above, in the device 30 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to the third embodiment, the U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 and the common drive unit 32 are required only one transistor at a time. The total number of transistors required in the entire device 30 is accordingly only four. This arrangement significantly reduces the manufacturing costs of the entire device 30 in comparison to the device 120 shown in FIG. 9 according to the prior art for driving and controlling the reluctance motor 110 .
In dem Aufbau gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen einen Enden der Statorwicklungen Lu, Lv und Lw des Reluktanzmotors 10 mit dem gemeinsamen Verbin dungspunkt N miteinander verbunden. Die gemeinsame An triebseinheit 32 variiert das Potential an dem gemeinsa men Verbindungspunkt N. Somit ist lediglich eine gemein same Verbindungsleitung zur Verbindung der jeweiligen ei nen Enden der Statorwicklungen Lu, Lv und Lw mit der ge meinsamen Antriebseinheit 32 erforderlich. Insgesamt sind lediglich vier Verbindungsleitungen zur Verbindung des Reluktanzmotors 10 mit dem Gerät 30 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 10 erforderlich. Dieses spart vorzugsweise den Raum zur Verdrahtung in dem Gerät 30 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 10 ein sowie verringert das Gesamtgewicht des Geräts 30 im Vergleich mit dem in Fig. 9 gezeigten Gerät 120 gemäß dem Stand der Technik.In the structure according to the third embodiment, the respective one ends of the stator windings Lu, Lv and Lw of the reluctance motor 10 are connected to the common connection point N with each other. The common drive unit 32 varies the potential at the common connection point N. Thus, only a common connection line for connecting the respective ends of the stator windings Lu, Lv and Lw with the common drive unit 32 is required. In total, only four connecting lines are required to connect the reluctance motor 10 to the device 30 for driving and controlling the reluctance motor 10 . This preferably saves the space for wiring in the device 30 for driving and controlling the reluctance motor 10 and reduces the overall weight of the device 30 in comparison with the device 120 shown in FIG. 9 according to the prior art.
Die Transistoren und der Dioden der U-Phasen- Antriebseinheit U2, der V-Phasen-Antriebseinheit V2 und der W-Phasen-Antriebseinheit W2 sowie der gemeinsamen An triebseinheit 32 müssen eine Haltespannung aufweisen, die der Leistungsversorgungsspannung Vb angepasst ist. Diese Anordnung verringert deutlich die Kosten, die Größe und die Störung der jeweiligen Teile.The transistors and the diodes of the U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 and the common drive unit 32 must have a holding voltage which is adapted to the power supply voltage Vb. This arrangement significantly reduces the cost, size and interference of the respective parts.
In dem Aufbau gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel be wirkt, während die Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklungen Lu, Lv oder Lw zum Hervorrufen des Flusses des elektrischen Stroms I durch die Stator wicklung Lu, Lv oder Lw angelegt wird, das Schalten der angelegten Spannung V zwischen dem negativen Wert und dem positiven Wert eine abrupte Verringerung des elektrischen Stroms I. Diese Anordnung gewährleistet die Erzeugung ei nes optimalen umlaufenden magnetischen Felds und ermög licht einen Antrieb des Reluktanzmotors 10 in einer wün schenswerten Weise.In the structure according to the third embodiment, while the voltage V is applied between the terminals of the stator windings Lu, Lv or Lw to cause the flow of the electric current I through the stator winding Lu, Lv or Lw, the switching of the applied voltage V acts between the negative value and the positive value, an abrupt reduction in the electrical current I. This arrangement ensures the generation of an optimal rotating magnetic field and enables light to drive the reluctance motor 10 in a desirable manner.
In der Anordnung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Größe der zwischen den Anschlüssen jeder Stator wicklung Lu, Lv oder Lw angelegten Spannung doppelt so groß wie die Leistungsversorgungsspannung Vb. Dies ermög licht, dass der Reluktanzmotor 10 mit einer höheren Dreh geschwindigkeit gedreht werden kann. Mit der Drehung des Reluktanzmotors 10 wird zwischen den Anschlüssen der Sta torwicklung eine gegenelektromotorische Kraft erzeugt, die proportional zu dem Zeitdifferential des erzeugten magnetischen Flusses ist. Die gegenelektromotorische Kraft steigt mit einem Anstieg der Drehzahl des Reluk tanzmotors 10 an. Wenn die gegenelektromotorische Kraft die zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung angelegte Spannung V überschreitet, kann jedoch der durch die Sta torwicklung fließende elektrische Strom nicht beibehalten werden. Die zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung angelegte größere Spannung gewährleistet die Toleranz ge genüber der größeren gegenelektromotorischen Kraft. Dies ermöglicht, dass der Reluktanzmotor 10 bis zu einer höhe ren Drehzahl gedreht werden kann. In the arrangement according to the third embodiment, the magnitude of the voltage applied between the terminals of each stator winding Lu, Lv or Lw is twice as large as the power supply voltage Vb. This enables light that the reluctance motor 10 can be rotated at a higher rotational speed. With the rotation of the reluctance motor 10 , a counter electromotive force is generated between the terminals of the stator winding, which force is proportional to the time differential of the magnetic flux generated. The counter electromotive force increases with an increase in the speed of the reluctance motor 10 . However, when the counter electromotive force exceeds the voltage V applied between the terminals of the stator winding, the electric current flowing through the stator winding cannot be maintained. The larger voltage applied between the terminals of the stator winding ensures the tolerance against the larger counter-electromotive force. This enables the reluctance motor 10 to be rotated to a higher speed.
In dem vorstehend beschriebenen Gerät 30 gemäß dem drit ten Ausführungsbeispiel sind die Diode und der Transistor zwischen den Anschlüssen der Gleichstromleistungsversor gung B1 in jeder der U-Phasen-Antriebseinheit U2, der V- Phasen-Antriebseinheit V2 und der W-Phasen- Antriebseinheit W2 in Reihe geschaltet. Der Transistor ist mit dem Plusanschluss (d. h., an der Leistungsversor gungsspannungsseite) der Gleichstromleistungsversorgung B1 verbunden, wohingegen die Diode mit dem Minusanschluss (d. h., an der Masseseite) der Gleichstromleistungsversor gung B1 verbunden ist. Wie gemäß dem ersten und dem zwei ten vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können die Positionen der Transistoren und der Dioden ausge tauscht werden. Der Aufbau mit den vertauschten Positio nen der Diode und des Transistors in jeder Antriebsein heit ist als weiteres Ausführungsbeispiel unter Bezug auf Fig. 8 beschrieben.In the above-described device 30 according to the third embodiment, the diode and the transistor between the terminals of the DC power supply B1 are in each of the U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 in Series connected. The transistor is connected to the positive terminal (ie, on the power supply voltage side) of the direct current power supply B1, whereas the diode is connected to the negative terminal (ie, on the ground side) of the direct current power supply B1. As in the first and second embodiments described above, the positions of the transistors and the diodes can be exchanged. The structure with the interchanged positions of the diode and the transistor in each drive unit is described as a further exemplary embodiment with reference to FIG. 8.
Fig. 8 zeigt ein Schaltbild, das den Aufbau eines weite ren Geräts 31 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluk tanzmotors 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ver anschaulicht. Das in Fig. 8 gezeigte Gerät 31 zum An trieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel weist hauptsächlich die U- Phasen-Antriebseinheit U1 entsprechend der U-Phasen- Statorwicklung Lu, die V-Phasen-Antriebseinheit V1 ent sprechend der V-Phasen-Statorwicklung Lv, die W-Phasen- Antriebseinheit W1 entsprechend der W-Phasen- Statorwicklung Lw, eine gemeinsame Antriebseinheit 34, die Gleichstromleistungsversorgung B1 und die Steuerein richtung 22 auf. Fig. 8 shows a circuit diagram illustrating the structure of a wide ren device 31 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to the fourth embodiment. The device 31 shown in FIG. 8 for driving and for controlling the reluctance motor 10 according to the fourth embodiment mainly has the U-phase drive unit U1 corresponding to the U-phase stator winding Lu, the V-phase drive unit V1 accordingly the V -Phase stator winding Lv, the W-phase drive unit W1 corresponding to the W-phase stator winding Lw, a common drive unit 34 , the DC power supply B1 and the control device 22 .
Die Aufbauten der U-Phasen-Antriebseinheit U1, der V- Phasen-Antriebseinheit V1 und der W-Phasen- Antriebseinheit W1 sind identisch zu denjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 dargestellt ist. Die Positionen des Transistors und der Diode, die zwischen den Anschlüssen der Gleichstromleistungsversor gung B1 in der U-Phasen-Antriebseinheit U1, der V-Phasen- Antriebseinheit V1 und der W-Phasen-Antriebseinheit W1 in Reihe geschaltet sind, sind gegenüber denjenigen in der U-Phasen-Antriebseinheit U2, der V-Phasen-Antriebseinheit V2 und der W-Phasen-Antriebseinheit W2 gemäß dem in Fig. 5 veranschaulichten dritten Ausführungsbeispiel ver tauscht.The structures of the U-phase drive unit U1, the V-phase drive unit V1 and the W-phase drive unit W1 are identical to those according to the first exemplary embodiment, which is shown in FIG. 1. The positions of the transistor and the diode connected in series between the terminals of the DC power supply B1 in the U-phase drive unit U1, the V-phase drive unit V1 and the W-phase drive unit W1 are the same as those in FIG U-phase drive unit U2, the V-phase drive unit V2 and the W-phase drive unit W2 according to the third exemplary embodiment illustrated in FIG. 5 interchanged.
Wie die gemeinsame Antriebseinheit 32 gemäß dem in Fig. 5 veranschaulichten dritten Ausführungsbeispiel weist die gemeinsame Antriebseinheit 34 gemäß dem vierten Ausfüh rungsbeispiel die Diode D8 und den Transistor T4, die zwischen den Anschlüssen der Gleichstromleistungsversor gung B1 in Reihe geschaltet sind, sowie die Diode D9 auf, die parallel zu dem Transistor T4 geschaltet ist. In der gemeinsamen Antriebseinheit 34 ist jedoch der Transistor T4 mit dem Plusanschluss (d. h., an der Leistungsversor gungsspannungsseite) der Gleichstromleistungsversorgung B1 verbunden, wohingegen die Diode D8 mit dem Minusan schluss (d. h., an der Masseseite) der Gleichstromleis tungsversorgung B1 verbunden ist. Diese Anordnung ist um gekehrt zu der Anordnung gemäß dem in Fig. 5 veranschau lichten dritten Ausführungsbeispiel. Der Verbindungspunkt des Transistors T4 und der Diode D8 ist mit dem gemeinsa men Verbindungspunkt N des Reluktanzmotors 10 verbunden, an dem jeweils ein Ende der Statorwicklungen Lu, Lv und Lw miteinander verbunden ist. Die Steuerungsleitung von der Steuereinrichtung 22 ist mit der Basis des Transis tors T4 verbunden. Like the common drive unit 32 according to the third exemplary embodiment illustrated in FIG. 5, the common drive unit 34 according to the fourth exemplary embodiment has the diode D8 and the transistor T4, which are connected in series between the terminals of the direct current power supply B1, and the diode D9 , which is connected in parallel to the transistor T4. However, in the common drive unit 34 , the transistor T4 is connected to the positive terminal (ie, on the power supply voltage side) of the direct current power supply B1, whereas the diode D8 is connected to the negative terminal (ie, on the ground side) of the direct current power supply B1. This arrangement is reversed from the arrangement according to the third exemplary embodiment illustrated in FIG. 5. The connection point of the transistor T4 and the diode D8 is connected to the common connection point N of the reluctance motor 10 , at each end of which the stator windings Lu, Lv and Lw are connected to one another. The control line from the control device 22 is connected to the base of the transistor T4.
Wie die gemeinsame Antriebseinheit 32 gemäß dem in Fig. 5 veranschaulichten dritten Ausführungsbeispiel schaltet die gemeinsame Antriebseinheit 34 gemäß dem vierten Aus führungsbeispiel den Transistor T4 ein und aus und vari iert dadurch das Potential an dem gemeinsamen Verbin dungspunkt N der Statorwicklungen Lu, Lv und Lw des Re luktanzmotors 10. Die U-Phasen-Antriebseinheit U1, die V- Phasen-Antriebseinheit V1 und die W-Phasen- Antriebseinheit W1 führen denselben Vorgang zu verschie denen Zeitverläufen aus. Als Beispiel sei der Vorgang der U-Phasen-Antriebseinheit U1 beschrieben.Like the common drive unit 32 according to the third exemplary embodiment illustrated in FIG. 5, the common drive unit 34 according to the fourth exemplary embodiment switches the transistor T4 on and off and thereby varies the potential at the common connection point N of the stator windings Lu, Lv and Lw des Luctance motor 10 . The U-phase drive unit U1, the V-phase drive unit V1 and the W-phase drive unit W1 carry out the same process at different time courses. The process of the U-phase drive unit U1 is described as an example.
In der gemeinsamen Antriebseinheit 34 und der U-Phasen- Antriebseinheit U1 werden die Transistoren T4 und T0 je weils im Wesentlichen zu denselben Zeitverläufen mittels Variationen (Veränderungen) der jeweiligen Basisspannun gen Vb ein- und ausgeschaltet. Wie vorstehend beschrieben ist der Verbindungspunkt der Diode D8 und des Transistors T4 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt N des Reluktanz motors 10 verbunden. Der Verbindungspunkt der Diode D0 und des Transistors T0 ist demgegenüber mit dem Anschluss u1 der U-Phasen-Statorwicklung Lu des Reluktanzmotors 10 verbunden, der dem gemeinsamen Verbindungspunkt N gegenü berliegt. Wenn sowohl der Transistor T4 als auch der Transistor T0 eingeschaltet werden, steigt das Potential an dem gemeinsamen Verbindungspunkt N auf die Leistungs versorgungsspannung Vb an, jedoch fällt im Gegensatz dazu das Potential an dem Anschluss u1 auf das Massepotential ab. Dies ist umgekehrt zu dem Fall gemäß dem dritten Aus führungsbeispiel. Hier sei angenommen, dass eine Refe renzspannung (d. h., eine Spannung von 0) an dem gemeinsa men Verbindungspunkt N des Reluktanzmotors 10 eingestellt ist. Die Spannung V zwischen den Anschlüssen der Stator wicklung Lu (d. h., die Spannung zwischen den Anschlüssen in Richtung von dem gemeinsamen Verbindungspunkt N zu dem Anschluss u1) wird gleich -Vb. Dementsprechend fließt der elektrische Strom I durch die Statorwicklung Lu von dem gemeinsamen Verbindungspunkt N zu dem Anschluss u1, umge kehrt zu dem Fall von Fig. 5. Der aus dem Anschluss u1 der Statorwicklung Lu laufende elektrische Strom I fließt in den Minusanschluss (Masse) der Gleichstromleistungs versorgung Bl über den Transistor T0 der U-Phasen- Antriebseinheit U1. Der elektrische Strom I fließt dann aus dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung B1 in den gemeinsamen Verbindungspunkt N über den Tran sistor T4 der gemeinsamen Antriebseinheit 34 und fließt durch die Statorwicklung Lu.In the common drive unit 34 and the U-phase drive unit U1, the transistors T4 and T0 are each switched on and off at substantially the same time courses by means of variations (changes) in the respective base voltages Vb. As described above, the connection point of the diode D8 and the transistor T4 is connected to the common connection point N of the reluctance motor 10 . In contrast, the connection point of the diode D0 and the transistor T0 is connected to the connection u1 of the U-phase stator winding Lu of the reluctance motor 10 , which lies opposite the common connection point N. When both the transistor T4 and the transistor T0 are turned on, the potential at the common connection point N rises to the power supply voltage Vb, but in contrast, the potential at the terminal u1 drops to the ground potential. This is the reverse of the case according to the third exemplary embodiment. Here, it is assumed that a reference voltage (ie, a voltage of 0) is set at the common connection point N of the reluctance motor 10 . The voltage V between the terminals of the stator winding Lu (ie, the voltage between the terminals in the direction from the common connection point N to the terminal u1) becomes equal to -Vb. Accordingly, the electrical current I flows through the stator winding Lu from the common connection point N to the connection u1, vice versa to FIG. 5. The electrical current I flowing from the connection u1 of the stator winding Lu flows into the negative connection (ground) DC power supply Bl via the transistor T0 of the U-phase drive unit U1. The electrical current I then flows from the positive connection of the direct current power supply B1 into the common connection point N via the transistor T4 of the common drive unit 34 and flows through the stator winding Lu.
Wenn sowohl der Transistor T4 als auch der Transistor T0 darauffolgend ausgeschaltet werden, wird der Einflusspfad von dem Transistor T4 zu dem Transistor T0 über die Sta torwicklung Lu fließenden elektrischen Stroms durch den Transistor T4 abgeschnitten und wird der Ausflu 08019 00070 552 001000280000000200012000285910790800040 0002010006191 00004 07900sspfad des elektrischen Stroms durch den Transistor T0 abgeschnit ten. Zu diesem Zeitpunkt verwendet die Statorwicklung Lu die darin gespeicherte magnetische Energie und erzeugt zwischen deren Anschlüssen eine gegenelektromotorische Kraft, um den Fluss des elektrischen Stroms aufrechtzuer halten. Das Potential an dem gemeinsamen Verbindungspunkt N fällt somit abrupt ab, wohingegen das Potential an dem Anschluss u1 der U-Phasen-Statorwicklung Lu abrupt an steigt. Wenn das Potential an dem gemeinsamen Verbin dungspunkt N gleich dem Potential an dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung B1, d. h. gleich dem Massepotential wird, schaltet die Diode D8 ein, so dass der elektrische Strom I durch einen neuen Ausflusspfad über die Diode D8 anstelle des Transistors T4 zu fließen beginnen kann. Wenn das Potential an dem Anschluss u1 gleich dem Potential an dem Plusanschluss der Gleich stromleistungsversorgung B1, d. h. gleich der Leistungs versorgungsspannung Vb wird, wird demgegenüber die Diode D0 eingeschaltet, so dass ermöglicht wird, dass der e lektrische Strom durch einen neuen Ausflusspfad über die Diode D0 anstelle über des dem Transistor T0 zu fließen beginnt. Der elektrische Strom fließt dementsprechend von der Masse zu der Statorwicklung Lu über die Diode D8 und weiter zu dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsver sorgung B1 über die Diode D0. Da das Potential an dem ge meinsamen Verbindungspunkt N auf das Massepotential ab fällt und das Potential an dem Anschluss u1 der Stator wicklung Lu auf die Leistungsversorgungsspannung Vb an steigt, wird die Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu gleich Vb. Der Anstieg der Spannung V zwischen den Anschlüssen der Statorwicklung Lu auf Vb veranlasst eine abrupte Verringerung des elektrischen Stroms I, der durch die Statorwicklung Lu fließt. Die ab rupte Verringerung des elektrischen Stroms I verringert die gegenelektromotorische Kraft, die zwischen den An schlüssen der Statorwicklung Lu erzeugt wird, und schal tet beide Dioden D8 und D0 aus. Dies schneidet den Fluss des elektrischen Stroms I ab.If both transistor T4 and transistor T0 are subsequently turned off, the path of influence from transistor T4 to transistor T0 via the sta gate winding Lu flowing electrical current through the Transistor T4 cut off and the outflow is 08019 00070 552 001000280000000200012000285910790800040 0002010006191 00004 07900ss path of the electrical current through transistor T0 At this time, the stator winding uses Lu the magnetic energy stored in it and generates between their connections a counter electromotive Power to maintain the flow of electrical current hold. The potential at the common connection point N thus drops abruptly, whereas the potential at the Terminal u1 of the U-phase stator winding Lu abruptly on increases. If the potential at the common connection point N equals the potential at the negative terminal the DC power supply B1, i.e. H. equal to that Becomes ground potential, the diode D8 turns on, so that the electrical current I through a new outflow path to flow through the diode D8 instead of the transistor T4 can start. If the potential at connection u1 equal to the potential at the positive connection of the equal power supply B1, d. H. equal to the performance supply voltage Vb, the diode D0 turned on to allow the e electric current through a new outflow path across the Diode D0 instead of flowing over the transistor T0 begins. The electrical current flows accordingly the mass to the stator winding Lu via the diode D8 and continue to the positive connection of the DC power supply supply B1 via diode D0. Since the potential at the ge common connection point N to the ground potential falls and the potential at connection u1 of the stator winding Lu to the power supply voltage Vb increases, the voltage V between the terminals of the Stator winding Lu equal to Vb. The rise in voltage V between the terminals of the stator winding Lu on Vb causes an abrupt reduction in electrical Current I, which flows through the stator winding Lu. The off rupte reduction in electrical current I reduced the counterelectromotive force that exists between the An closing the stator winding Lu is generated, and stale detects both diodes D8 and D0. This cuts the river of the electrical current I from.
Der Einschaltvorgang sowohl des Transistors T4 der ge meinsamen Antriebseinheit 34 und des Transistors T0 der U-Phasen-Antriebseinheit U1 verringert die Spannung V zwischen den Anschlüssen der entsprechenden U-Phasen- Statorwicklung Lu auf -Vb umgekehrt zu dem Fall gemäß Fig. 5 und bewirkt dadurch ein Fließen des elektrischen Stroms I durch die Statorwicklung Lu. Der darauffolgende Ausschaltvorgang sowohl des Transistors T4 als auch des Transistors T0 erhöht die Spannung V zwischen den An schlüssen der Statorwicklung Lu auf Vb und bewirkt da durch eine abrupte Verringerung des durch die Stator wicklung Lu fließenden elektrischen Stroms I auf null. Die Statorwicklung Lu erzeugt im Ansprechen auf den Ein schaltvorgang sowohl des Transistors T4 als auch des Transistors T0 ein magnetisches Feld und stoppt unmittel bar die Erzeugung des magnetischen Felds im Ansprechen auf den Ausschaltvorgang sowohl des Transistors T4 als auch des Transistors T0. Dies gewährleistet die Erzeugung eines optimalen umlaufenden magnetischen Felds.The switching on of both the transistor T4 of the common drive unit 34 and the transistor T0 of the U-phase drive unit U1 reduces the voltage V between the connections of the corresponding U-phase stator winding Lu to -Vb in the opposite direction to that in FIG. 5 and causes thereby flowing the electric current I through the stator winding Lu. The subsequent turn-off of both the transistor T4 and the transistor T0 increases the voltage V between the connections of the stator winding Lu to Vb and thus causes an abrupt reduction in the electrical current I flowing through the stator winding Lu to zero. The stator winding Lu generates a magnetic field in response to the switching on of both the transistor T4 and the transistor T0 and immediately stops the generation of the magnetic field in response to the switching off of both the transistor T4 and the transistor T0. This ensures the generation of an optimal rotating magnetic field.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Vorgänge der V- Phasen-Antriebseinheit V1 und der W-Phasen- Antriebseinheit W1 identisch zu dem Vorgang der U-Phasen- Antriebseinheit U1, weshalb deren Beschreibung an dieser Stelle entfällt.As described above, the processes of the V- Phase drive unit V1 and the W-phase Drive unit W1 identical to the process of the U-phase Drive unit U1, which is why their description on this Job not applicable.
Wie vorstehend beschrieben zeigt das in Fig. 8 darge stellte Gerät 31 zum Antrieb und zur Steuerung des Reluk tanzmotors 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, das den Aufbau mit den vertauschten Positionen des Transis tors und der Diode in den jeweiligen Antriebseinheiten aufweist, dieselben Wirkungen wie die des in Fig. 5 ge zeigten Geräts 30 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.As described above, the device 31 shown in FIG. 8 for driving and controlling the reluctance motor 10 according to the fourth embodiment, which has the structure with the transposed positions of the transistor and the diode in the respective drive units, shows the same effects as that of the device 30 shown in FIG. 5 according to the third embodiment.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele oder deren Abänderungen beschränkt, sondern es können andere Abänderungen, Veränderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Umfangs der wesentli chen Eigenschaften der Erfindung durchgeführt werden.The invention is not based on those described above Limited embodiments or their modifications, but there can be other changes, changes and Modifications without leaving the scope of the essential Chen properties of the invention are carried out.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Dreiphasen-Reluktanzmotor 10 als Reluktanzmotor verwendet. Jedoch kann ein Vierphasen- oder ein anderer Mehrphasen-Reluktanzmotor den Dreiphasen-Reluktanzmotor 10 ersetzen. In diesen Fällen sollte die Anzahl der An triebseinheiten entsprechend zu den Anstieg der Phasen zahl erhöht werden. In the above-described embodiments, the three-phase reluctance motor 10 is used as a reluctance motor. However, a four-phase or other multi-phase reluctance motor can replace the three-phase reluctance motor 10 . In these cases, the number of drive units should be increased in accordance with the increase in the number of phases.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden Transistoren als Schaltelemente der jeweiligen An triebseinheiten verwendet und werden Dioden als Gleich richterelemente verwendet. Jedoch können andere bekannte Halbleiterelemente die Transistoren und die Dioden erset zen.In the exemplary embodiments described above are transistors as switching elements of the respective type Drive units are used and diodes are the same judge elements used. However, other known ones Semiconductor elements replace the transistors and diodes Zen.
Weder der Gleichspannungswandler 24 gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel von Fig. 1 noch der Gleichspannungs wandler 26 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ist auf den veranschaulichten Aufbau beschränkt. Jeder andere Aufbau kann anwendbar sein, solange dieser eine Spannung größer als null und niedriger als die Leis tungsversorgungsspannung erzeugen kann.Neither the DC-DC converter 24 according to the first OFF operation example of Fig. 1 nor the DC converter 26 according to the second embodiment of Fig. 4 is limited to the illustrated construction. Any other structure may be applicable as long as it can generate a voltage greater than zero and lower than the power supply voltage.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind in den jeweiligen Statorwicklungen Lu, Lv und Lw Strommesseinrichtungen vorgesehen, wenn es erforderlich ist, die durch die Statorwicklungen Lu, Lv und Lw des Re luktanzmotors 10 fließenden elektrischen Ströme mit hoher Genauigkeit zu steuern bzw. regeln. Die Steuereinrichtung 22 steuert die Einschalt-Ausschaltbedingungen der Tran sistoren der jeweiligen Antriebseinheiten entsprechend den beobachteten elektrischen Strömen, damit ein geeigne tes Einschalt-Ausschaltverhältnis (Tastverhältnis) er reicht wird.According to the above-described embodiments, current measuring devices are provided in the respective stator windings Lu, Lv and Lw when it is necessary to control or regulate the electric currents flowing through the stator windings Lu, Lv and Lw of the reactance motor 10 with high accuracy. The control device 22 controls the switch-on-off conditions of the transistors of the respective drive units in accordance with the observed electrical currents, so that a suitable switch-on / switch-off ratio (duty cycle) is achieved.
Wie vorstehend beschrieben, erzeugt in einem erfindungs gemäßem Gerät zum Antrieb und zur Steuerung eines Reluk tanzmotors eine Gleichstromleistungsversorgung (B1) eine Gleichspannung als Leistungsversorgungsspannung Vb zwi schen einem Plusanschluss und einem Minusanschluss. Ein Gleichspannungswandler (24) erzeugt eine Spannung kVb, die die k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung Vb ist, wobei 0 < k < 1 gilt, und legt die Spannung (kVb) an einen gemeinsamen Verbindungspunkt N des Reluktanzmo tors 10 an, an dem jeweilige eine Enden der U-Phasen-, V- Phasen- und W-Phasen-Statorwicklungen (Lu, Lv und Lw) miteinander verbunden sind. In jeder einer U-Phasen- Antriebseinheit, einer V-Phasenantriebseinheit und einer W-Phasenantriebseinheit, die jeweils der U-Phasen- Statorwicklung (Lu), der V-Phasen-Statorwicklung (Lv) und der W-Phasen-Statorwicklung (Lw) entsprechen, verringert ein Einschaltvorgang eines internen Transistors (T0, T1 oder T2) eine Spannung zwischen den Anschlüssen der ent sprechenden Statorwicklung (Lu, Lv oder Lw) auf -(1 - k)Vb, damit ein Fluss des elektrischen Stroms durch die ent sprechende Statorwicklung (Lu, Lv oder Lw) bewirkt wird. Ein darauffolgender Ausschaltvorgang des internen Tran sistors (T0, T1 oder T2) erhöht die Spannung zwischen den Anschlüssen der entsprechenden Statorwicklung (Lu, Lv o der Lw) auf kVb, damit eine abrupte Verringerung des Flusses des elektrischen Stroms durch die Statorwicklung (Lu, Lv oder Lw) auf null bewirkt wird. Diese Anordnung der Erfindung verringert die Anzahl der Schaltelemente, die in dem gesamten Gerät zum Antrieb und zur Steuerung des Reluktanzmotors erforderlich sind, sowie die Anzahl der Verbindungsleitungen deutlich, die zur Verbindung des Reluktanzmotors mit dem Gerät zum Antrieb und zur Steue rung des Reluktanzmotors erforderlich sind.As described above, in a device according to the invention for driving and controlling a reluctance motor, a direct current power supply (B1) generates a direct voltage as the power supply voltage Vb between a positive connection and a negative connection. A DC-DC converter ( 24 ) generates a voltage kVb, which is k times the voltage of the power supply voltage Vb, where 0 <k <1, and applies the voltage (kVb) to a common connection point N of the reluctance motor 10 , at the respective one ends of the U-phase, V-phase and W-phase stator windings (Lu, Lv and Lw) are connected together. In each of a U-phase drive unit, a V-phase drive unit and a W-phase drive unit, each of the U-phase stator winding (Lu), the V-phase stator winding (Lv) and the W-phase stator winding (Lw) correspond, a turn-on of an internal transistor (T0, T1 or T2) reduces a voltage between the terminals of the corresponding stator winding (Lu, Lv or Lw) to - (1 - k) Vb, so that a flow of electrical current through the corresponding Stator winding (Lu, Lv or Lw) is effected. A subsequent switch-off of the internal transistor (T0, T1 or T2) increases the voltage between the connections of the corresponding stator winding (Lu, Lv o der Lw) to kVb, so that an abrupt reduction in the flow of electrical current through the stator winding (Lu, Lv or Lw) is brought to zero. This arrangement of the invention significantly reduces the number of switching elements that are required in the entire device for driving and controlling the reluctance motor and the number of connecting lines that are required for connecting the reluctance motor to the device for driving and controlling the reluctance motor .
Claims (5)
einer Gleichstromleistungsversorgung (B1), die eine vorbestimmte Gleichspannung als Leistungsspannung zwi schen einem Plusanschluss und einem Minusanschluss davon erzeugt,
einer Spannungswandlereinheit (24), die einen An schluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung, der mit je weiligen ersten Anschlüssen der zumindest dreiphasige Statorwicklungen (Lu, Lv, Lw) verbunden ist, und ein ers tes Gleichrichterelement (D6) aufweist, das zwischen dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung (B1) und dem Anschluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung angeordnet ist, wobei eine k-fache Spannung der Leis tungsversorgungsspannung mit 0 < k < 1, die aus der Leis tungsversorgungsspannung erzeugt wird, aus dem Anschluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung ausgegeben wird und jeweils an die ersten Anschlüsse der zumindest dreiphasi ge Statorwicklungen angelegt wird,
einer Vielzahl von Antriebseinheiten (U1, V1, W1), die jeweils den zumindest dreiphasigen Statorwicklungen entsprechen, wobei jede der Antriebseinheiten ein Schalt element (T0, T1, T2), bei dem ein Ende mit dem Minusan schluss der Gleichstromleistungsversorgung (B1) verbunden ist, und ein zweites Gleichrichterelement (D0, D2, D4) aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des Schaltelements verbunden ist, und das andere Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung (B1) verbunden ist, wobei ein Verbindungspunkt des Schaltele ments und des Gleichrichterelements mit einem zweiten An schluss (U1, V1, W1) der entsprechenden Statorwicklung (Lu, Lv, Lw) verbunden ist, wobei ein Einschalt- Ausschaltvorgang des Schaltelements jedes der Antriebs einheiten ein Potential an dem zweiten Anschluss der ent sprechenden Statorwicklung variiert, damit ein intermit tierender Fluss des elektrischen Stroms durch die ent sprechende Statorwicklung bewirkt wird, und
einer Steuereinrichtung (22), die zum Antrieb des Reluktanzmotors (10) die Einschalt-Ausschaltbedingungen der jeweiligen Schaltelemente (T0, T1, T2) der Vielzahl der Antriebseinheiten entsprechend dem Drehwinkel einer Drehwelle des Reluktanzmotors (10) steuert.1. Device for driving and controlling a reluctance motor ( 10 ) having at least three-phase stator windings (Lu, Lv, Lw) on a stator
a direct current power supply (B1) which generates a predetermined direct voltage as the power voltage between a positive connection and a negative connection thereof,
a voltage converter unit ( 24 ), which has a connection for outputting the converted voltage, which is connected to respective first connections of the at least three-phase stator windings (Lu, Lv, Lw), and a first rectifier element (D6) which is between the minus connection the DC power supply (B1) and the connector for outputting the converted voltage is arranged, wherein a k-fold voltage of the power supply voltage with 0 <k <1, which is generated from the power supply voltage, is output from the connector for outputting the converted voltage and is applied to the first connections of the at least three-phase stator windings,
a plurality of drive units (U1, V1, W1), each corresponding to the at least three-phase stator windings, each of the drive units being a switching element (T0, T1, T2) in which one end is connected to the minus connection of the DC power supply (B1) , and a second rectifier element (D0, D2, D4), one end of which is connected to the other end of the switching element and the other end of which is connected to the positive terminal of the DC power supply (B1), a connecting point of the switching element and the Rectifier element is connected to a second connection (U1, V1, W1) of the corresponding stator winding (Lu, Lv, Lw), a switch-on / switch-off operation of the switching element of each of the drive units varying a potential at the second connection of the corresponding stator winding, so that an intermittent flow of electric current is effected through the corresponding stator winding, and
a control device (22) that the switch-off conditions controls the respective switching elements (T0, T1, T2) of the plurality of drive units corresponding to the rotational angle of a rotary shaft of the reluctance motor (10) for driving of the reluctance motor (10).
einer Gleichstromleistungsversorgung (B1), die eine vorbestimmte Gleichspannung als Leistungsspannung zwi schen einem Plusanschluss und einem Minusanschluss davon erzeugt,
einer Spannungswandlereinheit (26), die einen An schluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung aufweist, der mit jeweiligen ersten Anschlüssen der zumindest drei Phasen-Statorwicklungen (Lu, Lv, Lw) verbunden ist, und ein erstes Gleichrichterelement (D6) aufweist, das zwi schen dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversor gung (B1) und dem Anschluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung angeordnet ist, wobei eine k-fache Spannung der Leistungsversorgungsspannung mit 0 < k < 1, die aus der Leistungsversorgungsspannung erzeugt wird, aus dem An schluss zur Ausgabe der gewandelten Spannung ausgegeben wird und jeweils an die ersten Anschlüsse der zumindest dreiphasigen Statorwicklungen angelegt wird,
einer Vielzahl von Antriebseinheiten (U1, V1, W1) die jeweils den zumindest dreiphasigen Statorwicklungen entsprechen, wobei jede der Antriebseinheiten ein Schalt element (T0, T1, T2), bei dem ein Ende mit dem Plusan schluss der Gleichstromleistungsversorgung (B1) verbunden ist, und ein zweites Gleichrichterelement (D0, D2, D4) aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des Schaltelements verbunden ist und das andere Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbun den ist, wobei ein Verbindungspunkt des Schaltelements und des Gleichrichterelements mit einem zweiten Anschluss (U1, V1, W1) der entsprechenden Statorwicklung (Lu, Lv, Lw) verbunden ist, wobei ein Einschalt-Ausschaltvorgang des Schaltelements jedes der Antriebseinheiten ein Poten tial an dem zweiten Anschluss der entsprechenden Stator wicklung variiert, damit ein intermittierender Fluss des elektrischen Stroms durch die entsprechende Stator wicklung bewirkt wird, und
einer Steuereinrichtung (22), die zum Antrieb des Reluktanzmotors (10) die Einschalt-Ausschaltbedingungen der jeweiligen Schaltelemente der Vielzahl der Antriebs einheiten entsprechend dem Drehwinkel einer Drehwelle des Reluktanzmotors (10) steuert.2. Device for driving and controlling a reluctance motor ( 10 ) having at least three-phase stator windings (Lu, Lv, Lw) on a stator
a direct current power supply (B1) which generates a predetermined direct voltage as the power voltage between a positive connection and a negative connection thereof,
a voltage converter unit ( 26 ), which has a connection for outputting the converted voltage, which is connected to respective first connections of the at least three phase stator windings (Lu, Lv, Lw), and has a first rectifier element (D6) which between the positive connection of the direct current power supply (B1) and the connection for outputting the converted voltage is arranged, wherein a k-fold voltage of the power supply voltage with 0 <k <1, which is generated from the power supply voltage, from the connection for outputting the converted voltage is output and applied to the first connections of the at least three-phase stator windings,
a plurality of drive units (U1, V1, W1), each of which corresponds to the at least three-phase stator windings, each of the drive units being a switching element (T0, T1, T2) in which one end is connected to the positive connection of the DC power supply (B1), and a second rectifier element (D0, D2, D4) having one end connected to the other end of the switching element and the other end connected to the minus terminal of the DC power supply, a connection point of the switching element and the rectifying element having a second terminal (U1, V1, W1) of the corresponding stator winding (Lu, Lv, Lw) is connected, wherein an on-off operation of the switching element of each of the drive units varies a potential at the second terminal of the corresponding stator winding, so that an intermittent flow of the electric current is caused by the corresponding stator winding, and
a control device (22) of the plurality of drive units corresponding to the rotational angle of a rotary shaft of the reluctance motor (10) controls to drive the reluctance motor (10) reaches the switch-off conditions of the respective switching elements.
einer Gleichstromleistungsversorgung (B1), die eine vorbestimmte Gleichspannung als Leistungsspannung zwi schen einem Plusanschluss und einem Minusanschluss davon erzeugt,
einer ersten Antriebseinheit (32), die ein erstes Schaltelement (T4), bei dem ein Ende mit dem Minusan schluss der Gleichstromleistungsversorgung (B1) verbunden ist, und ein erstes Gleichrichterelement (D8) aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des Schaltelements verbunden ist und das andere Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, wobei ein Verbindungspunkt des ersten Schaltelements und des ersten Gleichrichterelements mit jeweiligen ersten An schlüssen der zumindest dreiphasigen Statorwicklungen (Lu, Lv, Lw) verbunden ist, wobei ein Einschalt- Ausschaltvorgang des ersten Schaltelements (T4) ein Po tential an den jeweiligen ersten Anschlüssen der zumin dest dreiphasigen Statorwicklungen variiert,
einer Vielzahl zweiter Antriebseinheiten (U2, V2, W2), die jeweils den zumindest dreiphasigen Stator wicklungen entsprechen, wobei jede der zweiten Antriebs einheiten ein zweites Schaltelement (T0, T1, T2), bei dem ein Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstromleistungs versorgung (B1) verbunden ist, und ein zweites Gleich richterelement (D0, D2, D4) aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des zweiten Schaltelements verbunden ist und das andere Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, wobei ein Verbindungspunkt des Schaltelements und des Gleichrich terelements mit einem zweiten Anschluss (U1, V1, W1) der entsprechenden Statorwicklung (Lu, Lv, Lw) verbunden ist, wobei ein Einschalt-Ausschaltvorgang des Schaltelements jedes der Antriebseinheiten (U2, V2, W2) ein Potential an dem zweiten Anschluss der entsprechenden Statorwicklung variiert, und
einer Steuereinrichtung (22), die die Einschalt- Ausschaltbedingungen der jeweiligen ersten und zweiten Schaltelemente der ersten Antriebseinheit (32) und der Vielzahl der zweiten Antriebseinheiten (U2, V2, W2) ent sprechend dem Drehwinkel einer Drehwelle des Reluktanzmo tors (10) steuert, so das ein intermittierender Fluss des elektrischen Stroms durch jede der zumindest dreiphasigen Statorwicklungen (Lu, Lv, Lw) bewirkt wird und dadurch der Reluktanzmotor (10) angetrieben wird.3. Device for driving and controlling a reluctance motor ( 10 ) having at least three-phase stator windings (Lu, Lv, Lw) on a stator
a direct current power supply (B1) which generates a predetermined direct voltage as the power voltage between a positive connection and a negative connection thereof,
a first drive unit ( 32 ) having a first switching element (T4), in which one end is connected to the negative connection of the direct current power supply (B1), and a first rectifying element (D8), in which one end is connected to the other end of the switching element is connected and the other end is connected to the positive connection of the DC power supply, a connection point of the first switching element and the first rectifier element being connected to respective first connections of the at least three-phase stator windings (Lu, Lv, Lw), with a switch-on-switch-off process of the first Switching element (T4) varies a potential at the respective first connections of the at least three-phase stator windings,
a plurality of second drive units (U2, V2, W2), each of which corresponds to the at least three-phase stator windings, each of the second drive units having a second switching element (T0, T1, T2) with one end connected to the positive connection of the DC power supply (B1 ) is connected, and has a second rectifier element (D0, D2, D4) in which one end is connected to the other end of the second switching element and the other end is connected to the negative terminal of the DC power supply, a connection point of the switching element and the Rectifier terelements is connected to a second connection (U1, V1, W1) of the corresponding stator winding (Lu, Lv, Lw), with a switch-on-switch-off process of the switching element of each of the drive units (U2, V2, W2) having a potential at the second connection corresponding stator winding varies, and
a control device ( 22 ) which controls the switch-on-switch-off conditions of the respective first and second switching elements of the first drive unit ( 32 ) and the plurality of second drive units (U2, V2, W2) corresponding to the angle of rotation of a rotary shaft of the reluctance motor ( 10 ), so that an intermittent flow of the electric current through each of the at least three-phase stator windings (Lu, Lv, Lw) is effected and thereby the reluctance motor ( 10 ) is driven.
einer Gleichstromleistungsversorgung (B1), die eine vorbestimmte Gleichspannung als Leistungsspannung zwi schen einem Plusanschluss und einem Minusanschluss davon erzeugt,
einer ersten Antriebseinheit (34), die ein erstes Schaltelement (T4), bei dem ein Ende mit dem Plusan schluss der Gleichstromleistungsversorgung (B1) verbunden ist, und ein erstes Gleichrichterelement (D8) aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des Schaltelements verbunden ist und das andere Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung verbunden ist, wobei ein Verbindungspunkt des ersten Schaltelements und des ersten Gleichrichterelements mit jeweiligen ersten An schlüssen der zumindest dreiphasigen Statorwicklungen (Lu, Lv, Lw) verbunden ist, wobei ein Einschalt- Ausschaltvorgang des ersten Schaltelements (T4) ein Po tential an den jeweiligen ersten Anschlüssen der zumin dest dreiphasigen Statorwicklungen variiert,
einer Vielzahl zweiter Antriebseinheiten (U1, V1, W1), die jeweils den zumindest drei Phasen-Statorwicklung entsprechen, wobei jede der zweiten Antriebseinheiten ein zweites Schaltelement (T0, T1, T2), bei dem ein Ende mit dem Minusanschluss der Gleichstromleistungsversorgung (B1) verbunden ist, und ein zweites Gleichrichterelement (D0, D2, D4) aufweist, bei dem ein Ende mit dem anderen Ende des zweiten Schaltelements verbunden ist und das an dere Ende mit dem Plusanschluss der Gleichstromleistungs versorgung verbunden ist, wobei ein Verbindungspunkt des Schaltelements und des Gleichrichterelements mit einem zweiten Anschluss (U1, V1, W1) der entsprechenden Stator wicklung (Lu, Lv, Lw) verbunden ist, wobei ein Einschalt- Ausschaltvorgang des Schaltelements jedes der Antriebs einheiten (U2, V2, W2) ein Potential an dem zweiten An schluss der entsprechenden Statorwicklung variiert, und
einer Steuereinrichtung (22), die die Einschalt- Ausschaltbedingungen der jeweiligen ersten und zweiten Schaltelemente der ersten Antriebseinheit und der Viel zahl der zweiten Antriebseinheiten entsprechend dem Dreh winkel einer Drehwelle des Reluktanzmotors (10) steuert, so das ein intermittierender Fluss des elektrischen Stroms durch jede der zumindest dreiphasigen Stator wicklungen (Lu, Lv, Lw) bewirkt wird und dadurch der Re luktanzmotor (10) angetrieben wird.4. Device for driving and controlling a reluctance motor ( 10 ) having at least three-phase stator windings (Lu, Lv, Lw) on a stator
a direct current power supply (B1) which generates a predetermined direct voltage as the power voltage between a positive connection and a negative connection thereof,
a first drive unit ( 34 ) having a first switching element (T4), in which one end is connected to the positive connection of the DC power supply (B1), and a first rectifying element (D8), in which one end is connected to the other end of the switching element is connected and the other end is connected to the minus connection of the DC power supply, a connection point of the first switching element and the first rectifier element being connected to respective first connections of the at least three-phase stator windings (Lu, Lv, Lw), with a switch-on-switch-off process of the first Switching element (T4) varies a potential at the respective first connections of the at least three-phase stator windings,
a plurality of second drive units (U1, V1, W1), each corresponding to the at least three phase stator winding, each of the second drive units having a second switching element (T0, T1, T2), one end of which has the negative connection of the DC power supply (B1) is connected, and has a second rectifier element (D0, D2, D4) in which one end is connected to the other end of the second switching element and the other end is connected to the positive terminal of the DC power supply, a connection point of the switching element and the Rectifier element is connected to a second terminal (U1, V1, W1) of the corresponding stator winding (Lu, Lv, Lw), with a switch-on / switch-off process of the switching element of each of the drive units (U2, V2, W2) having a potential at the second on conclusion of the corresponding stator winding varies, and
a control device ( 22 ) which controls the turn-on-turn-off conditions of the respective first and second switching elements of the first drive unit and the number of the second drive units according to the rotation angle of a rotating shaft of the reluctance motor ( 10 ), so that an intermittent flow of the electric current through each the at least three-phase stator windings (Lu, Lv, Lw) is effected and thereby the re luctance motor ( 10 ) is driven.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3383699 | 1999-02-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10006191A1 true DE10006191A1 (en) | 2000-09-28 |
Family
ID=12397585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10006191A Ceased DE10006191A1 (en) | 1999-02-12 | 2000-02-11 | Drive device for controlling a reluctance motor comprises reluctance motor with phase drive units having DC voltage converter in parallel between connections of a power source and noise suppression capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10006191A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1265349A1 (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-11 | Switched Reluctance Drives Limited | Controling of a switched reluctance motor |
US7208906B2 (en) | 2003-05-07 | 2007-04-24 | Switched Reluctance Drives Limited | Excitation of switched reluctance motors |
-
2000
- 2000-02-11 DE DE10006191A patent/DE10006191A1/en not_active Ceased
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1265349A1 (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-11 | Switched Reluctance Drives Limited | Controling of a switched reluctance motor |
US7208906B2 (en) | 2003-05-07 | 2007-04-24 | Switched Reluctance Drives Limited | Excitation of switched reluctance motors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60023317T2 (en) | CONTROL OF AN ELECTRICAL RELEASE MACHINE | |
DE69716086T2 (en) | ELECTRICAL MACHINES | |
DE69429203T2 (en) | Electronically commutated single phase motor system and method | |
DE69625119T2 (en) | Power plant | |
EP2267883B1 (en) | Method and control system for controlling a brushless electric motor | |
DE69732119T2 (en) | DC POWER PERMANENT MAGNET WITH INTEGRATED REGULATION OF RECONFIGURABLE WINDING | |
DE69100430T2 (en) | Synchronous induction motor with double stator. | |
EP1538736A2 (en) | Drive system | |
EP0643473B1 (en) | Device for a collectorless dc motor commutated with a semiconductor device | |
DE19838296A1 (en) | Dual voltage power supply for an on-board vehicle mains supply, includes a current generator that is coupled to the a battery and a rectifier/convertor arrangement | |
DE69000330T2 (en) | ELECTRIC GENERATOR STARTER DEVICE, IN PARTICULAR APPLICATION AS A GENERATOR AND STARTER FOR MOTOR VEHICLES. | |
DE69121697T2 (en) | DC MOTOR | |
DE69838358T2 (en) | Electronically commutated motor | |
DE69206503T2 (en) | HIGH-SPEED DC MOTOR. | |
DE69803885T2 (en) | CONTROL DEVICE FOR ELECTRIC MOTORS | |
DE102017105321A1 (en) | A brushless two-phase AC motor control system, motor system having the same and a method of controlling a two-phase brushless AC motor | |
DE10006191A1 (en) | Drive device for controlling a reluctance motor comprises reluctance motor with phase drive units having DC voltage converter in parallel between connections of a power source and noise suppression capacitor | |
DE69227891T2 (en) | HIGH-SPEED MOTOR | |
EP1427095B1 (en) | Electronically commutated electric motor | |
DE2314259A1 (en) | COLLECTORLESS DC MOTOR | |
DE3202968A1 (en) | CONTROL DEVICE | |
DE10032896A1 (en) | Method of operating a brushless DC motor | |
DE2452082A1 (en) | COLLECTORLESS DC MOTOR WITH SINGLE STATOR WINDING | |
EP0802613A2 (en) | Multi-phase, brushless DC motor | |
EP0190240B1 (en) | Collector-free direct current motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |