[发明专利]致动器和操作致动器的方法

说明书

一种致动器（1）包括用于将致动部件（2）运动到致动位置的电动机（11）。该致动器（1）还包括连接到电动机（11）的控制器（10），该控制器配置成确定电动机（11）的电动机电流并检测电动机旋转。该控制器（10）进一步配置成，通过在电动机电流等于或高于指示负载扭矩的电流阈值时计数所检测的电动机旋转并且在电动机电流低于所述电流阈值时不计数所检测的电动机旋转，确定致动位置。

技术领域

本发明涉及一种致动器和一种操作致动器的方法。特别地，本发明涉及一种致动器，其包括用于将致动部件运动到致动位置的电动机和连接到电动机并配置成检测电动机旋转的控制器。

背景技术

带有电动机和用于控制电动机的控制器的致动器用在其中使致动部件运动的大量应用中。例如，这些致动部件各自通过包括传动轴、齿轮、链条和/或杠杆或杆在内的联接装置联接到致动器或其电动机。根据应用，例如在HVAC（加热，通风，空调和冷却）应用中，致动部件包括阀、阻尼器、挡板等，例如，用于调整孔口以调节通过管子和管道的流体例如水或空气的流量。通常，对于控制致动部件的运动的控制器，控制器需要关于致动部件的当前位置的信息。由于致动部件的位置限定了流体流动并且因此限定了HVAC应用中的热能流动，所以该位置的准确性对于实现规定的HVAC设定点并且达到HVAC应用中的总体能量效率的效果具有显著影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种致动器和一种操作致动器的方法，该致动器和方法不具有现有技术的至少一些缺点。具体而言，本发明的目的是提供一种致动器和一种操作致动器的方法，该致动器和方法能够实现致动部件的准确定位。

根据本发明，这些目的是通过独立权利要求的特征来实现的。 另外，从从属权利要求和说明书得出其他的有利实施例。

致动器包括用于将致动部件运动到致动位置的电动机以及连接到电动机并配置成检测电动机旋转的控制器。

根据本发明，特别实现了上述目的，因为致动器的控制器进一步配置为确定致动位置，通过在电动机以等于或高于指示负载扭矩的阈值运转时计数所检测的电动机旋转，并且在电动机低于所述阈值运转时不计数所检测的电动机旋转。

在一个实施例中，控制器配置成确定电动机的电动机电流，并且通过在电动机电流等于或高于指示负载扭矩的电流阈值时计数所检测的电动机旋转以及在电动机电流低于所述电流阈值时不计数所检测的电动机旋转，确定致动位置。换句话说，控制器被配置为基于电动机旋转的（全部或部分）数量计算致动位置，包括当电动机电流水平指示电动机以负载扭矩运转时执行的电动机旋转，并且不包括当电动机电流水平指示电动机未在负载扭矩下运转时执行的电动机旋转。因此，致动位置的精确性得到提高，因为致动位置的计算中排除了在致动部件未运动时旋转方向的改变期间电动机的空转。

在一个实施例中，控制器进一步配置成在电动机将致动部件从第一致动位置沿向前方向运动到第二致动位置，并且从第二致动位置沿相反方向到第一个致动位置的同时，记录电动机电流的进程，并根据记录的电动机电流进程定义电流阈值。所记录的电动机电流进程表示在电动机的方向改变期间电动机电流水平的变化，并且使得能够检测系统滞后，并且因此定义电流阈值，该电流阈值用于确定电动机是否有效地运动致动部件，并且因此根据电动机的旋转方向来增大或减小致动位置。在一个实施例中，控制器被配置为在控制电动机的同时记录电动机电流进程，例如，在初始和/或重复校准阶段期间，将致动部件从第一致动位置沿向前方向运动到第二致动位置，以从第二致动位置沿相反方向运动到第一致动位置。

在一个实施例中，控制器配置为重复例如周期性地或偶尔不时地记录电动机电流进程并且从所记录的电动机电流进程中重复定义电流阈值。因此，系统滞后的检测且因而是电流阈值适应于由磨损、湿度、温度、污垢等引起的致动系统的变化。

在一个实施例中，控制器进一步配置为通过检查当前电动机电流相对于在当前致动位置处预期的电动机电流的参考值是否偏离超过设定的容限水平来检测致动部件的故障致动。