EP1942575B1

Method and apparatus for driving a DC motor

Abstract

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EP1942575B1, drawing sheet 1
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Expires 2 January 2028.

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14 claims: 14 independent, 0 dependent

  1. 1
    A control circuit for an electric motor, the electric motor comprising a rotor, a stator and windings (125), the control circuit having a feedback loop regulator (127, 128, 129) to generate a control signal (TL or TR) to control a current drive circuit (121,122) to control the amplitude of current (iw) in the windings, the feedback loop regulator being arranged to compare the amplitude of the current (iw) in the windings with a reference value (iset), characterized by the control circuit also having circuitry (181, 183, 184, 185) to extract a characteristic (DC) of the control signal, said characteristic varying in function of time as the back electromotive force in the windings (125). Circuit de commande pour un moteur électrique, le moteur électrique comprenant un rotor, un stator et des enroulements (125), le circuit de commande ayant un régulateur à boucle de rétroaction (127, 128, 129) destiné à générer un signal de commande (TL ou TR) pour commander un circuit de pilotage de courant (121, 122) afin de commander l'amplitude du courant (iw) dans les enroulements, le régulateur à boucle de rétroaction étant agencé pour comparer l'amplitude du courant (iw) dans les enroulements avec une valeur de référence (iref), caractérisé en ce que le circuit de commande comprend également des circuits (181, 183, 184, 185) pour extraire une caractéristique (DC) du signal de commande, ladite caractéristique variant en fonction du temps comme la force contre-électromotrice dans les enroulements (125). Steuerschaltung für einen Elektromotor, wobei der Elektromotor einen Rotor, einen Stator und Wicklungen (125) umfasst, wobei die Steuerschaltung einen Rückkopplungsschleifenregler (127, 128, 129) zur Erzeugung eines Steuersignals (TL oder TR) zur Steuerung einer Stromtreiberschaltung (121, 122) aufweist, um die Amplitude des Stroms (iw) in den Wicklungen zu steuern, wobei der Rückkopplungsschleifenregler so angeordnet ist, dass er die Amplitude des Stroms (iw) in den Wicklungen mit einem Referenzwert (iset) vergleicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung auch einen Schaltkreis (181, 183, 184, 185) aufweist, um eine Eigenschaft (DC) des Steuersignals zu extrahieren, wobei diese Eigenschaft als Funktion der Zeit als gegenelektromotorische Kraft in den Wicklungen (125) variiert.
  2. 2
    Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur à boucle de rétroaction est un régulateur dit "Pulse Width Modulation" (à modulation de largeur d'impulsion). Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkopplungsschleifenregler ein Impulsbreitenmodulationsregler ist. The circuit of claim 1 characterized in that the feedback loop regulator is a Pulse Width Modulation Regulator.
  3. 3
    Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, ayant des circuits agencés pour déterminer une position de rotation du moteur électrique sur la base d'une caractéristique (DC) du signal de commande. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die einen Schaltkreis aufweist, der angeordnet ist, um eine Drehposition des Elektromotors auf der Grundlage einer Eigenschaft (DC) des Steuersignals zu bestimmen. The circuit of any of claims 1 or 2 having circuitry arranged to determine a rotational position of the electric motor based on a characteristic (DC) of the control signal.
  4. 4
    Circuit selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, ayant des circuits (200) pour déterminer les instants temporels auxquels la direction du courant dans les enroulements de stator (125) doit être changée en fonction de la variation d'une caractéristique (DC) du signal de commande. Schaltung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, die einen Schaltkreis (200) zur Bestimmung von Zeitpunkten aufweist, an denen die Richtung des Stroms in den Statorwicklungen (125) als Funktion der Änderung einer Eigenschaft (DC) des Steuersignals geändert wird. The circuit of any of claims 1, 2 or 3 having circuitry (200) to determine time instants at which the direction of the current in the stator windings (125) is be changed in function of the variation of a characteristic (DC) of the control signal.
  5. 5
    Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ayant des circuits (240, 241, 242, 243, 244) pour déterminer une direction de rotation du moteur à partir d'une caractéristique (DC) du signal de commande. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die einen Schaltkreis (240, 241, 242, 243, 244) zur Bestimmung einer Drehrichtung des Motors aus einer Eigenschaft (DC) des Steuersignals aufweist. The circuit of any of claims 1 to 4 having circuitry (240, 241, 242, 243, 244) to determine a direction of rotation of the motor from a characteristic (DC) of the control signal.
  6. 6
    Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que les circuits pour déterminer une direction de rotation du moteur comprennent des moyens pour calculer un taux de variation d'une caractéristique du signal de commande. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis zur Bestimmung einer Drehrichtung des Motors Mittel zur Berechnung einer Änderungsrate einer Eigenschaft des Steuersignals umfasst. The circuit of claim 5 characterised in that the circuitry to determine a direction of rotation of the motor comprises means to compute a rate of variation of a characteristic of the control signal.
  7. 7
    A method for determining the angular position of an electric motor, the motor having windings (125) at a stator and a permanent magnet at the rotor, the amplitude of the current in the windings being controlled by a feedback loop regulator controlling a current drive circuit connected to the windings, characterized by the method comprising:- obtaining a characteristic (DC) of a control signal (TL, TR) generated by the feedback loop regulator, said characteristic (DC) varying in function of time as the back electromotive force in the windings (125), and monitoring the characteristic (DC) of the control signal. Procédé pour déterminer la position angulaire d'un moteur électrique, le moteur ayant des enroulements (125) au niveau d'un stator et un aimant permanent au niveau du rotor, l'intensité du courant dans les enroulements étant commandée par un régulateur à boucle de rétroaction qui commande un circuit de pilotage de courant connecté aux enroulements, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes consistant à : - obtenir une caractéristique (DC) d'un signal de commande (TL, TR) généré par le régulateur à boucle de rétroaction, ladite caractéristique (DC) variant en fonction du temps comme la force contre-électromotrice dans les enroulements (125), et- surveiller la caractéristique (DC) du signal de commande. Verfahren zum Bestimmen der Winkelposition eines Elektromotors, wobei der Motor Wicklungen (125) an einem Stator und einen Permanentmagneten an dem Rotor aufweist, wobei die Amplitude des Stroms in den Wicklungen durch einen Rückkopplungsschleifenregler gesteuert wird, der eine mit den Wicklungen verbundene Stromtreiberschaltung steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: - Beschaffen einer Eigenschaft (DC) eines Steuersignals (TL, TR), das durch den Rückkopplungsschleifenregler erzeugt wird, wobei die Eigenschaft (DC) als Funktion der Zeit als gegenelektromotorische Kraft in den Wicklungen (125) variiert, und Überwachen der Eigenschaft (DC) des Steuersignals.
  8. 8
    Procédé selon la revendication 7, comprenant les étapes consistant à détecter un maximum de la caractéristique surveillée (DC) du signal de commande. The method of claim 7 comprising detecting a maximum in the monitored characteristic (DC) of the control signal. Verfahren nach Anspruch 7, das umfasst, dass ein Maximum in der überwachten Eigenschaft (DC) des Steuersignals erkannt wird.
  9. 9
    Procédé selon la revendication 6, dans lequel le maximum détecté dans la caractéristique (DC) est utilisé pour déterminer l'instant auquel il s'agit d'inverser la direction du courant dans les enroulements. The method of claim 8 wherein the detected maximum in the characteristic (DC) is used to determine the instant at which to invert the direction of the current in the windings. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das erkannte Maximum in der Eigenschaft (DC) zum Bestimmen des Zeitpunkts verwendet wird, an dem die Stromrichtung in den Wicklungen umgekehrt werden muss.
  10. 10
    Procédé selon la revendication 9, dans lequel la décision d'inverser la direction du courant dans les enroulements est prise quand la caractéristique (DC) a diminué d'une quantité donnée depuis le maximum détecté. The method of claim 9 wherein the decision to invert the direction of the current in the windings is taken when the characteristic (DC) has decreased by a given amount from the detected maximum. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Entscheidung, die Stromrichtung in den Wicklungen umzukehren, getroffen wird, wenn die Eigenschaft (DC) um einen bestimmten Betrag von dem erkannten Maximum abgenommen hat.
  11. 11
    A method for determining a direction of rotation of an electric motor, the motor having windings (125) at a stator and a permanent magnet at a rotor and having asymmetry and/or eccentricity in a profile of back electromotive force as a function of the angular position of the rotor of the motor with respect to the stator of the motor, the amplitude of the current in the windings being controlled by a feedback loop regulator controlling a current drive circuit connected to the windings, characterized by the method comprising:- obtaining a characteristic of a control signal generated by the feedback loop regulator at more than two instants in time, said characteristic (DC) varying in function of time as the back electromotive force in the windings (125). Procédé pour déterminer une direction de rotation d'un moteur électrique, le moteur ayant des enroulements (125) au niveau d'un stator et un aimant permanent au niveau d'un rotor et présentant une asymétrie et/ou une excentricité dans un profil de force contre-électromotrice comme une fonction de la position angulaire du rotor du moteur par rapport au stator du moteur, l'amplitude du courant dans les enroulements étant commandée par un régulateur à boucle de rétroaction qui commande un circuit de pilotage de courant connecté aux enroulements, caractérisé en ce que le procédé comprend l'étape consistant à : - obtenir une caractéristique d'un signal de commande généré par le régulateur à boucle de rétroaction à plus de deux instants dans le temps, ladite caractéristique (DC) variant en fonction du temps comme la force contre-électromotrice dans les enroulements (125). Verfahren zum Bestimmen einer Drehrichtung eines Elektromotors, wobei der Motor Wicklungen (125) an einem Stator und einen Permanentmagneten an einem Rotor aufweist und eine Asymmetrie und/oder Exzentrizität in einem Profil einer gegenelektromotorischen Kraft als Funktion der Winkelposition des Rotors des Motors in Bezug auf den Stator des Motors aufweist, wobei die Amplitude des Stroms in den Wicklungen durch einen Rückkopplungsschleifenregler gesteuert wird, der eine mit den Wicklungen verbundene Stromtreiberschaltung steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: - Beschaffen einer Eigenschaft eines Steuersignals, das vom Rückkopplungsschleifenregler bei mehr als zwei Zeitpunkten erzeugt wird, wobei diese Eigenschaft (DC) als Funktion der Zeit als gegenelektromotorische Kraft in den Wicklungen (125) variiert.
  12. 12
    Procédé selon la revendication 11, comprenant les étapes consistant à - obtenir un premier taux de variation de la caractéristique du signal de commande à un premier instant dans le temps, et- obtenir un second taux de variation de la caractéristique du signal de commande à un second instant dans le temps. The method of claim 11 comprising:- obtaining a first rate of variation of the characteristic of the control signal at a first instant in time, and- obtaining a second rate of variation of the characteristic of the control signal at a second instant in time. Verfahren nach Anspruch 11, umfassend: - Beschaffen einer ersten Änderungsrate der Eigenschaft des Steuersignals an einem ersten Zeitpunkt, und- Beschaffen einer zweiten Änderungsrate der Eigenschaft des Steuersignals an einem zweiten Zeitpunkt.
  13. 13
    Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le premier taux de variation est obtenu avant l'apparition d'un maximum dans la caractéristique du signal de commande, et le second taux de variation est obtenu après l'apparition d'un maximum dans la caractéristique du signal de commande. The method of claim 12 characterized in that the first rate of variation is obtained before the occurrence of a maximum in the characteristic of the control signal and the second rate of variation is obtained after the occurrence of a maximum in the characteristic of the control signal. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Änderungsrate vor dem Auftreten eines Maximums in der Eigenschaft des Steuersignals beschafft wird und die zweite Änderungsrate nach dem Auftreten eines Maximums in der Eigenschaft des Steuersignals beschafft wird.
  14. 14
    Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans lequel le premier taux de variation est comparé au second taux de variation. The method of claim 12 or 13 wherein the first rate of variation is compared to the second rate of variation. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die erste Änderungsrate mit der zweiten Änderungsrate verglichen wird.
Independent claims14