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Title:
METHOD FOR THE SMOOTH OPERATIONAL CONTROL OF A RELUCTANCE MOTOR AND DEVICE FOR LIMITING THE STARTING CURRENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/009448
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a reluctance motor and a reluctance motor with a rotor (1) and a stator, whereby the rotor (1) comprises a number of rotor segments (2) and the stator has a number of coils (3) dependent thereon, such as to have six coils (3) for four rotor segments (2). A controller is provided which applies a voltage to a coil (3) of the relevant phase (PH1 to PH3) of the stator. According to the invention, a smooth running of the rotor even at low speed may be achieved, whereby at a moment in which a first coil (3) is still energised, the second coil (3), following in the rotation direction (r) of the rotor (1), is also energised. The invention also relates to the embodiment of the reluctance motor where, in order to limit a starting current in the lines to one or all coils (3), a capacitor and a resistance are wired to form an intermediate circuit.

Inventors:
CALDEWEY UWE (DE)
POPPEN GUENTER (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/007662
Publication Date:
January 30, 2003
Filing Date:
July 10, 2002
Export Citation:
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Assignee:
VORWERK CO INTERHOLDING (DE)
CALDEWEY UWE (DE)
POPPEN GUENTER (DE)
International Classes:
H02P1/16; (IPC1-7): H02K/
Foreign References:
FR2161602A51973-07-06
US5936373A1999-08-10
Attorney, Agent or Firm:
Müller, Enno (Corneliusstrasse 45, Wuppertal, DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Steuerung eines Reluktanzmotors mit einem Rotor (1) und einem Stator, wobei der Rotor (1) eine Mehrzahl von Rotorsegmenten (2) aufweist und der Stator eine davon abhängige Anzahl von Spulen (3), so bei vier Rotorsegmenten (2) nämlich sechs Spulen (3), aufweist und mit einer Ansteuervorrichtung, welche eine Spannung auf eine Spule (3) einer jeweili gen Phase (PHi bis PH3) des Stators anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem Zeitpunkt, in dem eine erste Spule (3) noch erregt ist, bereits die zwei te, in Drehrichtung (r) des Rotors (1) folgende Spule (3) zusätzlich erregt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine Stromerhöhung bei zusätzlich zur ersten Spule (3) erregter zwei ter Spule (3).
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom für eine vor gegebene Zeitspanne erhöht wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass mit Bewegung eines Ro torsegmentes (2) zu einer Spule (3) die zweite, folgende Spule (3) bereits zu sätzlich erregt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein beim Einschalten des Reluktanzmotors (M) auftretender Einschaltstrom hinsichtlich seiner Höhe begrenzt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung mittels vorgeschalteter Widerstände (11) erfolgt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator über die vorgeschalteten Widerstände (11) geladen wird und die Widerstände (11) nach Anfahren des Reluktanzmotors (M) überbrückt werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator ein Elektrolytkondensator (10) ist.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückung mit tels eines Schalters (13) durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (13) ein Halbleiter oder ein Relais (14) ist.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückung erst dann durchgeführt wird, wenn der Kondensator geladen ist.
12. Reluktanzmotor (M) mit einem Rotor (1) und einem Stator, wobei der Rotor (1) eine Mehrzahl von Rotorsegmenten (2) aufweist und der Stator eine da von abhängige Anzahl von Spulen (3), so bei vier Rotorsegmenten (2) näm lich sechs Spulen (3), aufweist und mit einer Ansteuervorrichtung, welche eine Spannung auf eine Spule (3) einer jeweiligen Phase des Stators anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung zu einer bzw. zu allen Spulen (3) ein Kondensator und ein Widerstand zur Bildung eines Zwischenkreises geschaltet sind, zur Begrenzung des Einschaltstromes.
13. Reluktanzmotor nach Anspruch 12 oder insbesondere danach, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kondensator ein Elektrolytkondensator (10) ist.
14. Reluktanzmotor nach den Ansprüchen 12 bis 13 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (11) schalterbetätigt über brückbar ist.
15. Reluktanzmotor nach den Ansprüchen 12 bis 14 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (13) ein Halbleiter oder ein Relais (14) ist.
16. Reluktanzmotor nach den Ansprüchen 12 bis 15 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkreisspannung überwacht ist.
17. Reluktanzmotor nach den Ansprüchen 12 bis 16 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkreisspannung durch einen Mi krocontroller (16) überwacht wird.
18. Reluktanzmotor nach den Ansprüchen 12 bis 17 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke zumindest teilweise gegen läufig zu einem Momentenverlauf ausgebildet ist.
Description:
Verfahren zur Steuerung eines Reluktanzmotors Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Reluktanzmotors mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Rotor eine Mehrzahl von Rotorseg- menten aufweist und der Stator eine davon abhängige Anzahl von Spulen, so bei vier Rotorsegmenten nämlich sechs Spulen, aufweist und mit einer Ansteu- ervorrichtung, welche eine Spannung auf eine Spule einer jeweiligen Phase des Stators anlegt.

Bei geschalteten Reluktanzmotoren, welche allgemein bekannt sind, hängt das gleichmäßige Laufen des Rotors sowie das Anlaufen des Rotors von der Lage desselben zum Statorfeld ab. So kann je nach Lage des Rotors zum Statorfeld das Drehmoment, insbesondere bei geringen Drehzahlen, so klein sein, dass der Rotor stehenbleibt. Weiter wurde festgestellt, dass bei einer Position eines Ro- torsegmentes zwischen zwei Statorspulen aufgrund des in dieser Position wir- kenden hohen Drehmomentes eine Drehzahlüberhöhung bewirkt wird.

Im Hinblick auf den zuvor erwähnten Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Verfahren der in Rede stehenden Art anzugeben, mittels welchem ein gleichmäßiger Lauf des Rotors auch bei geringen Drehzahlen gewährleistet ist.

Diese Problematik ist zunächst und im Wesentlichen beim Gegenstand des An- spruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass zu einem Zeitpunkt, in dem eine erste Spule noch erregt ist, bereits die zweite, in Drehrichtung des Rotors folgende Spule zusätzlich erregt wird. Zufolge dieses erfindungsgemäßen Ver- fahrens wird durch die zusätzliche Anregung der folgenden Spule ein soge- nanntes Momentenloch überbrückt, so dass einem Stehenbleiben des Rotors auch bei geringen Drehzahlen entgegengewirkt ist. Des weiteren ist hierdurch

auch das Anlaufen des Rotors gewährleistet. Durch die Zuschaltung der näch- sten Spule bzw. der nächsten Phase wird eine Phasenüberlappung erreicht.

Eine weitere Verbesserung des Anlaufverhaltens und des Rotor-Laufverhaltens bei geringen Drehzahlen ist dadurch erreicht, dass der Strom bei zusätzlich zur ersten Spule erregter zweiter Spule erhöht wird. Somit wird zusätzlich zur Er- regung der nächsten Spule eine Stromverstärkung durchgeführt, womit eine Vergleichmäßigung des Momentenbildes erreicht wird. Bevorzugt wird dies- bezüglich, dass der Strom für eine vorgegebene Zeitspanne erhöht wird. Als besonders vorteilhaft erweist sich in einer Weiterbildung, dass mit Bewegung eines Rotorsegmentes zu einer Spule die zweite, folgende Spule bereits zusätz- lich erregt wird. Dies bedeutet, dass in einem Bereich, in welchem ein Rotor- segment in Überdeckungsnähe zur nächsten Statorspule gelangt, in welcher Situation aufgrund des hier einwirkenden, sehr geringen Momentes ein Still- stand oder zumindest eine Drehzahlreduzierung befürchtet werden muss, die nächste Phase zum Momentenausgleich zugeschaltet wird, so dass das Rotor- segment gleichmäßig, laufruhig an der ersten Spule vorbei dreht. In vorteilhaf- ter Weise erfolgt die Zuschaltung der nächsten Phase in einer Drehstellung des Rotorsegmentes, welche in Drehrichtung des Rotorsegmentes betrachtet vor Erreichen der Deckstellung von Rotorsegment und Spule positioniert ist. Die gewünschte Laufruhe des Rotors kann des Weiteren dadurch noch verbessert werden, dass mit Bewegung eines Rotorsegmentes zu einer Spule die Strom- stärke dieser Spule erhöht wird, wobei diese Stromerhöhung weiter bevorzugt vor der zusätzlichen Erregung der folgenden zweiten Spule erfolgt. Die Zu- schaltung der zweiten, folgenden Phase sowie die Erhöhung des Stromes der ersten Spule erfolgt in Abhängigkeit von der Lage des Rotors zum Statorfeld.

Um diese Rotorlage zu erfassen, kann der Rotor mit einer Geberscheibe dreh- fest verbunden sein, welch letztere eine eindeutig definierte Zuordnung zur Rotorposition besitzt, wodurch mittels geeigneter Maßnahmen, wie bspw. Sen- soren, die Rotorposition eindeutig bestimmt werden kann. So können weiter

bspw. an der Geberscheibe zugeordnet einem Rotorsegment Geberausformun- gen ausgebildet sein, die von einem ortsfesten Sensor erfassbar sind. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Momentenglättung unter Verwendung einer einfachen Rotorlage-Sensorik durch eine rotorabhängige Bestromung je- der einzelnen Phase erreicht. Durch ein entsprechend kodiertes Signal der Ge- berscheibe wird die jeweilige Statorphase mit einem berechneten Stromsollwert bestromt. Da der Motor in diesem Bereich über ein hohes Drehmoment ver- fügt, muss dieser Stromwert vergleichsweise niedrig sein, um eine Drehzahl- überhöhung zu vermeiden. Nähert sich der Rotorpol weiter dem Statorpol, so ist durch entsprechende Gestaltung der Geberscheibe gewährleistet, dass bei Erreichen dieser Zone niedrigeren Moments ein entsprechendes Signal erzeugt wird. In diesem Punkt wird der Strom durch die Spule um einen entsprechen- den Faktor erhöht, der die Momentenabschwächung ausgleicht. Da sich der Strom in der nächsten Statorspule erst aufbauen muss, verfügt der Motor zum Umschaltzeitpunkt über ein sehr geringes Drehmoment. Beim Umschalten wird die vorhergehende Spule daher nicht sofort abgeschaltet ; der Stromsoll- wert wird entsprechend erhöht. Das noch vorhandende abnehmende Drehmoment der alten Phase addiert sich zum steigenden Drehmoment der neuen Phase. In der Summe bleibt das Drehmoment nahezu konstant. Die er- ste Spule wird abgeschaltet, bevor der Bereich negativen Moments erreicht wird. Das erreichte Stromprofil wird bspw. durch eine Geberscheibe ermög- licht, welche 24 Pulse je Umdrehung bietet. Bevorzugt wird eine Ausbildung, bei welcher mehr Pulse, so bevorzugt 360 Pulse je Umdrehung, erfasst wer- den, womit die gewünschte Vergleichmäßigung des Momentenbildes weiter verbessert wird. Hierdurch ist auch weiter eine ideale Stromkurve ermöglicht, die angepasst ist an den Momentenverlauf. In einer Weiterbildung des Verfah- rens ist vorgesehen, dass ein beim Einschalten des Reluktanzmotors auftreten- der Einschaltstrom hinsichtlich seiner Höhe begrenzt wird. Ohne weitere Maß- nahmen erreicht der Einschaltstrom extrem hohe Werte, die deutlich über den

Nennwerten liegen. Zufolge dessen ist eine strombegrenzende Maßnahme er- forderlich. Dies wird bspw. dadurch gelöst, dass die Begrenzung mittels in Reihe geschalteter Widerstände erfolgt. Diese Widerstände sind Teil eines Zwi- schenkreises, über welchen eine Gleichspannung zur Versorgung des Reluk- tanzmotors zur Verfügung gestellt wird. Beim Einschalten des Reluktanzmo- tors wird ein Zwischenkreis-Elektrolytkondensator über Widerstände aufgela- den, die nach dem Start des Motors gebrückt werden. Die Widerstände werden im üblichen Betrieb des Reluktanzmotors überbrückt. Zufolge dieses erfin- dungsgemäßen Verfahrens wird der Spitzenstrom auf einen völlig unkritischen Wert begrenzt, so zum Beispiel auf ein Fünftel des Nennstromes. Die beim Be- trieb des Motors erforderliche Überbrückung der Widerstände wird mittels ei- nes Schalters durchgeführt. Letzterer kann ein Halbleiter oder ein Relais sein.

Die Anfahrstrombegrenzung setzt voraus, dass eine gewisse Verzögerung bis zum Start des Reluktanzmotors vorhanden sein darf. In dieser Zeit wird der Kondensator auf Nennspannung aufgeladen, so bspw. im Fall von Netzbetrieb mit 230 Volt AC auf 325 Volt DC. Ist der Motor gestartet, werden die Wider- stände durch den Schalter überbrückt. Hier kommt bevorzugt ein einpoliges Relais zum Einsatz. Bevorzugt werden in Serie geschaltete Widerstände vor dem Kondensator angeordnet. Weiter können diesbezüglich Thermal cut-off-Widerstände eingesetzt werden, welche bei übermäßiger Erwärmung den Strom unterbrechen. Die Einschaltstrombegrenzung kann weiter mit einer Überwachung der Zwischenkreisspannung kombiniert werden, wobei in die- sem Fall anstelle üblicher Thermal-cut-off-Widerstände auf einfache Wider- stände zurückgegriffen werden kann. Sofern die Widerstände nicht überbrückt wurden, wird erst dann ein kritischer Zustand erreicht, wenn ein bestimmter Strom fließt, der die zulässige Verlustleistung der Widerstände überschreiten lässt. Dieser kritische Strom entspricht dann auch einer bestimmten Spannung im Zwischenkreis, d. h. eine bestimmte untere Spannung stellt sich ein. Bei stromgeregelten Motoren kann zur Detektierung des Zustandes des Überbrük-

kungsschalters ein Strom eingeprägt werden. Die Spannung im Zwischenkreis kann vor dem Bestromen gemessen werden. Der Abfall der Spannung bei Be- stromung gibt dann direkt Aufschluss darüber, ob die Überbrückung der Wi- derstände aktiv ist. Ist sie nicht aktiv, so wird sich ein entsprechend hoher Spannungsabfall an den Widerständen einstellen. Dieser führt dann zu einem Spannungseinbruch im Zwischenkreis, der zuverlässig detektiert werden kann.

Bei Betrieb des Motors und ausfallendem Überbrückungsschalter wird die Zwi- schenkreisspannung in Abhängigkeit von der Motorbelastung ebenfalls einbre- chen. Es ist in diesem Fall erforderlich, dass bei Unterschreiten einer bestimm- ten Spannung die Abschaltung des Motors durchgeführt wird. Hierbei erfolgt eine Bewertung der minimalen Spannung unter Berücksichtigung des Motor- stroms. Der Zeitpunkt zum Überbrücken der Widerstände kann auf verschie- dene Art und Weise bestimmt werden. Zunächst ist eine reine Zeitsteuerung ohne Überwachung möglich. Es wird lediglich eine feste Zeit abgewartet, bis das Relais bzw. der Schalter betätigt wird. Die Zeit lässt sich anhand der Zeit- konstante aus Widerstand und Elektrolytkondensator festlegen. Informativer ist die Beobachtung der Zwischenkreisspannung nach dem Einschalten. Die Beobachtung des Kurvenverlaufs lässt eine Aussage über korrekte Funktion präzise erkennen. Ebenso können die Widerstände überbrückt werden, sobald sich die Zwischenkreisspannung nicht mehr stark ändert oder einen bestimm- ten Wert überschritten hat. Die Wahl der Änderung der Spannung als Kriteri- um erlaubt den Betrieb bei verschiedenen Eingangsspannungen, ohne dass Än- derungen erforderlich sind. Insgesamt lassen sich über einen Mikrokontroller bestimmte Plausibilitätskontrollen machen, durch die die Funktion der Ein- schaltstrombegrenzung getestet werden kann.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Reluktanzmotor mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Rotor eine Mehrzahl von Rotorsegmenten aufweist und der Stator eine davon abhängige Anzahl von Spulen, bei vier Rotorseg-

menten nämlich sechs Spulen, aufweist und mit einer Ansteuervorrichtung, welche eine Spannung auf eine Spule einer jeweiligen Phase des Stators anlegt.

Um einen Reluktanzmotor der in Rede stehenden Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, wird vorgeschlagen, dass in der Zuleitung zu einer bzw. zu allen Spulen ein Kondensator und ein Widerstand zur Bildung eines Zwischen- kreises geschaltet sind, zur Begrenzung des Einschaltstromes. Bevorzugt han- delt es sich hierbei um einen Elektrolytkondensator und mehrere in Reihe ge- schalteter Widerstände. Zufolge dessen wird der Elektrolytkondensator über den Widerstand, bevorzugt über eine Mehrzahl von in Serie geschalteten Wi- derständen geladen, wobei weiter zum Betrieb des Reluktanzmotors der Wi- derstand bzw. die Widerstände schalterbetätigt überbrückbar ist. Diesbezüg- lich wird vorgeschlagen, dass der Schalter ein Halbleiter oder ein Relais, bevor- zugt ein einpoliges Relais ist. Als besonders vorteilhaft erweist sich weiter, wenn, wie bevorzugt, die Zwischenkreisspannung überwacht ist, so dass an- stelle temperaturabhängiger Thermal-cut-off-Widerstände übliche, kostengün- stige Widerstände einsetzbar sind. Bei dieser Überwachung wird bspw. die Zeit ermittelt, in welcher der Kondensator aufgeladen wird. Wenn dieser Vor- gang zu lange dauert, wird zur Vermeidung eines Durchbrennens der Wider- stände die Schaltung unterbrochen. Auch ist vorgesehen, dass die Stromstärke zumindest teilweise gegenläufig zu einem Momentenverlauf ausgebildet ist.

Der Strom wird bevorzugt zu bestimmten Winkelpositionen verändert, so bspw. bei abnehmendem Moment einer Phase erhöht.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche le- diglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 in perspektivischer, schematischer Darstellung einen Rotor eines Re- luktanzmotors mit einer drehfest mit dem Rotor verbunden Geber- scheibe und ortsfesten Sensoren zur Erfassung der Rotorposition ;

Fig. 2 eine schematische Ansicht auf den Rotor und Statorspulen, bei strich- punktiert dargestellter Anordnung der Sensoren, eine erste Rotor- stellung betreffend ; Fig. 3 eine Folgedarstellung der Fig. 2 ; Fig. 4 eine Folgedarstellung der Fig. 3 ; Fig. 5 eine weitere Folgedarstellung ; Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Größe des Drehmoments in Abhängigkeit zum Drehwinkel eines Rotorsegmentes ; Fig. 7 ein Ablaufdiagramm, die Signale der beiden, mit der Geberscheibe des Rotors zusammenwirkenden Sensoren in Abhängigkeit von der Roto- rumdrehung betreffend ; Fig. 8 ein Funktionsschaltbild einer Einschaltstrombegrenzung.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Rotor 1 mit vier winkelgleichmäßig um eine Rotorachse x angeordneten Rotorsegmenten 2, zur Zuordnung in einem Vier-/Sechs-Reluktanzmotor M.

Der vierpolige Rotor 1 ist zuordbar einem nicht näher dargestellten Stator mit sechs winkelgleichmäßig um die Rotationsachse x des Rotors 1 angeordneten Spulen 3 (vergl. Fig. 2).

An dem Rotor 1 ist drehfest eine koaxial zur Rotorachse x angeordnete, hohlzy- lindrische Geberscheibe 4 befestigt. Aus der Zylinderwandung dieser Geber- scheibe 4 sind jeweils ein, einem Rotorsegment 2 zugeordnetes Paar von Ge- berausformungen 5 freigeschnitten, wobei jede Geberausformung 5 eines Paa- res 6, bezogen auf die Rotationsachse x, einen Winkel a von 15° einschließt. Die sich gegenüberliegenden Randkanten benachbarter Geberausformungen 5 eines Paares 6 schließen gleichfalls einen Winkel ß von 15° ein.

Die Zuordnung der Geberausformungen 5 zu den Rotorsegmenten 2 ist eindeu- tig. So ist jeweils einer Geberausformung 5 eines Paares 6 mittig des zugeord- neten Rotorsegmentes 2 positioniert. Die andere Geberausformung 5 des Paa- res 6 ist je nach Drehrichtung des Rotors 1 winkelversetzt zu der ersten Ge- berausformung 5 vor bzw. hinter dem Rotorsegment 2 angeordnet.

Zur Erfassung der Rotorlage sind Sensorschranken 7 bildende Sensoren 8 vor- gesehen, welche ortsfest derart angeordnet sind, dass im Zuge der Rotordre- hung die Geberausformungen 5 der Geberscheibe 4 diese Sensorschranken 7 durchlaufen.

Die Sensoren 8 bzw. die Sensorschranken 7 sind des Weiteren so positioniert, dass diese, bezogen auf die Rotationsachse x, einen Winkel y von ca. 45° ein- schließen.

Durch die vorbeschriebene Anordnung der Sensoren 8 und die Konfiguration der Geberscheibe 4 ist eine eindeutige Lageerkennung der Rotorsegmente 2 in Abhängigkeit zu den Spulen 3 erreichbar, dies bei 24 Pulsen je Umdrehung. In Fig. 7 ist ein entsprechendes, sich auf die Phasen PH1 und PH3 beschränkendes Ablaufschema dargestellt, wobei unter 8 die Rotorwinkel abgetragen sind. Si zeigt die Sensorsignale einer ersten Sensorschranke beim Durchlauf der Ge-

berausformungen 5 und S2 die Signale der zweiten Sensorschranke, jeweils in Abhängigkeit zum Rotorwinkel. Es ist zu erkennen, dass ein Detektierungs- schema erreicht ist, welches vier unterschiedliche Ergebnisse E hervorbringt.

Der Ergebniswert ist digital, so dass Ergebniswerte zwischen 0 und 3 erreicht werden können.

Entspricht das Ergebnis dem Wert 1, 2 oder 3 ist bei dieser beispielhaften Aus- gestaltung der Geberscheibe 4 die Rotorlage eindeutig erkannt. Wird hingegen ein Wert E von 0 ermittelt, so entscheidet sich die momentane Rotorlage nach Erfassen des nächsten, zu ermittelnden Wertes.

Die digitalen Ergebniswerte werden genutzt zur Ansteuerung der Phasen PH bis PH3.

Anhand der Fig. 2 bis 5, bezogen auf ein Rotorsegment 2, wird nachstehend die Ermittlung der Rotorlage sowie die Ansteuerung der Spulen 3 bzw. der Phasen PH3 und PH1 erläutert.

In Fig. 2 schließt das Rotorsegment 2 zu der nächsten Spule 3 bzw. nächsten Phase PH3 einen Winkel 8 von-37, 5° ein. In dieser Stellung durchläuft eine Ge- berausformung 5 den Bereich der mit S2 bezeichneten Sensorschranke 7. Die andere mit Si bezeichnete Sensorschranke 7 hingegen sendet in dieser Stellung kein Signal. Wie aus dem Ablaufschema in Fig. 7 zu erkennen, resultiert hier- aus ein Ergebniswert E=2. Dieser Ergebniswert bewirkt die Bestromung der Phase PH3, d. h. der Spule 3, auf die sich das Rotorsegment 2 hinzu bewegt.

Das Stromdiagramm 1 bezieht sich auf die Gesamtstromaufnahme des Motors M, wobei jedoch jede Spule einzeln bestromt wird. Die bei der Winkelstellung - 37, 5° dargestellte Gesamtstromerhöhung resultiert aus der Ansteuerung der in

Drehrichtung des Rotors 1 vor der Phase PH3 liegenden und angesteuerten Phase PH2.

In einer nächsten Rotorstellung gemäß Fig. 3, in welcher ein Winkel8 von-22, 5° eingeschlossen wird, werden weder von der Sensorschranke S2 noch von der Sensorschranke Si Signale ausgesandt, was einen Ergebniswert E=0 zur Folge hat. In Abhängigkeit zu dem zuvor ermittelten Ergebniswert E=2 wird bei diesem Ergebniswert E=0 eine Stromerhöhung der zuvor geschalteten Phase PH3 bewirkt. Bevorzugt erfolgt hierbei eine Verdoppelung der Stromstärke (vergl. Diagramm in Fig. 7).

Im Zuge der weiteren Rotordrehung in Richtung des Pfeiles r erreicht der Rotor 1 eine Position, in welcher sowohl die erste Sensorschranke Si als auch die zwei- te Sensorschranke S2 durch Durchlaufen von Geberausformungen 5 Signale senden. Dies erfolgt in einem Rotationswinkelbereich, in welchem das Rotor- segment 2 zu der Spule 3 beidseitig einer Totpunktstellung einen Winkel 8 von 7, 5° einschließt. Mit Beginn dieses Bereiches bei 8=-7, 5° gemäß Fig. 4 erfolgt bei Erfassung des Ergebniswertes E=3 eine Zuschaltung der in Drehrichtung r des Rotors 1 der bereits geschalteten Phase PH3 nachgeordnete Phase PHi, wodurch eine Phasenüberlappung erreicht ist. Hierdurch wird eine kritische Momenten- abnahme im Deckungsbereich von Rotorsegment 2 und zugeordneter Spule 3 der Phase PH3 überbrückt, was einen gleichmäßigen, auch bei niedrigen Dreh- zahlen ruckfreien Lauf des Rotors 1 gewährleistet.

Wie aus dem Stromdiagramm in Fig. 7 zu erkennen, ist in diesem Rotationsbe- reich die Gesamtstromaufnahme verdreifacht.

Die erreichte Phasenüberlappung ist zeitlich begrenzt derart, dass noch vor Er- reichen der 0°-Stellung die Phase PHs ausgeschaltet und somit die Ge-

samtstromaufnahme auf den einfachen Wert wieder zurückgesetzt wird, da die Bestromung der Phase PH3 ausgeschaltet wird und hiernach nur noch die einfa- che Bestromung der Phase PHi vorliegt. Die Zeitsteuerung wird bevorzugt durch einen Mikrocontroller überwacht. Es wirkt zunächst nur die in Ro- tationsrichtung r nächste Spule bzw. Phase (hier Phase PH1).

Nach Überschreiten der 0°-Stellung zwischen Rotorsegment 2 und zugeordne- ter Statorspule 3 verlassen bei einem Winkel 8 von 7, 5° die Geberausformungen 5 die Sensorschranken S2 und Si. In Abhängigkeit zu dem zuvor ermittelten Ergebniswert E=3 wird bei Erfassung des nunmehr vorliegenden Ergebniswer- tes E=0 eine erste Stromerhöhung der Phase PH1 veranlasst. Anschließend er- folgt dasselbe Ablaufschema wie beschrieben, jedoch nunmehr bezogen auf die Phase PHi und die hierzu nachgeordnete Phase PH2.

Das Diagramm in Fig. 6 zeigt die Momentenkurven in Abhängigkeit vom Rota- tionswinkel 8 bei Erregen einer ersten Phase PH3 und nachfolgender, zusätzli- cher Erregung der Phase PHi. Es ist zu erkennen, dass die Momentenkurven zunächst steil ansteigen und nach Überschreiten eines Maximums flach abfal- len, wobei das Moment durch Phasenüberlappung in keinem Winkelbereich einen kritischen Wert nahe 0 erreicht, sondern vielmehr durch Momentenaddi- tion eine annähernde Vergleichmäßigung des Moments erzielt wird.

Zufolge des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Gefahr eines ungleichmäßigen Laufens des Rotors 1 und darüber hinaus sogar eines Stehenbleibens desselben begegnet. Des weiteren ist durch die Phasenüberlap- pung und die rotorlagenabhängige Stromregelung einer Drehzahlüberhöhung des Rotors 1 entgegengewirkt.

Darüber hinaus kann der Reluktanzmotor M, wie in Fig. 8 schematisch dar- gestellt, über eine Einschaltstrombegrenzung verfügen. Nach dem Ein- schalten des, den Reluktanzmotor M aufweisenden Geräts, wird ein Zwi- schenkreis-Elektrolytkondensator 10 über in Serie geschaltete Widerstände 11 aufgeladen. Dabei wird der Spitzenstrom auf einen völlig unkritischen Wert begrenzt. Diese Maßnahme setzt voraus, dass eine gewisse Verzögerung von bspw. 500 Millisekunden bis zum Start des Motors M vorhanden sein darf. In dieser Zeit wird der Elektrolytkondensator 10 auf Nennspannung aufgeladen.

Im vorliegenden Fall bspw. bei Netzbetrieb mit 230 Volt AC unter Zwischen- schaltung eines Gleichrichters 12 auf 325 Volt DC.

Ist der Motor M gestartet, werden die Widerstände 11 durch einen Schalter 13, welcher in dem dargestellten Beispiel ein einpoliges Relais 14 ist, überbrückt.

Der Zeitpunkt zum Überbrücken der Widerstände 11 mittels des Schalters 13 wird mittels eines zugleich auch die Motorsteuerung 15 beeinflussenden Mi- krokontrollers 16 ermittelt. Über diesen Mikrokontroller 16 wird dann das Re- lais 14 angesteuert (siehe Pfeil 14').

In einfachster Weise ist der Zeitpunkt zum Überbrücken der Widerstände 11 durch eine reine Zeitsteuerung möglich, wobei lediglich eine feste Zeit abge- wartet wird, bis das Relais betätigt wird. Bevorzugt wird jedoch die Beobach- tung der Zwischenkreisspannung nach dem Einschalten, wodurch anstelle von Thermal-cut-off-Widerständen einfache Widerstände 11 zum Einsatz kommen können.

Insgesamt lassen sich über den Mikrokontroller 16 bestimmte Plausibilitätskon- trollen machen, durch welche die Funktion der Einschaltstrombegrenzung ge- testet werden kann.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In der Offen- barung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehö- rigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollin- haltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.