DE69131913T2 - Regler für bürstenlosen Gleichstrommotor ohne Positionsgeber - Google Patents

Description

Technisches Gebiet:
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen bürstenlosen DC Motor ohne einen Positionssensor, der eine elektromotorische Gegenkraft verwendet, die in Spulen erzeugt wird, die auf einen Stator gewickelt sind, wenn ein Rotor gedreht wird, um eine Positionserfassung von Magnetpolen des Rotors auszuführen, und insbesondere einen bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor, wobei der Rotor so konfiguriert ist, daß jeweilige sich drehende Magnetpoloberflächen des Rotors zu inneren Endoberflächen der jeweiligen Magnetpole des Stators an vorgegebenen Umfangspunkten auf den jeweiligen sich drehenden Magnetpoloberflächen und dadurch Positionen der jeweiligen Pole des Rotors am nächsten kommen. Die Steuereinrichtung dient für eine Ansteuerung eines derartigen bürstenlosen DC Motors ohne Positionssensor.
Stand der Technik:
• Seit kurzem ist der bürstenlosen DC Motor in verschiedenen Vorrichtungen und Geräten hinsichtlich seines hohen Wirkungsgrads und seiner Steuerungsfähigkeit verwendet worden. Der bürstenlose DC Motor weist im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der synchrone Motor auf, so daß der Positionsdetektor wie das Hall-Element notwendig gewesen ist, um eine Position des Rotors beim Ansteuern zu erfassen. Jedoch bereitet der Platz, der von einem derartigen Positionsdetektor belegt wird, ein ernsthaftes Problem mit der fortschreitenden Miniaturisierung und hat sich als ein wichtiger Faktor herausgestellt, der eine gewünschte Miniaturisierung des Motors behindert. Um ein derartiges Problem zu lösen, ist kürzlich ein sogenannter Positionssensor-loser bürstenloser DC Motor entwickelt worden und bereits in der Praxis umgesetzt worden.
• Fig. 8 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen herkömmlichen bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor in einem vergrößertem Maßstab zeigt. Ein derartiger Positionssensor-loser bürstenloser DC Motor 81 des Standes der Technik umfaßt einen Stator 82 und einen Rotor 83. Der Stator 82 umgibt den Rotor 83, der von einer drehbaren Welle 86 drehbar gelagert wird, und umfaßt eine Vielzahl von stationären Magnetpolen 84, die nach innen gerichtet sind. Die jeweiligen stationären Magnetpole 84 tragen Spulen U, V, W (nicht gezeigt), die darauf gewickelt sind. Die stationären Magnetpole 84 werden in einer vorgegebenen Polarität magnetisiert, wenn Strom durch die Spulen U, V, W fließt. Stationäre Magnetpoloberflächen 85, die von der inneren Endoberfläche der jeweiligen stationären Magnetpole 84 definiert werden, liegen in gleichen Abständen von der Mitte der drehbaren Welle 86 entlang einer zylindrischen Oberfläche.
• Der Rotor 83 umfaßt andererseits ein Joch 87, das aus einer Vielzahl von Siliziumstahlschichten gebildet ist, die integral auflaminiert sind, und ein Paar Feldpermanentmagnete 88. Das Joch 87 ist entlang seines äußeren Umfangs mit vier sich drehenden Magnetpolen 89 versehen, die nach außen gerichtet sind, und diese sich drehenden Magnetpole 89 sind alternierend in ihren Basisteilen mit den darin eingefügten Feldpermanentmagneten 88 versehen, wobei die N-Pole dieser Magnete 88 aufeinander zu gerichtet angeordnet sind.
• Jeweilige sich drehende Magnetpoloberflächen 90, die von den äußeren Endoberflächen der jeweiligen sich drehenden Magnetpole 89 definiert werden, liegen in gleichen Abständen von der Mitte der drehbaren Welle 86, um so jeweils gekrümmte Oberflächen zu bilden, so daß jede sich drehende Magnetpoloberfläche 90 in gleichförmiger Weise von der gegenüberliegenden stationären Magnetpoloberfläche 85 an jedem Punkt der auf der sich drehenden Magnetpoloberfläche 90 beabstandet ist.
• Unter der Wirkung einer gegenseitigen Abstoßung, die zwischen den N-Polen der zwei Permanentmagnete 88 auftritt, tritt der magnetische Fluß, der von dem Rotor 83 erzeugt wird, von dem Joch 87 über die sich drehenden Magnetpole, die darin keinen Feldpermanentmagneten enthalten, aus und über die sich drehenden Magnetpole, die darin die jeweiligen Feldpermanentmagneten enthalten, wieder in das Joch 87 ein, wie dargestellt. Demzufolge werden die sich drehenden Magnetpole, die darin die jeweiligen Permanentmagneten enthalten, in einer S-Polarität magnetisiert und die sich drehenden Magnetpole, die darin keine Permanentmagneten enthalten, werden in der N-Polarität magnetisiert.
• Kürzlich ist ein Ansteuerverfahren für den Positionssensorlosen bürstenlosen DC Motor vorgeschlagen worden, bei dem die in den Statorspulen erzeugte elektromotorische Gegenkraft, wenn sich der Rotor dreht, verwendet wird, anstelle daß man sich auf den Positionsdetektor verläßt (Suzuki, Ogasawara, Akagi, Naniwae, Nagatake, Okuyama: "Construction of positionsensorless, brushless DC motor", was in dem 34. nationalen Treffen von JEC, Industrial Application Group, 1988, berichtet wurde). Mit einem derartigen Ansteuerverfahren, wie in Fig. 9 gezeigt, wird für die Hauptschaltung ein Umrichter 91 des 120º Spannungszuführungs-Typs verwendet und eine UPM Steuerung wird durch eine Zerhackersteuerung bewirkt. Unter Bezugnahme auf Fig. 9 bezeichnet ein Bezugszeichen 81 einen Motor, ein Bezugszeichen 82 bezeichnet einen Stator, ein Bezugszeichen 83 bezeichnet einen Rotor, Symbole U, V, W bezeichnen Statorspulen von jeweiligen Phasen, Symbole Ta&spplus;, Tb&spplus;, Tc&spplus;, Ta&supmin;, Tb&supmin;, Tc- bezeichnen Transistoren und Symbole Da&spplus;, Db&spplus;, Dc&spplus;, Da&supmin;, Db&supmin;, Dc&supmin; bezeichnen Rückkopplungsdioden. Gemäß diesem Vorschlag werden die elektromotorischen Gegenkräfte ea, eb, ec, die in den jeweiligen Phasen erzeugt werden, und das Ansteuersignal, das an ein Paar von Transistoren angelegt wird, dreifach in der gegenseitigen Beziehung erhalten, wie in Fig. 10 gezeigt. Die jeweiligen Phasen U, V, W weisen ihre Offen-Perioden (d. h. eine Periode, für die die Transistoren frei von der Anlegung des Ansteuersignals sind) zweimal für jeweils 60º während einer Periode, die einem elektrischen Winkel von 360º entspricht, auf. Es sei hierbei darauf hingewiesen, daß die Phase in dem Offen-Zustand nachstehend als Offen-Phase bezeichnet wird.
• Um den Motor gemäß diesem Ansteuerverfahren anzusteuern, wird eine Startsequenz verfolgt, wie in Fig. 11 gezeigt. Zu Anfang wird der Motor für eine vorgegebene Zeit mit dem Ausgangssignal eines optionalen Erregungsmusters erregt (Schritt T31) und dadurch wird der Rotor an eine Position verschoben, die diesem Erregungsmuster entspricht (Schritt T32). Dann wird das Erregungsmuster auf das Erregungsmuster umgeschaltet, das um 120º vorgerückt ist (Schritt T33) und dadurch wird der Motor gedreht (Schritt T34). Die elektromotorische Gegenkraft wird in den Statorspulen erzeugt, wenn der Motor gedreht wird. Die Position der sich drehenden Magnetpole wird indirekt durch Erfassen des eingeschalteten Zustands der Rückkopplungsdioden im Zusammenhang mit den Offen-Phasen erfaßt und somit wird das Kommunikationssignal erzeugt (Schritt T35). Insbesondere veranlaßt die Drehung des Rotors die Statorspulen die elektromotorische Gegenkraft zu erzeugen, die wiederum bewirkt, daß die Anschlußspannung jeder Offen-Phase verändert wird. Demzufolge steigt ein Anodenpotential der P-seitigen Rückkopplungsdioden auf einen höheren Pegel als Ed+ oder ein Kathodenpotential der N-seitigen Rückkopplungsdioden fällt auf einen Pegel ab, der niedriger als ED- ist, und somit werden die Rückkopplungsdioden eingeschaltet. Demzufolge kann der eingeschaltete Zustand der Dioden im Zusammenhang mit den Offen-Phasen erfaßt werden, um das gegenwärtige Erregungsmuster zu erfassen und infolgedessen werden die Positionen der sich drehenden Magnetpole erfaßt. In der Praxis erfaßt der Modusdetektor 92, der in Fig. 27 gezeigt ist, den eingeschalteten Zustand der jeweiligen Dioden durch Vergleichen der Referenzspannung Ed mit der Anschlußspannung jeder Diode.
• Die eingeschalteten Zustände der Dioden im Zusammenhang mit den Offen-Phasen werden während der Offen-Periode von 60º in der Nähe von 30º erfaßt. Das heißt, der eingeschaltete Zustand wird an einer führenden Phase von ungefähr 30º erfaßt. Demzufolge erzeugt die Steuerschaltung 93 das Ansteuersignal mit einer Verzögerung sämtlicher Phasen um ungefähr jeweils 30º (eine derartige Phasenverzögerung wird als Phasenverschiebung bezeichnet), um die nächste Kommunikation zu bewirken, und verwendet dieses Ansteuersignal, um die Zerhackersteuerung auszuführen.
• Bei diesem Positionssensor-losen bürstenlosen DC Motor des Standes der Technik besteht jedoch eine Tendenz dahingehend, daß der magnetische Fluß, der von dem Feldpermanentmagneten erzeugt wird, an Punkten auf den jeweiligen sich drehenden Magnetpoloberflächen konzentriert wird, die von den umfangsmäßig angeordneten Mittelpunkten darauf in der Drehungsrichtung verschoben sind, da die jeweiligen sich drehenden Magnetpoloberflächen gleichmäßig von den jeweiligen stationären Magnetpoloberflächen an jedem Punkt auf den jeweiligen sich drehenden Magnetpoloberflächen beabstandet sind. Infolgedessen wird die von dem magnetischen Fluß erzeugte elektromotorische Gegenkraft in Bezug auf die tatsächlichen Positionen der jeweiligen sich drehenden Magnetpole frühzeitig erfaßt und die stationären Magnetpole werden früher als zu einem vorgegebenen Zeitpunkt erregt, wodurch verhindert wird, daß der Motor sanft gedreht wird.
• In dem herkömmlichen Positionssensor-losen bürstenlosen DC Motor mit dem Joch, das die darin eingefügten Permanentmagneten enthält, weisen die Feldpermanentmagneten gewöhnlicherweise jeweils im wesentlichen rechteckförmige Querschnitte auf und die äußere Magnetpoloberfläche des Feldpermanentmagneten definiert eine relativ große Oberfläche. Eine derartige Konfiguration hat ebenfalls zu der voranstehend erwähnten Abweichung des magnetischen Flusses beigetragen.
• Der herkömmliche Rotor, der das Joch und die Feldpermanentmagneten umfaßt, wies jedoch ein anderes Problem hinsichtlich einer Festigkeit des Jochs auf. Insbesondere sind die Feldpermanentmagneten, die jeweils einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, der geringfügig schmaler als der zugehörige sich drehende Magnetpol ist, in die Basis dieses sich drehenden Magnetpols eingefügt und deshalb weisen Brücken des Jochs, die das äußere Ende mit der Basis jedes sich drehenden Magnetpols verbinden, der darin den Feldpermanentmagneten enthält, notwendigerweise eine schlanke Konfiguration auf.
• Wenn mit dem Ansteuerverfahren des Standes der Technik die elektromotorische Gegenkraft bei einer ersten Kommunikation auf Grundlage der Startsequenz erfaßt werden kann, wird bestimmt, daß ein normaler Startvorgang erzielt worden ist und eine Umschaltung wird von der offenen Schleife auf den sensorlosen Lauf auftreten. Deshalb wird der Rotor unangemessen in der Position gehalten und vibriert zum Beispiel, wenn eine Last eine Drehmomentfluktuation beinhaltet. Wenn ferner die nächste Kommunikation bei einem Drehmoment ausgeführt wird, das gerade in der umgekehrten Richtung erzeugt wird, wird der Rotor von einer anderen Position als der gewünschten Position gedreht, so daß die elektromotorische Gegenkraft bezüglich der tatsächlichen Position des Rotors um einen elektrischen Winkel von 60º oder 120º frühzeitig erfaßt wird und eine Umschaltung auf den sensorlosen Lauf auftritt, woraufhin ein vorgegebenes Erregungsmuster ausgegeben wird. Jedoch kann der Motor nicht normal gestartet werden und vibriert oft, da dieses Erregungsmuster von dem eigentümlichen Erregungsmuster in Abhängigkeit von der tatsächlichen Position des Rotors abweicht. Selbst wenn der Motor gerade vibriert, wird ein Signal, das die elektromotorische Gegenkraft darstellt, erfaßt, und wenn dieses Signal höher als ein Pegel ist, der für den sensorlosen Lauf benötigt wird, wird das vorgegebene Erregungsmuster weiter ausgegeben. Demzufolge wird sowohl das normale Starten als auch das erneute Starten unmöglich.
• Mit dem voranstehend erwähnten Ansteuerverfahren mußte ferner die Zerhackerfrequenz für einen relativ breiten Drehfrequenzbereich des Motors eingestellt werden, so daß der Zeitpunkt einer Kommunikation frei von irgendeiner Beeinflussung von der Erfassungszeitverzögerung bei der maximalen Drehfrequenz ist. Zum Beispiel entspricht ein elektrischer Winkel von 60º 0,5 m/Sek. und deshalb wird die Zerhackerfrequenz auf einen Pegel so hoch wie in der Größenordnung von 10 kHz eingestellt. Jedoch führt eine derartig hohe Zerhackerfrequenz in nachteiliger Weise zu einem erhöhten Schaltverlust des Umrichters und einer wesentlichen Wärmeerzeugung von den Umrichterelementen.
• Zusätzlich wies das voranstehend erwähnte Ansteuerverfahren ferner ein anderes Problem dahingehend auf, daß die elektrische Energie, die sich in den Statorspulen ansammelt, unmittelbar nach dem Übergang von dem erregten Zustand zu dem aberregten Zustand ausgesendet wird und demzufolge eine Spannung in der Offen-Phase auftritt. Die Zeitperiode, für die die elektrische Energie ausgesendet wird, hängt von dem Wert des Stroms ab, der durch die Statorspulen fließt, und der Last, die auf den Motor ausgeübt wird, ab. Der Motor wird während einer Aussendung einer derartigen elektrischen Energie nicht gedreht, weil keine genaue Positionsinformation des Permanentmagnetrotors erhalten werden kann, außer wenn die Erfassung der elektromotorischen Gegenkraft unterbunden wird.
• Schließlich wird das voranstehend erwähnte Ansteuerverfahren ein weiteres zusätzliches Problem bezüglich der Erfassung der relativen Position der Statorspulen und des Permanentmagnetrotors auf. Insbesondere wird die elektromotorische Gegenkraft, die in den Statorspulen auftritt, die nicht versorgt werden (nachstehend als Offen- Phasen bezeichnet) erfaßt und dadurch wird die relative Position der Statorspulen und der Permanentmagneten in Abhängigkeit von dem Ansteuerverfahren erfaßt. Wenn jedoch die elektromotorische Gegenkraft, die in den Offen-Phasen auftritt, sich nicht-linear verändert, wird keine genaue Erfassung der relativen Position erreicht werden.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Steuereinrichtung bereitzustellen, die dafür ausgelegt ist, an den Start einer Offen-Schleife selbst dann zurückzukehren, wenn der Motor nicht normal gedreht werden kann, zum Beispiel aufgrund einer Vibration beim Startvorgang, so daß eine Offen-Schleifen-Steuerung erneut gestartet werden kann, um die Positionsfestlegung des Rotors zu wiederholen, bis die normale Drehung erzielt wird. Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
• In vorteilhafter Weise kann die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung die Zerhackerfrequenz kontinuierlich in Abhängigkeit von der Drehfrequenz des Motors ändern und dadurch einen Schaltverlust des Umrichters minimieren.
Offenbarung der Erfindung:
• Ein Aspekt der Erfindung kann in einem bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor, der von der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gesteuert werden kann, gesehen werden. Dieser Motor umfaßt: einen Stator, der in einem Motorrahmen befestigt ist und einen Rotor, der von dem Stator umgeben ist und von dem Motorrahmen mit Hilfe einer drehbaren Welle drehbar gelagert ist, wobei der Stator eine Vielzahl von stationären Magnetpolen aufweist, die nach innen gerichtet sind, wobei innere Endoberflächen der stationären Magnetpole stationäre Magnetpoloberflächen definieren, die im wesentlichen in gleichen Abständen von der drehbaren Welle entlang einer zylindrischen Oberfläche liegen, wobei der Rotor eine Vielzahl von sich drehenden Magnetpolen aufweist, die nach außen gerichtet sind, wobei äußere Endoberflächen der sich drehenden Magnetpole sich drehende Magnetpoloberflächen definieren, die alternierend in unterschiedliche Polaritäten in der Umfangsrichtung des Rotors magnetisiert werden und den stationären Magnetpoloberflächen in einem geringen Abstand davon gegenüberliegen, wobei jede der sich drehenden Magnetpoloberflächen eine nach außen anschwellende gekrümmte Oberfläche aufzeigt und der entsprechenden stationären Magnetpoloberfläche an einem gegebenen Umfangspunkt am nächsten liegt.
• Der Rotor umfaßt ein Joch und Feldpermanentmagnete, wobei das Joch eine gerade Anzahl von sich drehenden Magnetpolen aufweist, die radial nach außen vorstehen, wobei die Basisteile davon alternierend mit den parallel zu der drehbaren Welle darin eingefügten Feldpermanentmagneten versehen sind, wobei die Magnetpole der jeweiligen Permanentmagnete der drehbaren Welle gegenüberliegen, und wobei gegenüberliegende laterale Seiten der jeweiligen Magnete so abgeschrägt sind, daß die äußeren Magnetpoloberflächen der jeweiligen Magnete mit relativ kleinen Oberflächen versehen sind.
• Gemäß der Erfindung verwendet die Steuereinrichtung für einen bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor eingeschaltete Zustände von Rückkopplungsdioden, wobei das Steuersystem umfaßt: einen Ausgabemustermodusgenerator, einen Kommutationszeitsignalgenerator und einen Übereinstimmungsdetektor, der zum Erfassen einer Übereinstimmung der von dem Ausgabemustermodusgenerator bzw. dem Kommutationszeitsignalgenerator erzeugten Signale dient, wobei dann, wenn der Ausgang des Detektors keine Übereinstimmung anzeigt, ein Motoransteuerausgang einmal gestoppt wird und dann ein Startvorgang wiederholt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
• In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 ein Schaltbild, das Schaltungskomponenten eines bürstenlosen DC Motors ohne Positionssensor zeigt, wie einen Umrichter mit einer Steuerschaltung 24 gemäß der Erfindung;
• Fig. 2 eine Querschnittsansicht des bürstenlosen DC Motors ohne Positionssensor transversal entlang einer Achse davon;
• Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung in der Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 4 ein Schaltbild, das ein Beispiel eines Musterübereinstimmungsdetektors zeigt;
• Fig. 5 ein Zeitdiagramm, das die gegenseitige Beziehung von verschiedenen Signalen darstellt, die in der Steuerschaltung auftreten;
• Fig. 6 ein Diagramm, das eine gegenseitige Beziehung der Ausgangsmustermodus-, Erregungsmodus- und Kommutationszeiterfassungs-Phase veranschaulicht;
• Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Startsequenz;
• Fig. 8 eine Querschnittsansicht, die einen bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor des Standes der Technik halbiert zeigt;
• Fig. 9 ein Schaltbild eines Umrichters, der in einem Motor des Standes der Technik verwendet wird;
• Fig. 10 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer elektromotorischen Gegenkraft und einem Ansteuersignal in einem Motor des Standes der Technik veranschaulicht; und
• Fig. 11 ein Flußdiagramm, das eine Startsequenz für einen Motor des Standes der Technik veranschaulicht.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung:
• Zunächst wird ein bürstenloser DC Motor ohne einen Positionssensor, der von der Steuereinrichtung der Erfindung gesteuert werden kann, unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist eine allgemeine Anordnung eines Ansteuersystems für den bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor gezeigt.
• Das Ansteuersystem für den bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor umfaßt zusätzlich zu dem bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor 1 selbst eine Stromversorgung 21, einen Umrichter 22, der eine Zerhackersteuerung übernimmt, einen Modusdetektor 23, der eine elektromotorische Gegenkraft verwendet, um die Position eines Rotors 3 zu erfassen, und eine Steuerschaltung 24, die zum Steuern des Umrichters 22 dient. Der bürstenlose DC Motor ohne Positionssensor 1 umfaßt einen Stator 2 und den Rotor 3. Bei dem bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor 1 in dieser Ausführungsform handelt es sich um einen dreiphasigen Umrichter-betriebenen Typ und die Bezugszeichen U, V, W bezeichnen jeweilige Spulen, die auf den Stator 2 gewickelt sind. Ein Bezugszeichen Vn bezeichnet eine Spannung über U, V, W und diese Spannung wird selektiv über zwei von diesen drei Spulen U, V, W beim Umschalten des Umrichters 22 erzeugt.
• Die Stromversorgung 21 befindet sich in einem Zustand, der zum Zuführen eines gleichgerichteten Stroms bereit ist. Das Bezugszeichen Ed (und Ed&spplus;, Ed&supmin;) bezeichnet eine elektromotorische Kraft. Der Umrichter 22 umfaßt Rückkopplungsdioden Da&spplus;, Db&spplus;, Dc&spplus;, Da&supmin;, Db&supmin;, Dc&supmin; und Transistoren Ta&spplus;, Tb&spplus;, Tc&spplus;, Ta&supmin;, Tb&supmin;, Tc&supmin;.
• Die jeweiligen Systemkomponenten arbeiten, wie nachstehend beschrieben wird, zum drehungsmäßigen Ansteuern des bürstenlosen DC Motors ohne Positionssensor.
• Der Umrichter 22 umfaßt P-seitige Transistoren Ta&spplus;, Tb&spplus;, Tc&spplus;, mit denen die Rückkopplungsdioden Da&spplus;, Db&spplus;, Dc&spplus; jeweils verbunden sind, und N-seitige Transistoren Ta&supmin;, Tb&supmin;, Tc&supmin;, mit denen die Rückkopplungsdioden Da&supmin;, Db&supmin;, Dc&supmin; jeweils verbunden sind. Unter einer Zerhackersteuerung durch einen Satz eines P-seitigen Transistors und eines N-seitigen Transistors werden zwei der dreiphasigen Spulen selektiv nacheinander mit einem dreiphasigen Gleichstrom versorgt, um eine Magnetfeld zu erzeugen, mit dem der Rotor für die Drehung angesteuert wird. Insbesondere werden Ausgabemodusmuster des Ansteuersignals auf 5 bis 0 in Abhängigkeit von Erregungsmustern voreingestellt, die zum Aufrechterhalten einer normalen Drehung des Motors benötigt werden, wie nachstehend noch unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben wird, und der Motor 1 wird unter der Wirkung einer Kommutation angesteuert, die von einem Zusammenhang zwischen den jeweiligen Erregungsmustern einerseits und Kommutationszeiterfassungsphasen und eingeschalteten Dioden andererseits bewirkt wird. Der Modusdetektor 23 ist mit dem Umrichter 22 verbunden und erfaßt die eingeschalteten Zustände der jeweiligen Rückkopplungsdioden, die in dem Umrichter 22 enthalten sind, auf Grundlage der elektromotorischen Gegenkraft, die in den jeweiligen Spulen des Motors 1 erzeugt wird. Die Steuerschaltung 24 erfaßt die Kommutationszeit der jeweiligen Spulen U, V, W auf Grundlage des Erfassungssignals von dem Modusdetektor 23 und gibt das Ansteuersignal an jeden Transistor des Umrichters 22 aus, so daß eine zeitlich gut abgestimmte Kommutation an den jeweiligen Spulen U, V, W auftreten kann. Die Zerhackersteuerung wird in dem Umrichter 22 bewirkt. Auf Grundlage des Ansteuersignals wiederholt der Umrichter 22 den Betrieb wie voranstehend erwähnt. Ein derartiger wiederholter Betrieb bewirkt, daß der Rotor 3 kontinuierlich angetrieben wird.
• Der Stator 2 und der Rotor 3 des bürstenlosen DC Motors ohne Positionssensor, der von einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung gesteuert werden kann, wird nachstehend mit näheren Einzelheiten beschrieben. Fig. 2 zeigt den bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor in einer vergrößerten Querschnittsansicht entlang seiner Drehachse transversal.
• Der Stator 2 umgibt den Rotor 3 und weist 24 stationäre Magnetpole 5 auf, die nach innen gerichtet sind. Obwohl nicht gezeigt, tragen diese stationären Magnetpole 5 Spulen, die darauf gewickelt sind. Stationäre Magnetpoloberflächen 6, die von den inneren Endoberflächen der jeweiligen stationären Magnetpole 5 definiert werden, liegen in gleichen Abständen von der Mitte einer drehbaren Welle 4 in Anpassung an eine imaginäre zylindrische Oberfläche.
• Der Rotor 3 wird von der drehbaren Welle 4 drehbar gelagert und umfaßt ein Joch 7, das eine Vielzahl von integral laminierten Siliziumstahlschichten umfaßt. Das Joch 7 weist entlang seines äußeren Umfangs vier sich drehende Magnetpole 8, 9, 10, 11 auf, die radial nach außen gerichtet sind. Ein Paar von Feldpermanentmagneten 12, 13 sind in Basisteile der sich drehenden Magnetpole 8, 10 jeweils parallel zu der drehbaren Welle 4 eingefügt, wobei N-Pole von diesen Feldpermanentmagneten 12, 13 aufeinander zugerichtet positioniert sind. Demzufolge stoßen sich die N-Pole der Feldpermanentmagneten 12, 13 ab und ein magnetischer Fluß, der daraus erzeugt wird, definiert einen magnetischen Pfad, wie mit Fig. 2 dargestellt. Insbesondere geht der magnetische Fluß von dem Joch 7, nachdem er durch die sich drehenden Magnetpole 9, 10 gegangen ist, wieder in das Joch über die sich drehenden Magnetpole 8, 10 hinein. Somit werden die sich drehenden Magnetpole 8, 10 als S-Pole magnetisiert, während die sich drehenden Magnetpole 9, 10 als N-Pole magnetisiert werden.
• Die sich drehenden Magnetpoloberflächen 14, 15, 16, 17 auf den äußeren Enden der jeweiligen sich drehenden Magnetpole 8, 9, 10, 11 definieren gekrümmte Oberflächen, die jeweils nach außen radial auslaufen. In dem vorliegenden Fall weisen kreisförmig gekrümmte Oberflächen, die von den jeweiligen sich drehenden Magnetpoloberflächen 14, 15, 16, 17 definiert werden, eine Krümmung auf, die größer als diejenige der imaginären zylindrischen Oberfläche ist, auf der die stationären Magnetpoloberflächen 6 liegen. Mit anderen Worten, die sich drehenden Magnetpoloberflächen 14, 15, 16, 17 liegen zu den stationären Magnetpoloberflächen 6 an Umfangsmittelpunkten der jeweiligen sich drehenden Magnetpoloberflächen am nächsten.
• Der magnetische Fluß, der von dem Feldpermanentmagneten 12, 13 erzeugt wird, ist auf die Umfangsmittelpunkte, an denen die sich drehenden Magnetpoloberflächen zu den stationären Magnetpoloberflächen am nächsten sind, konzentriert. Ein derartiges Phänomen wird mit näheren Einzelheiten im Zusammenhang mit der sich drehenden Magnetpoloberfläche 14 erläutert.
• Ein Abstand von dem Umfangsmittelpunkt der sich drehenden Magnetpoloberfläche 14 zu dem entsprechenden stationären Magnetpol P2 wird hier mit bezeichnet und Abstände von den stationären Magnetpolen P1, P3 neben dem stationären Magnetpol P2 zu der sich drehenden Magnetpoloberfläche 14 sind jeweils mit und bezeichnet. Der Abstand ist kleiner sowohl als der Abstand d1 als auch der Abstand d2 und demzufolge erreicht der magnetische Fluß, der von dem Feldpermanentmagneten 12 erzeugt wird, die sich drehende Magnetpoloberfläche 14 größtenteils über den stationären Magnetpol P2 und dadurch wird eine elektromotorische Gegenkraft, die durch die sich drehende Magnetpoloberfläche 14 erzeugt wird, auf den stationären Magnetpol P2 konzentriert. Dies trifft auch für die anderen sich drehenden Magnetpoloberflächen 15, 16, 17 zu.
• In dieser Weise erzeugt der Rotor 3, der die voranstehend erwähnten kreisförmig gekrümmten sich drehenden Magnetpoloberflächen aufweist, normalerweise die elektromotorische Gegenkraft größtenteils von den Umfangsmittelpunkten der jeweiligen sich drehenden Magnetpoloberfläche, so daß eine fehlerhafte Positionserfassung der sich drehenden Magnetpole zuverlässig verhindert werden kann.
• Wie dargestellt, werden die Feldpermanentmagneten 12, 13 in dem vorliegenden Fall so konfiguriert, daß ihre gegenüberliegenden lateralen Seiten abgeschrägt sind, so daß dessen S-Pol-Seite eine kleinere Oberfläche als diejenige seiner N-Pol-Seite aufweisen kann. Somit wird der magnetische Fluß, der von dem Permanentmagneten erzeugt wird, an Umfangsmittelpunkten ihrer S-Pol-Oberflächen und demzufolge an Umfangsmittelpunkten der sich drehenden Magnetpoloberflächen 14, 16 konzentriert. Brücken 18, die an den gegenüberliegenden lateralen Seiten der jeweiligen Feldpermanentmagnete 12, 13 definiert sind, weisen eine relative große Breite über den größten Teil ihrer Erstreckungen auf, da die gegenüberliegenden lateralen Seiten abgeschrägt sind. Die Folge davon ist, daß das Joch 7 eine relativ hohe Festigkeit aufweist, so daß das Joch 7 sogar dann nicht leicht deformiert wird, wenn eine unerwartete externe Kraft auf die sich drehenden Magnetpoloberflächen 14, 16 ausgeübt wird.
• Während der bürstenlose DC Motor auf Grundlage der spezifischen Konstruktion beschrieben worden ist, die die kreisförmig gekrümmten sich drehenden Magnetpoloberflächen aufweist, die jeweils durch einen Krümmungsradius definiert sind, der kleiner als derjenige ist, der die stationären Magnetpoloberflächen definiert, ist die Krümmung jeder sich drehenden Magnetpoloberfläche nicht auf den kreisförmigen Bogen und irgendwelche anderen Krümmungen beschränkt. Zum Beispiel kann eine parabolische Krümmung, gesehen transversal von der sich drehbaren Welle, verwendet werden, insoweit jede sich drehende Magnetpoloberfläche so konfiguriert ist, daß sie von der stationären Magnetpoloberfläche an den umfangsmäßig gegenüberliegenden Enden am weitesten beabstandet ist und an dem Umfangsmittelpunkt der sich drehenden Magnetpoloberfläche am nächsten angeordnet ist. Der ähnliche Effekt wird auch erhalten, wenn jede sich drehende Magnetpoloberfläche so konfiguriert ist, daß sie von der stationären Magnetpoloberfläche nur an einem Ende in der Drehrichtung beabstandet ist und dazu an dem Umfangsmittelpunkt am nächsten liegt.
• Wenn der bürstenlose DC Motor bis hierhin auf Grundlage der spezifischen Konstruktion beschrieben worden ist, die auf dem äußeren Umfang des Jochs vier sich drehende Magnetpole aufweist, die wiederum alternierend mit den darin eingefügten Feldpermanentmagneten versehen sind, ist der Rotor nicht auf eine derartige Konstruktion beschränkt, sondern kann irgendeine gerade Anzahl von sich drehenden Magnetpolen aufweisen und ein Feldpermanentmagnet kann in jedem von diesen eingefügt werden. Anstelle einer Einfügung der Feldpermanentmagneten in das Joch ist es auch möglich, Feldpermanentmagnete zu bilden, die jeweils die sich drehende Magnetpoloberfläche der voranstehend erwähnten Konfiguration aufweisen, und dann diese auf den äußeren Umfang der drehbaren Welle zu bonden.
• Wie sich aus der voranstehenden Beschreibung entnehmen läßt, weisen gemäß dem oben beschrieben DC Motor die sich drehenden Magnetpoloberflächen des Rotors die Krümmung auf, die nach außen radial anschwillt, so daß jede sich drehende Magnetpoloberfläche nahe zu der stationären Magnetpoloberfläche an einem gegebenen Punkt auf der sich drehenden Magnetpoloberfläche ist und demzufolge ist die elektromotorische Gegenkraft an dem Punkt konzentriert. In dieser Weise stellt die Konstruktion einen bürstenlosen DC Motor ohne Positionssensor bereit, wobei die Position jedes sich drehenden Magnetpols genau erfaßt werden kann. Gemäß dieser Konstruktion ist das Joch entlang seines äußeren Umfangs mit einer geraden Anzahl der nach außen radial vorstehenden, sich drehenden Magnetpolen versehen, wobei diese sich drehenden Magnetpole in ihren Basisteilen mit den Feldpermanentmagneten versehen sind, die darin parallel zu der drehbaren Welle eingefügt sind, und die gegenüberliegenden lateralen Seiten jedes Feldpermanentmagneten sind abgeschrägt, so daß die äußere Magnetpoloberfläche des Magneten kleiner als seine innere Magnetpoloberfläche ist. Demzufolge ist der magnetische Fluß, der von den Feldpermanentmagneten erzeugt wird, an dem Umfangsmittelpunkt jedes sich drehenden Magnetpols einerseits konzentriert und es ist möglich, das Joch mit den angemessenen breiten Brücken zu versehen und das Joch zu erhalten, das eine Festigkeit aufweist, die hoch genug ist, um die unerwartete externe Kraft, die darauf einwirkt, auszuhalten.
• Als nächstes wird die Ausführungsform der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 7 beschrieben.
• Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems, welches gemäß der Erfindung konstruiert ist. Ein Modusdetektor 23 vergleicht eine Referenzspannung Ed (und Ed&spplus;, Ed&supmin;) für den Vorwärtsspannungsabfall von Rückkopplungsdioden, die in einem Umrichter 22 enthalten sind, mit einer Anschlußspannung der jeweiligen Dioden, um die eingeschalteten Zustände der jeweiligen Rückkopplungsdioden zu erfassen und dadurch die Erregungsmustermoden zu erfassen. In dieser Ausführungsform handelt es sich bei dem Umrichter 22 um den dreiphasigen Bipolar-Typ und, wie in Fig. 6 gezeigt, erfaßt der Unirichter 22 die eingeschalteten Zustände von sechs Phasen U+, U-, V+, V-, W+, w- entsprechend zu den jeweiligen Erregungsmustern und und legt die entsprechenden Erfassungssignale an eine Steuerschaltung 24 an, die wiederum einen Kommunikationszeitsignaldetektor 25, einen Ausgabemustermodusgenerator 26, einen Ansteuersignalgenerator 27, einen Musterübereinstimmungsdetektor 28, eine Startsteuereinrichtung 29, einen Zerhackerwähler 30 und einen Zerhackersignalgenerator 31 umfaßt. Der Kommutationzeitsignaldetektor 25 ist dafür ausgelegt, das Kommutationzeitsignal auf Grundlage des Ausgangs von dem Modusdetektor 23 zu erfassen und einen Taktimpuls zu erzeugen. Der Ausgabemustermodusgenerator 26 ist dafür ausgelegt, um auf Grundlage des von dem Kommutationzeitsignaldetektor 25 angelegten Taktimpulses Signale zu erzeugen, die die sechs Moden darstellen, wie in Fig. 6 angedeutet, und auf Grundlage von jedem dieser Signale erzeugt der Ansteuersignalgenerator 27 ein Motoransteuersignal. Der Musterübereinstimmungsdetektor 28 vergleicht ein Signal , eines der sechs Kommutationzeitsignale mit einer Wellenform des Ausgabemustermodus 2 während einer Periode, für die der Ausgabemustermodusgenerator 26 ein Signal an die Startsteuereinrichtung ausgibt, um ein erneutes Starten anzufordern. Auf Grundlage eines Signals von dem Ausgabemustermodusgenerator 26 und einem Signal von der Startsteuereinrichtung 29 erzeugt der Ansteuersignalgenerator 27 ein Motoransteuersignal, während der Zerhackerwähler 30 bestimmt, ob der Zerhacker positiv oder negativ ist, und gibt ein entsprechendes Signal an den Ansteuersignalgenerator 27 aus. Das von dem Zerhackersignalgenerator 31 kommende Signal wird in dem Ansteuersignalgenerator 27 überlagert und steuert dadurch die jeweiligen Transistoren des Umrichters 22 an.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist die Anordnung des Musterübereinstimmungsgenerators 28 veranschaulicht. Der Ausgabemustermodusgenerator 26 arbeitet als ein Abwärtszähler, der dafür ausgelegt ist, um das ODER Signal der sechs Kommutationzeitsignale in der Form eines Taktimpulses sukzessive auf sechs Ausgangsanschlüssen 5 bis 0 zu erzeugen. Beim Starten und beim erneuten Starten wird der Modus 5 als ein Anfangsmodus ausgegeben, dann werden die Modi 3, 2, 1, 0 und 5 in dieser Reihenfolge ausgegeben (bezüglich einer derartigen Sequenz werden Einzelheiten nachstehend beschrieben). Der Ausgang des Ausgabemustermodusgenerators 26 und das Kommutationzeitsignal werden an ein exklusiv ODER-Gatter 32 angelegt, von dem der Ausgang wiederum zusammen mit dem ODER-Signal der sechs Kommutationzeitsignale an ein NAND Gatter 33 angelegt wird. Insbesondere wird der Ausgang des Ausgabemustermodusgenerators 26 mit dem Kommutationzeitsignal während einer Periode verglichen, für die das ODER-Signal der sechs Kommutationzeitsignale ausgegeben wird, und wenn keine Übereinstimmung erfaßt wird, wird der Ausgang des NAND Gatters 33 hoch. Dieser Ausgang wird an die Start- Steuereinrichtung 29 angelegt. Eine Korrelation der jeweiligen Signale wird durch ein Zeitdiagramm der Fig. 5 veranschaulicht.
• Der Ansteuersignalgenerator 27 erzeugt sukzessive die Ansteuersignale der Ausgabemuster 5 bis 0 entsprechend der Erregungsmuster, wie in Fig. 6 angedeutet. Insbesondere stehen die Ausgabemustermodi, die Erregungsmuster und die Kommutationzeitsignal-Erfassungsphasen zueinander in Beziehung, wie in Fig. 5 gezeigt. Wenn zum Beispiel das Kommutationzeitsignal von U- der Offen-Phase U bei dem Ausgabemustermodus 3 erfaßt wurde, dann kann das Erregungsmuster von demjenigen entsprechend dem Modus 3 auf demjenigen entsprechend dem Modus 2 bei dem nächsten Ausgabemustermodus 2, d. h. dem Erregungsmodus "von V+ nach U-" umgeschaltet werden, um die normale Drehung fortzusetzen.
• Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das eine Startsequenz iri dieser Ausführungsform veranschaulicht. Eine Erregung mit einem gegebenen Muster tritt im Schritt T1 auf. In diesem Fall wird der Modus 5 als das gegebene Muster gewählt, d. h. das Anregungsmuster "einer U+ Phase zu einer V- Phase" und 10 bis 15A werden mit einem derartigen Ausgabemuster versorgt. Ein derartiger Zustand wird für 0,8 Sek. im Schritt T2 aufrechterhalten. Demzufolge wird der Rotor in eine Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung um einen elektrischen Winkel von max. 180º gedreht und so angehalten, daß eine Position des Rotors fixiert sein kann. Nun wird der Ausgabemustermodus um zwei vorgerückt und der Modus 3 wird ausgegeben. Das heißt, eine Zuführung tritt mit dem Erregungsmuster "von der V+ Phase zu der W- Phase" auf. Infolgedessen wird der Rotor in der Vorwärtsrichtung gemäß dem Erregungsmuster, das um einen elektrischen Winkel von 120º in der Vorwärtsrichtung vorgerückt ist, gestartet und beschleunigt. Der Grad der Beschleunigung hängt von dem zugeführten Stromwert sowie von der Lastbedingung ab und in dieser Ausführungsform kann eine Umdrehungsgeschwindigkeit, die zum Erzeugen der elektromotorischen Gegenkraft ausreichend ist, die für einen sensorlosen Lauf benötigt wird, in einem Moment beim Starten mit einer Stromzuführung in der Größenordnung von 5A erreicht werden. Somit wird im Schritt T4 das Kommutationzeitsignal erzeugt. Soweit es die normale Drehung betrifft, wird das Kommutationzeitsignal von den Rückkopplungsdioden der U- Phase erfaßt, die während dieser Periode offen ist. Dann bestimmt ein Schritt T5, ob ein Ausgabemustermodus mit der Kommutationzeitsignal-Erzeugungsphase übereinstimmt oder nicht. Insbesondere bestimmt der Schritt T5, ob das Signal des Modus 2 mit dem Kommutationzeitsignal von der U- Phase übereinstimmt oder nicht, da der Ausgabemustermodus um 1 zu dem Modus 2 vorgerückt wird, wenn das Kommutationzeitsignal erzeugt wird. Wenn eine Übereinstimmung erfaßt wird, dann geht die Routine zu einem Schritt Schritt T6 weiter, um den sensorlosen Lauf fortzusetzen, und wenn sie nicht erfaßt wird, dann verzweigt sich die Routine zu einem Schritt T7, um das Ausgabemuster zu stoppen. Nachdem zwei Sekunden in einem Schritt T8 abgelaufen sind, kehrt die Routine zum Schritt 1, dem Startpunkt der offenen Schleife, zurück, um die Startsequenz zu wiederholen. Die abgelaufene Zeit im Schritt T8 wird vorzugsweise auf eine Zeitperiode eingestellt, an deren Ende der Motor anhält und in dieser Ausführungsform ist die Zeit in der Größenordnung von 2 Sek. geeignet.
• Es sei darauf hingewiesen, daß der Stromwert, die ablaufende Zeit und das Ausgabemuster für diese Ausführungsform spezifisch sind und, daß es offensichtlich möglich ist, die anderen Werte und Muster in den anderen Ausführungsformen anzuwenden.
• Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, ist die Ausführungsform der Erfindung so angeordnet, daß der Zustand, in dem sich der Motor dreht, selbst unter einer Last erfaßt werden kann, die möglicherweise eine Fluktuation des Zustands während des Startvorgangs verursacht, und ein erneuter Startvorgang kann durch Wiederholen der Startsequenz versucht werden, selbst wenn der Motor gerade vibriert. In dieser Weise kann ein weiterer zuverlässiger Startvorgang mit einer relativ einfachen Schaltungsanordnung erzielt werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit:
• Obwohl der bürstenlose DC Motor der Erfindung keinen Positionssensor aufweist, kann er genau die Rotorposition erfassen, eine ausreichende strukturelle Festigkeit sicherstellen, und eine feine Drehungssteuerung erzielen. In Hinsicht auf diese Fähigkeit eignet sich der bürstenlose DC Motor der Erfindung zur Verwendung unter einer widrigen Bedingung, beispielsweise einer hohen Temperatur, die gewöhnlicherweise bei einem Kompressor des Spiral-Typs angetroffen wird.

Claims (5)

1. Steuereinrichtung (24, Fig. 1, 2; Fig. 3-7) für einen bürstenlosen DC-Motor (1) ohne Positionssensor einschließlich eines Umrichters (22), der angepaßt ist, um den Motor mit einer Zerhacker-Steuerung (30, 31) anzusteuern und der eine in den Statorspulen (U, V, W) von jeweiligen Phasen erzeugte elektromotorischen Gegenkraft, wenn ein Rotor (3) gedreht wird, verwendet, um die Position des Rotors (3) zu erfassen und dadurch ein Kommutierungssignal zu erzeugen; wobei die Steuereinrichtung (24) umfasst: einen Kommutationszeitsteuergenerator (25), der zur Erzeugung des Kommutationszeitsteuersignals dient, einen Ausgangsmuster-Modengenerator (26), der zur Erzeugung von Ausgangsmustern verschiedener Typen, mit welchen die Statorspulen angeregt werden, dient, einen Übereinstimmungs-Detektor (28), der zur Erfassung einer Übereinstimmung zwischen diesen von den beiden Generatoren (25; 26) ausgegebenen Signalen angepaßt ist, und eine Start-Steuereinrichtung (29), die angepaßt ist, einen Motor-Ansteuerausgang dann zu stoppen, wenn keine Übereinstimmung durch den Übereinstimmungsdetektor (28) erfaßt wird, und einen Neustart herbeizuführen.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, einschließend den bürstenlosen DC-Motor (1) ohne Positionssensor, der umfasst:

a) einen Stator (2), der im Inneren eines Motorgehäuses fixiert ist, und einen Rotor (3), der innerhalb des Stators (2) gelegen ist und durch das Motorgehäuse über eine drehbare Welle (4) drehbar gelagert ist;

b) wobei der Stator (2) eine Vielzahl von überstehenden stationären Magnetpolen (5) aufweist, wobei innere Endflächen (6) der stationären Magnetpole (5) im Wesentlichen in gleichen Abständen von der drehbaren Welle (4) auf einer Umfangsfläche liegen;

c) wobei der Rotor (3) geradzahlige Drehmagnetpole (8, 9, 10, 11) aufweist, und äußere Endflächen (14, 15, 16, 17) der Drehmagnetpole (8, 9, 10, 11) alternierend unterschiedliche Polaritäten in der Umfangsrichtung des Rotors (3) aufweisen;

d) wobei jede äußere Endfläche (14, 15, 16, 17) mehreren Enden der stationären Magnetpoloberflächen (6) in einem geringfügigen Abstand (d&sub0;, d&sub1;, d&sub2;) davon gegenüberliegend angeordnet sind;

e) wobei die äußeren Endflächen (14, 15, 16, 17) einen minimalen Abstand (d&sub0;) an einem vorbestimmten Punkt in einem Abstand von den stationären Magnetpoloberflächen (6) aufweisen und größere Abstände (d&sub1;, d&sub2;) in der Drehrichtung und Gegendrehrichtung aufweisen;

f) wobei Feld-Permanentmagnete (12, 13) zwischen die Drehmagnetpole (8, 9, 10, 11) und die sich drehende Welle (4) parallel zu der sich drehenden Welle (4) eingesetzt sind, und wobei die Feld-Permanentmagnete (12, 13) parallel einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die sich drehende Welle (4) dazwischen angeordnet ist; und

g) wobei die gegenüberliegenden lateralen Seiten jedes Feld-Permanentmagneten (12, 13) geneigt sind, so daß die äußere Magnetpoloberfläche des jeweiligen, nach außen auf die stationären Magnetpole (5) hin gerichteten Feld-Permanentmagneten (12, 13) kleiner als dessen nach innen auf die sich drehende Welle (4) hin gerichtete innere Magnetpoloberfläche ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem bürstenlosen DC-Motor (1) ohne Positionssensor die sich drehenden Magnetpole (8, 9, 10, 11) ihre äußeren Endoberflächen (8, 9, 10, 11) durch integrales Laminieren vieler Silizium-Stahlplatten ausgebildet aufweisen, so daß kreisförmig gebogene Oberflächen, die durch die entsprechenden sich drehenden Magnetpoloberflächen (14, 15, 16, 17) definiert sind, eine Krümmung größer als die der Umfangsoberfläche, auf welchen die stationären Magnetpoloberflächen (6) liegen, aufweisen.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem bürstenlosen DC-Motor (1) ohne Positionssensor die Feld-Permanentmagnete (12, 13) in dem Rotor (3) an Sockeln der sich drehenden Magnetpole (8, 9, 10, 11) angeordnet sind, so daß sie auf diametral gegenüberliegenden Seiten der sich drehenden Welle (4), auf eine jeweilige, sich drehende Magnetpoloberfläche (14; 16) gerichtet, liegen und ihre jeweiligen Magnetpole (N) einander gegenüberliegend aufweisen.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem bürstenlosen DC-Motor (1) ohne Positionssensor die kleinere äußere Magnetpoloberfläche der N-Pol des Feld-Permanentmagneten (12, 13) ist, und die größere innere Magnetpoloberfläche der S-Pol des Feld-Permanentmagneten (12, 13) ist.

6, Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem bürstenlosen DC-Motor (1) ohne Positionssensor die Feld-Permanentmagnete (12, 13) in dem Rotor (3) parallel zu der drehbaren Welle (4) angeordnet sind.