[发明专利]电动机特性参数探测器和用于提供转速探测信号和/或转矩探测信号的方法有效

专利信息
申请号: 200880123001.8 申请日: 2008-11-03
公开(公告)号: CN101911469A 公开(公告)日: 2010-12-08
发明(设计)人: U·辛格尔 申请(专利权)人: 罗伯特.博世有限公司
主分类号: H02P7/28 分类号: H02P7/28
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 曹若;梁冰
地址: 德国斯*** 国省代码: 德国;DE
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摘要:
搜索关键词: 电动机 特性 参数 探测器 用于 提供 转速 探测 信号 转矩 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1所述的电动机特性参数探测器,以及一种按照权利要求11所述的用于提供转速探测信号或者转矩探测信号的方法。

背景技术

在使用电动机时人们越来越多地希望检测电动机的转速或负载力矩。这是由于人们希望提高电动机运行时的可靠性引起的,其办法是例如能明确地识别电动机的安全临界状态(如例如电动机的卡住),并且能对此作出反应。

在过去这样一些安全临界状态通常是通过检测电动机的转速实现的。例如1972年博世(Bosch)公司已将一个如此地(模拟地)检测转速申请专利。其中,为具有交流全波馈电的通用串励电动机使用一种电桥控制的转速转矩调节器。其中,借助桥式电路计算电枢电压和电动机电流,并且用于转速调节。

还有一种实现办法也可视为现有技术。这种办法是为了控制电动机借助转速盘、霍耳传感器,或者一种增量传感器,或者一种类似的仪器能检测调节回路的实际数值(也就是转速检测)。为此将转速盘或者相应的脉冲传感器安装在电动机的电枢轴上。当电动机轴转动时产生转速脉冲。借助传感器对这种脉冲进行计算。这种方法的优点是可精确地检测实际值。

但是现有技术的所有这些办法都要求有高的电路技术费用,因为它们规定使用专门的传感器单元和分析单元。决定将这些分析单元仅用于计算转速。

因此本发明的任务是提供一种用于识别电动机的安全临界状态的更好的途径。

发明内容

这个任务通过按照权利要求1的特征所述的电动机测量参数探测器,以及按照权利要求11的步骤所述的用于提供转速探测信号和/或转矩探测信号的方法和通过权利要求12所述的计算机程序得以完成。本发明的其它方案是从属权利要求的主题。

本发明提供了一种用于提供电动机的转速探测信号和/或转矩探测信号的电动机特性参数探测器。这个电动机特性参数探测器包括由至少一个磁场绕组和一个电枢绕组构成的串联电路,其中,电动机连接在第一和第二供电接头之间,并且其中,电动机特性参数探测器包括下述特征:

-一个电动机电流检测单元,它设计用于检测流过电动机的电动机电流,并且输出相应的电动机电流信号,和/或

-一个电枢电压检测单元,它设计用于在磁场绕组和电枢绕组之间的分接点上检测电动机的电枢绕组上的电枢电压,并且输出相应的电枢电压信号,并且

-一个分析单元,它设计用于通过所输出的电动机电流信号和/或所输出的电枢电压信号进行积分,以得到电动机电流的有效数值和/或电枢电压的有效数值,其中,设计这个分析单元还为了从电动机电流的有效数值中提供和电动机的转矩成比例的转矩探测信号和/或从电枢电压的有效数值中提供和电动机的转速成比例的转速探测信号。

本发明是以下述认识为基础,即可从电动机特性参数电枢电压和/或电动机电流简单地识别和分析安全临界状态。为此,通过电动机的电枢绕组检测和处理流过电动机的电流或者电枢电压(或者电动机电流和电枢电压也可并行检测)。在处理或者分析时首先求出用于所述的电动机特性参数的有效数值。这个有效数值未考虑这些参数的短时波动。然后从相应的有效数值中求出和转速或者转矩成比例的探测信号。

根据本发明的方案具有下述优点,即为了确定转速不要求附加的传感器。而是通过分析简单可检测到的电动机特性参数,如电枢电压,和/或电动机电流就可得出有关实际转速或者实际转矩的结论。在这种情况中可如此地设计分析单元,即通过这个分析单元也完成其它的功能,这样,就可避免仅为了准备检测的电枢电压而使用一种专门的模拟电路。这就减少了电路技术费用。

在一个专门的实施形式中可将分析单元设计成用预先规定的扫描频率扫描所输出的电枢电压信号,和/或所输出的电动机电流信号,并且用数字信号处理的装置进行积分。这明显地简化了分析方案,因为在这期间可使用在电子设备中已有的专门的数字集成块。这些集成块可一起用于分析电动机电流和/或电枢电压。这又提供了简化电路技术方面的优点,并且随之也降低了制造成本。

此外也可将分析单元设计成为了对于积分内插电枢电压信号和/或电动机电流信号的被扫描的数值,并且在使用通过内插在内插的被扫描的电枢电压信号和/或电动机电流信号数值和基准数值之间形成的梯形结构的情况下进行积分。本发明的这一实施形式具有在分析单元中可简单,并且因此快速进行的所接收到的信号的数字处理的优点,这样,通过这个附加的功能对分析单元的要求也不多。这降低了在运行时的处理时间,并且也减小了电动机特性参数检测器的功率消耗。

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