用于对电动机的止动闸进行功能测试的方法技术

为了改进对电动机(1)的止动闸(2)的功能测试的可靠性，根据本发明专利技术规定：改变各相电流(isu、isv、isw)，使得电流矢量(is)在止动闸(2)闭合的情况下旋转，使得电流矢量(is)至少一次垂直于转子磁通方向(d)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，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。
技术介绍
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DE10 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。 DE10 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DE197 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、。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a 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。对于永磁激励同步电动机在矢量控制中M= KTiscosu成立。在理想情况下u= 0并且从而转矩M由于电动机常数KT而直接与形 成力矩的电流分量（定子电流）成比例。但在误差情况下尹〇,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、对止动闸进 行功能测试的制动测试不是足够可靠的。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，改进电动机止动闸的功能测试的可靠性。 按照本专利技术该任务由此解决：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。 对于功能测试有利的是，将电周期分成几个扇区并且电流矢量在功能测试期间在 每个扇区内逗留规定的逗留时间，因为由此可以确保待调整到的转矩实际上也形成了。 【附图说明】 下面参考图1至8详细解释本专利技术，图1至8示例性示意性且不限制地示出本发 明的有利设计。其中： 图1示出具有电动机、负载和止动闸的典型驱动装置； 图2示出在施加相电流时形成的电流矢量； 图3和图4示出电流矢量的旋转； 图5示出在外负载时电流矢量的旋转； 图6示出电流矢量的准连续且离散的旋转；并且 图7和图8示出将电周期分成几个扇区。 【具体实施方式】 图1示意性示出具有电动机1的驱动装置，该电动机通过电动机轴4与负载5相 连。电动机1在电动机轴4上产生转矩Mw并且负载5产生负载力矩化。在电动机轴4上， 此处在电动机1的另一端部上设置任意设计方式的止动闸2。也设置用于测量转角的旋转 编码器3。电动机1、止动闸2和旋转编码器3的轴向设置自然也可以任意改变。也可以设 想，止动闸2和/或旋转编码器3集成在电动机1中，它们也可以以其他方式例如通过传动 装置机械连接。 电动机控制装置6通过电力电子单元7 (通常是逆变器）控制电动机1。为此可以 由电动机控制装置6例如预设转矩Mw，该转矩由电力电子单元7转变为用于产生转矩Mw的 相电流isu、isv、isw。这些相电流isu、isv、isw产生具有大小和角度P的电流矢量is，如根据 图2详细描述。 在理想情况下电流矢量is在大小和角度上应等于在固定在转子上的坐标系统dq 中形成转矩的电流分量、、即is =iq。由于误差产生这样一个偏差（坐标系统d'q'），该 偏差导致定子电流is也包含d分量id，。从而iq，=iscos( 0 6)，并且形成转矩的电流分量 iq且从而由电动机1产生并施加在电动机轴4上的转矩Mw在数值上也小于基于施加的或 测量的相电流isu、isv、isw所预期的对应值。 为对于止动闸2的功能测试将此考虑在内，现在规定：在止动闸2闭合的情况下例 如通过相应改变相电流isu、isv、isw使电流矢量is旋转，从而确保电流矢量is至少一次仅仅 指向q方向（垂直于转子磁通方向d)并且因此至少一次is =iq，如图3所示。 此外可以区分如下两种情况，即没有外负载的制动测试和有外负载的制动测试 (如在图1中以负载力矩A的方式示出）。 在没有外负载的制动测试中如果受载的方向是无关紧要的，则电流矢量旋转 180°就足以确保电流矢量is至少一次仅仅指向q方向，如由图4可见。然而，如果止动闸 2应利用沿规定方向的力矩进行测试，则电流矢量、在该情况下也必须旋转360°，以便可 靠地测试止动闸2的功能。 定子电流13在按照图4的实施例中例如旋转360°并且以iq = |is|sin(p-0,) 的形式投影到固定在转子上的坐标系统dq的q轴线上。因此形成转矩的电流分量iq至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对电动机(1)的止动闸(2)进行功能测试的方法，其中，在止动闸(2)闭合的情况下为产生呈大小和角度形式的电流矢量(is)将相电流(isu、isv、isw)施加到电动机(1)上，并且检查止动闸(2)在施加的相电流(isu、isv、isw)的情况下是否打滑，其特征在于，改变这些相电流(isu、isv、isw)，使得电流矢量(is)在止动闸(2)闭合的情况下旋转，使得电流矢量(is)至少一次垂直于转子磁通方向(d)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.24 AT A50414/20131. 一种用于对电动机（1)的止动闸（2)进行功能测试的方法，其中，在止动闸（2)闭 合的情况下为产生呈大小和角度形式的电流矢量（is)将相电流（isu、isv、ij施加到电动 机⑴上，并且检查止动闸⑵在施加的相电流（isu、isv、isw)的情况下是否打滑，其特征在 于，改变这些相电流（isu、isv、isw)，使得电流矢量（U在止动闸（2)闭合的情况下旋转，使 得电...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·波尔兹雷斯纳，
申请(专利权)人：贝内克赖纳工业电子有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT