[发明专利]具有脉冲宽度调制器的电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有定子和转子的电动机。所述电动机还具有控制单元，其中所述控制单元与定子和/或转子连接并且被构造用于向定子和/或转子供电以使转子转动。

背景技术

由DE 10 2007 031 548 A1公开了一种电动机和一种用于控制电动机的方法，其中脉冲宽度调制器交替地接通两个半导体开关。通过交替地接通两个半导体开关实现所有半导体的均匀加热。

发明内容

根据本发明，控制单元具有脉冲宽度调制器，所述脉冲宽度调制器被构造成为了控制电动机的功率输出而产生预先确定数量的彼此不同的供电模式。这些供电模式分别代表电动机的一个功率输出并且优选具有一些分别具有一个电流脉冲持续时间的电流脉冲和（还优选）一些分别具有一个脉冲间隙持续时间的脉冲间隙的时间序列。

控制单元被构造成为了控制电动机——优选以与由一个供电模式代表的功率不同的功率——在所述控制的时间间隔期间根据至少两个彼此不同的供电模式如此向电动机供电，使得在所述控制的时间间隔的时间平均上——尤其是从所述时间间隔的开始直到结束——电动机的功率输出与由所述控制的时间间隔中的供电模式代表的功率输出不同。所述控制的时间间隔以下也称作时间间隔。

通过如此构造的脉冲宽度调制器可以有利地产生电动机的至少一个功率输出，其与由预先确定的供电模式代表的功率输出不同，尤其是更大或更小。此外有利地，这样可以借助于电动机产生功率输出，这些功率输出分别作为具有电流脉冲的时间序列的供电模式在功率末级中产生损耗功率，所述损耗功率可能损害所述功率末级。此外有利地，这样可以避免要求功率末级的开关时间的供电模式，所述开关时间由于功率末级的开关边沿的较小边沿陡度而可能无法实现。

在电动机的一个优选实施方式中，时间间隔的时间平均上的电动机的功率输出大于时间间隔中由一个供电模式代表的、最小的功率输出。由此可以有利地调节电动机的功率输出，所述功率输出例如位于0%与100%之间的功率输出范围的上三分之一中。例如，在功率输出小于100%时，功率末级中的损耗功率高，或者开关边沿的所需边沿陡度非常陡。

在一个优选的实施方式中，控制单元被构造用于产生一些分别具有小于所述时间间隔的持续时间的供电模式间隔以及在供电模式间隔期间以预先确定的供电模式向电动机供电，其中所述时间间隔仅仅具有供电模式间隔。优选地，彼此不同的供电模式间隔在所述控制的时间间隔中在最大程度上频繁地彼此交替。

由此有利地实现：时间间隔因此不具有供电模式间隙。因此，时间间隔由此是无消隐窗的。

由此还有利地实现：对于时间间隔的每个部分，电动机的转矩都可供使用。

在一个优选的实施方式中，供电模式间隔的持续时间的长度是分别相同的。由此，产生供电模式间隔的时钟发生器可以有利地产生分别具有相同的持续时间的供电模式间隔。

在电动机的一个优选的实施方式中，在所述时间间隔中电动机的功率输出大于电动机的最大功率输出的80%、优选90%并且小于电动机的最大功率输出的100%。

这样可以有利地避免在大于最大功率输出的80%、优选90%并且小于功率输出的100%时以一个脉冲宽度调制地驱动定子和/或转子的供电模式产生的损耗功率。例如，功率末级中的损耗功率在100%的功率输出时由于没有开关损耗而例如小于在99%时。

在电动机的一个有利的实施方式中，电动机是电刷换向的直流电动机。电刷换向的直流电动机具有例如两个或四个电刷，尤其是碳刷。直流电动机例如是串励电动机，在所述串励电动机中转子与定子串联地电连接。在另一个实施方式中，直流电动机是并励电动机，在所述并励电动机中定子和转子彼此并联地连接。

与串励电动机或并励电动机不同地，电动机可以有利地具有优选永磁性地构造的定子。

在电动机的一个优选的实施方式中，控制单元被构造用于以至少三个或者恰好三个彼此不同的、分别代表一个运行状态的时间间隔来控制电动机，其中这些运行状态中的一个运行状态具有所述时间间隔，其具有至少两个彼此不同的供电模式，其中最大功率的另一时间间隔仅仅具有代表最大功率输出的供电模式，并且另一时间间隔具有一个预先确定的供电模式中的仅仅一个，其代表比最大功率输出更小的功率输出。由此，可以有利地以至少三个运行状态运行电动机。在所述至少三个运行状态中，一个运行状态代表具有最大功率的运行状态，另一个运行状态代表具有比最大功率的功率输出更小的功率输出的运行状态，并且一个禁止的运行状态代表控制单元以彼此不同的供电模式调制地控制功率末级的运行状态。