监视电机上转角接收器的方法技术

一种监视电机（５）上转角接收器（４，１２）的方法。在此，给定一种方法，它能够在高与低转速时实现故障识别。对此，测量电机（１）的电气功率，并在采用转角接收器（４，１２）输出信号的情况下对功率进行估测，其中，由测量功率和估测功率形成一个偏差，并监视该偏差的时间变化过程。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】监视电机上转角接收器的方法本专利技术涉及一种监视电机上转角接收器的方法。下面以电动机作为电机的例子来讲述本专利技术。但专利技术并不局限于此。电机工作于发电方式时，若采用转角接收器，也会产生问题，它可通过相应的方法得以解决。为了使电动机能够利用更好的动力学和更高的精密性进行工作，需要屡次获得转子相对于定子的角位置或旋转位置。对于由变流器供电的感应电机尤其如此。为了获取该信息，采用一种与电动机轴相耦合的转角接收器。这种转角接收器以“分解器”或“编码器”而著称。工作方式可以是不同的。有时，测量和积分运算的也可以不是转角，而是角速度。然而，具有决定性的是：人们能够直接或间接地－如利用积分运算－测定转子相对于定子的角位置。角信息或转速信息被输入到变频器或其它电子式电动机控制器中，并用来控制转速及／或转矩。如果转角接收器由于任何原因而失灵，则电子式电动机控制器将会完全收不到信号，或收到不正确信号。在失灵情况下，应该掌握电动机控制器接不到正确转角信号的所有状态。于是，在转角接收器与电动机控制器之间，也可示例性地涉及到将信号线路中断。倘若电动机控制器收不到正确信号，便把工作方式置为故障状态。譬如，在信号线路中断时，通过采用带有转速反馈的普通U－F调整，电动机控制器可以将电动机转速驱动到最大值。很显然，这种工作状态是不理想的。技术水平中公开有多种方法，以用来发现或鉴别这类与转角接收器相联系的故障状态，并在此后引入故障校正措施。譬如，人们可以构造冗余的转角接收器，也就是说，提供一个第二转角接收器，并将两个转角接收器的结果相互进行比较。通过装入检验电子学，人们还可以对转角接收器的功能进行监视。监视的另一种类型在于，采取确定的电动机参数或电动机控制器参数来进行监视。本专利技术属于后一种类型。US 5 691 611公布过一种监视转角接收器的方法，其中，电动机的平均转速被计算出来。该转速与转角接收器测定的转速瞬时值进行比较。由这两个值形成一个绝对差值。如果该差值大于极限值，则收到的为转角接收器的故障功能。-->该方法在转速较高的情况下工作得较好。但关键在于很低转速范围内－如范围为0至100转／分－的故障识别。在该范围内，转速的极端临界状态也可能降至0转／分。如果显示出这种转速，人们就必须识别出转子是否真的处于静止状态－比如它是否被阻塞－或转速接收器是否有故障－如信号线路被拆除或按其它方法被中断。本专利技术的任务在于，提供一种监视电机上转角接收器的方法，该方法可跨越很大的转速范围以实现故障识别。若利用文章开头所述的那种方法，该任务可通过如下过程来实现，即测量电机的电气功率，并在采用转角接收器的输出信号情况下对功率进行估测，在此，由测量功率和估测功率形成一个偏差，且对该偏差的时间变化过程进行监视。利用这种优选方法，人们可以在转速低甚至极低的情况下实现故障识别。转子的阻塞也能被识别出来，也就是说，人们可以在转速为0的情况下实现故障识别。此外，故障识别大大加快。人们可以在跨越整个转速区域的范围内使用同一种方法。另外，利用该方法还可实现较好的信号／干扰比(信噪比)。此外，由于该方法依赖于电动机模型内的参数，而这些参数相对于干扰影响只有很小的灵敏度，所以它的鲁棒性能较好。在一种极简单的情况下，该偏差由测量功率和估测功率的差值构成。假若测量功率与估测功率的时间变化过程不相同，那么它们的差值也会有一个不恒定的时间变化过程。这时，人们就可以采用这种差值－下文被称为偏差－来检验转角接收器的功能。电气功率可以用相对较小的费用测出，如由电流和电压的乘积得出。估测功率则由计算得出，而且是由一部分值－如通过测量测定的譬如电流或转速－和另一部分电机参数－如电感或其它类似参数等－算出。于是，在没有干扰的情况下，两种功率－亦即测量功率与估测功率或计算功率－应该是相互一致的。假设转角接收器或其输出线路被干扰，则基于该信号－也即基于转速或转角－的估测功率部分将会发生强制变化。由此，在测量功率和估测功率之间形成一个指示故障的差值，即偏差。如果转子因为譬如阻塞的缘故而处于静止状态，该优选方法也一样起作用。在这种情况下，对电机接收的电气功率进行测量。但是，由于没有机械功率输出，所以该功率将为一个纯粹的损耗功率。在相应选择的电机模型中，也为测定功率产生相同的值。由于转速信号为零，所以此处也就只有损耗功率成分-->可能参与作用。如果转角接收器失灵，转速指示为零，尽管转子实际仍在转动，但看起来情况就不一样了。在这种情况下，测量电气功率高出的数额为转子轴输出的机械功率值。在转子阻塞的情况下，多数都不是完全静止状态，而是转子还有一点点转动。这种小转动也能足以检验出转角接收器是否还起作用，原因是，测量功率及估测功率增加的量都是相同的。这样，无故障情况下的偏差为零。优选地，预先规定一个故障阈值，如果偏差超过该阈值，输出信号内便会收到故障。这是一种准静态的优选方法。在工作中，测量功率与估测功率之间的小偏移是不可避免的，尤其是在转速变化的情况下。但只要它不超过一定的数值，就是无关紧要的。如果超过了该数值，人们便接收到故障。在另一种或附加的方案中，如果在经过一个时间后偏差上升超过预定的极限值，便接收到故障。也就是说，倘若测量功率与估测功率之间的差值变化太大，通常就清楚地表明有故障。优选地，在超过故障阈值后，估测功率在一个预定时期内不予采纳。因为人们可以观察到：偏差在一些情况下会有一个变化过程，它首先上升，然后在达到最大值后又下降，且降至零值以下。此外，这还在于：如在一种基于转角反馈的控制下，电流计算会出错。但是，计算错误的电流还会进入到估测功率的计算当中，这样就可能得出一个更大的故障。为了避免在穿越零线时错误地检测出一个无故障状态，人们在一个预定的时期内不采纳估测功率。无论如何，人们可以将电机优选地置为停止状态，或将它转移到其它不再需要角信号反馈的控制或调整法上。因此，在发生故障时，转角接收器的输出信号优选地不再用来控制电机。由此以避免进一步的故障。更优选地，估测功率由负荷部分、转子损耗部分、定子损耗部分、以及磁化部分构成。该模型以足够的精确度表达了电气功率消耗，而且可以相应地用来构成偏差。对此，转角接收器的输出信号只在负荷部分内起作用，这样是尤其有利的。它可使计算变得容易。人们可以将信号进行明确地分离。同时，计算也得到了简化。更为优选的是，在发生故障后，对电机进行软切断。换句话说，电机并非陡然刹车一这样有时会导致进一步的危害一，而是缓慢地停下-->来。对此，也可以选择性地转入一种安全工作模式，在该模式下，效率被降低了。下面联系附图，并借助一个优选实施例来详细阐述本专利技术。其中：附图1示出了一种监视转角接收器的电路装置简图，附图2示出了第一种工作状态下的偏差变化过程，附图3示出了第二种工作状态下的偏差变化过程，附图4示出了各种电流变化过程。附图1示出了一种三相感应电动机1，它由反相换流器2进行控制。在电动机1的输出轴3上设有一个简略示出的转角接收器4。变频器2接到来自2-3．变换器5的输入信号u1、u2、u3，该2-3-变换器5把来自双轴系统的输入信号Usd、usq变换成一种三轴系统．换流器又将输出信号i1、i2、i3送至3-2-变换器6，而该3-2．变换器6把这些来自三轴系统的信号变换成信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监视电机上转角接收器的方法，其特征在于，测量电机的电气功率，并在采用转角接收器输出信号的情况下对功率进行估测，其中，由测量功率和估测功率形成一个偏差，并监视该偏差的时间变化过程。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 1999-6-18 19927851.21．一种监视电机上转角接收器的方法，其特征在于，测量电机的电气功率，并在采用转角接收器输出信号的情况下对功率进行估测，其中，由测量功率和估测功率形成一个偏差，并监视该偏差的时间变化过程。2．根据权利要求1的方法，其特征在于，预定一个故障阈值，如果偏差超过该故障阈值，便在输出信号中接到故障。3．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在经过一个时间后，如果偏差上升超过预定的极限值，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：C蒂博，
申请(专利权)人：丹福斯驱动器公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]