发明内容

本发明的任务是，示出用于运行电动设备的方法，所述方法能够以小的耗费在电动设备的不同的变型方案中使用并且有效地减小噪声水平。此外本发明的任务是，示出一种电动设备，尤其电家用器具和电车顶，其构成为，执行减振和降噪的运行。

涉及所述方法的任务通过在权利要求1中详述的特征来实现。涉及所述设备的所述任务通过在权利要求3中详述的特征来实现。优选的改进方案从各自的从属权利要求中得出。

用于减振和降噪地运行电动设备的方法借助于具有在下文中描述的特征的电动设备执行。

用于实施所述方法的电动设备具有电动马达装置、基本体和受驱动的工作组。

在此，电动马达装置的电动马达设置在关于基本体的限定的位置关系中。基本体例如构成为壳体或框架并且规定电动马达和受驱动的工作组的位置关系。受驱动的工作组接收由电动马达提供的旋转运动并且实施目标运动，其中可选地，转变可以通过变速器进行。在涉及电厨房器具的情况下，受驱动的工作组例如可以具有切割或粉碎机构。在涉及车辆的电滑顶或电升降顶的情况下，受驱动的工作组尤其具有变速器和用于可运动的顶部段的位置改变的机械装置。

电动马达装置根据本发明具有电动马达、控制和分析单元、数据存储器、电流调节器、转子角度传感器和扭矩评估器。

数据存储器、电流调节器、转子角度传感器和扭矩评估器分别与所述控制和分析单元数据连接。

所述控制和分析单元构成为，接收转子角度传感器和扭矩评估器的数据以及对其进行处理。此外，控制和分析单元构成为，控制电流调节器并且读取数据存储器的数据，并且也写入到数据存储器中。控制和分析单元优选为电子电路，如计算机或控制器。尤其地，数据存储器、扭矩评估器和电流调节器能够连同所述控制和分析单元一起形成集成的结构单元。

电动马达根据本发明具有定子、转子和马达线圈。所述转子优选地处于旋转对称的定子的内部中并且围绕旋转轴线可转动地支承。定子或转子或两个构件具有呈齿结构的软磁性材料。其在下文中也称作为定子齿和转子齿。转子齿在下文中部分地也称作为转子臂。马达线圈在定子处优选对称地围绕转子的旋转轴线设置在定子齿处。

电动马达具有借助于电子电路的换向并且此外能够以不同的方式构成，例如构成为无刷直流马达。优选为开关磁阻马达。这种磁阻马达构成为，使得通过用电流加载马达线圈，通过转子产生磁通量。通过磁阻力，转子齿相对于定子齿定向成，使得磁阻减小。通过转子齿和定子齿相互间的几何设置，因此引起转子的旋转。通过在不同的定子齿处接通和关断马达线圈，始终再次重新产生这种磁通量，所述磁通量推动转子为了使磁阻最小化而定向。开关磁阻马达在下文中也部分地仅简称为磁阻马达或马达。

根据本发明的方法基于如下知识，转子齿和定子齿由于作用于其的力、在涉及磁阻马达的情况下由于磁阻力尤其横向于其纵轴线变形。所述变形引起转子齿和定子齿的振动以及磁阻马达的部分其它机械连接的构件的振动或受驱动的工作组的振动，所述振动在可听到的频率的范围中作为噪声被感受到。为了减小振动并且借此为了减小噪声，本方法示出如下解决方案，根据所述解决方案将作用于转子齿和定子齿的力控制成，使得其振动减小。对此，扭矩尽可能沿转子的全部角度位置保持恒定。借此，作用于转子齿和定子齿的基本上恒定的力也横向于其纵轴线作用。所述方法在此提供如下解决方案，所述解决方案不与转子齿和定子齿的特定的几何形状和其他结构构造相关联。

所述方法根据本发明在此包含如下方法步骤：

a)定义数据存储器中的数值表，所述数值表包含多个表点，其中表点形成为数值元组。数值元组分别具有由额定扭矩和转子角组成的数值对以及配属的额定电流，

b)执行部分循环

b)1预先确定额定扭矩

b)2借助于转子角度传感器探测第一实际转子角

b)3借助于控制和分析单元来挑选额定电流，所述额定电流配属给由所述额定扭矩和所述第一实际转子角组成的第一数值对。在此求取对于预先确定的额定扭矩最接近的两个表点并且求取对于实际转子角最接近的两个表点，并且计算额定扭矩的真实数值和第一实际转子角的真实数值距表点的差距。通过双线性内插法从四个表点的各自的额定电流中求取所述额定电流。

b)4通过电流调节器来调整期望电流

b)5为马达线圈加载电流

b)6借助于扭矩评估器对实际扭矩进行估算，

b)7借助于控制和分析单元通过比较额定扭矩和实际扭矩来求取扭矩偏差，

b)8借助于控制和分析单元基于扭矩偏差来计算已修正的额定电流。用于所有四个最后使用的表点的计算与所使用的内插间距相关地进行，

b)9借助于控制和分析单元将已修正的额定电流的计算出的数值写入到数值表的四个有关的数值元组中，并且删除额定电流的迄今的数值，

c)重复地执行部分循环，直至达到符合完整的马达状态的转子角，从而构成总循环。

d)重复地执行总循环

在下文中借助方法步骤详细描述所述方法：

a)定义数值表

对应的数值表的示例在表1中示出。用于各个要加载的马达线圈的额定电流分别配属给转子角(Θ_ist)和额定扭矩。表点构成数值元组，所述数值元组具有转子角(Θ_ist)、额定扭矩(M_Soll)和至少一个额定电流，或者优选地两个额定电流，所述数值元组具体地对于两个相邻的马达线圈(I₁，I₂)具有各一个额定电流。

表1示出用于具有两个线圈的电动马达的数值表。在具有更多线圈的电动马达中，数值元组包含用于每个另外的线圈的附加的额定电流数值。

表1数值表的实例

所述数值表存储在数据存储器中。控制和分析单元构成为，访问数据存储器和数值表。

b)执行部分循环

b)1预先确定额定扭矩

额定扭矩的预先确定通过负荷来确定，所述负荷应由马达施加，以提供受驱动的工作组的运动。额定扭矩的预先确定由控制和分析单元在电动马达的开始过程中进行。

b)2借助于转子角度传感器来探测第一实际转子角

转子角度传感器测量转子的机械角位置。以所述方式已知的是，转子齿和定子齿如何相对于彼此定位。转子角度传感器借此同时确定在马达状态之内转子的位置。

b)3借助于控制和分析单元挑选额定电流

控制和分析单元从数据存储器的数值表中挑选对于最接近的转子角和额定扭矩的额定电流。挑选出的四个临近的表点的数值和真实数值结算并且确定额定扭矩的真实数值和第一实际转子角的真实数值距表点的差距。四个求取的点的示例在数值表中通过方框突出。

通过双线性内插法，从四个表点的各自的额定电流中计算额定电流。

b)4通过电流调节器来调整额定电流

电流调节器调整用于各自的马达线圈的所计算的额定电流。在此为从现有技术中已知的任何类型的电流调节器，所述电流调节器具有足够快的开关时间。优选地，为数字电流调节器。

b)5对马达线圈加载电流

电流调节器将额定电流传导给对应的马达线圈，由此产生磁通量并且因此产生作用于转子的力。

b)6借助于扭矩评估器对实际扭矩进行估算

扭矩评估器确定实际扭矩。优选地，从可用的特征变量、如实际电流和转子角中求取实际扭矩。

b)7借助于控制和分析单元来求取扭矩偏差

控制和分析单元通过比较额定扭矩与实际扭矩来确定扭矩偏差。

b)8借助于控制和分析单元基于扭矩偏差来计算已修正的额定电流

从确定的扭矩偏差中得出，额定电流的大小不完全适合于调整预先确定的额定扭矩。同时从确定的扭矩偏差的大小中得出如下结论，改变的额定电流预计会以何种程度使实际扭矩符合额定扭矩。

根据本发明，进行用于全部四个最后使用的表点的计算。所述计算相关于所使用的内插间距(h，l)和扭矩偏差(M_soll-M_ist)进行。此外，在计算中考虑学习常数(K_Lern)。

b)9借助于控制和分析单元将已修正的额定电流的所计算出的数值写入到数值表的四个有关的数值元组中，并且删除额定电流的迄今的数值

控制和分析单元将求取的用于已修正的额定电流的数值写入到四个表点的数值元组中。

c)重复地执行部分循环，直至达到符合完整的马达状态的马达角

马达状态表示马达从一次换向直至下一次换向的运行阶段。马达在此遍历从一次换向的角位置开始直至下一次换向的全部角位置。在一个马达状态结束时的角位置等于在另一马达状态开始时的角位置。

部分循环重复，直至电动马达的转子已经达到如下旋转角，所述旋转角符合对应于与在下一马达状态开始时的旋转角完全一致的位置。根据转子的臂的数量，所述转子始终根据360°除以马达状态数量所得到的角度，达到对于这种马达状态完全一致的位置。在此从转子的旋转对称的构造出发。

在三臂转子的情况下，马达状态的结束每120°出现一次。借此达到总循环。总循环因此表示全部部分循环的整体，所述部分循环从一个马达状态开始执行至一个马达状态结束。

在达到第一马达状态之后，也为了下一马达状态执行并且重复部分循环，直至重新达到总循环。

d)重复地实施总循环

对于全部如下总循环重复本方法。

对于转子围绕360°的完整的旋转，在三臂转子的情况下，执行三个马达状态从而三个总循环。对于每个马达状态分别始终再次执行一个部分循环，直至再次达到总循环。

在根据表1的实例中，第一马达状态在转子围绕60°旋转之后结束。对于围绕360°转子完整转一圈，遍历六个马达状态并因此遍历六个总循环。

这为了引起转子的持久旋转而持续重复。

根据本发明的方法尤其具有下述特别的优点。

所述方法是迭代自学习的。随着每次经过部分循环，关于额定电流的值优化表点。随着继续执行本方法，优化地检测全部表点。通过重复地执行，额定电流越来越接近最优值，使得扭矩偏差逐渐趋向零调整。

由于对扭矩的始终改进的调整，作为优点实现特别良好的平稳运转和噪声减小。

此外有利的是，所述方法无需调整或借助仅仅较小的调整耗费就可在不同的马达中使用。仅仅必需的是，为数值表首先分配粗略求取的数值，所述数值仅必须能够实现马达的运行能力。通过使用所述方法，随着每次经过部分循环和总循环，自动地在匹配于相应的马达的情况下实现额定电流的数值的优化。

此外有利的是，所述方法提供对可能的生产公差的自动补偿。

此外存在如下优点，所述方法提供对在马达的运行进行时可能才逐渐出现的变化的自动的匹配，例如通过轴承磨损造成的失衡或不均匀的运行。所述方法引使额定电流匹配于马达的各自的物理性质，尤其磨损状态。

此外存在如下优点，受驱动的工作组仅承受小的振动并因此承受较小的动态负荷。由此能够附加地提高其使用寿命。

如果电动设备为电厨房器具，例如拌和器或具有碎化机构的多功能器具，或者如果电动设备为汽车的电滑顶或电升降顶，那么根据本发明的方法是尤其有利的。在所述情况下，所述电动设备特别靠近人耳，使得降噪尤其重要。

根据一个有利的改进方案，为转子完整一圈构成数值表。

如果为一个转子整圈、即为围绕360°的旋转设计数值表，那么表点可逆地一一对应地配属给转子齿相对于定子齿的每个物理位置关系与相关联。因此，通过本方法也可以补偿各个转子或定子齿中的最细微的生产差异、失衡或转子处的磨损现象。由此，可以附加地增强电动马达的平稳运转并且即使在长的运行时间之后也能够确保电动马达的平稳运转。

电动设备具有电动马达装置、基本体和受驱动的工作组。

结合根据本发明的方法涉及电动马达装置、基本体和受驱动的工作组的前文各段落的说明书内容以相同的方式也适用于作为根据本发明的电动设备的组成部分的电动马达装置、基本体和受驱动的工作组。借此参照所述说明书内容。

按照根据本发明的电动设备构成电动马达装置，实现如下内容：

a)在数据存储器中存储数值表，所述数值表包含多个表点，其中表点形成为数值元组。数值元组分别具有由额定扭矩和转子角组成的数值对以及配属的额定电流，

b)执行部分循环

b)1预先确定额定扭矩

b)2借助于转子角度传感器探测第一实际转子角

b)3借助于控制和分析单元来挑选额定电流，所述额定电流配属给由所述额定扭矩和所述第一实际转子角组成的第一数值对。在此求取对于预先确定的额定扭矩最接近的两个表点，并且求取对于实际转子角的最接近的两个表点，，并且计算额定扭矩的真实数值和第一实际转子角的真实数值距表点的差距。通过双线性内插法从四个表点的各自的额定电流中求取额定电流。

b)4通过电流调节器来调整额定电流

b)5为马达线圈加载电流

b)6借助于扭矩评估器对实际扭矩进行估算

b)7借助于控制和分析单元通过比较额定扭矩和实际扭矩来求取扭矩偏差

b)8借助于控制和分析单元基于扭矩偏差来计算已修正的额定电流。用于所有四个最后使用的表点的所述计算与所使用的内插间距相关地进行

b)9借助于控制和分析单元将已修正的额定电流的计算出的数值写入到数值表的四个有关的数值元组中，并且删除额定电流的迄今的数值。

c)重复地执行部分循环，直至达到符合完整的马达状态的转子角，并因此构成总循环。

d)重复地执行总循环

在根据本发明的方法的说明书段落中对方法步骤的描述以相同的方式适用于构成用于提供上述步骤的电动马达装置。

具体地，数据存储器构成为，存储具有表点的数值表。在此，表点通过数值元组形成，其中每个数值元组具有由额定扭矩和转子角组成的数值对以及配属的额定电流。

转子角度传感器构成为，检测实际转子角并且传递给控制和分析单元以及传递给扭矩评估器。

控制和分析单元构成为，从数据存储器中从在那里存储的数值表中挑选出额定电流，所述额定电流配属给由所述额定扭矩和所述第一实际转子角组成的数值对。在此，控制和分析单元构成用于求取最接近的表点，用于计算额定扭矩的真实数值和第一实际转子角的真实数值距表点的差距，和通过二线性内插法从四个表点的各自的额定电流中计算额定电流。

电流调节器构成为，为加载马达线圈而调整由控制和分析单元预先确定的额定电流。

扭矩评估器构成为，求取实际扭矩并且将求取的实际扭矩传递给控制和分析单元。

控制和分析单元此外构成为，通过比较从扭矩评估器得到的实际扭矩与额定扭矩，来确定扭矩偏差，基于扭矩偏差来计算已修正的额定电流，并且相关于数据存储器中的内插间距，将用于四个最后使用的表点的额定电流写入到数值表中。

根据本发明的电动设备尤其具有如下优点。

借助小的器具技术上的耗费实现尤其高的运行平稳性和噪声减小。尤其有利的是，运行平稳性和噪声减小随着继续运行越来越得到改进，因为额定电流越来越接近优化数值并且扭矩偏差逐渐趋向零调整。

对物理马达部件和受驱动的工作组的生产精度的要求可以降低，因为所述设备提供对可能的生产公差的自动补偿。

根据本发明的设备此外提供对在设备的运行期间逐渐产生的改变的自动匹配、例如对由于轴承磨损造成的失衡或不均匀的运行进行自动匹配，其方式为：使额定电流匹配于马达的各自的物理性质，尤其磨损状态。

无需附加的生产耗费就能够提高电动设备的使用寿命，因为受驱动的工作组仅经受小的振动并因此仅经受较小的动态负荷。

此外，涉及方法的全部优点以对应的方式也适用于电动设备。

根据电动设备的一个有利的改进方案，所述电动设备构成为电动运行的家用器具。拌和机、碾碎棒、搅拌器、咖啡研磨机、具有食品碎化机构的多功能器具和吸尘器尤其、然而非限制性地视作为该意义上的家用器具。

所述家用电器通常在运行期间用手引导或借助手固持，使得操作者始终处于直接空间附近。因此，降噪以及减振是尤其有利的。

根据一个改进的有利的改进方案，电动设备构成为电动运行的家用器具，其中受驱动的工作组具有食品碎化机构。例如拌和机或碾碎棒或多功能器具或研磨机构在此尤其可以是切碎机构。

特别的优点在于，除了用手引导这种设备的方面和与此关联的对操作者的空间接近，在所述器具的通常非常快速运转的电动马达的情况下能够实现特别有效的降噪。

根据另一有利的改进方案构成作为电车顶的电动构成方案。将电动运行的滑顶、升降顶或升降滑顶理解成电车顶。

因为这种电车顶由于其原理而直接设置在车辆驾驶员的头部上方，存在与耳朵的特别近的间距，从而尤其密集地感受到运行噪声并且可以损坏车辆驾驶员的注意力。因此有利地，引起的降噪是特别有效的。