用于开动电机的电子操纵电路的方法和其电路装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于开动电机（2）的绕组（2.1，2.2，2.3）用的电子操纵电路（1）的方法。设置连接在电压源（90）上的控制单元（70）以及经由系统切换元件（7）与电压源（90）的连接端子（93，95）相连接的电容器（80），所述电容器在输入端子（3,5）处与操纵电路（1）并行。运行电路（77）控制系统切换元件（7）。为了开动电机（2），运行电路（77）将闭合系统切换元件（7）并且对电容器（80）充电并且在对电容器（80）充电之后再次打开系统切换元件（7）。于是由控制单元（70）启动检验步骤，其中在检验步骤期间操纵电路（1）仅仅由电容器电压（UC）馈电。

【技术实现步骤摘要】
用于开动电机的电子操纵电路的方法和其电路装置
本专利技术涉及一种用于开动电机的定子绕组用的电子操纵电路的方法。
技术介绍
已知的是，诸如电子换向EC电机或诸如此类的电机经由操纵电路或逆变器与直流电压源连接，其中定子绕组的线圈端部分别经由功率开关与电压源的连接端子连接并且分别经由其他功率开关与电压源的另外的连接端子连接。控制单元这样切换六个功率开关，使得在电机的定子中产生用于转子的旋转场并且携带所述转子。在手持式电工作设备中使用高功率密度的蓄电池块，从而例如具有在化学上基于锂的电池的蓄电池块。因此在蓄电池块中，多个锂离子电池、锂聚合物电池或诸如此类电池相互接线，以便提供具有高输出电压和大容量的蓄电池块。如果这种蓄电池块连接到有缺陷的操纵电路上，则可能已经在连接时或在接通电机时高电流流动，所述高电流可能损害电子电路同样也损害电机。因此适宜的是，在接通蓄电池电压之前检验电子装置的按规定的功能，以便保护电子装置本身和/或电机。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是，说明一种用于开动(Inbetriebnahme)电机的定子绕组用的电子操纵电路(Ansteuerschaltung)的方法，其中在开动电机之前利用简单的装置检验基本电路元件的功能能力。在操纵电路侧在其输入端子处布置的电容器如此被设计，使得所述电容器用于清除电压尖峰并且附加地也用作能量中间存储器。该能量中间存储器通过闭合系统切换元件而由电压源充电，以便如果电容器被充电则再次打开系统切换元件并且从而再次将电压源与操纵电路分离。现在，仅利用在电容器中所存储的电荷，可以实施检验循环，其中在检验循环期间操纵电路仅仅由电容器馈电。这具有以下优点，即在系统短路时在操纵电路中通过在电容器中所存储的电荷限制在短路情况下流动的能量。短路电流与所使用的电容器的电容有关地在时间上和在高度方面被限制。因此可以同样避免电子装置的损害，例如对电机本身或对蓄电池块的损害。有利地，由控制单元监控电容器电压，所述电容器电压是对于系统的无差错或有差错的功能的指示符。因此，作为对在实施检验步骤期间的检验的响应，电容器电压将改变或保持恒定；因此根据所执行的检验步骤和电容器电压的特性而可以评价检验步骤是否无差错地进行或是有差错的。因此，在检验步骤中在打开系统切换元件之后可以将电容器与负载连接，以便确定，作为响应，电容器电压是否降低或保持相同。在电容器电压降低时，系统开关按规定打开，也即是无差错的。而如果电容器电压大约保持恒定，则这是系统切换元件没有按规定打开并且电容器因此可以持久地从电压源再充电的标志。系统切换元件是有差错的，因为系统切换元件没有按规定打开。在另一检验步骤中，闭合操纵电路的支路的一个功率开关，其中在该支路中的第二功率开关保持打开。因为经由支路的两个闭合的功率开关使操纵电路的输入端子相互短路，所以(如果打开的功率开关具有直通(Durchgang))，则电容器将会放电，电容器电压因此降低。在闭合操纵电路的支路中的仅一个功率开关之后电容器电压降低因此表明支路中的打开的另外的功率开关有差错。而如果电容器电压保持恒定，则打开的功率开关无差错，因为该打开的功率开关保持所述支路按规定打开。因为对于该检验步骤足以确定，存在的三个支路的功率开关之一是否有差错，所以合宜的是，同时在一个检验步骤中闭合所有连接在连接端子上的功率开关。因此，高侧(High-Side)的所有功率开关可以同时被闭合，以便检验，低侧(Low-Side)的打开的功率开关是否无差错地工作。相应地，在另一检验步骤中，低侧的所有功率开关被闭合并且高侧的功率开关被切换为打开。如果电容器电压在很大程度上保持恒定，则高侧的功率开关无差错地打开。这些第一检验步骤形成基本检验循环，在无差错地经历了所述基本检验循环之后确定无疑的是，不仅系统切换元件而且操纵电路的功率开关按规定打开。现在在扩展的检验循环中可以在不产生转矩的情况下将由电容器电压导出的检验电压分别接到定子绕组上并且随时间增长的电流或电流走向被分析。因此，在优选的实施形式中确定随时间的电流升高的斜率并且按照方程UL＝L*di/dt计算通电的定子绕组的电感。为了消除偏移规定，在通电期间在两个节点之间多次确定电流升高的斜率并且计算电感。然后从获得的值确定电感的平均值。可能合宜的是，监控电流曲线的位置。如果随时间得出的增长的电流曲线处于预先给定的通道(Korridor)内，则接通的定子绕组无差错地被连接。而如果电流曲线跑出该通道，则定子绕组的连接是有差错的。合宜地，在检验步骤中接通的电压不是电容器电压本身，而是检验电压，该检验电压是由电容器电压导出的脉宽调制信号。脉冲宽度如此被调整，使得得出适用于该检验步骤的平均的有效检验电压。因此，可以提供与电容器的充电状态无关的、相同的平均的有效检验电压。为了在检验开始时总是以定义的初始状态出发，规定控制单元在闭合系统切换元件之前将操纵电路切换到初始位置、也即实施复位。再现用于执行所述方法的具有以电的方式运行电机的电子操纵电路的电路装置。在电压源的端子和电容器之间布置系统切换元件，所述系统切换元件由运行电路操作。在检验循环期间输送给操纵电路的输入端子的电能仅仅从电容器输送。因此确保，在短路情况下出现限制的短路电流，其也通过电容器的最大容量确定。附图说明本专利技术的其他特征由说明书和附图得出，在所述附图中示出本专利技术的下面详细描述的实施例。其中：图1以示意图示出具有用于操纵电机的电子操纵电路的电路装置，图2示出在用于测试系统切换元件的检验循环的第一检验步骤中按照图1的电路装置，图3示出在用于测试高侧功率开关的打开位置的第二检验步骤中按照图1的电路装置，图4示出在用于测试低侧功率开关的打开位置的第三检验步骤中按照图1的电路装置，图5示出在用于测试第一定子绕组的按规定的连接的检验循环的第四检验步骤中的电路装置，图6至10示出在用于在所有可能的运行状态下测试其他定子绕组的按规定的连接的检验循环的其他检验步骤中按照图5的电路装置，图11以示意图示出在施加检验电压之后随时间施加的绕组中的电流的走向。具体实施方式在图1中示意示出的电路装置10用于开动电机2的定子绕组2.1、2.2和2.3用的电子操纵电路1。在所示的实施例中，电机是电子换向电机、具有接成三角形的绕组2.1、2.2和2.3(尤其是定子的绕组)的所谓EC电机。可替代地，绕组的星形连接也是可能的。操纵电路1以相应的方式也适用于操纵直流电机、同步电机、异步电机或诸如此类。操纵电路1利用其输入端子3和5连接到电压源90的连接端子93和95上。电压源90是直流电压源，其电压作为操纵电路1的脉宽调制信号被转交。与操纵电路1并行地，在其输入端子3和5处有用于清除电压尖峰的电容器80、尤其是电解电容器。电容器80另外构成用于检验运行的能量存储器。在输入端子3和连接端子93之间设置系统切换元件7，经由所述系统切换元件7可以将整个装置接上电压源90的电压或者与所述电压分离。电容器80处于操纵电路1的侧，也即电容器80经由系统切换元件7连接到连接端子93上。在所示的实施例中，电压源90是直流电压源，尤其是由优选地串联的单电池92组成的蓄电池块96。单电池92尤其是是在化学上基于锂的电池，从而例如锂离子电池、锂聚合物电池、锂铁电本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于开动电机（2）的绕组（2.1，2.2，2.3）用的电子操纵电路（1）的方法，具有连接在电压源（90）上的控制单元（70），具有经由系统切换元件（7）与电压源（90）的连接端子（93，95）相连接的电容器（80），所述电容器在输入端子（3,5）处与操纵电路（1）并行，并且具有系统切换元件（7）用的运行电路（77）,其中为了开动电机（2），系统切换元件（7）被闭合并且电容器（80）被充电，使得在对电容器（80）充电之后系统切换元件（7）被打开，并且控制单元（70）启动操纵电路（1）的检验步骤，并且在检验步骤期间操纵电路（1）仅仅由电容器电压（UC）馈电。

【技术特征摘要】
2011.04.04 DE 102011015977.01.用于开动电机（2）的绕组（2.1，2.2，2.3）用的电子操纵电路（1）的方法，-其中所述操纵电路（1）经由系统切换元件（7）与电压源（90）连接；-以及具有连接在电压源（90）上的控制单元（70），-并且具有经由系统切换元件（7）与电压源（90）的连接端子（93，95）相连接的电容器（80）；-并且所述电容器（80）与操纵电路（1）的输入端子（3,5）并行；-并且具有系统切换元件（7）用的运行电路（77）；-其中在开动电机（2）之前，系统切换元件（7）被闭合预先给定的时间间隔并且电容器（80）经由系统切换元件（7）被充电；-在电容器（80）被充电之后，通过运行电路（77）再次断开系统切换元件（7），由此使电容器（80）和操纵电路（1）与电压源（90）分离；-在电容器（80）与电压源（90）分离之后，控制单元（70）启动操纵电路（1）的检验步骤；-在检验步骤期间操纵电路（1）仅仅由与电压源（90）分离的电容器（80）的电容器电压（UC）馈电；-其中电容器（80）被设计和充电为，使得所述电容器能够存储对于检验步骤必要的能量并且能够在检验步骤期间提供所述对于检验步骤必要的能量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电容器电压（UC）由控制单元（70）监控并且根据电容器电压（UC）的变化在检验循环的检验步骤期间根据所执行的检验步骤判决：检验循环的所执行的检验步骤是无差错的还是有差错的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在系统切换元件（7）断开之后在检验步骤中使电容器（80）与负载连接并且在电容器电压（UC）降低时，将系统切换元件（7）评价为无差错的并且在电容器电压（UC）大约恒定时将系统切换元件（7）评价为有差错的。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，操纵电路（1）将绕组（2.1，2.2，2.3）的线圈端部分别经由功率开关（11,21，31）与电压源（90）的一个第一连接端子（93）连接并且分别经由另外的功率开关（41,51,61）与另外的第二连接端子（95）连接，并且在检验步骤中至少一个连接在第一连接端子（93）上的功率开关（11,21,31）被闭合并且所有与第二连接端子（95）连接的功率开关（41,51,61）被保持为断开的并且电容器电压（UC）被分析。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在电容器电压（UC）降低时连接在第二连接端子（95）上的功率开关（41,51,61）中的至少一个被评价为有差错的并且在电容器电压（UC）大约恒定时连接在第二连接端子（95）上的功率开关（41,51,61）被评价为无差错的。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所有连接在所述一个第一连接端子（93）上的功率开关（11,21,31）在该检验步骤中同时被闭合。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检验步骤中从电容器电压（UC）导出的检验电压被接到绕组（2.1,2.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：R维歇特，G利布哈德，
申请(专利权)人：安德烈亚斯斯蒂尔两合公司，
类型：发明
国别省市：