EP1535388A1

Speed control method and device for a two-pulse motor operating with auxiliary torque

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20 claims: 20 independent, 0 dependent

  1. 1
    Claims of equivalent WO 2005018084 A1 Translation of claims of equivalent WO 2005018084 A1 Claims 1. Method for speed control of one with an auxiliary torque (Fig. 13:MR) operating two-pulse electronically commutated motor (30), which has at least one stator winding strand (32), a rotor (38) and a controller (76) for generating a control value (BW) for controlling the motor (30) to a value characterizing a desired speed (nset;t_s), which method comprises the steps of: a value characterizing the actual rotational speed (n) of the rotor (38) is detected continuously;in a lower speed range (150) between zero speed and a predetermined minimum speed (+ NMIN, -NMIN), the motor (30) is operated at a current independent of the desired speed (nset;t_s);outside this lower speed range (150) the motor (30) is operated with a control value (BW) for the current, which is a function of the control difference (Fig. 19: RGL_DIFF) between a value characterizing the desired speed (nset;t_s) and a value (n;T_HALL) characterizing the actual speed. Patentansprüche 1. Verfahren zur Drehzahlregelung eines mit einem Hilfsmoment (Fig. 13: MR) arbeitenden zweipulsigen elektronisch kommutierten Motors (30), welcher mindestens einen Statorwicklungsstrang (32), einen Rotor (38) und eine Regeleinrichtung (76) für die Generierung eines Stellwerts (BW) zur Regelung des Motors (30) auf einen eine gewünschte Drehzahl (nsoll;t_s) charakterisierenden Wert aufweist, welches Verfahren folgende Schritte aufweist: Ein die tatsächliche Drehzahl (n) des Rotors (38) charakterisierender Wert wird fortlaufend erfasst;in einem unteren Drehzahlbereich (150) zwischen der Drehzahl Null und einer vorgegebenen Mindestdrehzahl (+NMIN, -NMIN) wird der Motor (30) mit einem von der gewünschten Drehzahl (nsoll;t_s) unabhängigen Strom betrieben;außerhalb dieses unteren Drehzahlbereichs (150) wird der Motor (30) mit einem Stellwert (BW) für den Strom betrieben, welcher eine Funktion der Regeldifferenz (Fig. 19: RGL_DIFF) zwischen einem die gewünschte Drehzahl (nsoll;t_s) charakterisierenden Wert und einem die tatsächliche Drehzahl charakterisierenden Wert (n;T_HALL) ist.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1 , bei welchem der Stellwert (BW) fortlaufend als Funktion der Regeldifferenz (Fig. 19:RGLJDIFF) berechnet, aber erst im Bereich des Erreichens der vorgegebenen Mindestdrehzahl (+NMIN, -NMIN) für den Regelvorgang verwendet wird. Second Method according to Claim 1, in which the manipulated variable (BW) is continuously calculated as a function of the control difference (Fig. 19: RGLJDIFF), but is only used in the region of reaching the predetermined minimum speed (+ NMIN, -NMIN) for the control process.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem bei Erreichen einer Drehzahl (n) außerhalb des unteren Drehzahlbereichs und bevorzugt im Bereich der Mindestdrehzahl (+NMIN, -NMIN) ein Wert (Rt) für die augenblicklich vorgeschriebene Soll-Drehrichtung (DIR) des Rotors (38) gespeichert wird. Third The method of claim 1 or 2, wherein upon reaching a speed (n) outside the lower speed range and preferably in the range of the minimum speed (+ NMIN, -NMIN), a value (Rt) for the currently prescribed target rotational direction (DIR) of the rotor (38) is stored.
  4. 4
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem bei Überschreiten der gewünschten Drehzahl (nsoll) die Kommutierung der Motorströme (i, i') auf eine Kommutierung umgeschaltet (inv. 180°) wird, welche einer Drehung des Rotors (38) entgegen seiner augenblicklichen Drehrichtung zugeordnet ist. 4th Method according to one of the preceding claims, in which, when the desired speed (nsetpoint) is exceeded, the commutation of the motor currents (i, i ') is switched to a commutation (inv. 180 °), which counteracts a rotation of the rotor (38) against its current one Direction of rotation is assigned.
  5. 5
    Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem bei Überschreiten der gewünschten Drehzahl (nsoll) der Stellwert (BW) für den Motorstrom entsprechend der Differenz zwischen gewünschter Drehzahl (nsoll) und tatsächlicher Drehzahl (n) eingestellt wird, sofern die gewünschte Drehzahl (nsoll) höher ist als die Mindestdrehzahl (+NMIN, -NMIN) und ein Befehl zur Änderung der Drehrichtung nicht vorliegt. 5th Method according to Claim 4, in which, when the desired rotational speed (nsetpoint) is exceeded, the manipulated value (BW) for the motor current is set according to the difference between the desired rotational speed (nsetpoint) and actual rotational speed (n), provided the desired rotational speed (nsetpoint) is higher as the minimum speed (+ NMIN, -NMIN) and a command to change the direction of rotation is not present.
  6. 6
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem bei einem Befehl zur Änderung der Drehrichtung die Kommutierung der Motorströme (i, i') auf eine Kommutierung umgeschaltet (inv. 180°) wird, welche einer Drehung des Rotors (38) entgegen seiner augenblicklichen Drehrichtung zugeordnet ist, und der Rotor (38) bis zum Erreichen der Drehzahl Null mit einem Strom gebremst wird, welcher von der gewünschten Drehzahl unabhängig ist. 6th Method according to one of the preceding claims, wherein in a command for changing the direction of rotation, the commutation of the motor currents (i, i ') to a commutation switched (inv. 180 °), which rotation of the rotor (38) against its instantaneous direction of rotation is assigned, and the rotor (38) is braked until reaching zero speed with a current which is independent of the desired speed.
  7. 7
    Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem nach Erreichen der Drehzahl Null die Drehzahl in der neuen Drehrichtung bis zum Erreichen einer vorgegebenen Mindestdrehzahl (+NMIN, -NMIN) mit einem von der gewünschten Drehzahl unabhängigen Stellwert (BW) erhöht wird, und anschließend mit einem Stellwert (BW), der abhängig von der Differenz zwischen gewünschter Drehzahl (nsoll) und tatsächlicher Drehzahl (n) ist. 7th The method of claim 6, wherein after reaching the speed zero, the speed in the new direction until reaching a predetermined minimum speed (+ NMIN, -NMIN) with an independent of the desired speed control value (BW) is increased, and then with a control value (BW), which is dependent on the difference between the desired speed (nset) and actual speed (n).
  8. 8
    Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem dann, wenn nach einer Änderung der Drehrichtung ein Bereich außerhalb des unteren Drehzahlbereichs (150) erreicht wird, ein Wert (Rt) für die neue vorgeschriebene Drehrichtung (DIR) gespeichert wird. 8th. A method according to claim 6 or 7, wherein when a range outside the lower speed range (150) is reached after a change in the direction of rotation, a value (Rt) for the new prescribed direction of rotation (DIR) is stored.
  9. 9
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem nach einem Startbefehl zum Anlauf in Reversrichtung (Fig. 13:DIR=1) zuerst eine Kommutierung für Drehung in der zur Reversrichtung entgegengesetzten Drehrichtung des Motors (30) erfolgt, in welcher der Motor (30) leicht anläuft, und anschließend die Kommutierung auf Kommutierung in Reversrichtung (DIR=1) umgeschaltet wird. 9th Method according to one of the preceding claims, in which, after a start command for starting in the reverse direction (FIG. 13: DIR = 1), first a commutation for rotation takes place in the opposite direction to the reverse direction of rotation of the motor (30), in which the motor (30) lightly starts, and then the commutation is switched to commutation in the reverse direction (DIR = 1).
  10. 10
    Zweipulsiger elektronisch kommutierter Motor (30), welcher mit einem Reluktanz- Hilfsmoment (Fig. 13:MR) arbeitet und welcher mindestens einen Statorwicklungsstrang (32), einen Rotor (38) und eine Regeleinrichtung (76) für die Erzeugung eines Stellwerts (BW) zur Regelung des Motors (30) auf eine gewünschte Drehzahl (nsoll) aufweist, welcher Regeleinrichtung eine Anordnung zur Erfassung einer für die Drehzahl des Rotors (38) charakteristischen Größe (TJHALL) zugeordnet ist, und bei welcher in einem unteren Drehzahlbereich (Fig. 10: 150) zwischen der Drehzahl Null und einer vorgegebenen Mindestdrehzahl (+NMIN, -NMIN) der Motor (30) mit einem von der gewünschten Drehzahl (nsoll) unabhängigen Stellwert (BW=Max) betrieben wird, und außerhalb dieses unteren Drehzahlbereichs (150) der Stellwert (BW) abhängig von der Differenz zwischen gewünschter Drehzahl (nsoll) und tatsächlicher Drehzahl (n) bestimmt wird. 10th Two-pulse electronically commutated motor (30), which with a reluctance auxiliary torque (Fig. 13: MR) and which comprises at least one stator winding section (32), a rotor (38) and a control device (76) for generating a control value (BW) for controlling the motor (30) to a desired speed (nset), which Control device is associated with an arrangement for detecting a characteristic of the rotational speed of the rotor (38) size (TJHALL), and in which in a lower speed range (Fig. 10: 150) between the speed zero and a predetermined minimum speed (+ NMIN, -NMIN) the motor (30) is operated at a desired speed (nsoll) independent control value (BW = Max), and outside this lower speed range (150 ) the manipulated variable (BW) is determined as a function of the difference between the desired speed (nsetpoint) and the actual speed (n).
  11. 11
    Motor nach Anspruch 10, bei welchem der Stellwert (BW) fortlaufend als Funktion der Differenz zwischen gewünschter Drehzahl (nsoll) und tatsächlicher Drehzahl (n) berechnet (Fig. 19:S664), aber erst außerhalb des unteren Drehzahlbereichs (150) für einen Drehzahl-Regelvorgang verwendet wird. 11th A motor as claimed in claim 10, wherein said manipulated variable (BW) is continuously calculated as a function of the difference between desired speed (nset) and actual speed (n) (Figure 19: S664), but only outside the lower speed range (150) for one speed Control operation is used.
  12. 12
    Motor nach Anspruch 10 oder 11 , bei welchem bei Erreichen einer Drehzahl außerhalb des unteren Drehzahlbereichs (150) ein Wert (Rt) für die augenblicklich vorgeschriebene Soll-Drehrichtung (DIR) des Motors (30) gespeichert wird. 12th A motor according to claim 10 or 11, wherein when a speed outside the lower speed range (150) is reached, a value (Rt) for the currently prescribed desired direction of rotation (DIR) of the motor (30) is stored.
  13. 13
    Motor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welchem bei Überschreiten der gewünschten Drehzahl (nsoll) die Kommutierung der Motorströme auf eine Kommutierung umgeschaltet (inv. 180°) wird, welche einer Drehung des Rotors (38) entgegen seiner augenblicklichen Drehrichtung zugeordnet ist. 13th Motor according to one of Claims 10 to 12, in which, when the desired speed (nsetpoint) is exceeded, the commutation of the motor currents is switched to a commutation (inv. 180 °) which is associated with a rotation of the rotor (38) counter to its instantaneous direction of rotation.
  14. 14
    Motor nach Anspruch 13, bei welchem bei Überschreiten der gewünschten Drehzahl der Stellwert entsprechend der Differenz zwischen gewünschter Drehzahl (nsoll) und tatsächlicher Drehzahl (n) eingestellt wird, wenn die gewünschte Drehzahl größer ist als die vorgegebene Mindestdrehzahl (+NMIN, -NMIN), und ein Befehl zur Änderung der Drehrichtung nicht vorliegt, und die Kommutierung der Motorströme (i, i') auf eine Kommutierung umgeschaltet (inv. 180°) wird, welche einer Drehung des Rotors (38) entgegen seiner augenblicklichen Drehrichtung zugeordnet ist. 14th Motor according to Claim 13, in which, when the desired speed is exceeded, the setting value is set according to the difference between the desired speed (nset) and the actual speed (n) when the desired speed is greater than the predetermined minimum speed (+ NMIN, -NMIN), and a command to change the direction of rotation is not present, and the commutation of the motor currents (i, i ') switched to a commutation (inv. 180 °), which is associated with a rotation of the rotor (38) against its instantaneous direction of rotation.
  15. 15
    Motor nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei welchem bei einem Befehl zur Änderung der Drehrichtung die Kommutierung der Motorströme (i, i') auf eine Kommutierung umgeschaltet wird, welche einer Drehung des Rotors (38) entgegen seiner augenblicklichen Drehrichtung zugeordnet ist, so dass der Rotor (38) bis zum Erreichen der Drehzahl Null mit einem von der gewünschten Drehzahl (nsoll) unabhängigen Strom abgebremst und danach bis zum Erreichen der Mindestdrehzahl (+NMIN, -NMIN) in Gegenrichtung ebenfalls mit einem von der gewünschten Drehzahl (nsoll) unabhängigen Strom angetrieben wird. 15th Motor according to one of claims 10 to 14, in which, in the case of a command for changing the direction of rotation, the commutation of the motor currents (i, i ') is switched to a commutation, which is associated with a rotation of the rotor (38) against its instantaneous direction of rotation, such that the rotor (38) decelerates until it reaches zero speed with a current independent of the desired speed (nsoll) and then until the minimum speed is reached (+ NMIN, -NMIN) is also driven in the opposite direction with an independent of the desired speed (nsoll) current.
  16. 16
    Motor nach Anspruch 15, bei welchem außerhalb des unteren Drehzahlbereichs (150) der Antrieb in der neuen Drehrichtung mit einem Stellwert (BW) erfolgt, der abhängig von der Differenz zwischen gewünschter Drehzahl (nsoll) und tatsächlicher Drehzahl (n) ist. 16th Motor according to claim 15, wherein outside the lower speed range (150) the drive in the new direction of rotation with a control value (BW), which is dependent on the difference between the desired speed (nsetpoint) and actual speed (n).
  17. 17
    Motor nach Anspruch 15 oder 16, bei welchem nach einer Drehrichtungsumkehr und nach Verlassen des unteren Drehzahlbereichs (150) ein Wert (Rt) für die neue vorgeschriebene Drehrichtung gespeichert wird. 17th Motor according to claim 15 or 16, wherein after a reversal of the direction of rotation and after leaving the lower speed range (150), a value (Rt) for the new prescribed direction of rotation is stored.
  18. 18
    Motor nach einem der Ansprüche 10 bis 17, welcher eine Vorzugsrichtung hat (Fig. 13:DIR=0), in der er leicht anläuft, und eine Reversrichtung (Fig. 13: DIR=1), in der sein Anlauf schwierig ist, und bei welchem nach einem Startbefehl zum Anlauf in Reversrichtung zuerst eine Kommutierung für Drehung in Vorzugsrichtung erfolgt und dann auf Kommutierung für Reversrichtung umgeschaltet wird, um einen sicheren Anlauf in Reversrichtung zu erhalten (FigJ2). 18th Motor according to one of claims 10 to 17, which has a preferential direction (Fig. 13: DIR = 0), in which it starts slightly, and a reverse direction (Fig. 13: DIR = 1), in which its start-up is difficult, and in which after a start command to start in the reverse direction, first a commutation for rotation in the preferred direction and then switched to commutation for reverse direction to get a safe start in the reverse direction (FigJ2).
  19. 19
    Motor nach einem der Ansprüche 10 bis 18, bei welchem die Vorgabe einer gewünschten Drehzahl (nsoll), welche im unteren Drehzahlbereich (150) liegt, als Vorgabe einer gewünschten Drehzahl Null interpretiert wird. 19th Motor according to one of claims 10 to 18, in which the specification of a desired speed (nset), which is in the lower speed range (150), is interpreted as the default of a desired speed zero.
  20. 20
    Motor nach einem der Ansprüche 10 bis 19, bei welchem zur Charakterisierung der augenblicklichen Drehzahl des Motors ein Flag (Rs) vorgesehen ist, welches bei einer Drehzahl im unteren Drehzahlbereich (Fig. 10:150) einen Wert (Rs=0) aufweist, der sich von einem Wert (Rs=1) unterscheidet, den dieses Flag (Rs) außerhalb des unteren Drehzahlbereichs (150) annimmt. 20th Motor according to one of claims 10 to 19, in which for the characterization of the instantaneous speed of the motor a flag (Rs) is provided which has a value (Rs = 0) at a speed in the lower speed range (Fig. 10: 150) is different from a value (Rs = 1) that this flag (Rs) assumes outside the lower speed range (150).
Independent claims20