电子换向电机制造技术

本发明专利技术涉及一种电子换向电机。该电子换向电机具有与该电机的定子连接的功率输出级以及与该功率输出级连接的处理单元。该处理单元构造为控制功率输出级以用于产生至少一个定子电流。该电机具有电流传感器，该电流传感器构造为获取由该功率输出级产生的定子电流并且产生代表该定子电流的电流信号。该处理单元构造为借助于该电流传感器在一个时间间隔内获取在获取时间点的电流的至少一个电流值并且在该时间间隔中至少根据该电流值确定电流的电流曲线并且控制该功率输出级以根据所确定的电流曲线给该定子馈电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电子换向电机。该电机优选具有定子和尤其是永磁地构造的转子。该电子换向电机具有优选与定子连接的功率输出级以及与功率输出级连接的处理单元。该处理单元构造为尤其是脉宽调制地控制功率输出级以用于产生至少一个定子电流，尤其是通过产生至少一个或多个交流电压。功率输出级优选在输出侧与定子连接。处理单元能够因此控制功率输出级以便给定子馈电并且借助于定子产生旋转磁场。
技术实现思路
按照本专利技术，所述电机具有与处理单元连接的电流传感器，所述电流传感器构造为获取由所述功率输出级产生的定子电流并且产生代表所述定子电流的电流信号。所述处理单元构造为借助于所述电流传感器在一个时间间隔、尤其在一个脉宽调制周期中在获取时间点获取所述电流的至少一个或仅仅一个电流值并且至少根据所述电流值或者附加地根据电压和包括定子的定子线圈的电感和/或欧姆电阻的阻抗确定在所述时间间隔中的所述电流的电流曲线并且控制功率输出级以根据所确定的电流曲线给所述定子馈电。借助于之前提及的电流传感器，开始所述类型的电机能够有利地不具有或者仅仅具有少量的扭矩波动性，其中扭矩波动性是时间上的扭矩变动，特别是扭矩的时间上的幅度调制。尤其地，扭矩波动由于处理单元对定子的定子线圈的不准确的控制产生。该不准确的控制例如由不正确地确定的定子馈电状态的实际电流值引起。借助于如此构造的、具有减小的或者不具有扭矩波动性的电机，该电机也能够通过与电机的电机轴连接的部分不发出具有扭矩波动性的频率的空气噪声。具有如此构造的电流传感器的电机在运行时因此也发出少量的空气噪声并且因此导致更少的噪声排放。进一步有利地通过如此构造的电机引起在伺服转向装置中改善的触觉，该伺服转向装置与电机连接。优选地，所述处理单元构造为，根据所述时间间隔的多个时间段期间确定的电流由所述电流曲线形成在所述时间间隔中的所述电流的平均值。所述处理单元进一步构造为，根据所述平均值控制所述功率输出级。在此，由所述功率输出级连接到所述定子上的电压在所述时间段期间优选是恒定的。借助于平均值形成能够有利地将用于电流获取的获取和处理成本保持很小，从而处理单元的运算能力还剩余地保留用于另外的处理任务。在一个优选的实施形式中，所述处理单元构造为，确定在时间段期间流过的电荷并且根据在所述时间间隔中的所述时间段期间流过的电荷的总和确定所述电流的平均值。由此可以有利地准确地获取电流平均值。在电机的一个优选实施形式中，所述多个时间段的数量相应于连接到所述定子的定子线圈的电压的可能的相互不同的开关状态的数量。例如每个定子线圈能够采用两个开关状态，例如一个开关状态，在该开关状态中将中间电路电压施加到定子线圈；以及另一开关状态，在该另一开关状态中没有电压施加到定子线圈。借助于用于相互可能不同的开关状态的时间段的平均值形成，有利地形成用于平均值形成的电流值的数量，尤其是形成流过的电荷量的数量，以便产生高的平均值精度。在一个优选的实施形式中，所述电机具有与所述处理单元连接的温度传感器。所述温度传感器构造为，获取所述电机的至少一部分、尤其是所述定子和/或所述功率输出级的温度并且产生代表所述温度的温度信号。处理单元优选构造为，根据所述温度信号、优选地根据代表温度变化的所述温度信号的变化获取电流值以确定所述电流曲线。进一步优选地，有利地仅仅当存在通过温度信号代表的温度变化特别是预定的温度变化时，实施新的电流平均值以便控制功率输出级并且因此给定子馈电。通过温度有关地获取电流值——根据该电流值在对预定时间间隔的获取之后形成用于相互不同的时间段的平均值——能够有利地尽可能小地保持处理单元的运算负荷。也就是说知道的是，定子线圈的电的特性、此外功率输出级的电的特性依赖于定子或功率输出级的环境温度。随着电的特性的变化，定子或在功率输出级中包含的半导体元件的阻抗也变化。由电机输出的扭矩在时间上的走向、尤其是扭矩可能的扭矩波动性因此极大地依赖于定子和/或功率输出级的温度。在一个优选实施形式中，所述电流传感器由电阻尤其是分流电阻形成。所述电阻与所述功率输出级尤其地串联连接。本专利技术也涉及一种用于运行电子换向电机的方法，其中给电机的定子线圈脉宽调制地通以电压以便产生旋转磁场。在该方法中，在时间间隔中在获取时间点获取流过所述定子线圈的电流的电流值，并且确定在所述时间间隔中的所述电流的电流曲线，并且根据所确定的电流曲线连接所述定子线圈。在该方法的一个优选实施形式中，根据所述时间间隔的多个时间段期间确定的电流由所述电流曲线形成在所述时间间隔中的所述电流的平均值并且根据所述平均值控制所述定子线圈，其中所述定子线圈的开关状态在所述时间段期间分别不变。由此分别连接到定子线圈的电压在时间段期间不变。优选地在该方法中，确定在时间段期间流过的电荷并且根据在所述时间间隔中的所述多个时间段期间流过的电荷的总和确定所述电流的平均值。优选地，获取所述电机的至少一部分、尤其是功率输出级和/或定子的温度并且产生代表所述温度的温度信号。此外根据所述温度信号、尤其是代表温度变化的所述温度信号的变化获取电流值，以确定所述电流曲线。附图说明在下文中现在根据附图和另外的实施例描述本专利技术。另外的有利的实施变型由在附图中描述的以及在从属权利要求中描述的特征给出。具体实施方式图1示出了电机1的实施例。电机1具有定子3和永磁地构造的转子5。电机1也具有功率输出级10，该功率输出级在输出侧与定子5并且在那里与定子3的定子线圈7、8和9连接。功率输出级10具有用于中间电路电压的连接端35。功率输出级10通过连接节点34通过分流电阻20与接地连接端22连接。分流电阻20形成电流获取元件。处理单元12通过尤其是多通道构造的连接26与功率输出级10连接并且构造为，脉宽调制地控制功率输出级10、尤其是功率输出级10的半导体开关的控制连接端，以便给定子3馈电并且由此产生用于转子5的旋动的旋转磁场并且为此产生脉宽调制的控制信号38。半导体开关例如分别由IGBT晶体管或者场效应晶体管、特别是MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）或MISFET（绝缘栅半导体场效应管）形成。处理单元12例如由微处理器、微控制器、ASIC（专用集成电路）或FPGA（现场可编程门阵列）形成。连接节点34通过连接线25与处理单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.05 DE 102011082141.41.电子换向电机（1），具有定子（3）和尤其是永磁地构造的
转子（5），其中所述电机（1）具有与所述电机（1）的功率输出级
（10）连接的处理单元（12），其中所述处理单元（12）构造为控制
功率输出级（10）以用于产生至少一个定子电流，其特征在于，所述
电机（1）具有与所述处理单元连接的电流传感器（20），所述电流
传感器构造为获取由所述功率输出级（10）产生的定子电流（80、71）
并且产生代表所述定子电流（80、71）的电流信号，并且所述处理单
元（12）构造为借助于所述电流传感器（20）在一个时间间隔（70）
中在获取时间点（71、72）获取电流的至少一个电流值并且至少根据
所述电流值确定在所述时间间隔（70）中的所述电流的电流曲线（80、
82、84）并且控制所述功率输出级（10）以根据所确定的电流曲线（80、
82、84）给所述定子馈电。
2.根据权利要求1所述的电机（1），其特征在于，所述处理单
元（12）构造为，根据所述时间间隔（70）的多个时间段（62、63、
64、65、66、67）期间确定的电流由所述电流曲线形成在所述时间间
隔中（70）的所述电流的平均值（81、83、85）并且根据所述平均值
（81、83、85）控制所述功率输出级（10），其中由所述功率输出级
（10）连接到所述定子（3）上的电压（90、91、92）在所述时间段
（62、63、64、65、66、67）期间是恒定的。
3.根据权利要求1所述的电机（1），其特征在于，所述处理单
元（12）构造为，确定在时间段（62、63、64、65、66、67）期间流
过的电荷并且根据在所述时间间隔（70）中的所述多个时间段（62、
63、64、65、66、67）期间流过的所述电荷的总和确定所述电流的平
均值（81、83、85）。
4.根据权利要求2或3所述的电机（1），其特征在于，所述多
个时间段（62、63、64、65、66、67）的数量相应于连接到所述定子

\t（3）的定子线圈（7、8、9）的电压（90、91、92）的可能的相互不
同的开关状态的数量。
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·哈洛，U·福尔默，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：