控制单元制造技术

本发明专利技术涉及了一种用于控制电机的控制单元（10），具有第一和第二电压接口（16，18），以便将控制单元（10）与电源（20）连接，还具有第一控制装置（12），该第一控制装置连接在电压接口（16，18）之间且设计用于电地控制第一电负载（24）并且多相地为其通电，其中，第一控制装置（12）具有至少两个用于连接第一电负载（24）的电接口（27），其中，至少一个第二控制装置（14，28）还与第一控制装置（12）串联地连接在电压接口（16，18）之间，该第二控制装置设计用于电地控制第二电负载（26，29）且为其通电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制单元
本专利技术涉及一种用于控制电机的控制单元，其具有第一和第二电压接口，以便将 控制单元与电源连接，还具有第一控制装置，该第一控制装置连接在电压接口之间且设计 用于电地控制第一电负载并且多相地为其通电，其中，第一控制装置具有至少两个用于连 接第一电负载的电接口。另外本专利技术涉及了一种具有前述类型的控制单元的电驱动装置。本专利技术还涉及了 一种具有这种类型的电驱动装置的电动工具。
技术介绍
在现有技术中通常借助控制单元、特别是脉冲调制倒相器或换流器为电机供应三 相的电流，其中三个并联的电流支路分别设有两个可控的开关，其中，在可控的开关之间的 分接头处提供了三个相位U, V, W。DE 10 2007 040 725 Al已知了一种电机，借助变流器为该电机供应三相的电能， 其中，定子具有带有三个线圈束的多相的励磁绕组，其中，这些线圈束分别具有两个线圈部 段，这些线圈部段设计为可以借助三相开关装置在串联电路和并联电路之间进行切换以用 于减小磁链。已知的控制单元的缺陷在于，仅有一个线圈装置可以作为电机的电负载受到控制 或供电并且需要附加的开关装置来切换线圈部段。
技术实现思路
基于这种背景本专利技术的目的在于提供一种改进的控制单元，其具有多个电机的电 负载，可以小技术投入灵活地控制和通电流。根据本专利技术通过开头所述的那种控制单元实现该目的，其中，至少一个第二控制 装置还与第一控制装置串联地连接在电压接口之间，该第二控制装置设计用于电地控制第 二电负载且为其通电。根据本专利技术将控制单元设计成可以独立地控制电机的负载，其中，可以通过两个 控制装置的串联电路为两个负载通电，由此能够以小技术投入为这些负载供应电能。在此 情况下，特别简单地通过这两个控制装置的串联电路来构成控制单元且可以少量构件来实 现该控制单元。使用根据本专利技术的控制单元来控制电机的不同的线圈系统是特别有优势的，其原 因在于，可以从外界独立地控制该控制单元并且线圈装置无需具有费用高昂的极性变换机 构。正如下文中将更为详细地阐述的那样，根据本专利技术的控制单元提供了以下可能， 即独立地为电机的第二线圈装置供电，以便产生与原本的旋转场无关的旋转场。即使这些 无关联的线圈装置相互磁性地耦合，由此仍可以加强或减弱用于驱动电驱动装置的转子的 旋转场，由此可以实现所谓的场减弱运行或电动势减弱运行(EMK减弱运行)，并且在相应地减少静止转矩(Stil Istandsmoment)的同时实现更高的空转转速。通过根据本专利技术的控制单元可以利用简单的方法控制电驱动装置的这种类型的 线圈系统，其中，特别是通过以相同电流为两个线圈系统通电使得在接通到另一种配置中 时这两个线圈系统中的欧姆损耗保持一致，从而使得电机不会陷入热过载范围内并且在不 同的模式下电驱动装置的功率输出基本上保持一致。通过根据本专利技术的控制单元可以不同的转速转矩特性曲线运行相应的电驱动装 置，从而由此例如，模仿具有可机械切换的传动装置的电动机的特性。可替换地还可以单独地为电驱动装置的定子和转子中的线圈供电。在此能够毫不 相关地产生静态磁场和动态磁场。优选地使用这种类型的电驱动装置来驱动电动工具的工具主轴。优选地第一控制装置具有多个并联的电流支路，其分别具有多个可控的开关，其 中，用于控制第一负载的接口与可控的开关之间的分接头电连接。由此可以简单的方式将第一控制装置用作为脉冲调制倒相器并且多相地为第一 电负载供应电能。根据本专利技术的一个改进方案，第二控制装置具有多个并联的电流支路，其分别具 有多个可控的开关，其中，第二控制装置具有至少两个用于连接第二负载的接口，该接口与 在可控的电开关之间的分接头连接。由此可以通过控制单元多相地为两个负载供应电能。优选地这些控制装置具有相同数量的多个电流支路。由此能够提供两个相同的以及在可能的情况下相位移的、用于控制两个负载的多 相位系统。在一个优选的实施方式中，第一控制装置具有三个电流支路，其为第一电负载供 应三相的电能。由此能够以简单的方式为通用的三相电负载供应电能。在另一个实施方式中，控制装置分别具有三个电流支路，其为电负载供应三相的 电能。由此能够同时为两个三相电负载供应电能，其中，相应的相位相互之间可以具有 任意的相位移。此外优选的是将可控的开关设计为半导体器件，特别是设计为MOS场效应晶体管。通过这种可控的开关可以在小损耗的条件下同时以高切换速度接通高电压。此 夕卜，这种类型的可控开关可以驱动特别是对于驱动电机而言所必要的大电流。在另一个实施方式中，可控的开关设计为IGBT，晶闸管或三端双向可控硅元件 (Triacs)。由此能够接入更高的电压或驱动更高的电流。在一个特殊的实施方式中，第一和第二控制装置分别分配有至少一个驱动电路， 该驱动电路控制相应的可控的开关。由此可以使用任意类型的具有不同控制特性的可控开关。此外优选的是，驱动电路之一与在控制装置之间的浮动的中间分接头连接，该中 间分接头构成用于驱动电路的参考电势。由于驱动电路需要与待接入的开关相同的参考电势，这提供了良好的可能性，以 便相应地连接没有与地连接的控制装置。在这种情况下此外优选的是将驱动电路与浮动电压源连接，以便为该驱动电路供 应电能。这样能够简单地为驱动电路供应电能，其原因在于驱动电路被连接到与待连接的 开关相同的电势上。此外优选的是驱动电路借助控制电路来控制。由此可以借助唯一的控制电路控制整个控制单元，由此能实现整体控制。此外优选的是，驱动电路之一、特别是与中间分接头连接的那个驱动电路能通过 浮动耦合器、特别是光耦合器与控制电路连接。由此实现从控制电路到驱动电路的无干扰的控制信号传输。此外优选的是分别将驱动电路分配给电流支路的开关。由此能够使用简单的、仅仅需要连接两个晶体管的驱动电路。根据本专利技术总体上提出了一种简单和费用低廉的控制单元，利用该控制单元能够 分别为多个负载通电流并且特别是可以提供三相电流，利用该三相电流可以为三相电机的 不同的组件供应电能。根据本专利技术的控制单元的另一个优点在于能够以非常高的切换速度更换相位，使 得可以容易地实现电机的电子换向。可以理解的是，根据本专利技术的控制单元也可以用来控制不同的电机。当然，在不脱离本专利技术的范畴的条件下，以上所述的以及下面将要阐述的特征不 仅可以分别已给出的组合形式来使用，还可以其它组合形式或独立地使用。【附图说明】附图中示出了本专利技术的实施例并且将在下面的说明中对其进行详细阐述，附图示 出:图1是根据本专利技术的控制单元的一个普通的实施方式的最简化的电路图；图1a是带有三个控制装置的控制单元的一个实施方式的最简化的电路图；图2是带有分别两个电流支路的控制装置的一个实施方式的示意性电路图；图2a是带有可控的半导体开关的图2的控制装置的一个实施方式；图3是根据本专利技术的用于控制电驱动装置的两个线圈装置的控制单元的另一个 实施方式的示意性电路图；图4是根据本专利技术的带有可控的半导体开关的控制单元的另一个实施方式；图5a至图5c是用于控制电驱动装置的线圈装置的控制单元的不同的开关状态的 示意图；图6是用于描述根据六个不同的换向步骤控制电机的两个线圈装置的控制单元 的可能的开关状态的图表；图7是用于控制根据本专利技术的控制单元的两个电流支路的控制装置的示意性电 路图；图8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制电机（126）的控制单元（10），具有第一和第二电压接口（16，18），以便将所述控制单元（10）与电源（20）连接，还具有第一控制装置（12），所述第一控制装置连接在所述电压接口（16，18）之间且设计用于电地控制第一电负载（24；46）并且多相地为所述第一电负载通电，其中，所述第一控制装置（12）具有至少两个用于连接所述第一电负载（24；46）的电接口（27），其特征在于，至少一个第二控制装置（14；28）还与所述第一控制装置（12）串联连接在所述电压接口（16，18）之间，所述第二控制装置设计用于电地控制第二电负载（26，29；48）且为所述第二电负载通电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.04 DE 102011013884.61.一种用于控制电机(126)的控制单元(10)，具有第一和第二电压接口(16，18)，以便将所述控制单元(10 )与电源(20 )连接，还具有第一控制装置(12 )，所述第一控制装置连接在所述电压接口(16，18)之间且设计用于电地控制第一电负载(24 ;46)并且多相地为所述第一电负载通电，其中，所述第一控制装置(12)具有至少两个用于连接所述第一电负载 (24 ；46)的电接口(27)，其特征在于，至少一个第二控制装置(14 ;28)还与所述第一控制装置(12)串联连接在所述电压接口(16，18)之间，所述第二控制装置设计用于电地控制第二电负载(26，29 ;48)且为所述第二电负载通电。2.根据权利要求1所述的控制单元，其特征在于，所述第一控制装置(12)具有多个并联的开关(34，36 ;56，58)，其中，用于控制所述第一负载(24 ;46)的所述接口(27)与可控的所述开关(34，36 ;56，58)之间的分接头(38，40 ;60)连接。3.根据权利要求1或2所述的控制单元，其特征在于，所述第二控制装置(14；28)具有多个并联的电流支路(30，32 ;50，52，54)，所述电流支路分别带有多个可控的所述开关 (34，36 ;56，58)，其中，所述第二控制装置(14，28)具有至少两个用于连接所述第二负载 (26,29 ;48)的接口(27)，所述接口与在可控的所述开关(34，36 ;56，58)之间的分接头(38， 40 ;60)连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制单元，其特征在于，所述控制装置(12，14， 28)具有相同数量的多个电流支路(30，32 ;50，52，54)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制单元，其特征在于，所述第一控制装置(12)具有三个电流支路(50，52，54)，所述电流支路为所述第一电负载(24 ;46)供应至少三相的电能。6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉杜·巴尔扎，洛塔尔·迪特尔，托马斯·里迈，
申请(专利权)人：CE泛音有限公司，
类型：
国别省市：