用于风门的弹簧复位致动器制造技术

致动器（１００）包括由电源（１１０）提供功率的驱动电路（１２５）驱动的电动机（１２０），和耦合至电动机的负载。所述致动器还包括使负载偏置到第一位置的弹簧（１４０），和耦合至电动机以使电动机整流换向的微控制器（１３０）。当电源出现故障时，弹簧使风板复位至第一位置，并且当弹簧使负载复位至第一位置时，电动机旋转进而产生电力，用于为微控制器提供功率。微控制器可以控制弹簧使负载复位至第一位置的速度。此外，可以使用电位器（１５５）用于指示什么时间负载接近第一位置，从而使得微控制器可以在负载到达第一位置以前减缓复位速度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及致动器。此外，本专利技术还涉及包括有微控制器以控制弹簧复位(spring return)的复位速度的致动器。
技术介绍
致动器通常用在多种设备场景中以控制设备。例如，致动器用于制热、通风以及空气调节(HVAC)系统中以打开和关闭风门(damper)进而调节通过通风管道的气流。典型的致动器包括弹簧复位以驱动耦合至致动器的风板回到初始或关闭位置。弹簧复位包括当致动器打开风板时被致动器的电动机缠绕的弹簧。存储在该弹簧中的能量用于当出现功率损失(loss ofpower)时使风板复位至初始位置。在低于峰值负载的条件下，致动器的弹簧能够在风板复位至初始位置时使得致动器加速至高速。由于过高的速度会引起对致动器或所控制装置的损坏，因此这一点通常不是所期望的。为此，需要一些控制复位速度的装置。在电源出现故障期间控制由弹簧复位所引起的致动器加速度的现有致动器设计，已经给致动器添加了一些电学和机械部件的结合以限制弹簧复位的最大速度。参见例如美国专利No.4,572,333、No.4,771,643、No.5,182,498、No.6,249,100和No.6,369,540。例如，在美国专利No.6,249,100和No.6,369,540中，将齐纳二极管与常规的二极管串联放置以调节穿过电动机绕组所感应的电压，从而当在弹簧复位力的作用下电动机反向旋转时，提高在非通电状态下电动机所提供的制动效果。在美国专利No.4,572,333中公开的另一实例中，致动器的小齿轮组件包括一个推力瓦(shoe)，该推力瓦在电动机旋转速度增加时向外移动并摩擦啮合内部鼓轮(drum)表面以控制复位速度。然而，这些设计增加了成本并且仅仅提供了对于最大复位速度的限制。当接近初始或关闭位置时(即止端(end stop))，这些设计不能使致动器复位速度进一步降低以当致动器接近止端时减小齿轮系的负载。因此，其它实施通常采用单向离合器(clutch)机构以当电动机接近止端时，使旋转电动机的惯性从齿轮系中去耦合。然而，这些离合器机构增加了费用，并且离合器机构是齿轮系中额外的损耗零件。因此，期望能够提供用于在电源出现故障的情况下调整弹簧复位致动器复位速度的新的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术通常涉及致动器。此外，本专利技术还涉及包括有微控制器以控制弹簧复位的复位速度的致动器。一个方面，本专利技术涉及一种致动器，包括由电源提供功率的驱动电路所驱动的电动机，以及耦合至电动机的负载。该致动器还包括将负载偏置到第一位置的弹簧，以及耦合至电动机以对电动机整流换向的微控制器。一旦电源出现故障，弹簧将风板复位至第一位置，并且当弹簧将负载复位至第一位置时，电动机旋转从而产生为微控制器提供功率的电力。另一方面，致动器的微控制器可以控制弹簧使负载复位至第一位置的速度。再一方面，致动器可以包括一个电位器，用于指示什么时间负载接近第一位置，从而使得微控制器可以在负载到达第一位置之前减缓复位速度。本专利技术的上述
技术实现思路
并不是要描述本专利技术的每个实施方式或每个公开的实施例。下面详细描述的附图特别举例说明了本专利技术的实施例。虽然示出并描述特定的实施例，但是本专利技术并不仅限于使用这样的实施例。附图说明结合附图，参考下面本专利技术各种实施例的详细描述，可以更加完整的理解本专利技术，其中图1示出了根据本专利技术制成的包括耦合至电源和风板的致动器的实施例的实例系统方框图；图2示出了根据本专利技术制成的实例致动器的部件示意图； 虽然本专利技术具有各种变型和可替代形式，但是实例和附图已经示出了其特性细节，并将进行详细描述。然而，应当理解的是，其意图并非要将本专利技术限制在所描述的特定实施例。相反，其意图是为了覆盖在本专利技术的精神和范围之内的所有变型、等效表述以及替代物。具体实施例方式本专利技术通常涉及致动器。此外，本专利技术涉及包括微控制器以控制弹簧复位的复位速度的致动器。虽然本专利技术并不限于此，但是通过回顾下面的说明以及附图，可以更好的理解本专利技术。通常，此处示出的实施例包括弹簧复位致动器。实例弹簧复位致动器包括由电源提供功率的驱动电路所驱动的电动机。实例致动器还包括弹簧。弹簧或者其它用于存储势能的结构将耦合至电动机的负载偏置到第一位置。实例致动器还包括耦合至驱动电路和电动机以对电动机整流换向的微控制器。当电源供给致动器的功率失效时，弹簧使负载复位至第一位置。当弹簧使负载复位至第一位置时，电动机旋转从而产生用于为微控制器提供功率的电力。由于微控制器由电动机产生的电力来供电，因此微控制器可以用于执行各种功能，诸如控制负载通过弹簧复位还原至第一位置的速率。现在参考图1和图2，示出了实例工作环境中致动器100的一个实施例。致动器100通常包括电动机120、驱动电路125、齿轮系127、微控制器130以及弹簧复位140。可替代地，致动器100还可包括电位器155。图1中还示出了电源110，优选是24伏交流电，尽管根据致动器的需要还可以采用其它电压。在所示出的实施例中，电源110由被转换为24伏交流电的标准110伏交流电源供电，然后用于向致动器100供电。二极管(例如参见附图2中二极管266)起到整流器的作用以将提供给致动器的电流从交流电转换为直流电。此外，示出了风板150。在示出的实施例中，风板150是制热、通风和空气调节(HVAC)系统的一部分，诸如楼宇或者房子中的HVAC系统。风板150用于控制通过一个或者多个通风管道的气流。风板150通过在第一位置或关闭位置与第二位置或打开位置之间移动一系列风板叶片完成该操作。此外，风板150可以保持在第一和第二位置之间的中间位置。通过致动器100打开和关闭风板150。下面将进一步介绍实例致动器100及其使用方法。I.电动机、驱动电路、齿轮系和电位器电动机120优选是无刷电动机。在示出的实施例中，电动机120为包括绕组121、122、123的三绕组无刷直流电动机(见图2)。在其它实施例中，可以使用任何具有永磁体的直流电动机。在典型的无刷电动机中，永磁体在旋转的转子中是轴颈旋转的。固定的定子定位于转子周围，所述定子包括绕组。切换流经绕组的电流(称作整流切换)以对具有交替极性的绕组充电，从而使得转子(具有被吸引的永磁体)旋转。驱动电路125耦合至电动机120并使流经绕组的电流交替。具体地，驱动电路125包括高端开关272、274、276以及低端开关282、284、286。通过使每一个这些开关的状态(即打开或关闭)交替，切换流经绕组121、122、123的电流。在示出的实施例中，高端开关272、274、276为p沟道MOSFET，低端开关282、284、286为n沟道MOSFET，尽管还可使用其它开关装置。优选微控制器130控制每个开关的状态。例如，微控制器130可以打开高端开关272和低端开关284，同时关闭低端开关282和高端开关274，从而使电流以第一方向流经电动机120的线圈121和123。然后，微控制器130关闭高端开关272和低端开关284，同时打开低端开关282和高端开关274，从而使电流以第二、相反方向流经线圈121和123。配置电平移动264以将微控制器130的输出(典型的大约5伏)转换至接通高端p沟道MOSFET272、274和276所需要的更高的电压。电动机120优选包括三个霍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种致动器，包括：由电源提供功率的驱动电路所驱动的电动机；耦合至电动机的负载；使负载偏置到第一位置的结构；和耦合至电动机以对电动机整流换向的微控制器；其中所述结构使负载复位至第一位置，并且其中当所述结 构使负载复位至第一位置时，电动机旋转从而产生为微控制器提供功率的电力。

【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：SD麦克米兰，GT姆罗泽克，CM朗格，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]