专利名称：借助用于电动工具机的开关进行电网断开的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求I所述的用于运行电动工具机的、电网驱动的、具有开关的电动机的方法以及在其运行安全性方面监视所述开关。
背景技术：
电网驱动的电动工具机往往包括通用电动机并且通常通过机械的开关与电网连接或断开。
发明内容
本发明的任务在于，借助电子开关将电动机与电网连接和断开并且在其运行安全性方面监视所述电子开关，使得在借助开关断开电网时确保电动工具机的高运行安全性。所述任务通过权利要求I解决。在从属权利要求和说明书中描述本发明其他的构型。本发明的优点在于，对于电网驱动的电动工具机，借助开关实现双侧的电网断开，并且在其运行安全性方面专门监视所述开关。通过所提议的方法，既可以单独地也可以组合地容易地检验开关并且确保其功能性。
以下根据附图详细说明本发明。附图示出图I至4 :电网驱动的电动工具机的电路装置，通过电子开关实现双侧的电网断开。
具体实施例方式在一些电动工具机中需要电动机在关断位置中相对于地是保险的，因此需要在电动工具机的每个电网连接端子中设置一个电子开关。图I示出一个这样的电路装置，其中，第一三端双向可控硅开关I设置在通用电动机2的第一电网连接端子a中，并且第二三端双向可控硅开关3设置在通用电动机的第二电网连接端子b中。三端双向可控硅开关1、3(半导体开关)分配有控制电子装置4。取代作为半导体开关的三端双向可控硅开关，也可以使用其他类型的电子开关，尤其是其他类型的半导体开关。因为没有设置机械的电网断开开关元件，所以专门在其运行安全性方面监视三端双向可控硅开关1、3。为了运行安全性监视，三端双向可控硅开关1、3在这里例如分别分配有一个电流控制装置5、6，其中，第一三端双向可控硅开关I与第一电流控制装置5并联并且第二三端双向可控硅开关3与第二电流控制装置6并联。
为了监视三端双向可控硅开关I、3，这些电流控制装置与控制电子装置4连接，并且控制电子装置4包含例如微控制器并且与存储器连接。控制电子装置通过信号线路22在第一三端双向可控硅开关I前面与第一电网连接端子a连接并且在分流器12前面和分流器12后面与第二电网连接端子b连接。在存储器中存储了取决于半导体开关的不同开关状况的参数、尤其是电动机的运行参数(例如电流消耗、电动机的两个连接端子上的电压以及电动机的转速)的比较值。因此，例如存储关于第一和第二开关均导通的第一开关状况、关于第一开关导通而第二开关截止的第二开关状况、关于第一开关截止而第二开关导通的第三开关状况和关于第一和第二开关均截止的第四开关状况的电流、电动机连接端子上的电压和转速的比较值。微控制器查询电流控制装置。例如当电动工具机连接到电网上时以及在电动机运行期间在半导体开关没有触发的相应电网半波的时间内进行查询。 例如，如下在其功能方面监视三端双向可控硅开关1、3 :如果例如电动工具机被连接到电网上或者电动工具机已经连接到电网上，则微控制器首先查询电流控制装置5、6 预给定的电流是否流过电流控制装置5、6。如果第一和第二三端双向可控娃开关1、3完全实现其截止功能，则预给定的电流流过第一和第二电流控制装置5、6并且流过通用电动机2。如果第一三端双向可控硅开关I是导通的，则没有电流流过第一电流控制装置5。在这样的情形中，使第二三端双向可控硅开关截止，并且控制电子装置4转换至故障。如果第二三端双向可控硅开关3是导通的，则没有电流流过第二电流控制装置6。在这样的情形中，使第I三端双向可控硅开关I截止，并且控制电子装置4转换至故障。如果不仅第一三端双向可控硅开关I而且第二三端双向可控硅开关3是导通的，即击穿并且其具有内部短路，则没有电流流过第一和第二电流控制装置5、6。在这样的情形中，可以设置保护电路，其方式是，借助另一半导体开关7使电网短接并且触发保险装置8。可以光学地显示故障。为了附加的安全性，可以在第一电网连接端子中或者在第二电网连接端子中也可以在两个电网连接端子a、b中串联多个电子开关，其中，每个开关与一个电流控制装置并联。半导体开关的安全性检验的功能相应于之前描述的半导体开关的安全性检验的功能。为了电动工具的启动，控制电子装置4分配有开关元件S，并且所述开关元件为了可靠地识别开关位置具有三个连接端子。当设置有机械的电网断开开关时，之前所描述的用于电子开关1、3的电流控制装置5、6也用于电路装置。为了特定的电动机控制，电枢2或激磁绕组9也可以与一个半导体开关并联。图2示出这样的电路装置，其中，半导体开关10与电动机2的电枢并联。可以借助转速识别装置11良好地监视这样的半导体开关10。如果通过控制电子装置4激活电动机运行并且转速分析确定没有电动机转速，则与电枢并联的半导体开关10预计发生故障。附加地，还可以通过分流器12来监视所述半导体开关10。如果超过预给定的最大电流，则使电网连接端子a、b中所连接的半导体开关1、3立即截止，并且控制电子装置4转换至故障。图3示出半导体开关I’、3’的替代监视。从半导体开关I’、3’上的电动机连接端子分别引出一个控制连接端子13通向控制电子装置4。如果在检验半导体开关期间一个电压施加在控制连接端子13中的一个上，则控制电子装置4转换至故障。也可以通过分流器12’来监视半导体开关。如果在监视半导体开关时超过预给定的最大电流，其方式是，以第一半导体开关I’完全触发电网而以第二半导体开关3’弱地触发电网，则第二半导体开关发生故障，如果超过预给定的最大电流，以第二半导体开关3完全触发电网而以第一半导体开关I弱地触发电网，则第一半导体开关发生故障。在这两种情形中，控制电子装置转换至故障。图4示出一种用于通过分流器12〃以及通过转速传感器23进行的转速分析来监视电网连接端子a、b中的半导体开关的电路装置。转速传感器23分配给通用电动机2并且通过其他的信号线路与控制电子装置4连接。在检验半导体开关I"、3"的开关安全性时，对于弱电流触发第一半导体开关I"。如果识别到转速，则第二半导体开关3"发生故障，并且控制电子装置4转换至故障。如果第二半导体开关正常，则对于弱电流触发第二半导体开关，如果识别到转速，则第一半导体开关发生故障并且控制电子装置4转换至故障。
借助所描述的实施方式可以实施以下方法电动工具机的电网驱动的电动机2具有开关、尤其是半导体开关1、3，借助控制电子装置4在运行安全性方面监视这些开关的功能性。在此，在至电动机的每个电网连接端子a、b中设置一个开关1、3。这些开关通过控制线路20、21与控制电子装置连接。在第一步骤中，控制电子装置4使第一开关I导通而使第二开关2截止。随后，控制电子装置检测电动机2的运行参数并且将其与预给定的值进行比较。如果检测到的运行参数不同于预给定的值，则控制电子装置4识别开关1、3的功能故障。在第二步骤中，控制电子装置4使第一开关I截止而使第二开关3导通。随后，控制电子装置检测电动机的运行参数并且将其与预给定的值进行比较。如果检测到的运行参数不同于预给定的值，则控制电子装置4识别开关1、3的功能故障。预给定的值存储在与控制电子装置连接的存储器中。在另一实施方式中，每个开关与一个电流控制装置5、6并联，并且为了监视开关
1、3和检测运行参数，电流控制装置5、6与控制电子装置4连接。在另一实施方式中，如果在监视控制开关1、3时检测到的运行参数与预给定的、所存储的值不一致，则控制电子装置4转换至故障。在另一实施方式中，从开关I’、3’上的电动机连接端子分别引出一个控制连接端子13通向控制电子装置4，其中，通过所述控制连接端子检测运行参数，其中，尤其在开关I’、3’均导通的情况下检验开关I’、3’期间，如果一个电压施加在控制连接端子13中的一个上，则控制电子装置4转换至故障。在另一实施方式中，控制电子装置4检测电压、转速或电流作为运行参数。在另一实施方式中，通过分流器12"和/或通过电动机2的转速分析来监视电网连接端子a、b中的开关I"、3〃，其中，在检验开关I"、3〃期间，如果检测到的转速和/或检测到的电流不同于预给定的值，则控制电子装置4转换至故障。在另一实施方式中，当电动工具机置于电网上时或者在电动机运行期间在开关没有触发的相应电网半波的时间内，进行查询以监视开关1、3。在另一实施方式中，如果不仅第一开关I而且第二开关3发生故障，则激活保护电路并且由控制电子装置4触发另一开关7。在另一实施方式中，在第一电网连接端子中或在第二电网连接端子中串联有多个开关，或者在两个电网连接端子a、b中串联有多个开关。
在另一实施方式中，电动机2的电枢与一个开关10并联，并且通过转速识别装置11和/或通过分流器12来进行对开关10的监视。在另一实施方式中，附加地通过分流器12’来监视开关I’、3’，并且在超过预给定的最大电流时，控制电子装置4转换至故障。在另一实施方式中，借助具有微控制器的控制电子装置(4)在运行安全性方面监视电动工具机的电网驱动的电动机的半导体开关的功能性，-其中，在电动机的每个电网连接端子a、b中设置一个半导体开关1、3，并且这些半导体开关分配有一个控制电子装置4，-其中，专门监视半导体开关1、3，为此每个半导体开关与一个电流控制装置5、6并联，-为了监视半导体开关1、3，电流控制装置5、6与控制电子装置4连接， -如果在监视控制半导体开关1、3时没有电流流过电流控制装置5、6中的一个电流控制装置，则控制电子装置4转换至故障。在另一实施方式中，在电动工具机的、电网驱动的、具有半导体开关I’、3’的电动机中，借助具有微控制器的控制电子装置4在运行安全性方面实施监视，-其中，从半导体开关I’、3’上的电动机连接端子分别引出一个控制连接端子13通向控制电子装置4，-在检验半导体开关I’、3’期间，如果一个电压施加在控制连接端子13中的一个上，则控制电子装置4立即转换至故障。在另一实施方式中，在电动工具机的、电网驱动的、具有半导体开关I"、3"的电动机中，借助具有微控制器的控制电子装置4在运行安全性方面实施监视，-其中，通过分流器12〃和/或通过转速分析来进行对电网连接端子a、b中的半导体开关I"、3"的监视，-在检验半导体开关I"、3"期间，如果识别到转速和/或确定高的电流，则控制电子装置4转换至故障。在另一实施方式中，监视半导体开关，其中，当电动工具机置于电网上时或者在电动机运行期间在半导体开关没有触发的相应电网半波的时间内，进行查询以监视半导体开关 I、3 ο在另一实施方式中，监视半导体开关，其中，如果不仅第一半导体开关I而且第二半导体开关3发生故障，则激活保护电路并且由控制电子装置4触发另一开关7。在另一实施方式中，监视半导体开关，其中，在第一电网连接端子中或在第二电网连接端子中串联多个半导体开关，或者在两个电网连接端子a、b中串联多个半导体开关。在另一实施方式中，监视半导体开关，其中，电动机2的电枢与一个半导体开关10并联，并且通过转速识别装置11和/或通过分流器12来监视半导体开关10。在另一实施方式中，监视半导体开关，其中，附加地通过分流器12’来监视半导体开关I’、3’，并且在超过预给定的最大电流时，控制电子装置4转换至故障。
权利要求
1.用于运行电动工具机的、电网驱动的、具有开关、尤其是半导体开关(1，3)的电动机(2)的方法，其中，借助控制电子装置(4)在运行安全性方面监视所述开关的功能性， 其中，在至所述电动机的每个电网连接端子(a，b)中设置一个开关(1,3), 其中，所述开关(1，3)通过控制线路(20，21)与所述控制电子装置(4)连接， 其中，在第一步骤中，所述控制电子装置(4)使第一开关(I)导通而使第二开关(2)截止，其中，随后检测所述电动机(2)的运行参数并且将所述运行参数与预给定的值进行比较，其中，如果检测到的运行参数不同于所述预给定的值，则所述控制电子装置(4)识别出所述开关(1，3)的功能故障， 其中，在第二步骤中，所述控制电子装置(4)使所述第一开关(I)截止而使所述第二开关(3)导通，其中，随后检测所述电动机(2)的运行参数并且将所述运行参数与预给定的值进行比较，其中，如果检测到的运行参数不同于所述预定给的值，则所述控制电子装置(4)识别出所述开关(1，3)的功能故障。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，每个开关与一个电流控制装置(5，6)并联，为了监视所述开关(1，3)并且为了检测所述运行参数，所述电流控制装置(5，6)与所述控制电子装置⑷连接。
3.根据权利要求I或2中任一项所述的方法，其特征在于，如果在监视控制所述开关(1,3)时检测到的运行参数与预给定的值不一致，则所述控制电子装置(4)转换至故障。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的方法，其特征在于，从所述开关(I’，3’)上的电动机连接端子分别引出一个控制连接端子(13)通向所述控制电子装置(4)，其中，通过所述控制连接端子检测运行参数，其中，尤其是在检验所述开关(1’、3’)期间，如果一个电压施加在所述控制连接端子(13)中的一个上，则所述控制电子装置(4)转换至故障，其中，在检验所述开关时所述开关(I’、3’)是导通的。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，其特征在于，由所述控制电子装置(4)检测电压、转速或电流作为运行参数。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其特征在于，通过分流器(12〃)和/或通过所述电动机(2)的转速分析来监视电网连接端子(a，b)中的所述开关(1〃，3〃)，并且在检验所述开关(1"，3")期间，如果检测到的转速和/或检测到的电流不同于所述预给定的值，则所述控制电子装置(4)转换至故障。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的方法，其特征在于，当电动工具机置于电网上时或者在电动机运行期间在所述开关没有触发的相应电网半波的时间内，进行查询以监视所述开关(1,3)。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的方法，其特征在于，如果不仅所述第一开关(I)而且所述第二开关(3)发生故障，则激活保护电路并且由所述控制电子装置(4)触发另一开关(7)。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的方法，其特征在于，在第一电网连接端子中或在第二电网连接端子中串联多个开关，或者在这两个电网连接端子(a，b)中串联多个开关。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述电动机(2)的电枢与一个开关(10)并联，并且通过转速识别装置(11)和/或通过分流器(12)来监视所述开关(10)。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的方法，其特征在于，附加地通过分流器(12’)来监视所述开关(I’，3’)，并且在超过预给定的最大电流时，所述控制电子装置(4)转换至故障。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行电动工具机的、电网驱动的、具有开关、尤其是半导体开关(1，3)的电动机(2)的方法，其中，借助控制电子装置(4)在运行安全性方面监视所述开关的功能性，其中，在至所述电动机的每个电网连接端子(a，b)中设置一个开关(1，3)，其中，所述开关(1，3)通过控制线路(20，21)与所述控制电子装置(4)连接，其中，在第一步骤中，所述控制电子装置(4)使第一开关(1)导通而使第二开关(2)截止，其中，随后检测所述电动机(2)的运行参数并且将所述运行参数与预给定的值进行比较，其中，如果检测到的运行参数不同于所述预给定的值，则所述控制电子装置(4)识别出所述开关(1，3)的功能故障，其中，在第二步骤中，所述控制电子装置(4)使所述第一开关(1)截止而使所述第二开关(3)导通，其中，随后检测所述电动机(2)的运行参数并且将所述运行参数与预给定的值进行比较，其中，如果检测到的运行参数不同于所述预定给的值，则所述控制电子装置(4)识别出所述开关(1，3)的功能故障。
文档编号H02P25/14GK102714482SQ201080058506
公开日2012年10月3日 申请日期2010年12月10日 优先权日2009年12月21日
发明者H·H·罗特梅胡森 申请人:罗伯特·博世有限公司