專利名稱：用于無傳感器的三相交流傳動的安全速度監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過逆變器、尤其整流器橋式電路的逆變器在無組合傳感器系統(tǒng)時用于三相交流電動機的狀態(tài)/位置及轉(zhuǎn)速檢測的傳動控制。
在工業(yè)自動化技術——例如數(shù)控機床及機器人的電傳動應用中，力圖對人和機器進行盡可能強地保護。借助一種用于電動機的“安全速度”功能將保證在單個誤差情況下電機或電動機仍可被控制，以便能執(zhí)行盡可能不帶來危險的運動。
相應的安全功能迄今主要使用在機床領域中。在這方面安全功能的基礎通常主要是組合在電動機中用于狀態(tài)/位置及轉(zhuǎn)速檢測的傳感器系統(tǒng)。對于另外的領域、如生產(chǎn)機器等，這種安全功能同樣愈來愈被人感興趣。在這些領域中通常使用無傳感器的三相交流電動機及與此關聯(lián)的所謂變頻器。但這些無傳感器的三相交流電動機迄今不能提供安全功能。
背景技術：
迄今公知的僅是“安全停止”功能。對此用于線路晶體管的控制信號被“安全”閉鎖，專業(yè)人員稱此概念為“脈沖閉鎖”。由此防止了電動機的無意再起動。
在此情況下“安全”一詞應被表達為在職業(yè)人員及職業(yè)人員團體的意義上應滿足對工作安全性的相應的要求。
這里在對人和機器保護的誤差識別方面存在基本要求，即對于這種無傳感器的三相交流電動機的傳動應提供“安全速度”的功能。
所有迄今所推行的用于實現(xiàn)這種功能的解決方案失敗在檢測的(或由電流及電壓計算的)轉(zhuǎn)速的精確度或動態(tài)指標上。并且對于由控制逆變器的晶體管控制信號來恢復定子頻率至今還未公知任何滿意的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于建立用于對無傳感器的三相交流傳動的安全速度監(jiān)測的傳動控制。
根據(jù)本發(fā)明該目的將通過使用逆變器的對于三相交流電動機的傳動控制裝置來達到，該裝置具有-第一系統(tǒng)及第二系統(tǒng)，用于對逆變器的整流元件產(chǎn)生在未受干擾運行時冗余的第一組控制信號及第二組控制信號；其方式在于-系統(tǒng)被施加轉(zhuǎn)速給定值，借助該給定值(Sollwert)可導出一個與轉(zhuǎn)速給定值基本成正比的頻率給定值，以產(chǎn)生第一組控制信號，該值通過通信接口提供給另一系統(tǒng)用于產(chǎn)生第二組控制信號；其中-在相應的系統(tǒng)中相應的頻率給定值可被限制和/或監(jiān)測；其中-設置了用于監(jiān)測的第一及第二控制信號組的兩個誤差探測裝置；其中第一及第二控制信號組的一部分相應的控制信號在第一誤差探測裝置中相互比較，及其余相應的控制信號在第二誤差探測裝置中相互比較；其中-在相應的控制信號相互有偏差的情況下，通過相應的誤差探測裝置在兩條通道上使逆變器的整流元件關斷。
在逆變器具有連接成橋式電路的整流元件時，則被認為特別有利，此時-在相應的控制信號相互有偏差的情況下，通過誤差探測裝置使整流元件上橋臂用的脈沖閉鎖；-通過另一誤差探測裝置使整流元件下橋臂用的脈沖閉鎖。
在此情況下，在技術實現(xiàn)上被證明特別有效的是，使用定子頻率給定值作為用于產(chǎn)生這兩組控制信號的、實質(zhì)上與轉(zhuǎn)速給定值成正比的給定值。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選型式，可尤其好地用于異步電動機，其方式在于，-施加轉(zhuǎn)速給定值的系統(tǒng)包括具有積分轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的計算裝置，其(已知電動機數(shù)據(jù))借助轉(zhuǎn)速給定值及相應的相電流值除相應的定子頻率給定值外還輸出相應的滑差頻率給定值，定子電壓給定幅值及在轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的負載角；借助其-通過兩個系統(tǒng)的相應的調(diào)節(jié)單元產(chǎn)生相應的相電壓值，以控制相應的控制組件，用于產(chǎn)生相應的控制信號。
在同步電動機的情況下，其方式相對應，但上述的滑差頻率值等于零。
其中-第一誤差探測裝置用于監(jiān)測上橋臂的整流元件的相應的控制信號；及-第二誤差探測裝置用于監(jiān)測下橋臂的整流元件的相應控制信號時可實現(xiàn)尤其簡單的誤差探測裝置。
這可特別有利地這樣來實現(xiàn)，各誤差探測裝置所監(jiān)測的整流元件的相應的控制信號相互邏輯異或連接及其結果邏輯地連接成總誤差信號。
技術成本上特別合理的實施僅使用控制信號組來控制逆變器的整流元件。
其中-相應的光電耦合器用于將控制信號傳送給整流元件；-其中在誤差情況下通過誤差探測裝置使相應的控制信號所屬的光電耦合器的電源電壓關斷；可一方面使傳動控制的安全度進一步提高，另一方面使用于關斷控制信號的技術成本減少。
其可這樣地進一步簡化，即在誤差情況下通過誤差探測裝置使各相關的橋臂所屬的光電耦合器的電源電壓關斷。
其中-具有用于強制動態(tài)操作兩個脈沖閉鎖路徑的裝置；-通過該裝置將干擾信號加到產(chǎn)生控制信號組的給定值上；及-讀入用于控制逆變器上橋臂整流元件及下橋臂整流元件的電源電壓。
可使根據(jù)本發(fā)明的裝置的安全度進一步提高。
被證明尤其有意義的是，讀入的電源電壓用于順序地對逆變器上橋臂整流元件及下橋臂整流元件進行控制。
安全度的進一步提高還可如此達到，即-具有用于強制動態(tài)操作給定值的限制值、尤其是定子頻率給定值的限制值的裝置；通過該裝置-在兩個系統(tǒng)中將相應的測試信號加到產(chǎn)生控制信號組的給定值上；-使所產(chǎn)生的相應的限制值信號相比較，尤其是通過交叉方式進行數(shù)據(jù)比較。


通過下面結合示例性地示出一例的附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中附圖以原理圖形式表示為圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有“安全速度”功能的傳動控制的傳動系統(tǒng)的電路框圖；圖2是兩個這樣的傳動系統(tǒng)的內(nèi)部結構的電路框圖；圖3表示在相應的調(diào)節(jié)中確定或處理得到的傳動控制參數(shù)的矢量圖；及圖4是兩個誤差探測裝置的內(nèi)部結構及其與兩個傳動控制系統(tǒng)的連接的框圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖1的示圖中借助具有異步電動機傳動控制的傳動系統(tǒng)的電路框圖表示“安全速度”功能的一種可能的技術實施。該傳動系統(tǒng)通過逆變器W供電的三相交流電動機M組成，該逆變器具有布置成橋式電路的作為整流元件的IGBT晶體管T1至T6。各晶體管T1至T6配有空轉(zhuǎn)二極管D1至D6及通過傳動控制單元A的相應的控制極信號G1至G6來控制。
傳動系統(tǒng)設有兩個系統(tǒng)S1及S2，該系統(tǒng)操作逆變器W及三相交流電動機M。各系統(tǒng)設有智能裝置，例如微處理機、微控制器形式的裝置或相應的專用集成電路ASIC。在相應的控制組件ST1及ST2中計算用于系統(tǒng)S1的相應的晶體管的控制信號1TAS1至1TAS6及用于系統(tǒng)S2的各晶體管的控制信號2TAS1至2TAS6，控制組件分別配置在系統(tǒng)S1或S2中，但也可獨立設置。
在該實施例中晶體管的控制信號1TAS1至1TAS6通過配置的光電耦合器OK1至OK6作為控制極信號(Gate-Signal)G1至G6來提供并傳送到線路晶體管T1至T6。光電耦合器的各光電二極管的陽極側與配置的各電源電壓SV1或SV2相連接，及其陰極側通過各后聯(lián)電組R1至R6及連接在電流方向上的另一二極管DS1至DS6與系統(tǒng)S1的控制組件ST1相連接。當然系統(tǒng)S2也可代替系統(tǒng)S1承擔該功能。
在該實施例中在控制信號低電平時，控制信號1TAS1至1TAS6控制所屬的各線路晶體管T1至T6(負邏輯)。
根據(jù)圖1所示的實施例，該傳動系統(tǒng)除用于控制電動機M的逆變器W外還包括根據(jù)本發(fā)明的傳動控制部分A，它具有以下的系統(tǒng)單元-具有組合調(diào)節(jié)部分R1及控制組件ST1的系統(tǒng)S1，其中通過控制組件ST1、晶體管控制信號1TAS1-1TAS6及光電耦合器OK1-OK6控制線路晶體管T1-T6。用于控制上部晶體管T1、T3及T5用于光電耦合器的電壓源是SV1。用于控制下部晶體管T2、T4及T6用于光電耦合器的電壓源是SV2。
-第二系統(tǒng)S2具有相對調(diào)節(jié)部分R1冗余的單元R2及其本身的控制組件ST2。通過控制組件ST2以相應的方式產(chǎn)生晶體管控制信號2TAS1…2TAS。
-通信接口KOMM用于系統(tǒng)S1及系統(tǒng)S2之間的數(shù)據(jù)交換。
-外圍接口PKOMM，通過其系統(tǒng)S1由上級控制部分預給定轉(zhuǎn)速給定值。
此外，第一監(jiān)測電子部分U1及第二監(jiān)測電子部分U2對于誤差探測具有重要意義。在監(jiān)測電子部分U1上連接晶體管控制信號1TAS1、1TAS3、1TAS5及2TAS1、2TAS3、2TAS5。在監(jiān)測電子部分U2上連接晶體管控制信號1TAS2，1TAS4、1TAS6及2TAS2、2TAS4、2TAS6。兩個監(jiān)測電子部分U1、U2的輸出端提供信號IL3及IL4。當發(fā)現(xiàn)誤差時這些信號使開關X3及X4(機械或電子組件)轉(zhuǎn)換，由此以共同的外部電源電壓SV產(chǎn)生用于光電耦合器OK1至OK6的電源電壓SV1及SV2關斷。
對于“安全停止”功能還設置了另外兩個開關X1及X2。該“安全停止”功能還通過脈沖閉鎖來實現(xiàn)，其方式在于根據(jù)工作情況或在誤差情況下使逆變器W的線路晶體管T1至T6關斷。其實現(xiàn)還是在誤差發(fā)現(xiàn)時通過具有信號IL3及IL4的監(jiān)測電子部分U1、U2，最好是用信號IL1在系統(tǒng)S1中經(jīng)過開關X1(機械或電子組件)使由外部電壓SV產(chǎn)生的用于線路晶體管上橋臂的光電耦合器OK1、OK3及OK5的電源電壓SV1關斷，及用信號IL2在系統(tǒng)S2中經(jīng)過開關X2使用于下橋臂的光電耦合器OK2、OK4及OK6的另一電源電壓SV2關斷，以及可能附加地通過控制組件ST中的脈沖閉鎖來實現(xiàn)。
對于以下將借助附圖2描述的系統(tǒng)S1及S2及其中處理的量使用下列用于物理量的標記上標表示物理量(矢量)S＝定子，L＝轉(zhuǎn)子，*＝給定值例如uS…定子電壓下標(字母)表示坐標系統(tǒng)S＝定子，＝轉(zhuǎn)子磁通，例如is＝轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的定子電流。
下標(數(shù)字)表示被轉(zhuǎn)換的矢量分量的方向1＝橫坐標方向，2＝縱坐標方向，例如u2S＝垂直于轉(zhuǎn)子磁通軸的轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的定子電壓給定值分量。
系統(tǒng)S1包括具有計算器R的調(diào)節(jié)單元R1及控制組件ST1。通過上級控制部分(未示出)將給定轉(zhuǎn)速給定值。在計算器R中集成了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(未示出)。在該計算器R中現(xiàn)在將根據(jù)已知的電動機數(shù)據(jù)及測量的相電流計算轉(zhuǎn)速實際值 、滑差頻率給定值 、定子電壓給定幅值 及在轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的負載角 。
通過轉(zhuǎn)速實際值 及滑差頻率給定值 的相加可求得定子頻率給定值 。它用于調(diào)節(jié)單元R1中的另一處理及通過通信接口KOMM傳送給系統(tǒng)S2。
對于同步電動機的情況系統(tǒng)引起的相應的滑差值等于零。在調(diào)節(jié)單元R1中由定子頻率給定值 的積分IG1得到以定子頻率轉(zhuǎn)動的角度。通過負載角 與 相加得到了用于磁場定向控制所需的定子坐標系統(tǒng)中的角 。該角 及電壓給定幅值 就是用于磁場定向控制中三相交流電動機M控制的調(diào)節(jié)量。通過一個正弦表TB1可得到三個錯開120°的正弦波值 及 。
這些正弦波值與電壓給定幅值 相應的相乘×最后得到用于對控制組件ST1進行控制的相電壓給定值uR*、uS*及uT*。由在控制組件ST1中被脈寬調(diào)制的這些相電壓給定值uR*、uS*及uT*將得到用于逆變器的晶體管控制信號1TAS1-1TAS6。所述這些數(shù)學關系可從圖3中所示的矢量圖明顯地推知，其中具有轉(zhuǎn)子磁通軸LF、移動了角度L的轉(zhuǎn)子軸LA及移動了另一角度λs，的定子軸SA。
除在異步電機情況下考慮滑差頻率外，轉(zhuǎn)速僅由定子頻率或定子頻率給定值 來確定。因此有意義的是，在兩個通道上對定子頻率給定值進行限制或監(jiān)測。對于系統(tǒng)S1以第一限制值BG1出現(xiàn)。對于系統(tǒng)S2相互對應為BG2。但這些措施還不能導致“安全速度”的功能，因為在直到晶體管控制信號形成的路徑中，如上所述，可導致電動機M的不正常運動。因此定子頻率給定值 由系統(tǒng)S1附加地傳送給系統(tǒng)S2。
如已述地，系統(tǒng)S2通過通信接口KOMM得到定子頻率給定值 及另外的量，即定子電壓給定幅值 和轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的負載角 。在系統(tǒng)S2中將通過除計算器R外對調(diào)節(jié)單元R1冗余單元R2使定子頻率給定值 附加地通過限制值BG2被限制及監(jiān)測。
在系統(tǒng)S2中，借助從系統(tǒng)S1傳送給系統(tǒng)S2的電壓幅值給定值 及轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的負載角 通過相同運算(IG2、TB2、×)在對系統(tǒng)S1工作無干擾的情況下產(chǎn)生出相同的晶體管控制信號2TAS1至2TAS6。
以下對電壓給定幅值 進行考慮。電動機M中的定子電流主要由電壓幅值給定值或定子電壓幅值來確定。在電壓幅值給定值形成時的單通道誤差僅會導致較高或較低的電機電流及由此引起較高或較低的轉(zhuǎn)矩。這意味著，在一種下垂負載(例如在起重機或電梯中)的情況下尚可不被控制。因此在存在下垂負載的情況下在運行中對于安全速度的監(jiān)測的安全功能可以不設。相反地在具有組合傳感器的電動機中也識別出電機馳張時的速度及可激活外部的制動裝置。
如由圖4中可看出的，在監(jiān)測電子部分U1中由系統(tǒng)S1輸出的晶體管控制信號1TAS1、1TAS3、1TAS5與由系統(tǒng)S2輸出的相應的信號2TAS1、2TAS3、2TAS5通過相應的異或邏輯門XOR1、XOR3、XOR5相互比較及通過或邏輯門O1得到總誤差信號F1，該信號通過以電阻RS10及電容C1(低頻干擾濾波器)組成的分壓器連接到存儲器FF1上。如果相應的脈沖形控制信號彼此不相一致，則通過誤差信號F1使存儲器FF1的輸出信號IL3及通過開關X3使用于上部晶體管控制光電耦合器OK1、OK3、OK5的電源電壓關斷。
在監(jiān)測電子部分U2中晶體管控制信號1TAS2、1TAS4、1TAS6及2TAS2、2TAS4、2TAS6通過相應的異或邏輯門XOR2、XOR4、XOR6相互比較及通過或邏輯門O2得到總誤差信號F2，該信號通過由電阻RS11及電容C2(也作為低頻干擾濾波器)組成的分壓器連接到另外的存儲器FF2上。如果相應的脈沖形控制信號彼此不相一致，則通過誤差信號F2具有輸出信號IL4的另外存儲器FF2及通過開關X4對于下部晶體管光電耦合器OK2、OK4、OK6使電源電壓關斷。這樣地實現(xiàn)的誤差探測非常靈敏及幾乎無延時。
這種具有開關X1、X2、X3及X4的兩個雙通道脈沖閉鎖路徑的功能可被周期式檢測及由此測強制動態(tài)操作，例如在每次電源電壓開通時。對此在開關X1及X3操作后，電源電壓SV1通過在開關X1及X3后限定的信號SV1Diag及對于電源電壓SV2通過信號SV2_Diag讀入到操作開關X2、X4的系統(tǒng)S1或S2中。這就是說，當系統(tǒng)S1或S2故障時總可以另一系統(tǒng)響應其功能，因為即使所謂不注意的誤差通過強制動態(tài)操作還會被發(fā)現(xiàn)。
通過開關X3及X4具有信號IL3及IL4的開關路徑的相應強制動態(tài)操作在線地或離線地在系統(tǒng)S2中產(chǎn)生出干擾信號ST并連接到系統(tǒng)中的頻率給定值 上。關斷路徑的撿測將通過信號SV1_Diag及SV2_Diag的回讀來實現(xiàn)。該撿測將順序地進行，因為在誤差增長時兩個監(jiān)測電子部分U1，U2將同時響應。對此相應的存儲器FF1及FF2可被閉鎖。這通過相應的系統(tǒng)S1的控制信號E/D1及系統(tǒng)S2的控制信號E/D2來實現(xiàn)。在強制動態(tài)操作后存儲器FF1、FF2通過相應的復位輸入端用相應的信號RESET1及RESET2重新轉(zhuǎn)換到有效。
該檢測最好在各電源電壓開通后或以恒定的時間脈沖如大概8小時的間隔(只要運行允許)進行。通過SV1_Diag可附加在逆變器控制組件ST1中實現(xiàn)脈沖閉鎖。
這就是說，在電動機M上不可能形成帶來危險的運動。通過信號SV1Diag及SV2_Diag可對開關X1至X4的功能進行檢測。
頻率給定值的限制值BG1及BG2同樣可強制動態(tài)操作。為此將一個測試信號TS加到用于兩個系統(tǒng)S1及S2的頻率給定值上。兩個限制值必需被限制在相同值上或產(chǎn)生響應信號的BG1及BG2。該檢測最好在電源電壓每次接通后或以一個恒定的時間節(jié)拍——如8小時的間隔(只要運行允許)進行及通過系統(tǒng)S1及S2之間的交叉以交叉方式進行數(shù)據(jù)比較。
如果在運行時產(chǎn)生了頻率給定值，它導致限制值BG1及BG2的同時響應，則電動機M盡可能停止運行，撤消報警及避免再接通。然后用戶可以檢測，例如為什么在“安全速度”模式中會由控制單元預給定高的轉(zhuǎn)速給定值。如果僅相應檢測，則立即解除脈沖失效。
因此通過根據(jù)本發(fā)明的傳動控制相對現(xiàn)有技術還可以達到以下的優(yōu)點-對于“安全速度”功能不需要檢測速度的傳感器系統(tǒng)；-開關可以強制地動態(tài)操作-第二系統(tǒng)S2包括兩個監(jiān)測電子部分U1、U2是市場上可選擇的-第二系統(tǒng)S2包括兩個監(jiān)測電子部分U1、U2的成本實質(zhì)上低于包括附件及傳感器線路的傳感器系統(tǒng)
-誤差的識別幾乎無延時(低頻干擾濾波器＜100μs)；-誤差的容差特別??；及-該“安全速度”功能可用于所有的無傳感器系統(tǒng)的三相交流電機。
除了在該實施例中所述的用元件XOR1至XOR6、O1、O2、RS10、RS11、C1、C2、FF1及FF2實現(xiàn)監(jiān)測電子部分U1、U2的邏輯連接外，在保持該功能的情況下還可具有誤差探測裝置的其它實施形式。尤其在于，可對監(jiān)測電子部分U1、U2選擇任意的其它相應的控制信號的配置。這也適用于通過具有正邏輯的控制組件ST的控制。這兩個系統(tǒng)S1及S2既可用硬件(例如用ASIC)還可用適當編程的微處理機或微控制器來實現(xiàn)。
同樣可以使所有的開關X1至X4串連接，以便由此(也可雙通道地)關斷對所有光電耦合器OK1至OK6的電源。
本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進行各種變形和修改。
本說明書基于。其內(nèi)容全部包含于此。
本說明具有產(chǎn)業(yè)上的可利用性。
標號說明A傳動裝置W逆變器M三相交流電動機T1…T2 晶體管D1…D6 空轉(zhuǎn)二極管G1…G6 柵極/控制極連接S1…S2 控制系統(tǒng)SV、SV1、SV2 電源電壓X1bisX4 開關(電力的或動力的)IL1bisIL4開關的開關信號SV1_Diag SV1的回讀信號SV2_Diag SV2的回讀信號ST1、ST2 控制組R1 調(diào)節(jié)器1R2 R1的冗余處理R計算器LF 轉(zhuǎn)子磁通軸LA 轉(zhuǎn)子軸SA 定子軸 轉(zhuǎn)速給定值 轉(zhuǎn)速實際值iS轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的定子電流u2S在轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中垂直于轉(zhuǎn)子磁通軸的定子電壓iR、iS、iT相電流實際值L*滑差頻給定值 定子電壓給定幅值 轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的負載角 定子坐標系統(tǒng)中的角定子頻率給定值λS、S、L、εSS、εS角度值 正弦值的相值 正弦值的相值 正弦值的相值uR*、uS*、uT*電壓給定值IG1、IG2 積算器TG1、TG2 正弦表X 倍加器+ 加法器BG1、BG2 限制值ST 干擾信號TS 測試信號KOMM 通信接口PKOMM外圍接口1TAS1…1TAS6 第一組控制信號2TAS1…2TAS6 第二組控制信號OK1…OK6 光電耦合器DS1…DS6 二極管U1、U2 監(jiān)測電子部分E/DI、E/D2 激活/非激活控制信號RESET1、RESET2 復位信號RS1…RS6 電阻RS10、RS11 電阻C1、C2 電容F1F2 總誤差信號FF1、FF2 存儲器XOR1…XOR6 異或邏輯門或連接O1、O2 或邏輯門
權利要求
1.一種使用逆變器(W)的三相交流電動機(M)的傳動控制裝置(A)，具有第一系統(tǒng)(S1)及第二系統(tǒng)(S2)，用于對逆變器(W)的整流元件(T1…T6)產(chǎn)生在未受干擾運行時冗余的第一組控制信號(1TAS1…1TAS6)及第二組控制信號(2TAS1…2TAS6)，其方式是，系統(tǒng)(S1)被施加轉(zhuǎn)速給定值( )，借助該給定值可導出基本與轉(zhuǎn)速給定值成比例的頻率給定值，以產(chǎn)生第一組控制信號(1TAS1…1TAS6)，該值通過通信接口(KOMM)提供給另一系統(tǒng)(S2)用于產(chǎn)生第二組控制信號(2TAS1…2TAS6)，其中，在每個系統(tǒng)(S1、S2)中相應的頻率給定值可被限制和/或監(jiān)測，其中，設置了用于監(jiān)測第一及第二控制信號組的誤差探測裝置(U1、U2)，其中，第一組及第二組控制信號的一部分相應的控制信號(1TAS1、1TAS3、1TAS5、2TAS1、2TAS3、2TAS5)在第一誤差探測裝置(U1)中可相互比較，第一組及第二組控制信號中的其余相應的控制信號(1TAS2、1TAS4、1TAS6、2TAS2、2TAS4、2TAS6)在第二誤差探測裝置(U2)中相互比較，其中在相應的控制信號(1TAS1、2TAS1…1TAS6、2TAS6)相互有偏差的情況下，通過相應的誤差探測裝置(U1、U2)在兩個通道上使逆變器的整流元件關斷。
2.根據(jù)權利要求1所述的傳動控制裝置(A)，其中逆變器(W)具有連接成橋式電路的整流元件(T1…T6)，及在相應的控制信號(1TAS1、2TAS1…1TAS6、2TAS6)相互有偏差的情況下，通過誤差探測裝置(U1)使整流元件上橋臂用的脈沖閉鎖及通過另一誤差探測裝置(U2)使整流元件下橋臂用的脈沖閉鎖。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的傳動控制裝置(A)，其中使用定子頻率給定值( )作為用于產(chǎn)生這兩組控制信號(1TAS1…1TAS6、2TAS1…2TAS6)的、基本上與轉(zhuǎn)速給定值( )成正比的頻率給定值。
4.根據(jù)權利要求3所述的傳動控制裝置(A)，用于同步電動機，其中施加轉(zhuǎn)速給定值( )的系統(tǒng)(S1)包括具有積分轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的計算裝置，它借助轉(zhuǎn)速給定值( )及相應的相電流實際值(iR、iS、iT)除相應的定子頻率給定值( )還輸出相應的定子電壓給定幅值 及在轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的負載角 ，借助它們且通過兩個系統(tǒng)(S1、S2)的相應的調(diào)節(jié)單元產(chǎn)生相應的相電壓給定值，以控制相應的控制組件，用于產(chǎn)生相應的控制信號(1TAS1…1TAS6、2TAS1…2TAS6)。
5．根據(jù)權利要求3所述的傳動控制裝置(A)，用于異步電動機，其中施加轉(zhuǎn)速給定值( )的系統(tǒng)(S1)包括具有積分轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的計算裝置，其借助轉(zhuǎn)速給定值( )及相應的相電流實際值(iR、iS、iT)除相應的定子頻率給定值( )還輸出相應的滑差頻率給定值，定子電壓給定幅值 及在轉(zhuǎn)子磁通坐標系統(tǒng)中的負載角 ，借助它們且通過兩個系統(tǒng)(S1、S2)相應的調(diào)節(jié)單元產(chǎn)生相應的相電壓值，以控制相應的控制組件，用于產(chǎn)生相應的控制信號(1TAS1…1TAS6、2TAS1…2TAS6)。
6．根據(jù)上述任一項權利要求所述的傳動控制裝置(A)，其中第一誤差探測裝置(U1)用于監(jiān)測上橋臂的整流元件(T1、T3、T5)的相應的控制信號(1TAS1、1TAS3、1TAS5、2TAS1、2TAS3、2TAS5)，及第二誤差探測裝置(U2)用于監(jiān)測下橋臂的整流元件(T2、T4、T6)的相應的控制信號(1TAS2、1TAS4、1TAS6、2TAS2、2TAS4、2TAS6)。
7．根據(jù)上述任一項權利要求所述的傳動控制裝置(A)，其中每個誤差探測裝置(U1、U2)使所監(jiān)測的整流元件(T1…T6)的相應的控制信號(1TAS1、2TAS1…1TAS6、2TAS6)相互邏輯異或(XOR1…XOR6)連接并將其結果邏輯(O1、O2)連接成一個總誤差信號(F1、F2)。
8．根據(jù)上述任一項權利要求所述的傳動控制裝置(A)，其中僅一組控制信號(1TAS1…1TAS6、2TAS1…2TAS6)用于控制逆變器(W)的整流元件(T1…T6)。
9．根據(jù)上述任一項權利要求所述的傳動控制裝置(A)，其中，相應的光電耦合器(OK1…OK6)用于將控制信號(1TAS1…1TAS6)傳送給整流元件(T1…T6)，并且在誤差情況下通過誤差探測裝置(U1、U2)使相應的控制信號(1TAS1…1TAS6、2TAS1…2TAS6)所屬的光電耦合器(OK1…OK6)的電源電壓(SV1、SV2)關斷。
10．根據(jù)權利要求2至7中任一項所述的傳動控制裝置(A)，其中相應的光電耦合器(OK1…OK6)用于將控制信號(1TAS1…1TAS6)傳送給整流元件(T1…T6)，并且在誤差情況下通過誤差探測裝置(U1、U2)使相應的橋臂所屬的光電耦合器(OK1…OK6)的電源電壓(SV1、SV2)關斷。
11.根據(jù)權利要求2至9中任一項所述的傳動控制裝置(A)，具有用于強制動態(tài)操作兩個脈沖閉鎖路徑(IL3、IL4)的裝置，通過該裝置將一個干擾信號(ST)加到產(chǎn)生控制信號組(1TAS1...1TAS6、2TAS1...2TAS6)的給定值上，及讀入用于控制逆變器上橋臂整流元件(T1、T3、T5)及下橋臂整流元件(T2、T4、T6)的電源電壓(SV1、SV2)。
12.根據(jù)權利要求11所述的傳動控制裝置(A)，其中，對用于控制逆變器上橋臂整流元件(T1、T3、T5)及下橋臂整流元件(T2、T4、T6)的電源電壓(SV1、SV2)的讀入順序地進行。
13.根據(jù)上述任一項權利要求所述的傳動控制裝置(A)，具有一個用于強制動態(tài)操作給定值的限制值、尤其是定子頻率給定值的限制值的裝置，通過該裝置在兩個系統(tǒng)(S1、S2)中將一個相應的測試信號(TS)加到產(chǎn)生控制信號組(1TAS1...1TAS6、2TAS1...2TAS6)的給定值上，及使所產(chǎn)生的相應的限制值信號(BG1、BG2)相互比較，并尤其是通過交叉式的數(shù)據(jù)比較。
全文摘要
本發(fā)明可對用逆變器(W)驅(qū)動的所有無傳感器的三相交流電動機(M)實現(xiàn)速度監(jiān)測的安全功能,其方式是,在兩個近似的冗余系統(tǒng)(S1、S2)中對求得的定子頻率給定值(Φs)在兩個通道上進行限制及監(jiān)測,其中在各系統(tǒng)(S1、S2)中由它導出用于逆變器整流元件(T1…T6)的相應的控制信號(1TAS1…1TAS6、2TAS1…2TAS6),其在兩個監(jiān)測電子部分(U1、U2)中相互比較。在識別到誤差時在兩個通道上執(zhí)行關斷(IL3、X3、IL4、X4)。此外另一方面,本發(fā)明的電路設計是強制動態(tài)性的。
文檔編號H02H7/08GK1355601SQ01138558
公開日2002年6月26日 申請日期2001年7月15日 優(yōu)先權日2000年11月29日
發(fā)明者岡特·施韋西格 申請人:西門子公司