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DE4116254A1 - Steuereinrichtung zum steuern eines buerstenlosen gleichstrommotors - Google Patents

Steuereinrichtung zum steuern eines buerstenlosen gleichstrommotors

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Publication number
DE4116254A1
DE4116254A1 DE4116254A DE4116254A DE4116254A1 DE 4116254 A1 DE4116254 A1 DE 4116254A1 DE 4116254 A DE4116254 A DE 4116254A DE 4116254 A DE4116254 A DE 4116254A DE 4116254 A1 DE4116254 A1 DE 4116254A1
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DE
Germany
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pulse signal
control device
frequency
motor
control
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
Application number
DE4116254A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Ohi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zexel Corp filed Critical Zexel Corp
Publication of DE4116254A1 publication Critical patent/DE4116254A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrommotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 12.
Es ist eine Steuereinrichtung für bürsten- oder kollektor­ lose Gleichstrommotore bekannt, in welcher die Drehzahl ei­ nes bürstenlosen Gleichstrommotors entsprechend dem Tast­ verhältnis (duty cycle) eines Steuerimpulssignals zum Steuern der Erregerströme gesteuert wird, welche durch die Erreger­ spulen oder -wicklungen des Motors entsprechend dem Muster bzw. Verlauf des Steuerimpulssignals fließen. Diese Art Steu­ ereinrichtung weist eine Anzahl Schalttransistoren zum Steu­ ern der Ansteuerspannung und des -stroms auf, welche impuls­ weise an die Erregerwicklungen des Motors angelegt werden, und das Verhältnis bzw. der Anteil des leitenden Zustands der Schalttransistoren wird entsprechend einem Steuerimpulssignal gesteuert, wodurch die Pegel der Spannung und des Stroms, welche an die Erregerwicklungen angelegt werden, entsprechend dem Tastverhältnis des Steuerimpulssignals reguliert werden.
In der vorerwähnten Steuereinrichtung muß die Schaltgeschwin­ digkeit der Schalttransistoren so schnell sein, um eine gleichmäßige Rotation des bürstenlosen Gleichstrommotors zu erhalten. Jedoch erzeugt die Energie, welche von den Schalt­ transistoren verbraucht worden ist, wenn sie in ihrem Schalt­ zustand geändert werden Wärme in einer Menge, welche pro­ portional der Schaltgeschwindigkeit der Schalttransistoren ist. Folglich kann durch einen hochschnellen Schaltbetrieb der Schalttransistoren die Temperatur der Schalttransistoren erhöht werden, wodurch die Schalttransistoren durchbrennen konnen.
Gemäß der Erfindung soll daher eine Steuereinrichtung zum Steuern von bürstenlosen oder kollektorlosen Gleichstrommo­ toren geschaffen werden, bei welcher verhindert ist, daß die Schalttransistoren zum Steuern des Erregerstroms sich über­ hitzen oder durchbrennen. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Steuereinrichtung zum Steuern eines bürstenlosen Gleich­ strommotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 12 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des jeweiligen Anspruchs erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegen­ stand der auf diese Ansprüche unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen Unteransprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Steuereinrichtung einen Positionssensor zum Feststellen einer Drehstellung des Rotors des Motors, eine Schaltanord­ nung, um wahlweise Erregerstrom einer Anzahl Spulen oder Wicklungen zuzuführen, welche auf der Starterseite des Mo­ tors angeordnet sind, eine Einstelleinrichtung zum Einstellen einer gewünschten eingestellten Drehzahl des Motors, eine Fühleinrichtung zum Fühlen der Temperatur der Schalttransisto­ ren der Schaltanordnung, und eine Steuereinrichtung auf, wel­ che auf den Positionssensor zum Steuern der Schaltanordnung anspricht, um den Erregerstrom, welcher für ein Drehen des Motors notwendig ist, den Spulen oder Wicklungen zuzuführen.
Eine solche Steuereinrichtung weist ferner eine Erzeugungs­ einrichtung auf, welche auf die Einstell- und die Fühlein­ richtung anspricht, um ein Impulssignal zu erzeugen, dessen Tastverhältnis (duty cycle) zu der durch die Einstellein­ richtung eingestellten Bedingung in Beziehung steht, und des­ sen Frequenz zu der Temperatur in Beziehung gebracht ist, welche mittels der Fühleinrichtung gefühlt worden ist. Das Impulssignal wird an eine Stromzuführeinrichtung zum Steuern des Erregerstroms in einer Weise angelegt, damit dieser ent­ sprechend dem Verlauf des Impulssignals zugeführt wird. Da die Frequenz des Impulssignals in Relation zu der Temperatur der Schalttransistoren festgelegt wird, kann die Frequenz des Impulssignals so reguliert werden, daß die Temperatur der Schalttransistoren der Schaltanordnung einen vorgeschriebenen Pegel nicht überschreitet. Folglich wird ein gleichmäßiger ruhiger Betrieb des Motors in einer Weise erhalten, daß da­ durch sichergestellt wird, daß die Schalttransistoren sich nicht überhitzen oder durchbrennen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnun­ gen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform einer Steuereinrichtung zum Steuern von bürstenlosen Gleichstrommotoren gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausfüh­ rungsform einer Steuereinrichtung zum Steuern von bürstenlosen Gleichstrommotoren gemäß der Erfin­ dung;
Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Steuerprogramms zum Steuern der Arbeitsweise des in Fig. 2 dargestellten Mo­ tors, welches Steuerprogramm in einem Mikrocompu­ tersystem in der Steuereinheit der Fig. 2 ausgeführt ist;
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines anderen Steuerprogramms zum Steuern der Arbeitsweise des in Fig. 2 darge­ stellten Motors, welches Programm in dem Mikro­ computersystem in der Steuereinheit der Fig. 2 ausgeführt ist, und
Fig. 5 eine Kennlinie, welche zum Bestimmen der Frequenz des Erregerstroms in dem Steuerprogramm der Fig. 4 verwendet wird.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Steuereinrichtung 1 zum Steuern eines bürsten- oder kollektor­ losen Gleichstrommotors 2 dargestellt. In dieser Ausführungs­ form ist der bürstenlose Gleichstrommotor 2 ein Dreiphasen- Motor bekannter Ausführung, welcher einen Stator 2d mit drei Erregerwicklungen 2a bis 2c und einen Magnet-Rotor 2e auf­ weist.
Die Steuereinrichtung 1 ist mit einer Schaltanordnung 3 be­ kannter Ausführung versehen, um wahlweise Erregerstrom an den Erregerwicklungen 2a bis 2c in herkömmlicher Weise anzulegen, und die Schaltanordnung 3 hat Schalttransistoren 3a bis 3f, welche so, wie in Fig. 1 dargestellt, miteinander verbunden und geschaltet sind. Zum Feststellen der Drehstellung des Magnet-Rotors oder der Richtung dessen magnetischer Polarität ist ein Positionssensor 4 mit drei Hallelementen 4a bis 4c in den Motor 2 eingesetzt. Die Hallelemente 4a bis 4c arbei­ ten mit dem Magnet-Rotor 2e des Motors 2 zusammen, um elek­ trische Spannungssignale zu erzeugen, welche die Drehstellung des Magnet-Rotors 2e anzeigen. Eine herkömmliche Gleichstrom- Vormagnetisierungsschaltung, um einen Gleichstrom-Vormagne­ tisierungsstrom an diesen Hallelementen 4a bis 4c zu erzeugen, ist in dem Positionssensor 4 vorgesehen, in Fig. 1 jedoch zur Vereinfachung der Schaltung weggelassen worden.
Die elektrischen Spannungssignale, welche durch die Hallele­ mente 4a bis 4c des Positionssensors 4 erzeugt werden, werden an eine Steuereinheit 5 angelegt, durch welche eine Gruppe von Steuersignalen CS zum selektiven Ansteuern der Schalttran­ sistoren 3a bis 3f an den Ausgangsleitungen 5a bis 5f der Steuereinheit 5 erzeugt werden, wodurch der Erregerstrom, der zum Fortführen der Drehbewegung des Magnet-Rotors not­ wendig ist, der Reihe nach von der (nicht dargestellten) Ener­ giequelle den Erregerwicklungen zu einer entsprechenden Zeit in herkömmlicher Weise zugeführt werden kann.
Zum Steuern der Drehzahl des Motors 2 entsprechend dem Tast­ verhältnis eines Steuerimpulssignals PS, welches von einer Steuerimpulssignale erzeugenden Einheit 6 zugeführt wird, hat die Steuereinheit 1 eine Stromsteuerschaltung 12 mit UND- Gliedern 13 bis 15, die jeweils einen Eingangsanschluß haben, welcher das Steuerimpulssignal PS erhält. Die anderen Ein­ gangsanschlüsse der UND-Glieder 13 bis 15 sind mit den Aus­ gangsleitungen 5b, 5d und 5f verbunden, und die Ausgangssig­ nale der UND-Glieder 13 bis 15 werden an die Gate-Elektroden der Schalttransistoren 3b, 3d bzw. 3f angelegt. Die Ausgangs­ leitungen 5a, 5c und 5e sind unmittelbar mit den Gate-Elek­ troden der Schalttransistoren 3a, 3c bzw. 3e verbunden.
Die Steuerimpulssignale erzeugende Einheit 6 hat einen Im­ pulsgenerator 7 mit zwei Steueranschlüssen 7a und 7b. Ein Steueranschluß 7a ist mit einem Anschluß eines veränderlichen Widerstands bzw. Stellwiderstand 8 verbunden, welcher als eine Drehzahleinstelleinrichtung dient, und der andere An­ schluß des Stellwiderstands 8 ist geerdet. Der Widerstands­ wert des Stellwiderstands 8 ändert sich mit seiner Einstel­ lung, und der Impulsgenerator 7 ist vorgesehen,um das Tast­ verhältnis des Steuerimpulssignals PS entsprechend dem mit­ tels des Stellwiderstands 8 eingestellten Widerstandswerts zu andern.
Der andere Steueranschluß 7b ist mit einer Temperaturfühl­ schaltung 9 verbunden, welche einen Thermistor 10 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten und einen dazu parallel geschalteten Widerstand 11 aufweist. Die Parallelschaltung aus dem Thermistor 10 und dem Widerstand 11 ist zwischen dem Steueranschluß 7b und Erde geschaltet. Der Thermistor 10 ist beispielsweise in der Schaltanordnung 3 oder benachbart zu den Schalttransistoren angeordnet, um so die Temperatur der Schalttransistoren zu fühlen. In diesem Fall ist der Thermistor 10 vorzugsweise nahe bei den Schalttransistoren 3b, 3d und 3f angeordnet, welche über die UND-Glieder 13 und 15 auf das Steuerimpulssignal PS ansprechen.
Der Widerstandswert der Parallelschaltung aus dem Thermistor 10 und dem Widerstand 11 ändert sich entsprechend der Tem­ peratur des Thermistors 10, d. h. der Widerstandswert zwischen dem Anschluß 7b und Erde ist in Beziehung zu der Temperatur der Schalttransistoren gesetzt. In diesem Fall nimmt der Wi­ derstandswert der Temperaturfühlschaltung 9 zu, wenn die Tem­ peratur der Schalttransistoren ansteigt, und der Impulsgenera­ tor 7 erzeugt das Impulssteuersignal PS in der Weise, daß die Frequenz des Steuerimpulssignals PS abnimmt, wenn der Wider­ standswert der Temperaturfühlschaltung 9 zunimmt, d. h. wenn die Temperatur der Schalttransistoren höher wird.
Wenn folglich die Temperatur der Schaltanordnung 3 oder der Schalttransistoren höher wird, wird die Frequenz des Ein-/Aus­ schaltbetriebs der Schalttransistoren 3b, 3d und 3f der Schaltanordnung 3 niedriger, so daß die Wärme, welche in diesen Schalttransistoren 3b, 3d und 3f erzeugt worden ist, unterdrückt wird. Folglich kann ein übermäßiger Temperatur­ anstieg der Schalttransistoren verhindert werden. Da jedoch die Frequenz des Steuerimpulssignals PS erhöht wird, wenn die Temperatur der Schalttransistoren abnimmt, wird der bür­ stenlose Gleichstrommotor 2 wegen der höheren Frequenz des Steuerimpulssignals PS gleichförmig und stetig angetrieben. Folglich kann der Motor 2 in einer solchen Weise gleichför­ mig betrieben werden, daß sich die Schalttranistoren nicht überhitzen.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Steuerein­ richtung 20 zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrommo­ tors gemäß der Erfindung dargestellt; in dieser Ausführungs­ form ist ein herkömmlicher Mikrocomputer 21 verwendet, um die Schaltanordnung 3 in ähnlicher Weise wie mit der in Fig. 1 dar­ gestellten Steuereinrichtung 1 zu steuern. Jedes Element in Fig. 2, welches einem Element der in Fig. 1 dargestellten Steu­ ereinrichtung 1 entspricht, ist mit demselben Bezugszeichen bezeichnet und wird daher nicht noch einmal beschrieben. Zum Regulieren der Drehzahl des Motors 2 ist eine Drehzahlein­ stelleinrichtung 51 vorgesehen, welche einen veränderlichen oder Stellwiderstand 52 hat, um ein Spannungssignal als ein erstes Steuerspannungssignal V1 zu erzeugen, dessen Pegel durch das Einstellen des Stellwiderstands 52 bestimmt wird. Um dagegen die Frequenz des impulsweise anliegenden Erreger­ stroms, welcher durch die Erregerwicklungen 2a bis 2c fließt, entsprechend der Temperatur der Schalttransistoren zu steuern, ist eine Temperaturfühleinheit 53 vorgesehen, welche aus ei­ nem Thermistor 54 und einem Widerstand 55 gebildet ist. Der Thermistor 54 ist beispielsweise in der Schaltanordnung 3 oder benachbart zu den Schalttransistoren angeordnet, um so die Temperatur der Schalttransistoren festzustellen; die Energiequelle ist über den Widerstand 55 mit dem Thermistor 54 verbunden. Das Spannungssignal, das von dem Thermistor 54 erzeugt wird, wird als ein zweites Steuerspannungssignal V2 hergeleitet, dessen Pegel zu der Temperatur der Schalt­ transistoren in Beziehung gesetzt ist.
Die ersten und zweiten Steuerspannungssignale V1 und V2 werden an Analog-Digital-(A/D-)Umsetzer 22 bzw. 23 angelegt, um die Signale V1 und V2 in eine digitale Form umzusetzen; die sich ergebenden digitalen Daten D1 und D2 werden an den Mikrocom­ puter 21 angelegt. Die elektrischenSpannungssignale, welche durch die Hallelemente 4a bis 4c erzeugt worden sind, werden an einen Analog-Digital-Umsetzer (A/D) 24 angelegt, um sie in eine digitale Form umzusetzen, und die sich ergebenden Daten D3 werden an den Mikrocomputer 21 angelegt.
Der Mikrocomputer 21 weist im wesentlichen einen Direktzu­ griffsspeicher (RAM) 25, einen Festwertspeicher (ROM) 26 und eine Zentraleinheit (CPU) 27 auf; die digitalen Daten D1 bis D3 werden in dem RAM 25 gespeichert. Die digitalen Daten D1 bis D3 werden in der Zentraleinheit 27 entsprechend einem in dem ROM 26 vorher gespeicherten Steuerprogramm verarbeitet, wodurch Funktionen, welche im wesentlichen dieselben sind wie diejenigen der Steuereinheit 5, des Impulsgenerators 7 und der Stromsteuerschaltung 12 der Fig. 1, realisiert werden können. Mit anderen Worten, Funktionen, welche im wesentli­ chen identisch mit denjenigen sind, welche von der Steuerein­ heit 5, dem Impulsgenerator 7 und der Stromsteuerschaltung 12 durchgeführt worden sind, welche in Fig. 1 dargetellt sind, werden von dem Mikrocomputer 21 entsprechend dem in dem ROM 26 gespeicherten Steuerprogramm durchgeführt.
Die mittels des Mikrocomputers 21 durchgeführte Steuerung wird nunmehr anhand des Flußdiagramms der Fig. 3 erläutert, welches das in dem ROM 27 gespeicherte Steuerprogramm wieder­ gibt. Das Steuerprogramm 30 wird aktiviert, wenn der (nicht dargestellte) Energieschalter der Steuereinrichtung 20 zum Steuern des bürstenlosen Gleichstrommotors eingeschaltet wird. Zuerst wird dann auf einen Schritt 31 übergegangen, bei welchem ein Initialisierungsvorgang durchgeführt wird. Dann werden bei einem Schritt 32 die digitalen Daten D1 bis D3 gelesen. Es wird dann auf einen Schritt 33 übergegangen, bei welchem unterschieden wird, ob die Temperatur MT der Schalttransistoren, welche mittels des Thermistors 11 gefühlt wird, niedriger als 60°C ist oder nicht. Wenn die Temperatur MT niedriger als 60°C ist, wird auf einen Schritt 34 überge­ gangen, bei welcher das Tastverhältnis der Frequenz des Steu­ erimpulssignals zum Steuern der Erregerströme, welche impuls­ artig durch die Erregerwicklungen fließen, auf eine Frequenz von 30 kHz eingestellt wird, und der Betrieb geht dann auf einen Schritt 35 über.
Beim Schritt 35 wird eine Steuerung eines Dreiphasenmotors durchgeführt, damit sich der Magnet-Rotor 2e mit einer mittels des Stellwiderstands 52 eingestellten Drehzahl dreht, und es wird eine Gruppe von Ansteuer-Impulssignalen M zum Steuern der Schalttransistoren 3a bis 3f von dem Mikrocomputer 21 ab­ gegeben. Die Schaltanordnung 3 spricht auf die Gruppe An­ steuerimpulssignale M an, um die Schalttranistoren 3a und 3f zu steuern, und die Erregerwicklungen 3a bis 3c werden nach­ einander erregt, um den Motor 2 entsprechend dem Muster des Impulssignals zu betreiben.
Wenn beim Schritt 33 herausgefunden wird, daß die Motortem­ peratur MT nicht niedriger als 60°C ist, wird auf einen Schritt 36 übergegangen, bei welchem unterschieden wird, ob die Temperatur MT höher als 120°C ist oder nicht. Wenn die Temperatur MT nicht höher als 120°C ist, wird auf einen Schritt 37 übergegangen, bei welchem eine Impulsfrequenz von 20 Hz für das Steuerimpulssignal eingestellt wird. Dann wird auf den Schritt 35 übergegangen, bei welchem der Betrieb des Motors 2 in ähnlicher Weise wie im Falle einer Impulsfrequenz von 30 kHz gesteuert wird.
Wenn bei einem Schritt 36 herausgefunden wird, daß die Tem­ peratur MT höher als 120°C ist, wird auf einen Schritt 38 übergegangen, bei welchem ein Prozeß zum Anhalten des Motors 2 durchgeführt wird. Außerdem wird in dem Programm auf den Schritt 32 zurückgegangen, wenn der Schritt 38 oder 35 been­ det ist. Die vorstehend beschriebenen Operationen werden wiederholt durchgeführt.
Wie oben beschrieben, wird im Falle der in Fig. 2 dargestell­ ten Steuerschaltung der Motor 2 mit Hilfe eines Erregerstroms mit einer Pulsfrequenz von 30 kHz für eine Motortemperatur von weniger als 60°C und einer Frequenz von 20 kHz für eine Motor­ temperatur zwischen 60°C und 120°C betrieben. Der Motor 2 wird angehalten, wenn die Temperatur MT höher als 120°C ist. Folglich ist, da der Betrieb des Motors 2 entsprechend der Temperatur MT der Schalttransistoren gesteuert wird, ein Überhitzen und Durchbrennen der Schalttransistoren wirksam verhindert, während eine gleichförmige glatte Drehbewegung des Motors 2 realisiert werden kann, wenn die Temperatur der Schalttransistoren niedrig ist.
Gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Steuerprogramm wird eine von drei Betriebsbedingungen auf der Basis der Temperatur der Schalttransistoren ausgewählt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Anordnung beschränkt. Bei­ spielsweise kann der Betriebszustand des Motors 2 schritt­ weise entsprechend der Temperatur der Schalttransistoren ge­ schaltet werden.
In Fig. 4 ist ein Flußdiagramm eines anderen Steuerprogramms 40 dargestellt, um den Betriebszustand des in Fig. 2 darge­ stellten Motors entsprechend der gefühlten Temperatur der Schalttransistoren einzustellen. Das Steuerprogramm 40 wird ebenfalls im voraus in dem ROM 26 gespeichert und in der Zentraleinheit 27 durchgeführt. Die Initialisierung wird bei einem Schritt 41 durchgeführt, wenn das Steuerprogramm 40 aktiviert ist, und es wird dann auf einen Schritt 42 über­ gegangen, bei welchem die Daten D1 bis D3 eingelesen werden. Bei einem auf den Schritt 42 folgenden Schritt 43 wird die Tastfrequenz des Erregerstroms entsprechend der Temperatur MT mittels einer Mapberechnung durchgeführt, welche auf Map­ daten basiert, welche einer in Fig. 5 dargestellten Kennlinie entsprechen.
Gemäß der Beziehung zwischen der Frequenz des Erregerstroms und der Temperatur MT der Schalttransistoren bleibt die Fre­ quenz der Erregerströme für eine Temperatur von weniger als 40°C konstant bei 30 kHz und nimmt ab, wenn die Temperatur MT im Bereich zwischen 40°C und 120°C zunimmt. Die Frequenz wird null, wenn die Temperatur MT 120°C erreicht hat, wodurch dann der Motor 2 zum Halten gebracht wird.
In Fig. 4 geht dann das Steuerprogramm 40 auf einen Schritt 44 über, bei welchem die Steuerung des Motors 2 auf der Basis der sich beim Schritt 43 festgelegten Frequenz und auf der Basis der Daten D1 bis D3 in ähnlicher Weise wie bei der Operation durchgeführt wird, welche beim Schritt 35 in Fig. 3 durchgeführt worden ist; anschließend wird dann auf den schritt 42 zurückgegangen.
Da entsprechend dem Steuerprogramm 40 die Frequenz der Erre­ gerströme, welcher durch die Erregerwicklungen fließen, im wesentlichen schrittweise entsprechend der Temperatur MT des Schalttransistors bestimmt werden, kann der Motor 2 noch gleichförmiger betrieben werden, wenn gleichzeitig wirksam verhindert ist, daß die Schalttransistoren sich überhitzen. Folglich ist eine hohe Zuverlässigkeit beim Betrieb des Mo­ tors 2 sichergestellt.

Claims (18)

1. Steuereinrichtung zum Steuern eines bürstenlosen Gleich­ strommotors, gekennzeichnet durch
einen Positionssensor zum Feststellen einer Drehstellung eines Rotors des Motors;
eine Schaltanordnung, um selektiv Erregerstrom einer Anzahl von Spulen oder Wicklungen zuzuführen, welche auf der Sta­ torseite des Motors angeordnet sind;
eine Einstelleinrichtung zum Erzeugen eines ersten Signals, das eine gewünschte eingestellte Drehzahl des Motors dar­ stellt;
eine Fühleinrichtung zum Erzeugen eines zweiten Signals, das zu einer Temperatur eines Schalttransistors oder von Schalt­ transistoren der Schaltanordnung in Beziehung steht;
eine Erzeugungseinrichtung, welche auf die ersten und zweiten Signale anspricht, um ein Impulssignal zu erzeugen, wobei das Tastverhältnis des Impulssignals zu dem ersten Signal und die Frequenz des Impulssignals zu dem zweiten Signal in Beziehung gesetzt ist, und
eine Steuereinrichtung, welche auf den Positionssensor und das Impulssignal anspricht, um die Schaltanordnung zu steuern, um den Erregerstrom, welcher für ein Rotieren des Motors not­ wendig ist, an die Wicklungen in einem Pulsmuster entspre­ chen dem von der Erzeugungseinrichtung erzeugten Impulssignal zuzuführen.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Positionssensor eine Anzahl von Hallelementen aufweist, welche mit dem Motor zusammenarbeiten, um eine Gruppe von elektrischen Signalen zu erzeugen, welche die Drehposition des Rotors darstellen.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung eine Bestim­ mungseinrichtung aufweist, welche auf das zweite Signal an­ spricht, um die Frequenz des Impulssignals festzulegen, das in einer Weise erzeugt wird, daß die Frequenz niedriger wird, wenn die Temperatur des oder der Schalttransistoren zunimmt.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung die Frequenz des Pulssignals schrittweise festlegt.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung eine Map- Berechnungseinrichtung mit Map-Daten ist, welche vorge­ schriebenen charakteristischen Merkmalen zwischen der Fre­ quenz des Impulssignals und der Temperatur des oder der Schalttransistoren entspricht, und daß die Frequenz des Impulssignals durch eine Map-Berechnung entsprechend dem zweiten Signal festgesetzt wird.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Frequenz des Impulssignals auf null gesetzt wird, wenn die Temperatur des oder der Schalttran­ sistoren höher als ein vorgeschriebener Pegel ist, wodurch der Motor zum Stillstand gebracht wird.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fühleinrichtung ein wärmeempfindli­ ches Element aufweist, das in der Nähe des oder der Schalt­ transistoren angeordnet ist.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das wärmeempfindliche Element ein wärmeempfindlicher Widerstand ist, dessen Widerstandswert sich entsprechend seiner Temperatur ändert.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung und die Steu­ ereinrichtung mit Hilfe eines Mikrocomputers realisiert sind, in welchem ein Steuerprogramm zum Erzeugen eines Impulssig­ nals und zum Steuern der Schaltanordnung durchgeführt wird.
10. Steuereinrichtung zum Steuern einer Drehzahl eines bürstenlosen Gleichstrommotors entsprechend einem Tastver­ hältnis eines Steuerimpulssignals, um einen Erregerstrom, welcher pulsförmig durch Erregerwicklungen oder -spulen fließt, welche an einem Stator des Motors vorgesehen sind, mit Hilfe von Schalttransistoren zu steuern, gekenn­ zeichnet durch eine Fühleinrichtung zum Fühlen einer Temperatur des oder der Schalttransistoren, und einer Be­ stimmungseinrichtung, welche auf die Fühleinrichtung an­ spricht, um eine Frequenz des Steuerimpulssignals festzule­ gen, damit sich die Schalttransistoren nicht überhitzen.
11. Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motor einen Magnet-Rotor aufweist, und daß eine Drehstellung des Magnet-Rotors mit Hilfe von Hallelementen festgetellt wird, welche mit dem Magnet-Rotor zusammenarbeiten.
12. Steuereinrichtung zum Steuern eines bürstenlosen Gleich­ strommotors, gekennzeichnet durch
einen Positionssensor zum Feststellen einer Drehstellung eines Rotors des Motors;
eine Schaltanordnung, um selektiv Erregerstrom einer Anzahl Wicklungen oder Spulen zuzuführen, welche auf der Stator­ seite des Motors angeordnet sind;
eine Einstelleinrichtung zum Einstellen einer gewünschten eingestellten Drehzahl des Motors;
eine Fühleinrichtung, um elektrisch eine Temperatur eines Schalttransistors oder von Schalttransistoren der Schalt­ anordnung zu fühlen;
eine Erzeugungseinrichtung, welche auf die Einstelleinrich­ tung und die Fühleinrichtung anspricht, um ein Impulssignal zu erzeugen, wobei das Tastverhältnis des Impulssignals zu der Einstellung und die Frequenz des Impulssignals zu einem Feststellergebnis durch die Fühleinrichtung in Beziehung ge­ setzt sind, und
eine Steuereinrichtung, welche auf den Positionssensor und das Impulssignal anspricht, um die Schaltanordnung zu steuern, um den Erregerstrom, welche für eine Rotation des Motors notwendig ist, den Wicklungen oder Spulen in einem Pulsmuster entsprechend dem von der Erzeugungseinrichtung erzeugten Impulssignal zuzuführen.
13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Positionssensor eine Anzahl Hallele­ mente aufweist, welche mit dem Rotor zusammenarbeiten, um eine Gruppe von elektrischen Signalen zu erzeugen, welche die Drehstellung des Rotors darstellen.
14. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Frequenz des von der Erzeugungsein­ richtung erzeugten Impulssignals in einer Weise bestimmt wird, daß die Frequenz niedriger wird, wenn die Temperatur der Schalttransistoren ansteigt.
15. Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Frequenz des Impulssignals schritt­ weise festgelegt wird.
16. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Frequenz des Impulssignals auf null gesetzt wird, wenn die Temperatur der Schalttransistoren hö­ her als ein vorgeschriebener Pegel ist, wodurch dann der Mo­ tor zum Stillstand gebracht wird.
17. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fühleinrichtung ein wärmeempfindli­ ches Element ist, das nahe des oder der Schalttransistoren angeordnet ist.
18. Steuereinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das wärmeempfindliche Element ein wärmeempfindlicher Widerstand ist, dessen Widerstandswert sich entsprechend seiner Temperatur ändert.
DE4116254A 1990-05-18 1991-05-17 Steuereinrichtung zum steuern eines buerstenlosen gleichstrommotors Ceased DE4116254A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2128318A JPH0426391A (ja) 1990-05-18 1990-05-18 ブラシレスモータ制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
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