用于检查电机的电气值的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于检查电机(10)、具体为坐标测量设备(80)的电机(10)的电气值(IA)的方法(50)，其中，所述电动机(10)具有电力驱动装置(12)，所述电力驱动装置包括定子和转子，所述方法包括以下步骤：检测(52)被传递至所述电力驱动装置(12)以用于驱动所述转子的驱动电流(IA)的值；检测(54)所述电机(10)的电气输入变量的测量值(UC)；基于所述驱动电流的所检测值和所述电机的性能模型来确定(60)所述电气输入变量的所计算值(UC)；以及基于所述电气输入变量的所检测的测量值(US)和所确定的所计算值(UE)来确定(68)比较值，从而检查所述驱动电流(IA)的所检测值。

Method and equipment used to check the electrical value of a motor

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u7528\u4e8e\u68c0\u67e5\u7535\u673a(10)\u3001\u5177\u4f53\u4e3a\u5750\u6807\u6d4b\u91cf\u8bbe\u5907(80)\u7684\u7535\u673a(10)\u7684\u7535\u6c14\u503c(IA)\u7684\u65b9\u6cd5(50)\uff0c\u5176\u4e2d\uff0c\u6240\u8ff0\u7535\u52a8\u673a(10)\u5177\u6709\u7535\u529b\u9a71\u52a8\u88c5\u7f6e(12)\uff0c\u6240\u8ff0\u7535\u529b\u9a71\u52a8\u88c5\u7f6e\u5305\u62ec\u5b9a\u5b50\u548c\u8f6c\u5b50\uff0c\u6240\u8ff0\u65b9\u6cd5\u5305\u62ec\u4ee5\u4e0b\u6b65\u9aa4\uff1a\u68c0\u6d4b(52)\u88ab\u4f20\u9012\u81f3\u6240\u8ff0\u7535\u529b\u9a71\u52a8\u88c5\u7f6e(12)\u4ee5\u7528\u4e8e\u9a71\u52a8\u6240\u8ff0\u8f6c\u5b50\u7684\u9a71\u52a8\u7535\u6d41(IA)\u7684\u503c\uff1b\u68c0\u6d4b(54)\u6240\u8ff0\u7535\u673a(10)\u7684\u7535\u6c14\u8f93\u5165\u53d8\u91cf\u7684\u6d4b\u91cf\u503c(UC)\uff1b\u57fa\u4e8e\u6240\u8ff0\u9a71\u52a8\u7535\u6d41\u7684\u6240\u68c0\u6d4b\u503c\u548c\u6240\u8ff0\u7535\u673a\u7684\u6027\u80fd\u6a21\u578b\u6765\u786e\u5b9a(60)\u6240\u8ff0\u7535\u6c14\u8f93\u5165\u53d8\u91cf\u7684\u6240\u8ba1\u7b97\u503c(UC)\uff1b\u4ee5\u53ca\u57fa\u4e8e\u6240\u8ff0\u7535\u6c14\u8f93\u5165\u53d8\u91cf\u7684\u6240\u68c0\u6d4b\u7684\u6d4b\u91cf\u503c(US)\u548c\u6240\u786e\u5b9a\u7684\u6240\u8ba1\u7b97\u503c(UE)\u6765\u786e\u5b9a(68)\u6bd4\u8f83\u503c\uff0c\u4ece\u800c\u68c0\u67e5\u6240\u8ff0\u9a71\u52a8\u7535\u6d41(IA)\u7684\u6240\u68c0\u6d4b\u503c\u3002

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检查电机的电气值的方法和设备本专利技术涉及一种用于检查电机(具体为坐标测量机的电机)的电气变量的方法，其中，所述电机具有电力驱动装置，所述电力驱动装置具有定子和转子。本专利技术进一步涉及一种用于检查电机(具体为坐标测量机的电机)的电气变量的装置，其中，所述电机具有电力驱动装置，所述电力驱动装置具有定子和转子。本专利技术进一步涉及一种用于操作电机的方法。本专利技术最后涉及一种具有电力驱动装置的电机，所述电力驱动装置具有定子和转子，并且所述电机具有用于对所述电力驱动装置进行致动或激励的控制单元。电力驱动
众所周知的是，作为电气变量的电动机电流与用于线性电动机的电动机力和用于回转电动机的电动机转矩成比例。所述电气变量与所述机械变量之间的关系由驱动装置特定的特征变量给定。为了对电力驱动装置进行准确且安全的控制，因此必须可靠地检测作为测量变量的电动机电流以用于确定或限制电动机力或电动机转矩并且必须提供所述电动机电流用于控制电动机。为了以这种方式可靠地测量电动机电流，通常必须冗余地检测电动机电流，以便实现合适的安全水平。例如从DE102006003362A1已知一种用于坐标测量机的相应电力驱动装置，其中，基于所检测的电动机电流控制或限制转子的速度和/或加速度。DC电动机的电动机电流通常被电动机线路中的分流电阻器或被霍尔传感器检测到并且可以另外地在中央控制器中被冗余地检测，其结果是，冗余电动机电流测量在几乎没有支出的情况下是可能的。现在经常使用的电气整流DC机(BLDC)一般具有相对于彼此偏差120°的三个相，其中，在这三个相中的至少两个(然而，优选地，三个相全部)中检测电动机电流，从而确定或限制驱动装置的转矩。然而，在这种情况下，需要对这三个相电流进行技术上复杂的变换以用于确定转矩。由于在多相电气整流DC机的情况下对有效电动机电流的检测在技术上是复杂且繁复的，这种类型的大多数驱动装置不牵涉对电动机电流的冗余检测，其结果是，针对安全相关的应用，相应可靠的测量是不可能的。此外，在控制单元的非集中式安排的情况下，通常通过数字总线系统控制电力驱动装置。然而，为了进行安全的电动机控制，所检测的电动机电流必须被通过数字总线系统可靠地传输至中央控制器，其结果是，电动机电流的测量值向中央控制器的传输一般与高技术支出相关联。因此，本专利技术的目的是在几乎没有技术支出的情况下为电力驱动装置提供对所检测的电动机电流的确认。根据本专利技术的第一方面，因此提供了用于检查在开始时提及类型的电机的电气变量的方法，所述方法具有以下步骤：检测驱动电流的值，所述驱动电流被馈送至所述电力驱动装置以用于驱动所述转子的目的；检测所述电机的电气输入变量的测量值；基于所述驱动电流的所检测值和所述电机的性能模型来确定所述电气输入变量的计算值；以及基于所述电气输入变量的所检测的测量值和所确定的计算值来确定比较值，从而检查所述驱动电流的所述所检测值。根据本专利技术的第二方面，因此提供了用于检查在开始时提及类型的电机的电气变量的装置，所述装置具有：第一检测单元，所述第一检测单元与所述电力驱动装置相关联并且被配置用于检测驱动电流的值，所述驱动电流被馈送至所述电力驱动装置以用于驱动所述转子的目的；第二检测单元，所述第二检测单元被配置用于检测所述电机的电气输入变量的测量值；确定单元，所述确定单元被配置用于基于所检测的驱动电流和所述电机的性能模型来确定所述电气输入变量的计算值；以及检查单元，所述检查单元被配置用于基于所述电气输入变量的所检测的测量值和所确定的计算值来确定比较值，从而检查所述驱动电流的所检测值。此外，提供了一种用于操作电机的方法，所述方法具有以下步骤：根据本专利技术检查电机的电气变量；以及如果所述比较值超过预定义阈值，则中断所述电力驱动装置的电力供应。最后，提供了在开头提及类型的电机，所述电机具有根据本专利技术的用于检查电机的电气变量的装置。根据本专利技术，电机的性能模型被理解为指将能量守恒考虑在内对消耗和输出的功率进行观察。根据本专利技术，电机的电气输出变量被理解为指整个电机的电气输入电压或电力输入电流，其中，所述电气输入变量形成了电机所消耗的电功率的至少一个电气变量。通过用于检查电机的电气变量的根据本专利技术的方法和根据本专利技术的装置，检测被馈送至电力驱动装置用于驱动转子的目的的驱动电流，并且基于所检测的驱动电流以及对电机所消耗的电功率的观察结果来计算电气输入变量，其结果是，通过比较电气输入变量的所计算值与电气输入变量的测量值可以确认所测量的驱动电流。通过所测量的电气输入变量与基于驱动电流而计算的电气输入变量之间的所述比较可以计量地检查驱动电流，其结果是，可以在几乎没有技术支出的情况下提供附加冗余并且可以由此提高电动机电流测量的可靠性。通过根据本专利技术的方法和根据本专利技术的装置伴随一定的不确定性因数来检测驱动电流并且可以通过理论性能观察和第二测量值对电气输入变量的测量来检查驱动电流，其结果是，可以在几乎没有技术支出的情况下确认驱动电流的测量值。通过因而被确认的电动机电流的测量结果，可以实现对线性驱动装置的安全且可靠的前进力限制和安全且可靠的驱动转矩限制，其结果是，可以在几乎没有技术支出的情况下提供针对个人保护等的足够安全级别。最后，通过理论性能观察和可以在几乎没有技术支出的情况下在外部测量的电机的电气输入变量来确认电动机电流可以显著地减少关于所确认的电动机电流的可靠传输的技术支出，因为可以通过性能模型在控制单元中确认测量值。在根据本专利技术的用于操作电机的方法中，如果比较值超过预定义阈值则中断电力驱动装置的电力供应，其结果是，可以标识对驱动电流的错误测量并且在不再能够可靠地保证对前进力的限制或对转矩的限制时可以可靠地关闭电力驱动装置。因此，可以显著地提高电机的可靠功能和安全性。因此，完全实现了本专利技术的目标。不言而喻，该方法的优选实施例同样形成了或可以应用于该装置的实施例。在一个优选实施例中，电气输入变量是电机所消耗的总电流或与电机所消耗的总电流相对应的电气变量。结果是，可以在几乎没有技术支出的情况下检测取决于电机的电功率消耗而改变的电气变量。在这种情况下，如果在电机的电气输入线路的测量电阻器处检测到电压，这是特别优选的，从而测量电机所消耗的总电流。结果是，可以在几乎没有技术支出的情况下检测电机所消耗的总电流。如果电气输入变量的计算值是基于被供应给电机的总电压计算的，这是此外优选的。结果是，可以精确地确定电机所消耗的总电功率。在一个优选实施例中，性能模型将电力驱动装置的电动势或电磁反作用力考虑在内。结果是，可以将电力驱动装置所消耗的以及未被转换成动能电功率考虑在内，其结果是，通过性能模型进行性能观察是特别精确地可能的。在这种情况下，如果检测转子的运动变量并基于电力驱动装置的特征变量和所检测的运动变量确定电动势或电磁反作用力，这是特别优选的。结果是，可以独立于电气输入变量地确定电动势或电磁反作用力。在一个具体实施例中，性能模型将电机的控制单元的电功率损耗考虑在内。结果是，可以将电机的附加电气负荷考虑在性能模型内，其结果是，性能观察更加精确地可能。在这种情况下，特别优选的是控制单元的电功率损耗是在转子静止的时候确定的。在这种情况下，通过转子静止时的功率消耗来确定在转子静止时控制单元的电功率损耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检查电机(10)、具体为坐标测量机(80)的电机(10)的电气变量(IA)的方法(50)，其中，所述电机(10)具有电力驱动装置(12)，所述电力驱动装置具有定子和转子，所述方法具有以下步骤：‑检测(52)驱动电流(IA)的值，所述驱动电流被馈送至所述电力驱动装置(12)以用于驱动所述转子的目的，‑检测(54)所述电机(10)的电气输入变量的测量值(UC)，‑基于所述驱动电流的所检测值和所述电机的性能模型来确定(60)所述电气输入变量的计算值(UC)，以及‑基于所述电气输入变量的所检测的测量值(US)和所确定的计算值(UC)来确定(68)比较值，从而检查所述驱动电流(IA)的所述所检测值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.24 DE 102015110174.21.一种用于检查电机(10)、具体为坐标测量机(80)的电机(10)的电气变量(IA)的方法(50)，其中，所述电机(10)具有电力驱动装置(12)，所述电力驱动装置具有定子和转子，所述方法具有以下步骤：-检测(52)驱动电流(IA)的值，所述驱动电流被馈送至所述电力驱动装置(12)以用于驱动所述转子的目的，-检测(54)所述电机(10)的电气输入变量的测量值(UC)，-基于所述驱动电流的所检测值和所述电机的性能模型来确定(60)所述电气输入变量的计算值(UC)，以及-基于所述电气输入变量的所检测的测量值(US)和所确定的计算值(UC)来确定(68)比较值，从而检查所述驱动电流(IA)的所述所检测值。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述电气输入变量是所述电机(10)所消耗的总电流(Iv)或与所述电机(10)所消耗的所述总电流(Iv)相对应的电气变量(US)。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述电气输入变量的所述计算值(UC)是基于被供应给所述电机(10)的总电压(Uv)计算的。4.如权利要求1至3所述的方法，其中，所述性能模型将所述电力驱动装置(12)的电磁力考虑在内。5.如权利要求4所述的方法，其中，检测所述转子的运动变量(v，n)，并且其中，基于所述电力驱动装置(12)的特征变量和所检测的运动变量(v，n)来确定所述电磁力。6.如权利要求1至5之一所述的方法，其中，所述性能模型将所述电机(10)的控制单元(14)的电功率损耗(PE)考虑在内。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述控制单元(14)的所述电功率损耗(PE)是在所述转子静止的时候确定的。8.如权利要求1至7之一所述的方法，其中，所述性能模型将所述电力驱动装置的机械驱动功率(PM)考虑在内。9.如权利要求1至8之一所述的方法，其中，所述比较值是基于所述电气输入变量的所述测量值(US)与所述计算值(UC)之间的差值而确定的。10.如权利要求9所述的方法，其中，所述比较值是基于多个所述差值之和而确定的。11.如权利要求9所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：G格鲁普，O拉克，P尤尔，T梅尔，
申请(专利权)人：卡尔蔡司工业测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE