本发明专利技术研究一种用于检测传动设备的不希望的工作状态的方法。变压器式耦合在定子和转子侧之间的传感器（５０）由控制电路（４０）控制，用于检测传动装置的位置值或转速值。当出现不希望的工作状态时，给出故障信号（Ｆ）。为了确定和给出该故障信号（Ｆ），将检验信号（ε）供给安全监控装置（３０），该检验信号同样也被供给所述控制电路（４０）。在那里该检验信号起失调的作用，并且在监控装置（３０）中对其存在性进行检验。
Non redundant safety monitoring of electrical drives (with sensors)
The present invention relates to a method for detecting an unexpected working state of a transmission device. A transformer type sensor (50) coupled between the stator and rotor sides is controlled by a control circuit (40) for detecting position values or speed values of the drive. When an unexpected working state occurs, a fault signal (F) is given. In order to determine and give the fault signal (F), a test signal (epsilon) is supplied to the safety monitoring device (30), which is also supplied to the control circuit (40). There, the test signal is out of play and is checked in the monitoring device (30) for its existence.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术研究一种用于监控特别是电气驱动的传动装置的方法，该传动装置通常由驱动电机、轴以及与该轴耦合的驱动对象(从动)组成。在这样的传动中，需要至少一个测量信号，大多也需要多个测量信号，这些测量信号在传动技术中通常为转速、加速度和位置(或转动角)。在此，本专利技术既涉及一种用于检测不希望的工作状态的方法，又涉及一种被确保以防故障的传感器。这个传感器优选为“功能自整角机(Funktionsdrehmelder)”，其在传动技术中通常也被称为分解器。就内容而言，分解器是变压器式耦合的传感器，该传感器给出有用信号，从该有用信号中能够确定至少一个针对传动技术相关的系统信号。根据技术的实用原则，功能自整角机是旋转的变压器，其输出电压与其轴的位置有明确的关系。因此，功能自整角机适合作为具有更大的360°的转动范围的绝对角位转换器，为此参考例如DE-C 196 35040(Litton)(第一栏第15行至第20行以及第二栏第9行至第13行)。在相关的文献中功能自整角机涉及纯机械结构(参考那里的图2)，而利用DE-C 38 34 384(Lenze)也可能确定期望的系统量。在后一文献中描述一种方法和一种电路装置，用于借助于功能自整角机来产生数字转速和转动角信息。为此参阅那里的附图说明图1。该图1示出作为跟踪调整器的调节电路，利用该调节电路所述电路装置由分解器的转子线圈的工作信号供给，该电路装置利用调节器将调差调节到零。在稳定状态下，调节器的输出量对应转速及其位置的积分(在那里称为“角度输出”)。特别地在粗糙环境中，但是即使长期使用也必须确保，当例如用于转速测量的测量元件如由于转速传感器中的电气或机械故障停止运转时，传动装置不承受不可靠的工作状态，亦即不得到过高的转速。在现有技术中大多通过冗余来解决这样的问题，即通过采用多个转速传感器，这些转速传感器基于比较测量或多数决定(在至少三个传感器的情况下)允许安全监控。本专利技术的一个技术问题是，使得不带冗余的安全性成为可能，并且提供传动技术中针对工作信号的安全性。在此，不需要针对所述工作信号的附加的发送器，然而出于安全性考虑的传动装置的转速限制应是可能的，以达到高的保护水平。依照本专利技术，这一点利用根据权利要求1的方法来实现。可替换地，根据权利要求16的方法也提供这样一种问题的解决方案。根据权利要求20的在安全性方面可靠的传感器使得通过监控电路产生故障信号成为可能，其中检测不可靠的工作状态并且相应地产生故障信号。在传动技术的通用范围中，应用根据权利要求30的方法，可替换地应用根据同一权利要求的传感器，其中采用输送到传感器的闭合的调节回路中的失调信号。除了测量回路之外，这个失调信号的持续输送在分开的监控电路中被检测到，在那里监控其存在性并且在这个(在监控电路中称为控制信号的)失调信号消失时相应地给出故障信号。所述传感器的输出信号也被供给该监控电路，该输出信号以同样的方式被供给闭合的调整回路，其中但是该工作信号是闭合的调节回路的部分。监控电路仅位于该闭合的调节回路之外，并且该监控电路利用其输出信号没有包括在所述调节技术的信号的确定中。利用这种特别的监控装置确定自整角机及其连接线的所有电气故障(如断路或短路)，并且相应地生成故障信号。所述监控电路承担故障的识别，其中针对在“功能自整角机”的意义上采用变压器式耦合的传感器的情况，将检验信号接近跟踪调整回路地输送给功能自整角机的电路装置。特别是在调节偏差的位置上、亦即在具有至少一个积分部分的跟踪回路的调节器之前插入检验信号。因此，这个检验信号影响整个调整回路，并且当以此出发，即在电路装置的调节器的输入上在稳定的情况下调节偏差为零时，形象地说描述失调。此外，存在稳定的调节偏差，只是它受到检验信号的输送的影响，该检验信号在其方面以同样的方式(以相同的幅度)被供给监控电路。如果出现功能自整角机的干扰，则安全监控装置能够识别出，当减去失调信号时控制信号不为零。这允许推断出，即在传感器上存在某一电气或机械故障，这导致引起低电压电平的安全切断。在安全监控中持续监控检验信号的存在(权利要求4、5或6)。在此，检验信号能够基本上是恒定的。该检验信号也可以作为角度信号被输送，特别地在前面所述的跟踪调节装置的积分调节器的调节偏差的位置上被输送。不仅检验信号而且分解器的输出信号(工作信号)既被供给安全监控装置，又被供给跟踪调节装置(权利要求2)。需要识别的故障的例子是界限转速监控(权利要求7)。如在开头所述的现有技术中，这样完成确定跟踪调节装置中的转速值或位置值(权利要求9)。在安全监控中检验信号首先从被调制的功能自整角机的工作信号中被滤掉之后，并为此在安全监控装置中不必进行如在跟踪调节装置中通过载频进行的特定的解调，利用简单的电路技术可过滤工作信号的高频部分(权利要求10、11和12以及17)。在此需要指出，在跟踪调节的开始阶段中和安全监控时采用的功能块应是可比较的。在传动装置的正常状态下，通过功能相同地影响信号所获得的控制信号在数值方面基本上对应于检验信号，以致减的组合(在数值方面的量的比较的意义上)导致零结果(权利要求13)。如果存在时间上更长的或数值上更大的偏差，则能够生成故障信号(权利要求14、18)。为了不过于灵敏地检测故障信号，可以例如通过窗比较器来规定容差间隔。也可以在激活故障信号之前存在时间的阻碍。需要注意的是，需要检测的故障信号不是这样的“在调节技术上是可检测和可调节的”故障信号。这类可检测的干扰影响应通过常规的调节或控制来检测，而这种调节不可影响的“干扰量”在与安全相关的故障的意义上通过安全监控装置来分开检测(权利要求16)。为了确定地保持检验信号的影响，这个信号应至少是稳定的，特别是应被构造为恒定的值(权利要求26、27和28)。虽然被输送到调整回路中，但是也能够考虑在真正的调节装置中为其已知的量(权利要求28)。由于它是确定的而且其幅度是已知的，所以也能够在安全监控装置中相减地组合，该安全监控装置在控制信号的意义上分开地确定这个作为跟踪调整器的调节偏差失调的检验信号(权利要求31)。在跟踪调节装置(控制电路)中所使用的调制信号可以位于4至6kHz的范围内，特别是作为正弦信号，以便通过对这个信号的变化或曲线形式进行采样来获得较高的分辨率。例如在正弦振荡内进行8次采样，这在慢的转速的情况下特别有利。特别有利的是，为了识别连接线、连接位置或传感器的线圈中的短路采用失调信号(也即检验信号)。利用传感器中所施加的由于变压器式耦合而不影响测量量的直流信号，能够在所有情况下检测到断路，但不是短路，该短路实际上可能保持传感器上的直流信号不变化。故障原因大多是有毛病的电缆和连接，这些有毛病的电缆和连接利用本专利技术可以与那类传感器范围中的故障无关地被识别。利用本专利技术，能够提供不带附加的转速传感器的冗余的安全性。随之能够针对传动应用仅仅应用一个这样的例如作为功能自整角机的被安全监控的传感器。当应用领域需要时，不排除应用其他的传感器。在此，安全监控装置首先包括转速传感器本身，但是利用这种转速传感器的监控也同样在安全方面监控整个传动装置和由该传动装置驱动的对象。在电势方面低的电平、亦即接近控制电压的电平上实现所述监控，而不是在功率侧实现所述监控。根本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于检测传动设备的不希望的工作状态的方法，其中（ａ）为了检测传动装置的位置值或转速值，使用变压器式耦合在定子和转子侧之间的具有控制电路（４０）的传感器（５０）；（ｂ）当出现不希望的工作状态时，给出故障信号（Ｆ）；（ｃ ）为了确定和给出所述故障信号（Ｆ），将检验信号（ε）供给安全监控装置（３０），该检验信号同样被供给所述控制电路（４０）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M蒂内博尔，
申请(专利权)人：伦兹驱动系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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