[发明专利]用于对电动机的止动闸进行功能测试的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对电动机的止动闸进行功能测试的方法，在该方法中在止动闸闭合的情况下为产生呈大小和角度形式的电流矢量将相电流施加到电动机上，并且检查：止动闸在所施加的相电流的情况下是否会打滑。

背景技术

在很多机器中运动的机器部件由电动机驱动。通常也设置止动闸，以便使机器的运动轴固定在位置上。止动闸在此可以设计为单独构件，或者也可以集成在电动机中。在此必须保证止动闸的功能、尤其在对安全关键的范围内的功能，以避免损伤人或机器。止动闸也遭受磨损、例如改变制动特性的制动衬片磨损。除此之外，止动闸可能通过外界污染物例如油或通过损伤在其功能方面受影响。因此需要对止动闸定期功能测试、例如在定期时间段内或每次在机器的特定运动之前，以确保止动闸还可以施加足够的制动作用。假如止动闸未通过功能测试，则机器通常停止使用。

对此，在DE 10 2005 015 608中提出一种方法，在该方法中，驱动轴上的电动机通过转矩被控制并且通过驱动装置的行程测量传感器来检查：止动闸是否能够止住转矩。止动闸打滑在此解释为止动闸失效。为此，逐级地提高转矩，直到止动闸打滑并且最后保持的转矩视为止动闸的最大保持力，该转矩可以与确定的额定保持力相比较。

DE 10 2007 005 827A1描述一种用于对使悬置负载运动的电动机的止动闸进行功能测试的方法。为使负载在功能测试中可以被考虑，在此首先确定负载的作用，在该方法中如此控制电动机，使得负载在止动闸打开时保持不动。对此所需的电动机电流被存储为参考值。接着，电动机在止动闸闭合的情况下通过该参考值的多倍被控制并且通过角度传感器检测：驱动装置是否运动。

在DE 197 56 752A1中也描述止动闸的功能测试，在该测试中在止动闸闭合的情况下施加促成规定转矩的起动电流。电动机转子的旋转并且从而反常的止动闸可以通过探测电动机电压或借助旋转编码器来识别。

因此，在现有技术中在止动闸闭合的情况下施加电动机电流以得到规定转矩。尤其是在多相电动机时，在电动机被固定的情况下电动机电流必须以矢量形式(以大小和角度)被正确施加，以便产生期望的转矩。定子电流由各个相电流的矢量相加产生并且称为电流矢量i_s。通过已知的Clarke或Park变换可以将电流矢量变换到固定在定子上的αjβ坐标系统中或固定在转子上的dq坐标系统中。对于Park变换，需要转子相对于定子的绝对位置，该位置通常借助角度测量仪测量。在使用固定在转子上的坐标系统dq时以此为出发点：电流矢量在固定在转子上的dq坐标系统中仅具有一个形成力矩的q分量(垂直于转子通量方向d)。这通过驱动控制装置被确保，使得转子电流与固定在转子上的dq坐标系统一起旋转。

但由于错误转换、在电动机控制中的误差或在驱动控制中的误差，实际的电流矢量也可能包含d分量。这意味着，q分量小于电流矢量的大小，为此转矩在数值上比假定的或预设的要小。但在制动测试方面这意味着，仅当正确变换时并且当不产生误差时才可以以此为出发点：可以测出的或已知的施加的定子电流或施加的各相电流与在电动机轴上的转矩是成比例的。

例如必须假设在实际的固定在转子上的d’q’坐标系统(d’指向转子流通方向)和假设的dq坐标系统之间的角度误差υ_err。对于永磁激励同步电动机在矢量控制中M＝K_Ti_scosυ_err成立。在理想情况下υ_err＝0并且从而转矩M由于电动机常数K_T而直接与形成力矩的电流分量(定子电流)成比例。但在误差情况下υ_err≠0，由此产生在数值上较小的转矩。即如在现有技术中基于测出的各相电流或由此产生的电流矢量i_s对止动闸进行功能测试的制动测试不是足够可靠的。

发明内容

因此，本发明的任务在于，改进电动机止动闸的功能测试的可靠性。

按照本发明该任务由此解决：改变这些相电流，使得电流矢量在止动闸闭合的情况下旋转，使得电流矢量至少一次垂直于转子磁通方向。按照该方式可以保证：为了对止动闸进行功能测试，期望的转矩实际被施加至少一次。

在最简单情况下，当没有施加外负载时，使电流矢量旋转一个至少180°的角度就足够的。在有外负载的情况下或在利用沿一个规定方向的转矩进行功能试验的情况下使电流矢量旋转一个至少360°的角度。