直流电路中的具有主动反馈的弹簧式驱动器制造技术

DC电路中的具有主动反馈的弹簧式驱动器具有马达和马达控制器。马达控制器具有其中配置了后备电容器的DC电路和开关设备。DC电路连接到电源网络以把能量馈送到后备电容器中，并且能够经由开关设备把马达连接到后备电容器。马达的转子连接到弹簧设备，当转子从空转位置偏移时弹簧设备向转子施加恢复力。如果从电源网络向后备电容器馈送能量，则控制设备激活开关设备的开关元件以把转子的实际偏移调整至所要求的偏移。能够经由后备电容器向控制设备提供能量。如果在转子从空转位置偏移的状态下从电源网络向后备电容器的能量馈送失败，则控制设备把所要求的偏移设置至空转位置，并且激活开关元件以使马达经由开关元件把能量馈送到后备电容器中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电驱动器，-其中，该驱动器具有马达和针对马达的马达控制器，-其中，所述马达控制器具有DC电路和开关设备，-其中，在DC电路中配置了后备电容器，-其中，DC电路连接到电源网络，以把能量馈送到后备电容器中，并且所述马达能够经由开关设备连接到后备电容器，-其中，所述马达具有定子和可相对定子旋转支撑的转子，-其中，转子连接到弹簧设备，在转子从其空转位置偏移的情况下能够通过该弹簧设备把恢复力施加于转子，-其中，在从电源网络向后备电容器馈送能量的情况下，依据从外部向控制设备预先指定的转子的所要求的偏移，控制针对马达的开关设备的控制设备激活开关设备的开关元件，以把转子的实际偏移调整至所要求的偏移。
技术介绍
从WO 2005/119 898 A2可获知以上所描述类型的电驱动器。弹簧式驱动器通常用作阀门和折叶的驱动器，以确保在电源网络出现故障的情况下把阀门或者折叶移动至定义的位置。当弹簧恢复转子时可能出现负面效应。具体地讲，其可能导致所恢复的元件的机械碰撞，这种机械碰撞在极端情况下可能导致机械损坏。此外，当转子恢复时生成电能，而马达控制器必须容纳和处置这一电能。在WO 2005/119 898 A2 中，把马达配备为无刷 DC 马达。在 WO 2005/119 898 A2中，为避免上述问题，建议利用转换器通过脉宽调制使马达的3个绕组中的两个短路，从而使转子按受限的速度移至其空转位置。WO 2005/119 898 A2的教导仅部分地解决了以上所提到的问题。具体地讲，避免了阀门或者折叶的碰撞。然而，出现必须由马达和开关设备应对的高的短路电流。此外，开关设备必须应对马达中出现的电压。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于进一步开发一种以上陈述的类型的电驱动器，以完全消除现有技术的问题。通过具有权利要求1的特性的电驱动器达到所述目的。本专利技术的电驱动器的优势实施例为从属权利要求2 9的主题。有创造性的是，把以上所陈述的类型的电驱动器配备为-后备电容器能够向控制设备提供能量，以及-当在转子从空转位置偏移的状态下从电源网络向后备电容器提供能量失败时，控制设备自动地把所要求的偏移设置至空转位置，并且激活开关设备的开关元件，以使马达至少在由弹簧设备恢复的开始时经由开关设备的开关元件把能量馈送到后备电容器中。由于经由后备电容器向控制设备提供能量，所以控制设备作为负载连接到后备电容器。因此，控制设备通过其功耗很大程度上抵消了后备电容器处的电压增加。由于开关设备的开关元件的激活，所反馈的电流可以经由开关设备本身的开关元件流动，与开关元件的固有存在的、仅能够输送受限程度的电流的续流二极管不同。这缓解了开关设备上的电负荷。由于控制设备的进一步操作以及转子的实际偏移与(新设置的)所要求的偏移之间的偏差，也与正常的操作中一样，出现了转子向空转位置的实质上的制动性的转移。在从电源网络向后备电容器的能量提供失败的情况下，能够提供开关设备的开关元件的特定的激活类型。然而，更简单从而优选的是，当在转子的偏移状态下从电源网络的能量提供失败时，控制设备按与在其中从电源网络提供能量以及从外部把转子所要求的偏移设置至空转位置的情况相同的方式激活开关设备的开关元件。这一方法不要求控制设备的控制行为的任何改变。仅必须把所要求的偏移设置为值O。优选的，提供这样一种控制设备当在转子的偏移状态下从电源网络的能量提供失败时，控制设备激活开关设备的开关元件，以使转子按受控的速度或者受限的速度移至其空转位置。特别是，可以把马达配备为多相马达。在这一情况下，通常，开关设备的开关元件包含高和低开关元件，其中能够通过相应的高开关元件把马达的每相连接到后备电容器的高电位，并且经由相应的低开关元件把马达的每相连接到后备电容器的低电位。在从电源网络提供能量的情况下，对于每相，控制设备按推挽模式激活相应的高开关元件和相应的低开关元件。根据本专利技术，当在转子的偏移状态下从电源网络的能量提供失败时，也保持这一激活类型。在从电源网络向后备电容器的能量提供失败的情况下，能够不断地把电能反馈到后备电容器中。然而，优选的是，当在转子的偏移状态下从电源网络的能量提供失败时，在把能量提供到后备电容器中期间，控制设备确定DC电路的能量状态。这意味着，其处于当DC电路的能量状态降至最小能量之下时调整开关设备的开关元件的激活的位置。为了检测DC电路的能量状态，例如，控制设备能够检测经由开关设备馈送到DC电路或者后备电容器中的电流。作为替换，为了检测DC电路的能量状态，控制设备可以检测存在于后备电容器处的电压。如已经提到的，通常把驱动器用作阀门或者折叶驱动器。因此优选的是，转子直接或者经由传动装置连接到阀门或者折叶。特别地，可以把马达配备为无刷DC马达。附图说明与以下参照附图更详细解释的示例性实施例的描述相结合，本专利技术的上述特征、特性以及优点与实现上述特征、特性以及优点的方式将变得更加明显，并且能够更全面地得以理解。此处，给出了下列示意性的附图图1电驱动器，图2马达和开关设备，图3开关图，图4流程图，以及图5进一步的流程图。具体实施例方式根据图1，电驱动器具有马达I和马达控制器2(马达控制电路2)。可以根据要求配备马达I。例如，可以把马达I配备为永激同步机。优选的是，根据图2中所示的图，把马达I配备为无刷DC马达，特别是配备为多相无刷DC马达。可以按类似的方式根据要求把马达I配备为内部转子，或者，如图1中所示的图，配备为外部转子马达。马达电路2用于向马达I提供电能并且用于控制马达I。马达电路2具有DC电路3。配置在DC电路3中的部件之一为后备电容器4。DC电路3连接到电源网络5，以把能量馈送到后备电容器4中。例如，根据图1中所示的图，可以存在整流器6，其把DC电路3连接到单相或者3相公共电源网络(单相网络的额定电压为100VU10V或者230V，主频率为50Hz或者60Hz)。其它电源也是可行的，例如，24V DC，而且，在某些情况下，甚至可以为低于24V的低电压。马达电路2也是开关设备7。经由开关设备7，能够把马达I连接到后备电容器4。为此，开关设备7具有根据图2的开关元件8，9。通常，把马达I配备为多相马达。对于马达I的每相10，开关设备7的开关元件8，9通常均包括高开关元件8和低开关元件9。能够通过相应的高开关元件8把马达I的相应的相10连接到后备电容器4的高电位。按类似的方式，能够通过相应的低开关元件9把相应的相10连接到后备电容器4的低电位。通常，把开关元件8，9配备为半导体开关元件，例如，配备为MOSFET或者IGBT。它们具有固有的续流二极管(freewheeling diode) 11。出于制造的原因，续流二极管11是不可避免的。因此，续流二极管11不涉及与开关元件8，9分立的、基本上可以忽略的部件，而是不可避免地出现在任何情况下。根据图1，马达I具有定子12和转子13。相对定子12可旋转地支撑转子13。于是通过存在于后备电容器4处的电压U的适当的连接(以下将其称为DC链接电路电压U)，可以在转子上产生对应的扭矩，从而能够转动转子13。根据图1，转子13链接到弹簧设备14。当转子13转动时，弹簧设备14绷紧和松弛。弹簧设备14展示了这样一种状态在该状态下弹簧设备能够(完全)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电驱动器，??其中，该驱动器具有马达（1）和针对马达的马达控制器（2），??其中，马达控制器（2）具有DC电路（3）和开关设备（7），??其中，在DC电路（3）中配置后备电容器（4），??其中，DC电路（3）链接到电源网络（5），以把能量馈送到后备电容器（4）中，并且能够经由开关设备（7）把马达（1）连接到后备电容器（4），??其中，马达（1）具有定子（12）和可相对定子（12）旋转支撑的转子（13），??其中，转子（13）链接到弹簧设备（14），在转子（13）从空转位置偏移的情况下通过该弹簧设备（14）转子（13）具有施加于其的恢复力，??其中，在从电源网络（5）向后备电容器（4）馈送能量的情况下，激活针对马达（1）的开关设备（7）的控制设备（17）依据从外部向控制设备（17）预先指定的转子（13）的所要求的偏移?（x*），控制开关设备（7）的开关元件（8，9），以把转子（13）的实际偏移调整至所要求的偏移（x*），??其中，能够经由后备电容器（4）向控制设备（17）提供能量，??其中，当在转子（13）从空转位置偏移的状态下从电源网络（5）向后备电容器（4）的能量馈送失败的情况下，控制设备（17）自动地把所要求的偏移（x*）设置至空转位置，并且激活开关设备（7）的开关元件（8，9），以使马达（1）至少在由弹簧设备（14）恢复的开始时经由开关设备（7）的开关元件（8，9）把能量馈送到后备电容器（4）中。...

【技术特征摘要】
2011.09.26 EP 11182832.31.一种电驱动器，-其中，该驱动器具有马达(I)和针对马达的马达控制器(2)，-其中，马达控制器(2)具有DC电路(3)和开关设备(7)，-其中，在DC电路(3)中配置后备电容器(4)，-其中，DC电路(3)链接到电源网络(5)，以把能量馈送到后备电容器(4)中，并且能够经由开关设备(7)把马达(I)连接到后备电容器(4)，-其中，马达(I)具有定子(12)和可相对定子(12)旋转支撑的转子(13)，-其中，转子(13)链接到弹簧设备(14)，在转子(13)从空转位置偏移的情况下通过该弹簧设备(14)转子(13)具有施加于其的恢复力，-其中，在从电源网络(5)向后备电容器(4)馈送能量的情况下，激活针对马达(I)的开关设备(7)的控制设备(17)依据从外部向控制设备(17)预先指定的转子(13)的所要求的偏移(X*)，控制开关设备(7)的开关元件(8，9)，以把转子(13)的实际偏移调整至所要求的偏移(X*)，-其中，能够经由后备电容器(4)向控制设备(17)提供能量，-其中，当在转子(13)从空转位置偏移的状态下从电源网络(5)向后备电容器(4)的能量馈送失败的情况下，控制设备(17)自动地把所要求的偏移(X*)设置至空转位置，并且激活开关设备(7)的开关元件(8，9)，以使马达(I)至少在由弹簧设备(14)恢复的开始时经由开关设备(7)的开关元件(8，9)把能量馈送到后备电容器(4)中。2.根据权利要求1中所要求的电驱动器，其特征在于当在转子(13)的偏移状态下从电源网络(5)的能量馈送失败的情况下，控制设备(17) 按与其中从电源网络(5)馈入能量并且从外部把转子(13)的所要求的偏移(X*)设置至空转位置的情况相同的方式激活开关设备(7)的开关元件(8，9)。3.根据权利要求1或者2中所要求的电驱动器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：A胡维勒，R雷希姆特，D朔普，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：