具有电动机的致动器和控制电动机以维持当前位置的方法技术

为了控制电动机以维持当前电机位置，电动机控制器确定电动机的当前电机位置，并从由电动机的齿槽转矩限定的稳定位置的集合中选择（S41）最接近当前电机位置的所选稳定位置。控制器控制电动机的电机转矩，以将电机位置（S4）维持在所选稳定位置周围的限定范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电动机的致动器和控制电动机以维持当前位置的方法
本专利技术涉及一种具有电动机的致动器和一种控制电动机以维持当前位置的方法。具体地，本专利技术涉及一种致动器，其包括具有齿槽转矩的电动机和被配置为控制电动机的操作并确定电动机的电机位置的控制器，并且涉及一种控制电动机以将供暖、通风和空调（HVAC）系统的致动部件驱动到目标位置并维持当前电机位置的方法。
技术介绍
致动器，其包括与用于控制电动机操作的控制器相连接的电动机，被用在其中部件需要由电动机以受控方式致动的许多应用领域中。特别地，在其中需要将机械部件致动到限定的位置和/或取向的应用中，致动器配备有控制器，该控制器被配置为确定电动机的当前电机位置并控制电动机的操作，诸如分别将电动机或致动部件移动到设置的目标位置和/或取向。应用的示例包括致动和定位流体导管或端口的阻尼器或百叶窗、调节阀的构件，例如球阀中的球或圆盘阀中的圆盘等。在其中存在动态改变的外部影响和力——例如进气端口的百叶窗上的风、流体输送系统中变化的压力等——影响致动部件的场景和情形下，电动机或致动部件的当前位置必须分别被连续监视，并在必要的情况下被重新调整，以便维持设置的目标位置。在存在对致动部件的外力和影响的情况下，分别维持电动机或致动部件的目标位置可能需要显著量的电能。对于电动机的实际操作，固有的齿槽转矩是另外不合期望的影响因素。电动机的齿槽转矩是由于在转子的永磁体与定子槽之间的相互作用的结果而产生的。齿槽转矩在较低速度下尤为突出，并且可以被观察为断续或不平稳的移动。EP2491640描述了一种具有齿槽转矩的无刷直流电机。在用于传输旋转、离合器和制动器的联接器领域中，DE19843123描述了一种用于机动车辆的电制动器。DE19843123的电制动器具有块式制动功能，该块式制动功能由明显的定子和转子磁极产生，并施加限定的阻挡电流以将磁极带入闭锁位置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有电动机的致动器和一种控制电动机以将HVAC系统的致动部件驱动到目标位置并维持当前位置的方法。特别地，本专利技术的目的是提供一种具有拥有齿槽转矩的电动机的致动器，以及一种控制电动机以将HVAC系统的致动部件驱动到目标位置并维持当前电机位置的方法，由此可以减少对于维持目标位置所需的至少一些电能。根据本专利技术，以上提及的目的具体是在一种致动器中实现的，该致动器包括具有齿槽转矩的电动机和被配置为控制电动机的操作并确定电动机的电机位置的控制器，该控制器包括电路，该电路被配置为控制电动机，以通过以下将HVAC系统的致动部件驱动到目标位置并维持当前电机位置：从由齿槽转矩限定的稳定位置的集合中确定最接近当前电机位置的所选稳定位置，以及控制电动机的电机转矩以将电机位置维持在所选稳定位置周围的限定范围内。例如，电动机是无刷直流电机。在实施例中，电路被配置为只要当前电机位置在所选稳定位置周围的限定范围内，就减小电机转矩。在另外的实施例中，该电路被配置为当电机转矩已经减小到零并且当前电机位置在所选稳定位置周围的限定范围内时，将电机转矩保持为零。在实施例中，该电路被配置为在当前电机位置已经移动到所选稳定位置周围的限定范围外部时，增加电机转矩以将电机位置返回到所选稳定位置周围的限定范围内。在另外的实施例中，该电路被配置为记录在当前电机位置已经达到所选稳定位置周围的限定范围的边界时的电机转矩值，增加电机转矩以使电机位置返回到所选稳定位置周围的限定范围内，以及只要当前电机位置在所选稳定位置周围的限定范围内，就减小电机转矩，使用所记录的电机转矩值来确定减小电机转矩的极限。在实施例中，该电路被配置为通过以下来确定稳定位置的集合：控制电动机以增量步长移动，确定电机转矩以将电机位置维持在增量步长处，以及从增量步长确定需要最小电机转矩来维持电机位置的稳定位置的集合。在另外的实施例中，致动器进一步包括电能存储器，该电能存储器被配置为在电力故障的情况下将电动机驱动到限定的安全位置。除了致动器之外，本专利技术还涉及一种用于HVAC系统的阻尼器，包括阻尼器叶片和联接到阻尼器叶片用于移动阻尼器叶片的致动器。除了致动器和HVAC阻尼器之外，本专利技术还涉及一种控制电动机以将HVAC系统的致动部件驱动到目标位置并维持当前电机位置的方法。该方法包括控制器确定电动机的当前电机位置，该控制器从由电动机的齿槽转矩限定的稳定位置的集合中确定最接近当前电机位置的所选稳定位置，并且该控制器控制电动机的电机转矩以将电机位置维持在所选稳定位置周围的限定范围内。在实施例中，只要当前电机位置在所选稳定位置周围的限定范围内，控制器就减小电机转矩。在另外的实施例中，当且如果电机转矩已经减小到零并且当前电机位置在所选稳定位置周围的限定范围内时，控制器将电机转矩保持为零。在实施例中，当且如果当前电机位置已经移动到所选稳定位置周围的限定范围外部时，控制器增加电机转矩以将电机位置返回到所选稳定位置周围的限定范围内。在另外的实施例中，控制器记录在当前电机位置已经达到所选稳定位置周围的限定范围的边界时的电机转矩的值，控制器增加电机转矩以将电机位置返回到所选稳定位置周围的限定范围内，并且只要当前电机位置在所选稳定位置周围的限定范围内，控制器就减小电机转矩，使用电机转矩的记录值来确定减小电机转矩的极限。在实施例中，控制器通过以下来确定稳定位置的集合：控制电动机以增量步长移动，确定电机转矩以将电机位置维持在增量步长处，以及从增量步长确定需要最小电机转矩来维持电机位置的稳定位置的集合。除了致动器、HVAC阻尼器和控制电动机的方法之外，本专利技术还涉及一种计算机程序产品，特别是涉及一种包括非瞬态计算机可读介质的计算机程序产品。所述计算机程序产品或非瞬态计算机可读介质分别具有存储在其上的计算机程序代码，所述计算机程序代码被配置为控制致动器的处理器，使得所述处理器控制致动器的电动机，以通过以下将HVAC系统的致动部件驱动到目标位置并且维持当前电机位置：确定电动机的当前电机位置，从由电动机的齿槽转矩限定的稳定位置的集合中确定最接近当前电机位置的所选稳定位置，以及控制电动机的电机转矩以将电机位置维持在所选稳定位置周围的限定范围内。附图说明将参考附图、作为示例更详细地解释本专利技术，附图中：图1：示出了示意性图示致动器的框图，该致动器包括电动机、具有控制电路的电机控制器和能量存储器。图2：示出了示意性图示致动器的框图，该致动器包括电动机、具有控制电路的电机控制器和能量存储器，该控制电路包括保持转矩控制器。图3：示出了示意性图示致动器的框图，该致动器包括电动机、具有控制电路的电机控制器和能量存储器，该致动器机械联接到阻尼器的阻尼器叶片。图4：示出了分别取决于电机位置或角度图示电动机的磁能和齿槽转矩的路线的图表。图5：示出了图示用于控制和保持电动机的电机位置的示例性步骤序列的流程图。具体实施方式在图1至图3中，参考数字1指代包括电动机10的致动器、具体地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种致动器（1），包括具有齿槽转矩（C）的电动机（10），以及被配置为控制电动机（10）的操作并确定电动机（10）的电机位置的控制器（11），其中控制器（11）包括电路（12），其被配置为控制电动机（10）以通过以下将供暖、通风和空调系统的致动部件驱动到目标位置并维持当前电机位置：从由齿槽转矩（C）限定的稳定位置（P1、P2）的集合中确定最接近当前电机位置的所选稳定位置（P1、P2），以及控制电动机（10）的电机转矩以将电机位置维持在所选稳定位置（P1、P2）周围的限定范围（R1、R2）内。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180907 CH 01063/181.一种致动器（1），包括具有齿槽转矩（C）的电动机（10），以及被配置为控制电动机（10）的操作并确定电动机（10）的电机位置的控制器（11），其中控制器（11）包括电路（12），其被配置为控制电动机（10）以通过以下将供暖、通风和空调系统的致动部件驱动到目标位置并维持当前电机位置：从由齿槽转矩（C）限定的稳定位置（P1、P2）的集合中确定最接近当前电机位置的所选稳定位置（P1、P2），以及控制电动机（10）的电机转矩以将电机位置维持在所选稳定位置（P1、P2）周围的限定范围（R1、R2）内。


2.根据权利要求1所述的致动器（1），其中，所述电路（12）被配置为只要当前电机位置在所选稳定位置（P1、P2）周围的限定范围（R1、R2）内，就减小电机转矩。


3.根据权利要求2所述的致动器（1），其中，所述电路（12）被配置为当所述电机转矩已经减小到零并且当前电机位置在所选稳定位置（P1、P2）周围的限定范围（R1、R2）内时，将电机转矩保持为零。


4.根据权利要求1至3中的一项所述的致动器（1），其中，所述电路（12）被配置为在当前电机位置已经移动到所选稳定位置（P1、P2）周围的限定范围（R1、R2）外部时，增加电机转矩，以使电机位置返回到所选稳定位置（P1、P2）周围的限定范围（R1、R2）内。


5.根据权利要求1至4中的一项所述的致动器（1），其中，所述电路（12）被配置为记录在当前电机位置已经到达所选稳定位置（P1、P2）周围的限定范围（R1、R2）的边界（b1L、b1U、b2L、b2U）时的电机转矩的值，增加电机转矩从而使电机位置返回到所选稳定位置（P1、P2）周围的限定范围（R1、R2）内，并且只要当前电机位置在所选稳定位置（P1、P2）周围的限定范围（R1、R2）内，就减小电机转矩，使用电机转矩的记录值来确定减小电机转矩的限制。


6.根据权利要求1至5中的一项所述的致动器（1），其中，所述电路（12）被配置为通过以下来确定稳定位置（P1、P2）的集合：控制电动机（10）以增量步长移动，确定电机转矩以将电机位置维持在增量步长处，以及从增量步长确定需要最小电机转矩来维持电机位置的稳定位置（P1、P2）的集合。


7.根据权利要求1至6中的一项所述的致动器（1），其中，所述致动器（1）进一步包括电能存储器（14），所述电能存储器（14）被配置为在电力故障的情况下将电动机（10）驱动至限定的安全位置。


8.根据权利要求1至7中的一项所述的致动器（1），其中，所述电动机（10）是无刷直流电机。


9.一种用于供暖、通风和空调系统的阻尼器，包括阻尼器叶片（21）和根据权利要求1至8中的一项的致动器（1），所述致动器联接到阻尼器叶片（21）...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·维尔德哈贝尔，B·施魏格霍费尔，
申请(专利权)人：贝利莫控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH