專利名稱：用于便攜式工作機的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于移動式特別是手動或便攜式的農(nóng)業(yè)、林業(yè) 和園藝工作機的驅(qū)動裝置，包括電動機、電能存儲裝置和用于電動 機的控制裝置，所述電動機由能量存儲裝置供能，所述電動機所消是線性特征曲線，所述控制裝置具有用于限制流過電動機的電流不 超過最大值的限流裝置，從而防止電動機過載。本發(fā)明還涉及一種控制電動4幾的相應(yīng)方法，還涉及一種用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝的包括此類驅(qū)動裝置的手動式工作^L。
背景技術(shù)：
幾乎在電氣工程的所有領(lǐng)域中，公知使用限流裝置來防止載流 零部件過載。當電流超過特定的預(yù)定極限時(例如由于其它零部件 的故障，由于操作者的不正確控制操作等)，所述限流裝置首先起 作用。也就是說，電流因而通常被限定在與加載的電壓或各電阻無 關(guān)的最大值。文獻DE 34 22 485 Al />開了在電動^L中4吏用溫度補償式限流 裝置，所述電動機用于驅(qū)動手工工具等。該文獻提出通過串激分流 電阻來測量流過電動機的電流。其次，所述串激分流電阻的溫度借 助NTC(負溫度系數(shù))電阻測量。所述電動才幾的溫度可/人串激分流電 阻的溫度間接檢測出。當電動機達到臨界溫度時，供電以一種用戶 能感受到的方式不斷減少。使用者通過減少工具的載荷來對此作出 響應(yīng)，從而電動機能再次快速冷卻下來。在農(nóng)業(yè)、；沐業(yè)和園藝應(yīng)用的工作^li領(lǐng)域，由內(nèi)燃才幾驅(qū)動的才幾器 應(yīng)用最為廣泛。所述機器經(jīng)常用于專業(yè)部門。另外，電動工作機也廣為人知。在這種情況下，尤其是在民用領(lǐng)域，公知的是由電力網(wǎng) 對電動機供電。這要求通過電纜將固定的電力網(wǎng)插頭連接到工作機。 由于電力網(wǎng)插頭在適當?shù)木嚯x內(nèi)不可使用，所以此類機器通常不能用于專業(yè)部門。由電能存儲裝置(例如NiCd可充電電池)供電的工 作機常見于電動工作機的情況中，包括民用領(lǐng)域和專業(yè)部門。盡管 如此，可充電鋰基電池已使用多年。此類型的可充電電池通常也適 用于專業(yè)工作機，見W0 2005/053915。該文獻提出4吏用限流器來保 護4里基電;也。發(fā)明內(nèi)容與以上背景技術(shù)不同，本發(fā)明的目的是具體給出一種用于手動 工作機的改進的驅(qū)動裝置、 一種用于控制此類型驅(qū)動裝置的電動機 的改進方法和一種用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝應(yīng)用的改進的手動工作機。對于上述用于移動式，特別是手動或便攜式的用于農(nóng)業(yè)、林業(yè) 和園藝工作機的驅(qū)動裝置，包括電動機、電能存儲裝置和用于電動 機的控制裝置，所述電動機由能量存儲裝置供電，所述電機所消耗 的電流和電動機輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度之間構(gòu)成電動4幾的特定的尤其是 線性特征曲線，所述控制裝置具有用于限制流過電動機的電流不超 過最大值的限流裝置，從而防止電動機過載，本發(fā)明目的這樣來實 現(xiàn)，通過控制裝置的控制大致使處于低旋轉(zhuǎn)速度范圍的電動機的電 流消耗量為遠小于特征曲線值的數(shù)值，這些特征曲線值是針對這些 轉(zhuǎn)速通過電動機的特征曲線得出的。電動機通常具有這樣的特征曲線，即在低轉(zhuǎn)速時電流消耗高， 而在高轉(zhuǎn)速時電流消一毛低。在這種情況下，高電流消庫t通常也意p木 著電動機所發(fā)出的扭矩高。與之相反，內(nèi)燃機的特征曲線表明，在低轉(zhuǎn)速時提供的扭矩較 小，而在中等轉(zhuǎn)速時提供的扭矩較大，而在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩又較 低。一般來說，非常需要電動機在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供高扭矩的特征。盡管如此，本發(fā)明提出通常、也就是說獨立于其它參數(shù)尤其在 低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)限制電流消耗。換句話說，控制裝置在電動機上加上 新的特征曲線，所述特征曲線使得在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生低電流消耗。這樣做的結(jié)果是，工作機在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)所提供的扭矩通常低 于借助所使用的電動機提供的扭矩。雖然初看上去顯得不利，但是 卻有很多優(yōu)點。在應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝的工作機中，所述工作機經(jīng)常被設(shè) 定在一基本轉(zhuǎn)速。其次，作用在電動機上的載荷是不斷變化的，特 別是例如由于使用者的行為變化，以及由于條件的變化(例如厚樹 枝/薄樹枝等)。如果載荷增加很大，電動機的轉(zhuǎn)速就會減少。這導(dǎo)致電流大幅 增加并因此導(dǎo)致電流消耗增加。這減少了便攜式能量存儲裝置的運 行時間。電動機的效率也降低了。在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，"有源，，限流的結(jié)果是在這種情況下電流的 消耗減少了。這能延長能量存儲裝置的運行時間。如果使用者在工 作機上施加的力過大，他也能獲得更好的"反饋，，。在帶有電動機 的傳統(tǒng)驅(qū)動裝置的情況下，因為電動機在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供的扭矩 更高，所以這種"反饋"也就不明顯。相反，包括根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置的工作機的使用者能獲得更好的對其行為的回應(yīng)?？偟膩碚f，這也能防止電動才幾過快地過熱。對電流消^^的總體限制能夠取代將電流限定在最大值的傳統(tǒng)限制。盡管如此，毫無疑 問的是也可以設(shè)有用于防止電動機過載的附加限流裝置，例如熔絲 等。然而，此類型的附加限流裝置的最大電流一般大于根據(jù)本發(fā)明 的總體限流裝置許用的最大電流。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明，在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)電流消耗作為轉(zhuǎn) 速的函數(shù)加以限制。換句話說，在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，電流消井毛并不是 限定于單個固定的電流值。取而代之的是，在該轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，電流 的限制能夠在不同的轉(zhuǎn)速以不同的強度施加。從而以這種方式形成 的控制特征曲線具有一個在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不為零的梯度，或具有不同梯度的多個段。在這 一 范圍內(nèi)也能實現(xiàn)非線性控制特征曲線段。 此外，本發(fā)明允許以優(yōu)化應(yīng)用的方式設(shè)定工作機的功率特征。 上述目的能借助用于控制電動機的相應(yīng)方法實現(xiàn)，也能借助包含根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置的手動工作機實現(xiàn)。如提到過的那樣，低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的電流消耗大體上被限制，也就是說基本上與驅(qū)動裝置的其它運行參數(shù)無關(guān)。尤其是電流消耗的限定應(yīng)該基本上不受電動機的溫度影響。 根據(jù)另 一優(yōu)選實施方式，控制裝置將由電動機的特征曲線給定的轉(zhuǎn)速范圍分成多個、至少三個具有控制特征曲線段的轉(zhuǎn)速范圍，所述控制特征曲線段的梯度小于電動機的至少在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的特征曲線的梯度。在該實施方式中，"有源，，限流早在中等轉(zhuǎn)速范圍就開始了。 從而，控制裝置的控制特征曲線在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能夠例如在質(zhì)量上和/或數(shù)量上與內(nèi)燃機的特征曲線相匹配。這容許無論是由才艮據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置驅(qū)動還是由包括內(nèi)燃機的驅(qū)動裝置所驅(qū)動，具體類型的工作機都能工作。因而，使用者不必為不同類型的操作做準備。當在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)控制特征曲線段的梯度比在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) 的控制特征曲線的梯度小時，本發(fā)明特別有利。這允許在低轉(zhuǎn)速時相對于在中等轉(zhuǎn)速時更強烈地進行有源限、、六/"L 。此外，限流過程能夠從一個控制特征曲線段大致連續(xù)地變化到 另一個控制特征曲線段?？梢越⑵鸱€(wěn)定的控制特征輪廓，從而實 現(xiàn)工作機的平穩(wěn)運行。根據(jù) 一 種特別優(yōu)選的實施方式，控制特征曲線段的梯度在低轉(zhuǎn) 速范圍內(nèi)為零。通過這種方式，電流在很低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能夠得到較嚴格的限制， 從而防止電動機過栽以及從便攜式能量存儲裝置過度攝取能量。控制特征曲線段通?？梢詾槿我馄谕男螤?，但是在所有情況下優(yōu)選線性。原則上，控制特征曲線范圍優(yōu)選具有正梯度或零梯度。 盡管如此，通常也可以在很低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)建立帶有負梯度的控制特 征曲線段?？偟膩碚f，優(yōu)選在上部轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不限制電流消耗。因為在該范圍內(nèi)所提供的扭矩由于低電流、準確的說是由于電 動機的特征曲線而總是較低，所以優(yōu)選電流消耗在該范圍不受限制?？傊?，優(yōu)選控制裝置至少在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)基本上將電動機的電 流消耗限定在比特征曲線值至少低20%的值，所述特征曲線值根據(jù)這 些轉(zhuǎn)速由電動機的特征曲線得出。因而，在該轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能有效節(jié)省能量。總之，控制特4正曲線優(yōu)選與工作才幾的各個應(yīng)用相匹配，從而對 于相同的電動機和不同的工作機能給出不同的控制特征曲線。同樣優(yōu)選電流以電壓調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)進行限制。在這種情況下，控 制變量既可以是被測量轉(zhuǎn)速，也可以是代表各個電動機的特征圖。在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選限定電流來優(yōu)化效率。換句話il,這 意p木著手動工作才幾的總效率通過限流而增加，從而，總的說來，通 過給定的可充電電池能達到更長的運行時間。此外，使用者能以限流和扭矩輪廓的方式被"控制，，，從而使 使用者以優(yōu)化效率或近于優(yōu)化效率來操作機器。根據(jù)另 一 優(yōu)選實施方式，通過限流形成的控制特征曲線在限流 區(qū)域包括滯后區(qū)。換句話說，滯后區(qū)中的電流根據(jù)轉(zhuǎn)速的增加或減少進行不同地 限制。在這種情況下，特別有利的是，對滯后區(qū)進行設(shè)計使得當轉(zhuǎn)速 增加時電流消耗較高，而當轉(zhuǎn)速減少時電流消耗較少。也就是說，這能導(dǎo)致當轉(zhuǎn)速減少時(例如由于較高負載)電流 消耗較嚴格的形狀控制，從而能節(jié)約大量能量。另一方面，如果轉(zhuǎn)速增加，例如當電動枳^人停止啟動時，在某 些應(yīng)用(例如在電鋸或修枝剪)中可能需要很高的起步轉(zhuǎn)矩，從而當轉(zhuǎn)速增加時電流僅僅較弱地被限制。根據(jù)另 一 實施方式，通過電流限制形成的控制特征曲線包括在 限流區(qū)域內(nèi)的帶有負梯度的控制特征曲線的段。在該實施方式中，控制特征曲線更清晰地接近于內(nèi)燃機的典型 特征曲線，所述內(nèi)燃機通常在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)也具有最大轉(zhuǎn)矩，而且特別是在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)僅提供較低扭矩。通過這種方式，不管工作機是由內(nèi)燃機或電動機驅(qū)動，對使用 者來說手動工作機的性能大致相同。作為該實施方式的替代方式，由電流限制產(chǎn)生的控制特征曲線 在限流區(qū)可以包括起步段，當電動機從靜止啟動時該起步段的電流 消耗很大。如上說述，以這一方式形成的這種起步扭矩對某些應(yīng)用非常有 利。原則上，該起步段設(shè)計得較窄，從而只有在很低的轉(zhuǎn)速時才能 提供高起步扭矩，但是在控制特征曲線段的所有其它轉(zhuǎn)速下以效率 優(yōu)先的方式來限制電流。作為限定電流》'肖耗的函數(shù)，電動才幾的轉(zhuǎn)速可以例如通過轉(zhuǎn)速傳 感器進行測量。盡管如此，優(yōu)選的是轉(zhuǎn)速來源于電動機的電變量，例如電動機 所消^>的電壓和/或電流。在該實施方式中并不需要單獨的轉(zhuǎn)速傳感器。毫無疑問，上述特征和下文將說明的特征不僅能以各自列出的 組合，也能以其它組合使用或單獨使用，而不脫離本發(fā)明的保護范圍。


在以下說明中將詳細解釋本發(fā)明的示例性實施方式并通過附圖展示，其中圖1示意性示出了應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝的包括根據(jù)本發(fā)明 的驅(qū)動裝置的工作機。圖2為電流-轉(zhuǎn)速曲線圖，示出了電動機的特征曲線，內(nèi)燃機的 特征曲線和根據(jù)本發(fā)明的控制特征曲線。圖3為對應(yīng)于圖2的曲線圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的不同控制特 征曲線。圖4為另一曲線圖，示出了作為替代的帶有滯后區(qū)的本發(fā)明的 控制特征曲線。圖5為另一曲線圖，示出了按照本發(fā)明的控制特征曲線。
具體實施方式
在圖1中，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)或園藝的工作機示意性地表示為10。工作機10具有工具12和總體上表示為20的驅(qū)動裝置，在本情 況下，工具12示意性地表示為修枝剪的刀片14。如刀片14所示，工作機可以是修枝剪。根據(jù)本發(fā)明的工作機IO 的其它例子包括打草機、草坪剪邊機、電鋸、掘進機、鼓風(fēng)機、真 空切碎機、電動割草機、切割機、真空裝置(濕或干)、噴霧器和 吹風(fēng)機、高壓清洗機和剪草機等。工作機10優(yōu)選為能被操作者搬運或操縱的手動工作機形式。所 述工作機10通常為專業(yè)使用而設(shè)計。驅(qū)動裝置20具有電動機M、控制裝置S以及可充電和可更換的 可充電電池組形式的電能存儲裝置A。能量存儲裝置A為準確地說是控制裝置S提供電源電壓U"控制 裝置S為電動機M提供電流i。電動機M具有輸出軸22。所述輸出 軸22與工具12直接相連，或通過其它需要的轉(zhuǎn)換器與工具12連接， 例如，轉(zhuǎn)動/移動轉(zhuǎn)換器，減速齒輪機構(gòu)和/或類似物。圖1示意性 地示出了該類型的轉(zhuǎn)換器24?？刂蒲b置S首先具有用于啟動電動機M的本身已知的功率電子系 統(tǒng)28。該功率電子系統(tǒng)28也能夠與控制裝置S分開形成?？刂蒲b置 S也有限流裝置26。電動機M上施加控制特征曲線，在該特征曲 線中通常在低轉(zhuǎn)速和可能的中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)限制電動機M的電流消 耗。限流裝置26在輸入端接收輸出電壓UA。還將有關(guān)輸出軸22的 轉(zhuǎn)速n的信息提供給所述限流裝置26。限流裝置26能以任何期望的方式在電動機M上施加控制特征曲 線。優(yōu)選通過可以包括例如轉(zhuǎn)速n作為控制變量的電壓調(diào)節(jié)裝置來 完成。作為替代，可以將特征曲線存儲在控制裝置S中，所述特征曲線 描述了各個電動才幾M的特征并在轉(zhuǎn)速、電流和電壓之間建立固定的 關(guān)系。圖2示出了電動機的電流i-轉(zhuǎn)速n曲線圖。在圖2中首先標出 電動機M的電動機特征曲線30。電動機特征曲線30為電動機的通常 特征曲線，并且基本線性地從低轉(zhuǎn)速時的較高電流延伸到高轉(zhuǎn)速時 的j氐電流。圖2用虛線描述了內(nèi)燃機的特征曲線32，所述內(nèi)燃機通常應(yīng)用 于農(nóng)業(yè)、林業(yè)或園林的工作機中。從某個空載轉(zhuǎn)速開始，內(nèi)燃機能 夠在空載轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)先發(fā)出初始時較低的扭矩。在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)， 所述扭矩在一定程度上增加并且在高轉(zhuǎn)速時再次降低。在高轉(zhuǎn)速時， 內(nèi)燃機的特征曲線32與電動機M的特征曲線30基本上相對應(yīng)。盡 管如此，在中等轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速時，特征曲線30、 32的特征完全不同。 在電動機中，能量需求和由此提供的扭矩在低轉(zhuǎn)速時增加很多。在 內(nèi)燃機中，低轉(zhuǎn)速時所提供的扭矩降低。在這方面，毫無疑問的是， 對于特征曲線32， y軸對應(yīng)于內(nèi)燃機所發(fā)出的扭矩，也就是說，例 如與節(jié)流閥的位置成比例。對于典型的電動4幾，電動才幾電流同沖羊與 特定的扭矩成比例。限流裝置26在電動機M上施加如圖2所示的控制特征曲線34。 控制特征曲線34由多個控制特征曲線段組成。在這種情況下， 電動機特征曲線30所覆蓋的轉(zhuǎn)速范圍被分成多個單獨的轉(zhuǎn)速范圍， 特別是包含低轉(zhuǎn)速的第一轉(zhuǎn)速范圍36、包含稍高轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速范圍38、與轉(zhuǎn)速范圍38銜接并包含中等轉(zhuǎn)速的第三轉(zhuǎn)速范圍40、與 轉(zhuǎn)速范圍40銜接并同樣包含中等轉(zhuǎn)速的第四轉(zhuǎn)速范圍42、與轉(zhuǎn)速范 圍42銜接并包含更高轉(zhuǎn)速直至最大轉(zhuǎn)速的第五轉(zhuǎn)速范圍44。在第一轉(zhuǎn)速范圍36中，控制特征曲線34具有線形的控制特征曲 線段37,準確地說是帶有零梯度的曲線段37。該控制特征曲線段37 代表最大電動機電流imax，該電流例如比由標準特征曲線30在該轉(zhuǎn) 速范圍36內(nèi)得出的電流至少低15%、 20%或30%。在第二轉(zhuǎn)速范圍38中，控制特征曲線34具有線性的第二控制特 征曲線段39，所述曲線段39的梯度與電動機特征曲線30的梯度大 致相應(yīng)。在第三轉(zhuǎn)速范圍40中，控制特征曲線34具有同樣為線性 的第三控制特征曲線段41,該曲線段41的梯度比電動機特征曲線 30的梯度小很多。在第四轉(zhuǎn)速范圍42中，控制特征曲線34具有同 樣為線性的第四控制特征曲線段4 3 。該第四控制特征曲線段4 3的梯 度介于控制特征曲線段41的梯度和控制特征曲線段39的梯度之間。毫無疑問，在本文中通常比較的是各個梯度的大小。在第五轉(zhuǎn)速范圍44中，控制特征曲線34具有與電動機特征曲線 30的相應(yīng)段相同的控制特征曲線段45。換句話說，在第五轉(zhuǎn)速范圍44中根本不通過施加的控制特征曲 線34對電動機電流i進行限制。在第四轉(zhuǎn)速范圍42中，在一定程 度上就相關(guān)項限制電動機電流i。在第三轉(zhuǎn)速范圍40中，對電動機 電流i就相關(guān)項進行更嚴格的限制。在第二轉(zhuǎn)速范圍38中，電流就 相關(guān)項限定在較低范圍。在第一轉(zhuǎn)速范圍36中，電動機電流i被恒 定限制在固定值imax，也就是說就相關(guān)項很嚴格地進行限制。因而，為了減少特別是低轉(zhuǎn)速時的電流消耗，電動機電流i由控 制特征曲線34 "有源"限制。此外，如果使用者對工作機"施加了 過度的壓力"，他能夠獲得"反饋"。此外，在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，電動機M的效率通常較低。因而，根據(jù) 本發(fā)明的控制特征曲線34能夠從整體上減少；作機10的電流消耗 并增加效率。此外，能量存儲裝置A的運行時間也能特別延長。13所有這些通過將電動機電流以電子學(xué)的方法限制在 一 個適當?shù)?扭矩特征值上來實現(xiàn)，所述特征值取決于例如工作機的典型應(yīng)用。因而，圖2的控制特征曲線34僅僅被當作一個例子。除了電動機特征曲線30以外，圖3再次示出了兩個替代的控制特征曲線34' 、 34"?？刂铺卣髑€34'分為五個控制特征曲線段371、391、411、43 '、45 、這些曲線段在性質(zhì)上相當于圖2中的控制特征曲線34?？刂铺卣髑€34"在整個可用的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)僅僅分成3個轉(zhuǎn)速范圍，即電動機電流i被限定在固定值的第一控制特征曲線段37 n,控制特征曲線34"與電動機特征曲線30相對應(yīng)的最后控制特征曲線段45"，以及梯度比電動機特征曲線30的梯度稍小的中間控制特征曲線段39丌。下文原則上適用于控制特征曲線34、 341、 34"。在中間轉(zhuǎn)速范 圍內(nèi)，優(yōu)選控制特征曲線34接近于內(nèi)燃機32的特征曲線。在低轉(zhuǎn) 速范圍內(nèi)，利用電動機M的通常優(yōu)點，即所述電動機在低轉(zhuǎn)速范 圍內(nèi)通常能提供較高的扭矩。盡管如此，較嚴格的限流已經(jīng)在該范 圍進行。因而，能量存儲裝置A的運行時間，也就是一次充電能夠 運4亍的時間相xt延長。圖4和5示出了根據(jù)本發(fā)明的控制特征曲線的替代實施方式。上 述有關(guān)控制特征曲線的信息也適用于這些控制特征曲線。盡管如此， 下面將要描述的控制特征曲線的具體特征如下文所述。圖4示出了控制特征曲線341",其具有控制特征曲線段45'"和第 一限流控制特征曲線段4T。此外，第二限流控制特征曲線段為滯后 段37raa、 37mb。所述滯后段使得當轉(zhuǎn)速增加時消耗較高的電流37mb, 當轉(zhuǎn)速減少時消耗較低的電流37"'a。毫無疑問，優(yōu)選此類型滯后段銜接轉(zhuǎn)速極限與零轉(zhuǎn)速，但是并非 必須如此。當啟動過程中提供的扭矩較高時，同樣有利的一旦并非完 全必要的是，零轉(zhuǎn)速時的最大電流對應(yīng)于電動機M發(fā)出的最大電流?？傮w而言，形成的滯后段可以使得在啟動時通常"利用"電動機的標準特征曲線30，而當轉(zhuǎn)速減小時只以相反的方向?qū)﹄娏鬟M行限制。圖5示出了另兩種根據(jù)本發(fā)明的控制特征曲線34IV、 34v?？刂铺卣髑€34"具有第一 "標準"控制特征曲線段41"和控制 特征曲線34"的梯度為負的第二控制特征曲線段37IV。因此，控制特征曲線34"的形狀與如圖2中附圖標記32所示內(nèi) 燃機的特征曲線的形狀基本上相符。在與零轉(zhuǎn)速銜接的范圍50￥中，控制特征曲線34v具有陡峭梯度， 從而在啟動電動機時能提供較大的驅(qū)動扭矩用作啟動扭矩。如上所述，毫無疑問，所說的特征曲線或特征曲線段的梯度原則 上指的是梯度的大小。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝的手動工作機(10)的驅(qū)動裝置(20)，包括電動機(M)、電能存儲裝置(A)和用于電動機(M)的控制裝置(S)，所述電動機由能量存儲裝置(A)供電，所述電動機(M)具有由在所述電動機(M)所消耗的電流(i)和電動機(M)的輸出軸(22)的轉(zhuǎn)速(n)之間構(gòu)成的特定的尤其是線性的特征曲線(30)，所述控制裝置(S)具有用于限制流過電動機(M)的電流(i)不超過最大值的限流裝置(26)，從而防止電動機(M)過載，其特征在于，控制裝置(S)將處于低轉(zhuǎn)速范圍的電動機(M)的電流消耗限制為遠小于特征曲線值的值，所述特征曲線值作為轉(zhuǎn)速的函數(shù)，能針對轉(zhuǎn)速通過電動機(M)的特征曲線(30)來獲得。
2. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于， 電流消耗的限制與電動機(M)的溫度無關(guān)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動裝置，其特征在于， 控制裝置(S)將由電動機(M)的特征曲線(30)給定的轉(zhuǎn)速范圍分成至少三個的多個轉(zhuǎn)速范圍，其中，至少在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)建 立梯度比電動機(M)的特征曲線(30)的梯度小的控制特征曲線段 (39、 41、 43; 391、 411; 39n)。
4. 如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)建立梯度比在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的控制特征曲線 段(39、 41、 43; 39'、 41'; 39")的梯度小的控制特征曲線段(37; 37';3711 )。
5. 如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于， 在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，控制特征曲線段(37; 371; 3711 )的梯度為零。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的驅(qū)動裝置，其特征 在于，在高轉(zhuǎn)速范圍(44;44、44'1 ),電流消耗是基本上不受限的。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的驅(qū)動裝置，其特征 在于，在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，控制裝置(S)將電動機(M)的電流消耗基本 上限制為比特征曲線值至少低20%的值，所述特征曲線值是針對這些 轉(zhuǎn)速通過電動機(M)的特征曲線(30)給出的。
8. —種用于控制由電能存儲裝置(A)供電的電動機(M)的方 法，特別用于控制應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝的便攜式工作機(10) 的驅(qū)動裝置(20),其中電動機(M)具有由在電動機(M)所消耗 的電流(i)和電動機(M)的輸出軸(22)的轉(zhuǎn)速(n)之間構(gòu)成的 特定的尤其是線性的特征曲線(30),其中，限制流過電動機(M) 的電流U)不超過最大值，從而保護電動機(M)不會過載，在低 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，電動機(M)的電流消耗通常被限制為遠小于特征曲線 值的值，所述特征曲線值是針對轉(zhuǎn)速通過電動機(M )的特征曲線(3 0 )來獲得的。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中， 限制電流來優(yōu)化效率。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，由電流限制形成的控制特征曲線(341")在電流限制區(qū)域內(nèi)包括 滯后段(371")。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，滯后段(37'")被設(shè)計成當轉(zhuǎn)速增加時消耗較高電流(37'"b), 而當轉(zhuǎn)速減少時消耗較低電流U7'"a)。
12. 如權(quán)利要求8至11中任一權(quán)利要求所述的方法，其中， 由電流限制形成的控制特征曲線(34IV)在電流限制區(qū)域包含控制特征曲線的梯度為負的段(37IV)。
13. 如權(quán)利要求8至11中任一權(quán)利要求所述的方法，其中， 由電流限制形成的控制特征曲線(34v)在電流限制區(qū)域包含啟動段(50",當電動機(M)從靜止啟動時在該啟動段中消耗較高電流。
14. 如權(quán)利要求8至13中任一權(quán)利要求所述的方法，其中， 轉(zhuǎn)速來自于電動機的電流變量。
15. —種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝的手動工作機(10)，包括驅(qū) 動裝置(20)，該驅(qū)動裝置(20)包括電動機(M)、電能存儲裝置(A)和用于電動機(M)的控制裝置(S)，所述電動機由能量存儲 裝置(A)供電，其中，所述電動機(M)具有由在電動機(M)所消 耗的電流(i)和電動機(M)的輸出軸(22)的轉(zhuǎn)速(n)之間構(gòu)成 的特定的尤其是線性的特征曲線(30)，所述控制裝置(S)具有用 于限制流過電動機(M)的電流(i )不超過最大值的限流裝置(26 ), /人而防止電動才幾(M)過載， 其特征在于，控制裝置(S)將處于低轉(zhuǎn)速范圍的電動機(M)的電流消耗限制 為遠小于特征曲線值的值，所述特征曲線值作為轉(zhuǎn)速的函數(shù)，能針 對轉(zhuǎn)速通過電動機(M)的特征曲線(30)來獲得。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝的手動工作機(10)的驅(qū)動裝置(20)，包括電動機(M)、電能存儲裝置(A)和用于電動機(M)的控制裝置(S)，所述電動機由能量存儲裝置(A)供電，其中，所述電動機(M)具有由所述電動機(M)所消耗的電流(i)和電動機(M)輸出軸(22)的轉(zhuǎn)速(n)之間構(gòu)成的特定的尤其是線性的特征曲線(30)，所述控制裝置(S)具有用于限制流過電動機(M)的電流(i)不超過最大值的限流裝置(26)，從而防止電動機(M)過載。其中，控制裝置(S)將處于低轉(zhuǎn)速范圍的電動機(M)的電流消耗量限制在遠小于特征曲線值的數(shù)值，這些特征曲線值作為轉(zhuǎn)速的函數(shù)，能針對轉(zhuǎn)速通過電動機(M)的特征曲線(30)來獲得。
文檔編號A01G23/00GK101252340SQ20071015973
公開日2008年8月27日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者H·羅斯坎普 申請人:安德烈亞斯·斯蒂爾兩合公司