[发明专利]用于探测直流电机的闭锁或迟缓的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于探测在直流电机运行期间的故障的方法，尤其是用于探测直流电机的闭锁或迟缓的方法。

现有技术

由现有技术中已知直流电机。该直流电机例如具有一个配有线圈的转子或转子，该直流电机经具有碳刷装置的换向器被供给电能。在出现故障的情况下，一方面可以由于转子卡住，例如被直流电机内部的松弛的部件卡住，或者另一方面由于在通过直流电机驱动的下游的系统中的故障产生转子的闭锁（闭塞），该闭锁在对直流电机继续通电时会由于过热而导致电子控制装置和直流电机的损坏。因此通常试图提前识别直流电机的闭锁，以便在识别闭锁情况下中断通过直流电机的电流流动。

直流电机的闭锁通常在转速监测下实施，其中，借助于转速传感器探测转速的变化过程。如果尽管对直流电机通电仍然确定转子不运动，那么可以断定电机闭锁。但是这种方法的前提是设置转速传感器。这是昂贵的并且值得期望的是节省转速传感器的附加的元器件。

因此在现代的电机系统中试图以无传感器的方式仅仅基于评估通过直流电机的电流变化过程来实施转速识别。为此可以监测电机电流，其中出发点是，被闭锁的直流电机具有比在负荷下正常工作的直流电机的情况明显更高的电流消耗。

但是，在直流电机的增大的磨损的情况下，例如在粘滞（Verpastung）情况下，碳刷在换向器片上被卡住的情况下，在碳刷电极磨损情况下和类似情况下出现一些状态，在该状态下，即使被闭锁的直流电机也没有造成如此明显提高的电机电流，使得该电机电流可以用上述电流监测的方法识别为被闭锁。

因此，值得期望的是提供一种用于识别直流电机的闭锁或迟缓的方法和装置，其中，即使在被闭锁的电机情况下由于元器件受老化决定的劣化而没有出现明显提高的电机电流，也能够可靠地识别闭锁。

本发明的公开

这个任务通过按照权利要求1所述的用于识别直流电机的闭锁或迟缓的方法以及通过按照并列的权利要求所述的装置和电机系统来解决。

其它有利的实施例在从属权利要求中给出。

按照第一方面，提供一种用于探测直流电机的闭锁或迟缓的方法。该方法包括以下步骤:

-向直流电机上施加电压脉冲;

-监测通过直流电机流动的电机电流；

-确定在施加电压脉冲之后电机电流的最大值;

-检查，是否在达到最大值之后电机电流的改变超过一个确定的量;

-如果在达到最大值之后电机电流的改变超过所述确定的量，则发出直流电机的闭锁或迟缓的信号。

本发明的一种构思在于，在跃变式地接入的电压，尤其是电源电压期间，监测直流电机的电机电流的变化过程，其中，尤其是探测，在施加了电源电压之后在达到一个最大值以后被直流电机消耗的电机电流下降多大的量。如果在达到最大的电流值之后，该下降的量为一个确定的、取决于该最大的电流值的量，那么可以推断出直流电机的正常的起动和非闭锁。

上述方法具有优点，即使在具有较大的受磨损限定的损耗的直流电机情况下，例如由于粘滞，由于碳刷电极在换向器片上卡住，由于碳刷电极的损耗和类似情况，通过仅仅定性地监测在施加电源电压之后电机电流的变化，也能够可靠地识别出直流电机的闭锁。

此外，通过存储被监测的电机电流的各最大值，可以确定在施加电压脉冲之后电机电流的最大值。

按照一个实施方式，可以只在一个预先设定的持续时间期间实施所述检查，是否在达到最大值之后电机电流的改变超过确定的量，其中，仅当在所述预先设定的持续时间内电机电流超过所述确定的量时才确定闭锁或迟缓。

可以规定，在施加电压脉冲之前检查，是否直流电机停止，其中如果确定直流电机是停止的，则实施所述方法。

通过由最大值借助于与一个预先设定的、小于1的系数相乘确定一个小于最大值的电机电流阈值，尤其可以实施所述检查，是否在达到最大值之后电机电流的改变超过所述确定的量。

此外可以通过施加直流电源电压或通过施加时钟脉冲调制的直流电源电压产生所述电压脉冲，在所述时钟脉冲调制的直流电源电压下，所述直流电源电压按照一种占空比被时钟脉冲调制，以便产生一个具有通过所述占空比确定的、有效的电压的电压脉冲。

按照另一个方面，提供一种用于探测直流电机的闭锁或迟缓的装置。该装置包括:

-用于向直流电机上施加电压脉冲的开关;

-用于监测通过直流电机流动的电机电流的电流探测器;

-控制单元，它设计成，

用于确定在施加电压脉冲之后电机电流的最大值;