Die Erfindung betrifft elektronisch kommutierte, zweiphasige Reluktanzmaschinen (Motoren oder Generatoren, auch SR (Switched Reluctance) Maschinen genannt) die einen besonderen Magnetkreis haben, wie z. B. aus der intemationalen Patentanmeldungen WO 96/09683 und WO 98/23024 bekannt.

Einen solchen, trotz Einfachheit fünktionsiahigen Motor zeigt die Fig. 1, zum leichteren Verständnis in komprimierter Form (Magnetkreis und Schaltung).

Jede einzelne der acht Haupt- (112) wie Nebenwicklungen (113) ist als eine auf dem skizzierten Magnetjoch 11 angebrachte Induktivität dargestellt.

Die Hauptstrompfade (s."Definitionen") sind mit Fettstrich dargestellt.

Die einfachste Schaltung (s. Fig. 1) eines ungeregelten SR-Motors arbeitet im Sinne der Erfindung, wie vom Stand der Technik bekannt, mit einem Hallsensor 31 mit zwei komplementären"Flip-flop"open-collector Ausgängen 312,313 als Phasensteuerung, welche realistisch in der Nähe des Rotors skizziert wurde. Die Gate-Elektroden der Leistungschalter 21X, 21 Y, die z. B. über einen polarisations"pull-up"Widerstand 35 Spannung bekommen, werden wechselweise an das Minus-Potential (Ground) über die Hallsensorausgängen 312,313 kurzgeschlossen, so dass dadurch der Hauptstrom aufhört.

Bei einem ungeregelten Motor wird auf dem elektrischen Winkel 0° s. Fig. 3 z. B. die Phase X bestromt, und bei 180° hört ihr Hauptstrom auf ; gleichzeitig wird die Y-Phase bestromt, und zwar bis auf 360° (= 0°), wodurch der elektrische Zyklus geschlossen wird. Die Einhaltung der elektrischen Schaltpunkte, (Phasenwechsel) die der Zahn-zu-Zahn-Bewegung des Rotors entsprechen, ist wichtig, damit der sich in die Nähe kommende Stator 111 und die Rotorpole 121 wirksam anziehen können, s. Fig 1, Phase X.

DEFINITIONEN Der Einfachheit halber werden im Laufe der Beschreibung die Halbleiterbauelemente wie Mosfets, IGBT s, die den Hauptstrom von der Stromquelle zu den Wicklungen leiten "Leistungsschalter"genannt.

Unter Hauptstrom wird im Sinne der Erfindung der Strom verstanden, welches von der Quelle über einen Leistungsschalter in den Wicklungen fließt. Die Fließdauer des Hauptstromes ist bei Volllast (Flip-Flop Betrieb der Leistungsschalter) der Phasendauer T gleich und beträgt als

elektrischer Winkel gesehen 180°. Der Phasenwechsel wird mit Hilfe eines Rotorstellungsgebers 32 durchgeführt, welcher sich vor einen oder mehreren der Rotorstellungs (Hall) sensoren 31 dreht.

Fig. 2 zeigt eine Übersicht der Anordnung einiger erfindungsrelevanter Bauteile mit den Signalformen für die Motorsteuerung, die im Laufe der Erfindung vorkommen.

Als"Phasensteuerung"s. Fig. 2 werden die Schaltungsteile verstanden die den Phasenwechsel im Flip-Flop-Modus steuern. Dieser muss in den Rotorstellungen erfolgen, in denen der Wirkungsgrad der Umwandlung elektrisch/mechanischer Energie bei den vorgegebenen Betriebsparametern optimal ist.

Obwohl eine geringfügige Leistungsregelung auch über die Verstellung der Phasensteuerung erreichbar ist, versteht man im Sinne dieser Erfindung darunter eine Reduzierung der Hauptstromlaufzeiten über kürzere"Gate"-Impulse. Dies bedeutet dass zur Leistungsregelung die Schaltungsteile gehören, die aus Rotorstellungssignalen Gate-Steuerungssignale formen, die rechteckig sind und weniger als die Phasenlänge dauern, wie in Fig. 2, rechts, dargestellt.

"By-pass-Dioden"werden die Dioden genannt, die die Selbstinduktionsspannung Ua, die an der Verbindung zwischen den Leistungsschaltern und den Wicklungen bei der Unterbrechung des Hauptstromes auftritt (die Entmagnetisierungsenergie, oder by-pass-Strom) Ib der darauffolgenden Phase zuleiten."Phasenwinkel w" (elektrisch = 180°, mechanisch = 180 : Zahl der Rotorzähne), ist der Rotorwinkel, welcher zwischen zwei Phasenwechseln, d. h. zwischen zwei Schaltvorgängen der Phasensteuerung (Hallsensor) durchlaufen wird.

"Zahn-Zahn"oder"alligned position"ist die relative Rotor-Stator-Stellung, in welcher der Rotor 2 sich dreht, falls durch eine Phase kontinuierlich Gleichstrom fließt (minimale Reluktanz).

Die Aufgabe der vorliegender Erfindung ist, Möglichkeiten der Leistungsregelung der o. g. SR- Maschinen ohne zusätzliche, kostspielige Leistungshalbleiter vorzuzeigen.

Dabei sollte berücksichtigt werden, dass der Wirkungsgrad der Maschine möglichst hoch bleiben soll. Dies bedeutet, dass sowohl die Rückgewinnung der Entmagnetisierungsenergie effizient erfolgen sollte, und dass die Verluste der Leistungselektronik minimiert werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt nach der Lehre des Hauptanspruchs. Einfache Schaltungshinweise und Beispiele stehen dem Fachmann zur Wahl, damit er diese bei der Gestaltung einer geeigneten Schaltungsvariante wie Bausteine kombiniert, um eine konkrete Zielsetzung im Sinne der Erfindung zu realisieren. Unter"Leistungsregelung"einer SR- Maschine, insbesondere eines Motors, versteht man im Sinne der Erfindung die Verringerung des Hauptstromes durch gezielte kurzzeitige Sperrung der Leistungsschalter innerhalb der

Phasendauer, (des Phasenwinkels). Dies bewirkt die Verringerung des Hauptstromwinkels auf weniger als 180°, bzw. dass die relative Einschaltdauer der Leistungsschalter verkürzt wird.

Dies bedeutet, dass zum Zwecke der Regelung die zwei Leistungssschalter nicht mehr im Gegentakt- ("Flip-Flop") Modus arbeiten. Fig. 3 zeigt die relevanten Steuerungssignale des Motors als rechteckige (Spannungs-) Impulse.

Die entsprechenden Verläufe des Hauptstromes Ip (Fettstrich) bzw. des by-pass Stromes Ib (Punktlinie) sind überlagert dargestellt. Die Form der Impulse in geregeltem Modus ist in der rechten Seite (ab 360°) gezeichnet, die in ungeregeltem (Flip-Flop) Modus in der linken Seite (0-180°).

Aufgrund der vom Stand der Technik bekannten Magnetkreise, welche eine sehr einfache, hocheffiziente Rückgewinnung der Entmagnetisierungsenergie einer gerade abgeschalteten Phase erlaubt, musste bis jetzt eine verzögerungsfreie Bestromung der zweiten Motorphase zum Zeitpunkt der Abschaltung der ersten erfolgen (Flip-Flop-Modus,"Verkettung"der Phasen über den by-pass Strom).

Um eine Leistungsregelung zu erreichen, wurde dort vorgeschlagen, den Hauptstrom vor dem Phasenende zu unterbrechen. Der Stromfluss in dieser abzuschaltenden Phase sollte bis zum Ende der Phasendauer durch die Rückführung der Selbstinduktionsspannung Ua mit Hilfe zweier zusätzlicher Leistungstransistoren 211 aufrechterhalten werden, s. WO 96/09683, S. 8-9, Fig. 6e.

Diese Leistungstransistoren 211 waren auch im Falle einer Regelung durch die bekannte Pulsbreitenmodulation notwendig.

Hätte man auf einer Rückführung der Selbstinduktionsspannung über die Transistoren 211 verzichtet, so hätte dies zu einer nutzlosen Weiterleitung des by-pass Stromes zu der anderen Phase zum falschen Zeitpunkt geführt, mit gravierenden Folgen für den Wirkungsgrad.

Ohne zusätzlichem Aufwand an Leistungselektronik war es also bisher nicht möglich, eine auf die Verringerung der Einschaltdauer der Leistungsschalter 21 basierende Leistungsregelung zu erreichen.

Eine einfachere Lösung ist nach der Lehre dieser Erfindung möglich, auch wenn die"fly-back" Leistungstransistoren 211 nicht vorhanden sind, (s. WO 96/09683-Fig. 6e) die zum Ende der Phasendauer die Entmagnetisierungsenergie bei der Sperrung eines Leistungsschalters 21X zu der Phase (X) führten, aus der diese stammen, wie folgt : Nach dem Anlauf des Motors, welches stets im"Flip-Flop-"Betriebsmodus (Fig. 3, linke Seite) der Leistungschalter geschieht, kann der Hauptstrom durch Gesperrthalten der Leistungsschalter 2IX, 21Y nach dem Phasenwechsel um eine feste oder variable Zeitspanne t verzögert werden, (s.

Fig. 3, rechts), eine Zeitspanne, die je nach der Drehzahl des Motors einem elektrischen Winkel v entspricht.

Der Hauptstrom der Phase X setzt also nicht mehr bei 360°, sondern verzögert bei 360+v°, der der Y-Phase bei 540+v°.

Die Sperrung der Leistungsschalter erfolgt nach wie vor bei nxl 80°.

Dies bedeutet, dass das Auftreten der Selbstinduktionsspannung Ua (des by-pass-Stromes Ib, bei Phasenende) stets bei n x 180°, erfolgt, d. h bei einer Relativstellung der Stator-Rotorzähne 111- 121, in der diese sich wirksam anziehen können, s. Phase X in Fig. l Die Entmagnetisierungsenergie (der by-pass Strom Ib, Verlauf s. Fig. 3, Punktlinie) kann also der darauffolgenden Phase über die by-pass-Diode 22 mit nützlicher Wirkung (als Aufmagnetisierungsstrom, von einem Drehmoment begleitet) zugeleitet werden, auch wenn der Hauptstrom noch nicht eingesetzt hat.

Fängt der Hauptstrom Ip verzögert nach der Zeit t (elektrischer Rotorwinkel v) zu fliessen an, so wird dessen Anstieg steiler, da das entsprechende Magnetjoch 11 bereits über den by-pass Strom vormagnetisiert ist.

Dies bedeutet, dass eine gezielte Sperrung des Leistungsschalters 21 der X-Phase z. B. dafür verwendet werden kann, dass man aufgrund der"Verkettung"der Phasen über den by-pass Strom eine zweckmässige Vormagnetisierung der Y-Phase über die Diode 22X erreichen kann. Durch die Steuerung dieser Phasenschaltvorgänge läßt sich z. B. neben der Leistungsregelung ein bestimmter Stromverlauf in den Phasen erreichen, welcher fUr einen optimalen Wirkungsgrad und/oder für eine Gerauschreduzierung günstig ist.

Angesichts der Erkentnisse dieser Erfindung, und zwar hauptsächlich, dass die Verkürzung der Hauptstromdauer am Phasenanfang, nicht zum Phasenende wie beim Stand der Technik zu erfolgen hat, läßt sich nicht nur der Elektronikaufwand reduzieren, sondem auch eine Regelung in breiteren Grenzen erreichen.

Die variable Einschaltverzögerung t der Leistungsschalter 21 kann auf elektronischem Wege oder über die mechanische Verschiebung eines zweiten Hallsensors 31 a erfolgen.

Elektronisch läßt sich dies mit einem einschaltverzögerten Zeitglied erreichen, welches zum Phasenwechsel in Gang gesetzt wird, und die Gate-Elektroden der Leistungsschalter 21 um die Zeitspanne t an das minus Potential nach dem Phasenwechsel hält, (s. Fig. 3).

Diese Verzögerung kann parametrisch erfolgen, also z. B. über eine Schaltung eingestellt, die einen Soll-mit dem Istwert vergleicht und dementsprechend korrigiert, um eine bestimmte Regelgrösse wie Drehzahl oder Drehmoment z. B. konstant zu halten.

So müsste man bei einer Drehzahlerhöhung die Verzögerung t vergrössern, um dadurch den Hauptstrom zu reduzieren, bis die Drehzahl auf den eingestellten Wert sinkt.

Ist die Verzögerung t konstant, so wird auch eine gewisse, jedoch ungenaue Drehzahlbegrenzung erreicht. Steigt die Drehzahl des Motors an, so wird dabei die relative Einschaltdauer (die Leistungsaufnahme) des Motors abnehmen, bis es zu einer Drehzahlbegrenzung kommt. Dies geschieht, weil bei höherer Drehzahl die Phasendauer T abnimmt, während die Verzögerung t konstant bleibt, so dass die relative Einschaltdauer = T-t abnimmt. Das Verhältnis Hauptstromwinkel/Phasenwinkel verringert sich.

Eine einfache Leistungsregelung, bei welchr dieses Verhältnis konstant bleibt, lässt sich durch die Verwendung zweier phasenverschobener Rotorpositions (Hall) sensoren 31 mit digitalen"open collector"Ausgängen 312,313 erreichen, (s. Fig. 4).

Dabei wird die Gate-Elektrode der Leistungsschalter 21 über dem ersten Hallsensor (31) am Sättigungspotential"high"gebracht und vom zweiten Hallsensor 31 a (dessen Ausgänge sind paralell geschaltet) zu dem minus-Potential"los"kurzgeschlossen.

In der unteren Hälfte der Fig. 4 sind auf der Ebene a die Signale eines Ausganges 312 des aktiven Hallsensors 31 (= Steuersignale der Gate Gx, wenn der Schalter 314 offen ist, 315 geschlossen) bzw. auf Ebene b die des Ausganges des Hallensors 31 a (Schalter 315 offen, 314 geschlossen).

Auf der Ebene c ist das resultierende"X Gate"-Signal (herabgeregelte Leistung), wenn beide Schalter geschlossen sind. Die"high"Impulsbreite der"Y"-Phase ist identisch, jedoch elektrisch um 180° phasenverschoben.

Sind die Signale der zwei Hallsensoren um den Winkel v phasenverschoben, so ist der Winkel, während die Gate Elektrode"high"ist (=Hauptstromwinkel) stets w-v (Phasenwinkel- Phasenverschiebung der Hallsensoren.

Für den Motor eines Elektrowerkzeuges kann unter Umständen diese Leistungsregelung günstiger sein.

Bei marktüblichen Handwerkzeugen erfolgt eine Drehzahlerhöhung durch das Weiterdrücken des im Handgriff integrierten, motornahen Schalters welcher in diesem Falle ein Potentiometer beinhaltet.

Ein solcher Schalter kann auch über einen Hebel z. B. die Bewegung eines Hallsensors bewirken, so dass die Funktion der Leistungssteuerung des Werkzeuges (s. Fig. 5) sich so darstellen kann

-Je nach gewünschter Drehrichtung wird mit Hilfe des bistabilen links-rechts Wahlhebels 36, die Stellung für einen Anlaufsensor 31 a gegenüber des Gebermagneten 32 vorbestimmt, mit Schaltpunkten, die etwa im ersten Viertel des Phasenwinkels liegen, links-oder rechts der neutralen Zahn-Zahn-Stellung, -Am Anfang des Hubes des Hebels 37 wird der Anlauf (Hall) sensor 31 a z. B. wie unter Fig. 3 dargestellt, aktiviert, und der Motor startet in der vorgewählten Richtung, -Nach Erreichen der unteren Drehzahlgrenze wird der zweite Hallsensor 31 aktiviert, welcher jedoch die maximale Winkelverschiebung v aufweist, so dass der Hauptstromwinkel klein ist, und der Motor mit minimaler Leistung (bzw. Drehzahl) arbeitet, -durch Weiterdrücken des Hebels 37 wird einer der Hallsensoren 31 wie in Fig. 5 so bewegt, dass die Verschiebung v verringert wird, so dass der Hauptstromwinkel ansteigt und damit die Leistung des Motors.

Ist die Phasenverschiebung der beiden Hallsensoren 31 gleich, so arbeitet der Motor mit Volllast (Hauptstrom-und Phasenwinkel sind gleich, Flip-Flop-Betrieb) Für manche Anwendungen (Staubsauger z. B) kann der bewegliche Hallsensor 31 von der Ausgangsgrösse einer angetriebenen Vorrichtung (Vakuum, Durchfluss, Temperatur Strom, Schwingung) abhängig verstellt werden, z. B. für Druck mit Hilfe einer Zylinder-Kolben-Feder- Vorrichtung 38, was besonders preisgünstige Gesamtlösungen für die Regelung erlaubt (s. Fig. 6).

Bei einem Verbrennungsmotor eines PkWs z. B., welcher mit einem Anlasser nach der WO 98/23024 versehen ist, können die Schwingungen des Ottomotors mit Hilfe eines Hallsensors gedämpft werden, welcher drehschwingungsfrei gelagert ist.

Zeigt der Ottomotor samt Reluktanzanlasser Drehschwingungen, so fuhren diese dazu, dass der schwingungsfrei gelagerte Hallsensor sich relativ zu dem schwingenden Stator derart bewegt, dass die Reluktanzmaschine zwischen dem Motor-Generator (Bremse) Betrieb im Sinne einer Reduzierung der Schwingungen des Ottomotors pendelt.

Diese Funktionen können selbstverständlich auch auf elektronischem Wege realisiert werden, so dass anstelle einer mechanischen Verschiebung elektrische Phasenverschiebungen zum Einsatz kommen.

Bei den elektronischen Lösungen mit Zeitschaltungen kommt es grundsätzlich darauf an, synchron zu momentanen Rotor-/Statorstellungen, die für die Umwandlung der elektrischen in mechanische Energie günstig sind, längere oder kürzere Hauptstromlaufzeiten zu steuern und diese ggf. abhängig von einem Sollparameter (z. B. Drehzahl) zu regeln.

Für die Maschinensteuerung muss also ein Rotorstellungssignal gewonnen werden, welches unzweideutig den Drehwinkel-und ggf. die-Richtung wiederspiegelt.

Dieses Signal lässt sich mit bekannten elektronischen Mittel derart verarbeiten, dass daraus Steuerungsimpulse für die Leistungsschalter 21 in flip-flop- (Vollast)-oder Leistungsregelungsmodus gewonnen werden können.

Dabei ist es unerheblich, was für eine Art von Stellungssensoren eingesetzt werden, wobei diese im Laufe der Beschreibung einfachheitshalber als Hallsensoren 31 (analog, digital, differential, programmierbar) bezeichnet werden.

Mit Hilfe eines differentialen bzw. programmierbaren Hallsensors lassen sich direkt die Rotorzähne abtasten, so dass ein Phasenwechselsignal auch ohne Hilfe eines Gebermagneten 32 gewonnen werden kann. Die Rotorstellung kann im Sinne der Erfindung auch ohne Hilfe eines Sensors, durch die elektronische Ermittlung der Reluktanz der Motorphasen erfolgen, wie vom Stand der Technik bekannt.

Wie die Fig. 3 zeigt, wo als Vergleich der flip-flop-Phasenwechselsignal eines ungeregelten Motors und das Sägezahn-oder Sinussignal eines Rotorstellungsgebers dargestellt sind, lassen sich aus diesen Grossen nicht nur Phasenwechsel-, sondern auch andere Steuersignale gewinnen.

Dabei kommen einfache elektronische Mittel zum Einsatz wie der Schmidt-Trigger. Ein Sägezahnsignal dieser Art kann z. B. mit Hilfe eines analogen Hallsensors 31c gewonnen werden, welches durch einen Permanentmagneten 33 polarisiert ist und sich radial vor einer mit dem Rotor solidarisch drehenden, weichmagnetischen"Sägezahnscheibe"32a befindet (Fig. 6).

Dabei ändert sich der Magnetfeld, welches den Hallsensor ansteuert (die Reluktanz des Systems) "sägezahnartig,"so dass auch das Ausgangsignal des Hallsensors 31c (= Eingangssignal der Phasensteuerungstriggers) diese Form aufweist.

Aus dem Sägezahnsignal kann über einen Pegelschalter 34 (Schmidt Trigger, s. Fig. 2 u 3) ein Phasenwechselsignal (Flip-Flop) gewonnen werden, wenn der Trigger in der Mitte der Anstiegsphase (Pegel Uk) kippt (Phasenwechsel X zu Y) bzw. beim Abfallen des Signals nach der Zahnspitze Us in die Ausgangslage zurückfallt (Y zu X), s. Fig. 3 vgl. Ebene a-c.

Durch die Anpassung der Kippspannung Uk kann die Phasensymmetrie leicht beeinflusst werden, ohne dass die Phasenlage (beim Zurückfallen nach der Zahnspitze) sich ändert.

Phasensymmetrie bedeutet, dass die Dauer der"high"Phasen an beiden X und Y Ausgängen, also an die Gate Elektroden Gx, Gy der Leistungsschalter 21X, 21Y stets gleich ist, sei es im flip-flop-

oder im Leistunasregelungsmodus. Dies ist nötig, um für den ruhigen Lauf der Maschine die Ströme der beiden Phasen gleich zu halten.

Sollte es z. B. wegen der Eigenschaften der Bauteile jedoch dazu kommen, dass die"high" Phasen am Gate der Leistungsschalter 21 X. 2 I Y unterschiedlich lang sind, so ist es z. B. mit der Prinzipschaltung nach Fig. 7 möglich, ein Spannungssignal Ud (Symmetrieabweichung) zu gewinnen, welches zum Abgleich der Phasensymmetrie eingesetzt wird.

Mit Hilfe dieser Spannung Ud wird die Kippspannung Uk des Triggers 34 derart angepasst, dass sich eine Phasensymmetrie einstellt.

Die Spannung Ud ist die Potentialdifferenz an zwei Kondensatoren Cx, Cy die über Widerstände Rx, Ry, an die Gate-Elektroden Gx, Gy, der Leistungsschalter angeschlossen, wechselweise aufgeladen bzw. entladen werden und einen Spannungspegel annehmen, welcher dem Verhältnis der ein/aus Dauer des jeweiligen Schalters 21 X. 21 Y entspricht.

Dieses Phasendauersignal kann in flip-flop Modus (z. B. beim Hochlauf der Maschine) auch als analoges Drehzahlsignal eingesetzt werden.

Diese Möglichkeiten der Beeinflussung des Phasenwechsels können mit einer dynamischen, hauptstromabhängigen Variante (Fig. 8) ergänzt werden, die hauptsächlich das Anlaufverhalten verbessern kann.

Dafür wird z. B. im Magnetkreis des Gebermagneten (32)- Hallsensors 31 eine (oder mehrere) Stromschleife 322 (s. Fig. 8) eingeführt, die z. B. vom Hauptstrom einer Phase oder von einem geeigneten Steuerstrom durchlaufen wird.

Je nach momentaner Stromfliessrichtung und Stärke wird das Magnetfeld, welches den Hallsensor 31 und damit den Phasenwechsel steuert, beeinflusst, so dass auf diesem Wege eine Rückkopplung zwischen dem Hauptstrom Ip und dem Phasenwechsel entsteht.

Damit wird eine lastabhängige Verstellung der Phasenwechselpunkte als Rückkopplung möglich.

Eine solche Verstellung des Phasenwechsels kann auch mit elektronischen Mitteln der Phasenverschiebung (vom Stand der Technik bekannt) in weiteren Bereichen durchgefiihrt werden, wenn sie zur Optimierung des Wirkungsgrades bzw. zur Regelung des Motors nützlich ist. Dafür ist es z. B. günstig, von einem analogen Hallsensor ein Sinussignal (Fig. 3, Ebene d) zu gewinnen, weil dieses zum Zwecke der Phasenverschiebung sich leichter verarbeiten lässt.

Die im Zusammenhang mit Fig. 3. beschriebenen Mittel sowie die vom Stand der Technik bekannten Mittel der Phasenverstellung sind z. B. dabei einsetzbar.

Für den Anlauf des Motors ist ein Phasenwechsel in der Nähe der Zahn-Lücke-Stellung (s. Fig. l, Ecken der Rotor-und Statorzähne der Phase X) günstig ; die Verschiebung des Phasenwechsels gegenüber dieser Stellung soll jedoch mit ansteigender Drehzahl zunehmen.

Dafür ist z. B. günstig, wenn man mit Hilfe eines mit der Schaltfrequenz ansteigenden, leicht zu gewinnenden Drehzahl (Spannungs-) signals eine grössere Phasenverschiebung des Phasenwechsels hervorruft.

Die Grosse dieser Verschiebung wird für einen optimalen Wirkungsgrad von den Betriebsparametern (Drehzahl, Drehmoment) abhängig sein.

Eine Möglichkeit, dies zu ermitteln ist, bei konstanter (geregelter) Drehzahl bzw. Last, die Phasenverschiebung soweit zu bringen, dass der Hauptstrom Ip oder der by-pass Strom Ib den niedrigsten Wert erreichen. Letzterer (Ib) ist mit niedrigeren Verlusten messbar, ggf. sogar ohne Verluste, über die Selbstinduktionsspannung Ua.

Mit einer zweckmässigen Regelschaltung kann diese Wirkungsgradoptimierung automatisch erfolgen.

Verwendet man anstelle eines einfachen Sensors einen programmierbaren Hallsensor, welcher auf dem gleichen Chip einstellbare Triggerbausteine aufweist, so ist es möglich, den Schaltungsaufwand entscheidend zu reduzieren und die Phasenverschiebung der Ausgangssignale durch die Programmierung des Sensors zu steuern.

Das rotierende Magnetfeld (die motorische Wirkung) der Maschine entsteht aus der Überlagerung des Hauptstromes Ip und des by-pass-Stromes Ib, welches stets nach der Unterbrechung des Hauptstromes der anderen Phase entsteht und die Wicklungen der beiden Phasen gleichzeitig durchläuft.

Bei Maschinen, die wie in der WO 98/23024 beschrieben, sich aus zwei Maschinenhälften (mit der gleichen Achse, mechanisch um w/2 zum Zwecke der Drehmomentglättung winkelversetzt) zusammensetzen, besteht eine Möglichkeit, die Spitzen der Selbstinduktionsspannung Ua zu reduzieren, indem man den by-pass Strom Ib nicht nur zu der komplementären Phase, also von X zu Y sondern auch zu den Phasen der zweiten Maschinenhälfte zuzuleiten ; s. Fig. 1 a.

Die zweite Maschinenhälfte hat die gleiche Minusverbindung wie die Erste und ist mit dieser identisch. In Fig. 1 zeigen die gestrichelt, schräg gezeichneten Dioden"22"die möglichen Strompfade zu den Nebenwicklungen"113"/Leistungsschaltern"21"der zweiten, in Fig. 1 a skizzierten Maschine.

Dies heisst, dass der by-pass Strom Ib der Phase X sich zu den Phasen Y und Y' (der zweiten Maschine gehörend) abzweigt, oder er wird alleine der Y'Phase zugeleitet, wenn dies für den

Wirkungsgrad günstig ist. Mit dem by-pass Strom Ib der zweiten Maschinenhälfte wird ähnlich verfahren. Sowohl der Haupt-wie der wesentlich schwächere by-pass-Strom (s. Fig. 3) lassen sich, stets voneinander abhängig, in gewissen Grenzen zur Optimierung der Motorfunktion steuern, so können, derart eingestellt, Verluste minimiert werden.

Die Hauptverluste sind : a)-ohmsche Verluste in Wicklungen und Leistungsschaltern, die massgeblich von der Stromspitzen abhängig sind, die man also möglichst vermeiden sollte, b)-Schaltverluste, die eine Vermeidung zu vieler Schaltvorgänge verlangen, c)-Verluste durch Spitzen der Selbstinduktionsspannung, (von den Stromspitzen abhängig) die im Avalanche-Modus von den Leistungsschaltern 21 absorbiert sind und diese gefährden, d)-Eisenverluste, die in etwa mit den Verlusten unter a) und b) zusammenhängen.

Um den bestmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen, ist also nötig, mit möglichst wenigen Schaltvorgängen einen zweckmässigen Verlauf des Hauptstromes Ip zu erreichen, d. h insbesonders hohe Werte zum Zeitpunkt der Abschaltung zu vermeiden. Für einige Betriebszustände ist es unter Umständen zweckmässig, eine zusätzliche Unterbrechung des Hauptstromes Ip in Kauf zu nehmen, (s. Ebene e, rechte Seite) wenn dadurch hohe Stromspitzen vermieden werden, wobei sich als Folge eine Erhöhung des Wirkungsgrades einstellten.

Dadurch hat der vom Motor aufgenommene Strom eine geringere Welligkeit, und der ggf. zur Glättung notwendige Elko wird kleiner. Fig. 3-Ebene a, b, zeigen typische Verläufe des Hauptstromes in einen ungeregelten oder nur über die Verzögerung t geregelten Motor.

Die Stromspitzen Is zum Phasenende lassen sich z. B. dadurch verringern, dass zu der Phasenlage t2, (s. Ebene a und e), wo der Hauptstrom Ip einen niedrigeren Wert hat, die Gate des Leistungsschalters 21 für die Zeit t3 am minus-Potential (Ground) kurzgeschlossen wird, was den Hauptstrom insbesondere im hinteren Bereich reduziert, s. Ebene e.

Die Leistungsregelung sorgt dafür, dass die Drehzahl nicht abfällt und reduziert t auf tl, wobei der Hauptstrom insgesamt auf dem Nennwert bleibt, jedoch ohne die ausgeprägte Spitze Is, was zu einer Steigerung des Wirkungsgrades beitragen kann.

Um den Anlaufstrom des Motors zu begrenzen, kann man den Hauptstrom innerhalb der Phasendauer T beim Erreichen eines vorgegebenen Spitzenwertes Iv (s. Ebene E, links) ein-oder mehrmals um eine konstante oder parametrisch variable Dauer t3 unterbrechen, wie unter Fig. 3, Ebene e gezeigt. Die Verzögerung zum Phasenanfang ist nicht vorhanden (t=0).

Die Wiedereinschaltung des Hauptstromes kann z. B. erfolgen wenn der by-pass-Strom auf einen vorgegebenen Wert gesunken ist.

Diese Anlaufstrombegrenzung kann auch als Schutzfunktion fungieren und erfolgt z. B. mit Hilfe eines Transistors 42, s. Fig. 9.

Weil der Anfang und das Ende der Phase vorgegeben sind und die Wicklungen der betroffenen Joche, sei es über Haupt-oder by-pass-Strom ständig durchflossen sind, bedeutet dies grundsätzlich keine Abkehr vom Flip-Flop-Anlaufmodus.

Ohne diese Schutzfunktion kann besonders beim Anlauf des Motors nicht vermieden werden, dass der zu kommutierende Hauptstrom hohe Werte erreicht. Dadurch erreichen auch die Spitzen der Selbstinduktionsspannung Ua sehr hohe Werte, die trotz des by-pass-Stromes Ib die Spannungsfestigkeit der Leistungsschalter 21 (Mosfets, IGBT's) überschreiten.

Die Energie der im Avalanchemodus"gekappten"Spannungsspitzen (=avalanche clamping) gefährden jedoch die Leistungsschalter. Es ist daher günstiger, diese Spitzen durch Ansteuerung der Gate, also durch Leitfähigkeit des Chips in Wärme umzuwandeln (active camping).

Dies gelingt mit Hilfe der in Fig. 9 gezeigten Schaltung, wo über die Zenerdiode 40 und durch Sperrung des Transistors 41 die Gate ein positives Potential bekommen wird, (21 wird leitend) sobald die an den Leistungsschalter 21 angelegte Spannung sich dem Avalanchewert nähert und dadurch die Zenerspannung überschreitet.

Wie Fig. 9 zeigt, ist die Gate über den open-colector-Ausgang des Hallsensors 31 ( Phasensteuerung) und zusätzlich über einen Reihen- (41) bzw einen Paralleltransistor 42 steuerbar.

Dadurch kann die Gate-Steuerung bei Bedarf von der Phasensteuerung abgekoppelt werden, um z. B. die wichtigsten Betriebs-und Schutzfunktionen des Motors zu realisieren, wie : a)-Ein-/Ausschaltung, b)-Leistungs-, Drehzahlregelung c)-Über-wie Unterspannungsschutz, d)-thermische Abschaltung, Strombegrenzung, und Kurzschlussschutz, e)-Schutz gegen induktive Spannungsspitzen, wie bereits erwähnt. f)-Bremsung Der Transistor 42 übernimmt Schutzfunktionen und sollte die Gate am minus Potential kurzschliessen, falls einer der unter c) oder d) aufgeführten Zuständen eintritt.

Aus der WO 96/09683 ist eine Reluktanzmaschine bekannt, die keinen Stator, sondern zwei unabhängige Rotoren 1,2 hat, wobei ersterer, der Feldrotor l, wie Fig. 10 zeigt (einem drehenden Stator ähnlich), über zwei Bürsten 34-bzw. Schleifringe mit dem Hauptstrom Ip versorgt wird.

Der Feldrotor trägt auf dem Rahmen 5 die Leistungsschalter 21 und einen Teil der Phasen-und Drehzahlsteuerung, die also beweglich, für eine Einstellung von außen unzugänglich sind.

Für diese Art von Einstellungen ist also notwendig eine kontaktlose Übertragung z. B. des von außen vorgegebenen Drehzahlsollwertes durchzurühren, die mit Hilfe eines axial eingebauten, mitrotierenden Hallsensors 39 vorgenommen wird, welcher über eine feststehende Steuerwicklung 49 angesteuert wird.

Mit Hilfe dieser Bauteile 39,49, ist z. B. möglich, die Zeitbasis, welche die Einschaltverzögerung t der Leistungsschalter 21 (die Leistungsregelung) steuert, die sich auf der mitrotierender Platine 45 des Feldrotors l befindet, zu regeln. Die Phasensteuerung dreht sich mit dem Feldrotor.

Während der eingestellten Verzögerung t ist die Steuerwicklung 49 bestromt.

Diese steuert den Hallsensor 39, welcher die beschriebene Leistungsregelung kontrolliert.

Da die Zeitbasis durch Phasenwechsel, also durch die steile Abnahme des Hauptstromes Ip gesteuert wird, könnte dieser elektronisch leicht zu erkennende Vorgang sogar eine außenstehende Zeitbasis starten. Die Vorteile der Erfindung beruhen auf der Einfachheit der (Leistungs) Schaltungen, die eine preiswerte Realisierung gestatten.

Im Folgendem werden drei Schaltungsbeispiele (Fig. 11,12,13) für die Drehzahlregelung beschrieben, die für den Motor nach Fig. 1 einsetzbar sind. Die Schaltung des Motors wurde vereinfacht dargestellt und je nach Beispiel unterschiedlich ergänzt.

Die zwei by-pass-Dioden (in Reihe mit den by-pass Wicklungen 113) wurden funktionsgleich durch eine einzige Diode 221 ersetzt, deren Kathode direkt mit dem Plusanschluss verbunden ist.

Zum Zwecke der Regelung muss die Ansteuerung der Gate-Elektroden der Leistungsschalter 21 am Anfang der Phase von der Phasenumschaltung abgekoppelt werden.

Um eine Verzögerung zu bewirken, ist es am einfachsten, ein von der Phasensteuerung in Gang gesetztes RC-Glied mit einem Pegeldiskriminator (Trigger) zu kombinieren, so dass am Ausgang des Triggers während der Verzögerung t ein low Signal erscheint, welcher die Gate des Leistungsschalters der aktiven Phase des Motors"low"schaltet.

Die Abschaltung einer Phase (Wechsel high-low) muss also die Einschaltverzögerung t des Leistungsschalters 21 der nächsten Phase auslösen.

Die Fig. 11 zeigt zwischen der Schaltung eines Motors (links der gestrichelten Linie) und dem Pegelschalter (hier Schmitt-Trigger, rechts der Punktlinie) ein Realisierungsbeispiel der Erfindung. Der Motor mit zwei Phasen X und Y hat Hauptwicklungen 112 in Reihe mit den Leistungsschaltern 21 (beide mit einer Inversdiode versehen) die vom Hauptstrom Ip durchflossen sind.

Die Nebenwicklungen 113 sind vom by-pass Strom Ib durchflossen, welcher durch die by-pass Diode 221 zu der Plusleitung fließt. Die Gate Elektroden Gx, Gy der Leistungsschalter 21, werden von den Widerständen Rg"hochgezogen", falls der Ein-Ausschalter ID geschlossen ist.

Diese werden jedoch vom digitalen Hallsensor 31 mit komplementären (flip-flop) Ausgängen Hx, Hy (=Phasensteuerung) nicht mehr direkt, sondern über die Dioden D 1 zum Minuspotential "heruntergezogen" (pulled down).

Bis hier gleicht die Funktion der eines ungeregelten Motors.

Die komplementären Ausgänge Hx, Hy des Hallsensors 31, vor dem sich der Gebermagnet 32 dreht, sind, um Signale für die Regelung zu erhalten, an den"hochzieh" (pull-up) Widerständen Rt angeschlossen. Durch diese werden während der"high"Zeit der Ausgängen Hx, Hy des Hallsensors 31 die Kondensatoren Ct aufgeladen.

Die Aufladung kann in Bedarfsfall zur Verbeserung des Regelungsverhaltens über die Dioden Di (Punktlinie) beschleunigt werden.

Wird einer der open-collector Ausgängen Hx, Hy, des Hallsensors 31"low", so entlädt sich der jeweilige Kondensator Ct über diesem bzw. über dem Reihenwiderstand Rt, wobei letztere RC- Glieder (Rt, Ct) bilden, die die Verzögerung t für jede Phase zum Zwecke der Drehzahlregelung bestimmen An der Verbindungsstelle Rt-Ct erscheint beim Phasenwechsel ein asymptotisch abnehmendes Minuspotential Ut.

Diese negative Spannung, die entweder von der X oder Y-Phase stammt, verursacht über die Dioden De und den Widerstand Re einen Strom It welcher den Schmitt-Trigger ST kippt.

Dadurch wird der Ausgangstransistor Ta leitend. Dadurch bleibt auch nach dem Phasenwechsel die jeweilige Gate-Elektrode des aktiven Leistungsschalters 21 für die Zeit t über die Dioden Dt bzw. den Transistor Ta und den niederohmigen Widerstand RJ an dem-Potential angeschlossen, also"low".

Die Verzögerung t des Hauptstromes Ip wird durch den Potentiometer Pt eingestellt, welcher einen einstellbaren Strom Is in Richtung der Basis des Eingangstransistors Te leitet (Sollwerteinstellung).

Die Substraktion des Sollwertstromes Is und des zeitlich variablen Stromes It ergibt einen resultierenden Basisstrom le.

Wenn dieser den Schwellwert erreicht, wird der Transistor Te leitend, wobei der Ausgangstransistor Ta sperrt, so dass die jeweilige Gate der Leistungsschalter 21 über den Widerstand Rg"hochgezogen"werden kann

Der Leistungsschalter 21 wird dadurch leitend, der Hauptstrom Ip setzt also im Sinne der Erfindung nach der Verzögerung t ein.

Die Drehzahlregelungsschaltung (rechts der gestrichelten Linie) kann auf einer getrennten Platine angebracht werden, die an einem ungeregelten Motor (z. B. über eine Steckverbindung) angeschlossen werden kann. Das Gleiche gilt auch für die Schaltung nach Fig. 12.

Am Eingang des Schmitt-Triggers kann in vielfältiger Weise Einfluss auf dem Basisstrom le ausgeübt werden, um die Funktionen der Regelung zu verfeinern oder den Motor zu schützen.

An dieser Stelle (s. Pfeile) kann ein Steuerstrom eingespeist oder abgezogen werden, entweder um die Verzögerung t zu beeinflussen (Rückkopplungsfunktionen z. B.) oder den Motor im Falle einer Gefährdung durch dauerhafte Sperrung des Eingangstransistors Te zu stoppe.

Die Verzögerung t (die Drehzahl des Motors) kann z. B sinnvollerweise in den folgenden Situationen beeinflusst werden : -Als Rückkopplung zur Drehzahlregelung ; sinkt die Drehzahl unter dem Sollwert, so wird die Verzögerung t reduziert, um den Hauptstrom zu erhöhen.

-Als Anlaufstrombegrenzung ; erreichen der Anlaufstrom oder die Selbstinduktionsspannung Ua zu hohe Werte, so wird die Verzögerung t erhöht, um den Hauptstrom Ip zu senken.-Zur Temperaturstabilisierung ; steigt die Temperatur des Motors oder einzelner seiner Teile an, so wird die Verzögerung t vergrössert.

-Die Drehzahl des Motors lässt sich über die Schaltfrequenz am Ausgang der Phasensteuerung ermitteln, die sich ggf. in ein Analogsignal umwandeln lässt. Zumindest eines der Signale vorgegebener Spannung am Ausgang der Phasensteuerung wird dafiir (s. Fig. 11, unterhalb der fettgestrichelten Linie) über einen Kondensator Ca (etwa 0,1 u. F) einer Schaltung zugeleitet, die die Auflade-Entladeströme des Kondensators Ca über zwei Dioden D+, D-trennt und diese durch Integration zur Aufladung zweier Kondensatoren C+, C- (5-10001lF) mit paralellgeschalteten Entladewiderständen Rd zuführt.

Die positive bzw. negative Aufladung der Kondensatoren C+ oder C-ist der Drehzahl proportional und jede dieser Spannungen lässt sich bei Bedarf zu Regelungszwecken einsetzen.

Wird anstelle der Widerstände Rd+, Rd-an den Verbindungspunkten zwischen den Dioden D+, D-und den Kondensatoren C+, C-ein Potentiometer Pi angeschlossen, so lässt sich an dessen Cursor ein vom negativen bis zum positiven einstellbares (Rückmelde) Signal gewinnen, welches der Drehzahl proportional ist und z. B. als Rückopplungsstrom zum Eingang des Schmitt-Triggers ST zugeführt werden kann.

Um z. B. einen Sanftanlauf des Motors zu bewirken, werden die Werte der Entladewiderstände Rd bzw. der Kondensatoren C+, C-derart ausgewählt, dass einer der Kondensatoren C+, C- langsamer die Spannung erreicht, die der Drehzahl des Motors entspricht. Das an dem Potentiometer Pi abgegriffene Signal hat nach der Einschaltung des Motors eine langsamere Veränderung und kann dadurch verwendet werden, um die Verzögerung t allmählich zu reduzieren, also einen Sanftanlauf zu bewirken.

Fig. 12 zeigt eine Schaltung, die eine Drehzahlregelung-und-begrenzung durch die vorhin beschriebene Einschaltverzögerung ermöglicht, bei welcher diese Verzögerung mittels einer Spannung gesteuert ist, die mit der Drehzahl ansteigt.

Wie ersichtlich, hat diese Schaltung Bauteile, (Rg, Dt, Rc, Ct, ST) die denen der Fig. 11 entsprechen und in Zusammenhang mit dieser beschrieben wurden.

Die Kondensatoren Ct werden hier jedoch über zwei Diodenpaare D+, D-aufgeladen bzw. entladen. Der Positivanteil der Ströme, die durch die Kondensatoren Ct fliessen, lädt über die Dioden D+ bzw. den Widerstand Rv den Integrationskondensator Cv auf, so dass dessen mittlere Ladespannung der Drehzahl proportional ist. Der Widerstand RI dient dazu, die Kondensatoren Ct über die Dioden D-zu entladen, wenn die jeweiligen Ausgänge Hx, Hy, des Hallsensors 31 sich am Minuspotential befinden. Die Kapazität dieses Kondensators Cv und der Widerstand Rv sind so gewählt, dass an der Kathode der Dioden D+ eine Spannung Uv entsteht, dessen mittlerer Wert dem Ladezustand des Integrationskondensators Cv (der Drehzahl) entspricht, die jedoch eine ausreichende Welligkeit hat, (die vorwiegend über durch den Spannungabfall an dem Widerstand Rv entsteht), um den Transistor Tv innerhalb der Phasendauer zu schalten.

Der Widerstand Rf und der Kondensator Cf dienen dazu, aus dieser Spannung Uv etwaige Störanteile zu filtern.

Der Ladezustand des Kondensators Cv, also die Anstiegsrate dieser Spannung mit der Drehzahl lässt sich mit Hilfe des Potentiometers Pv anpassen, so dass mit dessen Hilfe eine Drehzahlregelung erfolgt.

Funktionsweise : Wenn die Drehzahl des Motors einen über den Potentiometer Pv eingestellten Wert unterschreitet, ist die Spannung am Kondensator Cv niedrig genug, damit der Transistor Tv auch zum Phasenanfang (wenn die Kondensatoren Ct sich in der Aufladephase befinden) nicht leitend wird.

Steigt die Drehzahl des Motors an, so steigt die Spannung am Kondensator Cv an und ebenso die Spannung Uv an der Kathode der Diode D+. (Die Widerstände Rc, Rv und der Kondensator Ct bilden einen Spannungsteiler).

Weil der der einzuschaltenden Phase entsprechende Kondensator Ct zum Phasenanfang entladen ist, hat die Spannung Uv zu diesem Zeitpunkt den höchsten Wert.

Der Transistor Tv wird zum Phasenanfang leitend und sperrt den leitend polarisierten Transistor Te des Schmitt-Triggers, so dass dadurch der Ausgangstransistor Ta leitend wird.

Die Gate-Elektroden der Leistungsschalter 21 bleiben so an der Masse angeschlossen und dieser (21) gesperrt. Steigt nach einer Verzögerung t die Spannung an dem Kondensator Ct an, so sinkt die Spannung Uv ausreichend, damit der Transistor Tv sperrt. Damit sperrt auch der Ausgangstransistor Ta und der entsprechende Leistungsschalter 21 wird nach der Verzögerung t leitend. Dieser Vorgang wiederholt sich für jede Phase und die Verzögerung t nimmt aufgrund der beschriebenen Vorgänge einen Wert an, welcher der eingestellten Drehzahl entspricht. Weil die Ladespannung des Kondensators Cv dem Hauptstrom beeinflusst, lässt sich durch die Erhöhung dieser Spannung der Belastunaszustand des Motors, auch von der Drehzahl unabhängig, reduzieren bzw. steuern.

Hier können also weitere Steuerungseinflüsse spannungserhöhend-bzw. senkend eingreifen.

Wie oben erläutert, kann der Status der Maschine, von verschiedenen Parametern abhängig an der Gate-Elektroden Gx, Gy der Maschine kontrolliert werden. Angesichts der Schaltungen nach Fig. 11-13 ist jedoch einfacher, die unter a) bis f) beschriebenen Funktionen dadurch zu erreichen, dass man die Steuerparameter nicht direkt, sondern am Eingang des Pegelschalters ST bzw. am Eingang der Treiberbausteine der einzelnen Phasen beeinflusst.

Fig. 13 Zeigt eine weitere Schaltung, wo im Prinzip die Funktion des Schmitt-Triggers samt Invertiertransistor It. Fig. 12 über zwei spezielle Steuerungsbausteine/Phase (mit Schwellwertschalterfunktion, hier Mosfet-Treiber, z. B der Typs Micrel (Mic 4451 B)) realisiert wurde.

Diese Variante gestattet aufgrund kürzerer Schaltzeiten eine bessere Ansteuerung, insbesondere grösserer Mosfets oder parallelgeschalteter Mosfetgruppen.

Die Schaltung nach Fig. 12 wurde dafür wie folgt geändert : -Je ein Mosfet-Treiber Dr/Phase mit dem invertierenden Ausgang O an Gate angeschlossen ersetzt Schmitt-Trigger ST und Invertiertransistor Tv.

-Die Dioden Dl und die Hochzieh- (pull-up) Widerstände Rg für die Gate-Elektroden entfallen, weil jetzt die Ausgänge O der zwei Mosfet-Treiber DrX, DrY, die Gate-Elektroden Gx, Gy unmittelbar über bidirektionale Ströme auf-bzw. entladen.

-Die Ausgänge des Hallsensors 31 steuern die Eingänge I der Mofsfet-Treiber derart, dass deren Ausgänge"low"sind, (Schalter 21 gesperrt) wenn der jeweilige Ausgang des Hallsensors 31 (Phasenumschaltung)"high"ist.

-Die Spannung Uv (analoges Drehzahlsignal mit überlagertem Wechselspannungsanteil) wurde über die Entkopplungsdioden De direkt den Eingängen I der Mosfet-Treiber Dr zugefiihrt Die Funktion ist der der Schaltung nach Fig. 12 ähnlich : -Wenn der Ausgang Hx des Hallsensors 31"low"ist. ist der Ausgang des Treibers DrX"high", und der Motor startet in flip-flop Betrieb (ohne Regelung).

-Überschreitet die Drehzahl eine vorgegebene Grenze, so steigt die Spannung Uv an und die Eingänge der Treiber (DrX) bekommen kurzzeitig Werte der Spannung Uv, die über der Eingangsschwelle der Treiber (ca. 1,5V) liegen, so dass deren Ausgänge (die Gate-Elektroden) nur nach dem Abklingen dieser Spannung, also nach einer Verzögerung t., high" werden können, so dass der Motor in Leistungsregelungsmodus arbeitet.

Vom Stand der Technik ist bekannt, dass durch Phasenverschiebung oder Umschaltung zwischen zwei Hallsensoren 31,31 ein Wechsel zwischen Motor-Generatorfunktion (Bremse) bewirkt wird.

Die Energierückgewinnung ist bei einem Fahrzeugantrieb oder bei einem akkubetriebenen Elektrowerkzeug nützlich. Die SR-Motoren der Erfindung können ohne weitere Massnahmen als Generator eine höhere Spannung erzeugen, als die Spannung der Batterie. die zum Erreichen der Drehzahl führte. Damit ist die Realisierung der obengenannten Funktion besonders einfach.

Dies geschieht meist mit der Abschaltung der Leistungsregelungsfunktion, die im Generatormodus wenig gebraucht wird.

Es reicht unter Umständen, die Ausgangssignle der Phasensteuerung zu vertauschen (low statt high), um eine Bremsfunktion unter teilweiser Zurückladung der Batterie zu erreichen.