DE102009037913A1

DE102009037913A1 - Verkürzung einer Anlauf-Sequenz

Info

Publication number: DE102009037913A1
Application number: DE102009037913A
Authority: DE
Inventors: Rune Thomsen; Niels Pedersen
Original assignee: Danfoss Compressors GmbH
Current assignee: Secop GmbH
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2010-02-25
Also published as: US20100045216A1; CN101656505A; CN101656505B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bringen eines bürstenlosen Motors, beispielsweise eines mehrphasigen bürstenlosen Motors, der zusammenwirkend verbunden ist mit beispielsweise einem Kompressor, in eine optimale winkelmäßige Startposition in einer energiesparenden Weise, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Anlegen einer ersten Antriebsspannung an eine erste Phasenwicklung des Motors und Messen eines Stroms, der in einer anderen Phasenwicklung des Motors fließt, wobei dieser Strom in Abhängigkeit von der ersten Antriebsspannung erzeugt wird, die an die erste Phasenwicklung ist. Das Verfahren weist weiter den Schritt auf, die angelegte erste Antriebsspannung abzuschalten, wenn der Strom einen stationären Zustand erreicht. Durch Verwenden des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann eine signifikante Menge von Leistung gespart werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein System zum Ausführen der vorliegenden Erfindung.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bringen eines bürstenlosen Motors, beispielsweise eines mehrphasigen bürstenlosen Motors, der zusammenwirkend verbunden ist, beispielsweise mit einem Kompressor, in eine optimale winkelmäßige Startposition in einer Energie sparenden Weise. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Ausführen der vorliegenden Erfindung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Starten eines Kühlkompressors kann eine schwierige Aufgabe sein, weil das Drehmoment, das notwendig ist, um den Kompressor zu drehen und somit den Rotor eines mehrphasigen bürstenlosen Motors, der zusammenwirkend mit dem Kompressor verbunden ist, sehr stark abhängt von der Position des Kompressors in seinem Kompressionszyklus. Es ist deswegen wichtig, dass der Rotor in einer optimalen winkelmäßigen Position angeordnet ist, damit er ein ausreichendes Moment gewinnt, um beim Starten über ein Spitzenmoment hinwegzukommen.
Ein Verfahren zum Starten eines mehrphasigen bürstenlosen Motors, der zusammenwirkend mit einem Kompressor verbunden ist, ist in US 5 206 567 diskutiert.
In US 5 206 567 werden die Positionen der magnetischen Pole des Rotors durch Überwachen der gegenelektromotorische Kraft erfasst, die in jeder Motorspule erzeugt wird. Nach US 5 206 567 wird eine Folge von Ausrichtschritten verwendet, wo eine Spannung an einer Wicklung vorgesehen wird, um zu bewirken, dass ein Strom durch sie und heraus durch die beiden anderen Wicklungen fließt. Dies wird den Rotor in eine besondere Position drehen. Wenn der Rotor in dieser neuen Position stationär ist, wird der nächste Positionierungsschritt gemacht, wo eine zweite Wicklung auf die gleiche Weise versorgt wird. Wiederum fließt Strom durch die Wicklung und heraus durch die anderen beiden Wicklungen. Dieser zweite Schritt wird gefolgt von einem dritten und ähnlichen Schritt. Die Sequenz stellt sicher, dass zumindest am Ende des dritten Schritts der Rotor in einer Position ist, von der er ausreichend beschleunigen kann, um das maximale Drehmoment zu überwinden.
Es ist ein Nachteil des Verfahrens, das in US 5 206 567 vorgeschlagen wird, dass eine relativ große Menge von elektrischer Leistung während des Startprozesses in den Motor eingespeist wird. Diese Leistung wird nicht not wendigerweise beim Zuführen von komprimiertem Gas zu stromabwärts angeordneten Systemen verwendet und kann deswegen zu hohen Leistungsverlusten führen. Solche Verluste sind kritisch, insbesondere in batterieversorgten Systemen.
Es ist ein weiterer Nachteil von US 5 206 567 , dass die erzeugten gegenelektromotorischen Kraftsignale wegen der begrenzten Geschwindigkeit und der begrenzten Bewegung des Rotors während der oben erwähnten Startfolge extrem klein sind. Die begrenzte Geschwindigkeit und die begrenzte Bewegung des Rotors führen zu einem niedrigen Störverhältnis, das die Genauigkeit der Messungen der Rotorbewegungen begrenzt. Somit ist es wahrscheinlich, dass die Startfolge ausgedehnt wird, um sicherzustellen, dass der Rotor tatsächlich gestoppt hat. Die ausgedehnte Startfolge ist ein größerer Nachteil aus dem Gesichtspunkt eines Leistungsverbrauchs.
Man kann als Aufgabe der Erfindung ansehen, ein effektives und Leistung sparendes Verfahren anzugeben, um einen mehrphasigen bürstenlosen Motor, der zusammenwirkend mit einem Kompressor verbunden ist, in eine gewünschte winkelmäßige Startposition zu bringen, so dass der Motor ausreichend beschleunigt werden kann, um das Spitzendrehmoment eines Kompressorzyklus zu überwinden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die oben erwähnte Aufgabe wird in einem ersten Aspekt gelöst durch Vorsehen eines Verfahrens zum effektiven Bringen eines Rotors eines mehrphasigen Motors in eine gewünschte Startposition, wobei das Verfahren die Schritte aufweist

– Anlegen einer ersten Antriebsspannung an eine erste Phasenwicklung des Motors,
– Messen eines Stroms, der in einer anderen Phasenwicklung des Motors fließt, wobei der Strom in Abhängigkeit von der ersten Antriebsspannung erzeugt wird, die an die erste Phasenwicklung angelegt wird, und
– Abschalten der angelegten ersten Antriebsspannung, wenn dieser Strom einen stationären Zustand erreicht.

Der Motor kann ein mehrphasiger bürstenloser Motor sein, der mit einem Kompressor zusammenwirkend verbunden ist. Wie zuvor festgestellt und mit weiteren Einzelheiten im Folgenden diskutiert wird, sollte der Motor in eine optimale winkelmäßige Startposition gebracht werden, so dass der Motor ausreichend beschleunigt werden kann, um das Spitzendrehmoment eines Kompressorzyklus zu überwinden.
Es sollte bemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf kompressorbezogene Anwendungen begrenzt ist. Somit ist die Erfindung innerhalb eines weiten Bereichs von motorgetriebenen Anwendungen anwendbar.
In dem Fall, dass der Motor eine zweite Phasenwicklung hat, kann das Verfahren weiterhin die Schritte aufweisen

– Anlegen einer zweiten Antriebsspannung an eine zweite Phasenwicklung des Motors,
– Messen eines Stroms, der in einer anderen Phasenwicklung des Motors fließt, wobei der Strom in Abhängigkeit von der zweiten Antriebsspannung erzeugt wird, die an die zweite Phasenwicklung angelegt ist, und
– Abschalten der angelegten zweiten Antriebsspannung, wenn dieser Strom einen stationären Zustand erreicht.

In ähnlicher Weise kann in dem Fall, wenn der Motor eine dritte Phasenwicklung aufweist, das Verfahren weiterhin die Schritte aufweisen

– Anlegen einer dritten Antriebsspannung an eine dritte Phasenwicklung des Motors,
– Messen eines Stroms, der in einer anderen Phasenwicklung des Motors fließt, wobei der Strom in Abhängigkeit von der dritten Antriebsspannung erzeugt wird, die an die dritte Phasenwicklung angelegt ist, und
– Abschalten der angelegten dritten Antriebsspannung, wenn dieser Strom einen stationären Zustand erreicht.

Die angelegten ersten, zweiten und dritten Antriebsspannungen können pulsbreitenmoduliert (PWM) basierte Antriebsspannungen sein, die eine Frequenz von gerade einigen wenigen kHz bis möglicherweise einigen hundert kHz haben. Für Kompressoranwendungen kann eine Frequenz im Bereich von 3–8 kHz, beispielsweise im Bereich von 4–7 kHz, beispielsweise im Bereich von 5–6 kHz, beispielsweise ungefähr 5,5 kHz anwendbar sein. Alternativ kann die verwendete erste, zweite und dritte Antriebsspannungsmodulation eine höhere Frequenz haben, beispielsweise eine Frequenz im Bereich von 8–30 kHz, beispielsweise im Bereich von 10–25 kHz, beispielsweise im Bereich von 15–22 kHz, beispielsweise ungefähr 20 kHz.
Optional können die angelegten ersten, zweiten und dritten Antriebsspannungen gefilterte PWM-basierte Antriebsspannungen aufweisen. Gefilterte PWM-basierte Antriebsspannungen können geliefert werden durch Durchlassen von PWM-basierten Antriebsspannungen durch beispielsweise Bandpassfilter, die angepasst sind an die Schaltfrequenz der Antriebsspannungen. Alternativ können Spannungen, die die gemessenen Ströme wiedergeben, in geeigneter Weise vor der weiteren Verarbeitung gefiltert werden. Ein geeigneter Weg des Filterns solcher Spannungen kann Bandpass- oder Tiefpassfiltern umfassen.
Die Kriteriumswahl zum Entscheiden, wann ein stationärer Stromzustand erreicht worden ist, kann von verschiedenen Faktoren abhängen, die ihrerseits von der Vorrichtung abhängen, mit der der Motor verbunden ist, und von den besonderen Anwendungen, für die sie verwendet wird. Stationäre Stromzustände können als erreicht angesehen werden, wenn Variationen in der Stromamplitude innerhalb eines gewissen Prozentsatzes von einem stationären Strom liegen, beispielsweise innerhalb von 3 der Hälfte des Gesamtstroms durch den Motor. Die Wahl eines solchen Prozentsatzes kann dadurch bestimmt werden, wie dicht es erwünscht wird, dass der Motor stationäre Zustände erreicht hat, bevor man in der Startsequenz fortschreitet. Wenn ein niedriger Prozentsatz gewählt ist, dann wird der Motor dichter an stationären Zustandsbedingungen sein, bevor man in der Startsequenz voranschreitet, als wenn ein größerer Prozentsatz gewählt ist.
Die ersten, zweiten und dritten Antriebsspannungen können im Prinzip beliebige Amplituden haben, so wie von einigen wenigen Volt bis einigen hundert Volt. Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet für Niedrigspannungs-/Hochstrom-Anwendungen. Ein Beispiel einer solchen Niedrigspannungs-/Hochstrom-Anwendung ist eine batteriegetriebene Anwendung. Die Spannungsamplituden von beispielsweise fahrzeugbezogenen batteriegetriebenen Anwendungen sind typischerweise im Bereich von 10–30 V so wie in den Bereichen 10–14 V oder 22–25 V.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum effektiven Bringen eines Rotors eines Multiphasenmotors in eine gewünschte winkelmäßige Startposition, wobei das System aufweist

– Mittel zum Erzeugen einer Antriebsspannung, die an eine Phasenwicklung des Motors anzulegen ist,
– Mittel zum Messen eines Stroms, der in einer anderen Phasenwicklung des Motors in Abhängigkeit von der Antriebsspannung fließt, und
– Mittel zum Bestimmen, ob dieser Strom einen stationären Zustand erreicht.

Wie oben erwähnt, kann der Motor ein mehrphasiger bürstenloser Motor sein, der zusammenwirkend mit einem Kompressor verbunden ist.
Die Mittel zum Erzeugen der Antriebsspannung können geeignet sein, um eine PWM-basierte Antriebsspannung zu erzeugen. Darüber hinaus können Filtermittel zum Filtern der PWM-basierten Antriebsspannung vor Anlegen der Antriebsspannung an die Phasenwicklung vorgesehen sein. Alternativ können Filtermittel zum Filtern einer Spannung, die den gemessenen Strom wiedergibt, vorgesehen sein. Solche Filtermittel können einen Bandpass- oder Tiefpassfilter mit einer geeigneten Mittelfrequenz bzw. Grenzfrequenz aufweisen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, worin
1 ein System zum Ausführen der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 Moment über winkelmäßige Rotorpositionen in einer Kompressoranwendung darstellt,
3 eine angelegte erste PWM-basierte Antriebsspannung und zugeordnete Ströme in anderen Phasenwicklungen zeigt,
4 eine angelegte zweite PWM-basierte Antriebsspannung und zugeordnete Ströme in anderen Phasenwicklungen zeigt,
5 eine angelegte dritte PWM-basierte Antriebsspannung und zugeordnete Ströme in anderen Phasenwicklungen zeigt,
6 das Prinzip, dass der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, zeigt,
7 ein Flussdiagramm zeigt, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, und
8 ein Flussdiagramm zeigt, das eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Während die Erfindung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen empfänglich ist, sind besondere Ausführungsform beispielhaft in den Figuren gezeigt worden und werden im Detail hier beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, dass es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die besonderen offenbarten Formen zu beschränken. Im Gegenteil umfasst die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die innerhalb des Geistes und des Bereichs der Erfindung fallen, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In ihrem breitesten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Bringen eines mehrphasigen bürstenlosen Motors, der zusammenwirkend mit einem Kompressor verbunden ist, in eine gewünschte winkelmäßige Startposition in einer effektiven und Leistung sparenden Weise. Das Prinzip, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist es, in einer sequentiellen Weise Antriebsspannungen an die jeweiligen Phasenwicklungen des mehrphasigen bürstenlosen Motors anzulegen und zur gleichen Zeit die Dauer einer jeden Antriebsspannung auf ein absolutes Minimum zu reduzieren. Dies wird durch Messen der Ströme in zwei unversorgten Phasenwicklungen des Rotors erreicht. Wenn diese Ströme stationäre Zustände erreichen, ist der Rotor des bürstenlosen Motors stabilisiert. Somit befasst sich die vorliegende Erfindung im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, die eine feste und vorbestimmte Zeitperiode anwenden, mit Warten gerade bis der Rotor stabilisiert ist, bevor die nächste Phasenwicklung des Motors mit Leistung versorgt wird. Durch Anwenden des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird die Gesamtzeit, die notwendig ist, um den mehrphasigen bürstenlosen Motor in die gewünschte winkelmäßige Position zu bringen, signifikant vermindert und somit eine bedeutender Menge von Leistung gespart. Das Letztere ist von besonderer Wichtigkeit in batteriegetriebenen Anwendungen. Darüber hinaus wird das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung die Komponentenbelastung, die dem Antriebssystem zugeordnet ist, minimieren und die mechanische Belastung auf den Kompressor minimieren. Man nimmt an, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wann immer ein Hochfahralgorithmus eines sensorlosen Motors verwendet wird.
Unter Bezugnahme nun auf 1 ist ein System dargestellt zum Ausführen der vorliegenden Erfindung auf einem zugeordneten Motor/Kompressor 1. Wie man sehen kann, weist das System eine Leistungsquelle 2, beispielsweise eine Batterie, ein Antriebssystem 3 und Stromsensoren 4 zum Messen der Phasenströme, die den Phasenwicklungen des Motors 1 zugeführt werden, auf. Typischerweise umfasst die Leistungsquelle 2 eine Batterie mit einer nominalen Batteriespannung im Bereich 10–30 V. Andere Spannungsbereiche sind jedoch ebenfalls anwendbar. Das Antriebssystem 3 umfasst vorzugsweise einen mehrphasigen Modulator zum Erzeugen einer PWM-Antriebsspannung für jede der Phasenwicklungen des Motors. Die Schaltfrequenz der PWM-Antriebsspannungen kann gewählt werden, um spezielle Systemanforderungen zu erfüllen. Für Kompressoranwendungen kann vorzugsweise eine Schaltfrequenz von ungefähr 5,5 kHz verwendet werden. Wie in 1 dargestellt, sind Stromsensoren zum Messen von Strömen in jeder Motorphasenwicklung vorgesehen. Diese Stromsensoren können von jedem geeigneten Typ sein. Darüber hinaus können vorzugsweise elektronische Filter (in 1 nicht gezeigt), beispielsweise Bandpassfilter, vorgesehen sein zum Filtern der PWM-Antriebsspannungen von dem Antriebssystem 3. Die Mittenfrequenz von solchen Bandpassfiltern sollte vorzugsweise die Schaltfrequenz des Antriebssystems 3 treffen. Alternativ können Tiefpassfilter mit geeigneten Grenzfrequenzen verwendet werden.
Alternativ können Bandpass- oder Tiefpassfilter verwendet werden zum Filtern einer Spannung, die die gemessenen Ströme darstellt.
Unter Bezugnahme nun auf 2 ist das erforderliche Drehmoment über der winkelmäßigen Rotorposition für eine Kompressoranwendung dargestellt. Man kann sehen, dass das erforderliche Motordrehmoment einmal für alle 360°-Drehungen des Rotorzyklus eine Spitze aufweist. Um dieses Spitzendrehmoment während des Anlaufs zu überwinden, muss der Motor ausreichendes Moment erreichen. Unter Bezugnahme auf den vollen Rotorzyklus zwischen 220° und 600° sollte der Motor vorzugsweise in der Nähe der 220°-Marke positioniert werden, bevor er gestartet wird, um das erforderliche Moment zu erreichen.
Unter Bezugnahme nun auf 3 ist eine erste PWM-Antriebsspannung 5 an eine der drei Phasenwicklungen angelegt worden. Die Dauer der ersten PWM-Antriebsspannung ist 200 ms und ihre mittlere Amplitude ist um die 20 A. Es sollte bemerkt werden, dass die Dauer der PWM-Antriebsspannung und ihrer mittleren Amplitude beträchtlich von diesen Werten differieren kann.
Das Schwingungsverhalten der ersten PWM-Antriebsspannung beruht auf der PWM-Natur der ersten Antriebsspannung. Die PWM-Schaltfrequenz ist 5,5 kHz. Während des Anlegens der ersten PWM-Antriebsspannung 5 werden Ströme 6, 7, die in den beiden anderen Phasenwicklungen fließen, gemessen. Wie man in 3 sehen kann, oszil lieren die Ströme 6, 7 mit der PWM-Schaltfrequenz über die volle Periode von 200 ms. Aufgesetzt auf die Hochfrequenzoszillationen stellen die Ströme 6, 7 auch ein gedämpftes Schwingungsverhalten mit einer viel niedrigeren Frequenz dar. Das gedämpfte Schwingungsverhalten stammt von Rotorvibrationen, die nach etwa 100 ms absterben, wenn der Rotor in einer neuen Position stabilisiert ist.
4 stellt eine zweite PWM-Antriebsspannung 8 und zugeordnete Ströme 9, 10 dar, die in den anderen beiden Wicklungen des Motors gemessen werden. Wiederum ist die Dauer der zweiten PWM-Antriebsspannung 200 ms, ihre mittlere Amplitude ist um die 20 A und die PWM-Schaltfrequenz ist 5,5 kHz. Wiederum zeigen die Ströme ein gedämpftes Schwingungsverhalten wegen der Rotorvibrationen. Die Schwingungen, die durch die Rotorvibrationen induziert sind, sterben nach etwa 100 ms ab, d. h. wenn sich der Rotor in einer neuen Position stabilisiert hat.
5 stellt eine dritte PWM-Antriebsspannung 11 und zugeordnete Ströme 12, 13 dar, die in den anderen beiden Wicklungen des Motors gemessen werden. Wie zuvor ist die Dauer der dritten PWM-Antriebsspannung 200 ms, ihre mittlere Amplitude ist um 20 A und die PWM-Schaltfrequenz ist 5,5 kHz. Die Ströme 12, 13 stellen ein gedämpftes Schwingungsverhalten wegen der Rotorvibrationen dar. Die Schwingungen, die durch die Rotorvibrationen induziert sind, sterben nach etwa 100 ms ab, d. h. wenn sich der Rotor in einer neuen Position stabilisiert hat.
Aus den in 3–5 dargestellten Erläuterungen ist es klar, dass eine beträchtliche Menge von Leistung gespart werden kann, wenn die Dauer der PWM-Antriebsspannungen verkürzt wird. Somit kann anstelle des Anlegens einer festen Dauer von 200 ms die Dauer der PWM-Antriebsspannung gekürzt werden, indem man die PWM-Antriebsspannungen nur so lange anlegt, wie die Ströme 6, 7 und 9, 10 und 12, 13 schwingen, d. h. so lang, wie der Rotor vibriert. Sobald der Rotor sich in einer neuen Position stabilisiert hat, wird die in Frage stehende PWM-Antriebsspannung abgeschaltet.
Somit können, wie in 6 dargestellt, die PWM-Antriebsspannungen 14, 15, 16 nur so lange angelegt werden, wie die zugeordneten Ströme dynamisches Verhalten zeigen. Dies bedeutet, dass wenn die Ströme 17, 18 einen stationären Zustand einnehmen, die PWM-Antriebsspannung 14 abgeschaltet wird und die PWM-Antriebsspannung 15 angeschaltet wird. Wenn die Ströme 19, 20 einen stationären Zustand einnehmen, wird die PWM-Antriebsspannung 15 abgeschaltet und die PWM-Antriebsspannung 16 wird angeschaltet. Wenn die Ströme 21, 22 einen stationären Zustand einnehmen, wird die PWM-Antriebsspannung 16 abgeschaltet und die Startsequenz der vorliegenden Erfindung ist abgeschlossen. Durch Verwenden der Startsequenz der vorliegenden Erfindung kann eine beträchtliche Menge von Leistung gespart werden, da die Startsequenz der vorliegenden Erfindung die Leistungszufuhr zum Motor für eine signifikant verminderte Zeitperiode umfasst. Aus 6 kann hergeleitet werden, dass die erforderliche Leistung, um die Startsequenz zu vervollständigen, auf ungefähr die Hälfte derjenigen vermindert werden kann, die in Startsequenzen nach dem Stand der Technik erforderlich war.
Es sollte bemerkt werden, dass es nicht notwendig ist, alle drei Motorphasenströme zu messen. Im Allgemeinen sind nur zwei Motorphasenströme erforderlich. Der dritte Motorphasenstrom kann unter Anwendung des Kirchhoffschen Stromgesetzes berechnet werden. Darüber hinaus können die gemessenen Stromsignale optional gefiltert werden, beispielsweise bandpassgefiltert, um Schaltstörungen zu unterdrücken.
7 und 8 erläutern beide die Startsequenz der vorliegenden Erfindung in der Form von Flussdiagrammen.
Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 7 umfasst der erste Positionierungsschritt, der das Anlegen einer PWM-Antriebsspannung umfasst, auch das Messen von Phasenströmen an einer geeigneten Anzahl von Malen. Die Wahl der Anzahl von Malen wird durch einige Faktoren bestimmt, beispielsweise die verfügbare Verarbeitungsleistung, die Auflösung des Strommesssystems und die erwartete Zeitperiode, die ein Positionierungsschritt dauern wird. Zumindest eine Messung sollte gemacht werden, aber es ist vorzuziehen, dass einige, beispielsweise 10 Messungen oder 100 Messungen, gemacht werden sollten.
Die Bestimmung, ob die Phasenströme stationäre Zustände erreicht haben, kann gemacht werden durch Bestimmung, ob die Oszillationen der Phasenströme kleiner sind als eine bestimmte Amplitude oder ob die Amplituden der Phasenströme innerhalb gewisser Grenzen sind (bei spielsweise innerhalb von 3 der Hälfte des Gesamtstroms durch die Motorphasenwicklungen) über einige Messungen. Wenn es bestimmt worden ist, dass die Phasenströme stationäre Zustände erreicht haben, wird der erste Positionierungsschritt durch Abschalten der angelegten PWM-Antriebsspannung beendet. Vor dem Initiieren des zweiten Positionierungsschritts wird eine Pause eingefügt, um eine Kreuzleitung in den Phasenwicklungen des Motors zu vermeiden.
In dem Fall, dass die Phasenströme nicht stationäre Zustände erreicht haben, muss bestimmt werden, ob die maximal erlaubte Zeit zum Durchführen des ersten Positionierungsschritts abgelaufen ist. Die maximal erlaubte Zeit ist abhängig von mechanischen Konstanten innerhalb des Systems. Beispielsweise kann eine solche maximal erlaubte Zeit in dem Intervall 60 ms–300 ms für einen einzelnen Positionierungsschritt für einen Motor, der einen Kompressor, beispielsweise einen Haushaltskompressor, steuert, liegen. Wenn die maximal erlaubte Zeit erreicht oder bereits überschritten worden ist, wird der erste Positionierungsschritt beendet. Wenn die maximal erlaubte Zeit nicht erreicht wird, werden die Phasenströme eine Anzahl von Malen gemessen, um zu bestimmen, ob stationäre Zustände erreicht worden sind. Wenn stationäre Zustände erreicht worden sind, wird der erste Positionierungsschritt beendet, wenn nicht, wird eine weitere Iteration durchgeführt.
Vorzugsweise wird der oben erwähnte Positionierungsschritt für jede der verfügbaren Phasenwicklungen des Motors wiederholt. Somit umfasst, wenn der Motor drei Phasenwicklungen hat, die Startsequenz drei Schritte, um den Motor in die gewünschte Position zu bringen.
8 zeigt ein Flussdiagramm ähnlich zu 7 mit Ausnahme der Tatsache, dass die gemessenen Stromsignale gefiltert werden, um Schaltgeräusche zu unterdrücken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5206567 [0003, 0004, 0004, 0005, 0006]

Claims

Verfahren zum effektiven Bringen eines Rotors eines mehrphasigen Motors in eine gewünschte winkelmäßige Startposition, wobei das Verfahren die Schritte aufweist – Anlegen einer ersten Antriebsspannung an eine erste Phasenwicklung des Motors, – Messen eines Stroms, der in einer anderen Phasenwicklung des Motors fließt, wobei dieser Strom in Abhängigkeit von der ersten Antriebsspannung erzeugt wird, die an die erste Phasenwicklung angelegt wird, und – Abschalten der angelegten ersten Antriebsspannung, wenn dieser Strom einen stationären Zustand erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend die Schritte – Anlegen einer zweiten Antriebsspannung an eine zweite Phasenwicklung des Motors, – Messen eines Stroms, der in einer anderen Phasenwicklung des Motors fließt, wobei dieser Strom in Abhängigkeit von der zweiten Antriebsspannung erzeugt wird, die an die zweite Phasenwicklung angelegt wird, und – Abschalten der angelegten zweiten Antriebsspannung, wenn dieser Strom einen stationären Zustand erreicht.
Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend die Schritte – Anlegen einer dritten Antriebsspannung an eine dritte Phasenwicklung des Motors, – Messen eines Stroms, der in einer anderen Phasenwicklung des Motors fließt, wobei dieser Strom in Abhängigkeit von der dritten Antriebsspannung erzeugt wird, die an die dritte Phasenwicklung angelegt wird, und – Abschalten der angelegten dritten Antriebsspannung, wenn dieser Strom einen stationären Zustand erreicht.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin stationäre Stromzustände als erreicht angesehen werden, wenn die Schwingungen in der Stromamplitude innerhalb von ±3% des Gesamtmotorstroms dividiert durch die Anzahl der nicht angetriebenen Phasen liegt.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin die ersten, zweiten und dritten Antriebsspannungen Amplituden im Bereich 10–30 V, beispielsweise innerhalb der Bereiche 10–14 V oder 22–26 V, haben.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin die ersten, zweiten und dritten Antriebsspannungen von einer Batterie zur Verfügung gestellt werden.
System zum effektiven Bringen eines Rotors eines Multiphasenmotors in eine gewünschte winkelmäßige Startposition, wobei das System aufweist – Mittel zum Erzeugen einer Antriebsspannung, die an eine Phasenwicklung des Motors anzulegen ist, – Mittel zum Messen eines Stroms, der in einer anderen Phasenwicklung des Motors in Abhängigkeit von der Antriebsspannung fließt, und – Mittel zum Bestimmen, ob dieser Strom einen stationären Zustand erreicht.
System nach Anspruch 7, weiterhin aufweisend Filtermittel zum Filtern einer Spannung, die einen gemessenen Strom darstellt.
System nach Anspruch 8, wobei die Filtermittel einen Tiefpassfilter aufweisen.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, worin die Antriebsspannung eine Amplitude im Bereich 10–30 V, beispielsweise in den Bereichen 10–14 V oder 22–26 V, hat.
System nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 10, weiterhin aufweisend eine Batterie, die geeignet ist, die Antriebsspannung zu liefern.