專利名稱：用于以故障保護方式監控在電驅動器上的運動參數的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于以故障保護方式監控在具有固定的部件和可運動的部件的電驅動器上的運動參數的方法，所述方法具有步驟-根據運動參數的額定值產生第一驅動電流和至少一個第二驅動電流；-借助于第一驅動電流和第二驅動電流在驅動器中產生交變磁場，其中，所述交變磁場引起可運動的部件的運動；-借助于測量裝置確定第一測量信號和第二測量信號，所述第一測量信號表示第一驅動電流，所述第二測量信號表示第二驅動電流；-根據第一測量信號和第二測量信號確定產生場的直軸電流分量和產生力矩的交軸電流分量；-根據第一測量信號和第二測量信號確定運動參數的實際值。此外，本發明涉及一種用于以故障保護方式監控在具有固定的部件和可運動的部件的電驅動器上的運動參數的裝置，所述裝置具有用于根據運動參數的額定值產生第一驅動電流和至少一個第二驅動電流的驅動放大器；用于輸送第一驅動電流的第一電流通路和用于將第二驅動電流輸送到驅動器的第二電流通路，以便能在驅動器中產生交變磁場， 其中，所述交變磁場引起可運動的部件的運動；用于確定第一測量信號和第二測量信號的測量裝置，所述第一測量信號表示第一驅動電流，所述第二測量信號表示第二驅動電流；用于根據第一測量信號和第二測量信號確定產生場的直軸電流分量和產生力矩的交軸電流分量的轉換器；和用于根據第一測量信號和第二測量信號確定運動參數的實際值的監控電路。
背景技術：
從DE 10035783A1中已知一種這樣的方法和一種這樣的裝置。本發明特別是涉及以故障保護方式監控用于保護在自動化工作的機器或設備，例如工具機、機器人、傳送帶或自動打開和關閉的門上的危險區域的電驅動器。這樣的機器或設備的危險區域通常通過保護欄、光柜和其它裝置保護，所述保護欄、光柜和其它裝置防止直接進入危險區域中和/或在進入危險區域中時關掉機器或設備。但是存在下述情況，在所述情況中不能夠完全阻止進入危險區域中，例如在機器上或在自動門上設立自動化工作流程時。為了也在這種情況下使得人員受傷的危險降到最低，已知的是，將機器或設備的帶來危險的驅動器的運動參數，例如特別是驅動器的轉速和/或轉矩，限定到規定的最大值。 因此，工具機械例如能夠在已開啟的保護門的情況下以降低的、限定的速度運轉。為了確保在這種情況下人員的安全，必須以故障保護的方式監控工作的驅動器的危險的運動參數。通常情況下通過至少雙重監控運動參數并且將相應的監控結果相互比較來實現故障保護的監控。當并且只有當冗余的監控結果相一致時，才允許驅動器的帶來危險的運動。
上述DE 10035738A1提出一種用于監控同步驅動器或非同步驅動器的轉速的冗余的安全裝置，其中，一方面借助與驅動軸連接的轉速傳感器檢測轉速。轉速傳感器提供了作為用于驅動器控制回路的輸入參數的瞬時轉速。在驅動器的三個所謂的相位中的兩個中附加地測量驅動電流。將所測量的驅動電流換算為產生場的直軸電流分量和產生力矩的交軸電流分量。具有借助于轉速傳感器的轉速信號確定的加速值的電流值的可信度對比可實現在冗余的監控系統中的錯誤的檢測。DE 10163010A1公開了用于以故障保護方式監控電驅動器的速度的另一裝置和另一方法。所述裝置具有兩個處理器，所述兩個處理器可實現監控結果的交叉對比，其中，兩個處理器以不同的方式實施監控。第一處理器處理轉速控制的常規的控制算法，并且借助于估計的或測量的轉速值實施監控。第二處理器從所測量的電流值中或從控制電壓的重構中確定提供驅動電流的所謂的變頻器的當前的輸出頻率。借助所述方法和所述裝置可以省去單獨的轉速傳感器。在DE 102005045^4A1中也說明了類似的裝置。已述的三個裝置和方法主要用于監控轉速，并且因此監控驅動器的速度。在這里未提出維持限定的轉矩的監控。DE 4234501A1公開了一種用于冗余地監控電驅動器的最大的轉矩的方法和裝置。 在一個信道中借助于驅動電流確定瞬時轉矩。在第二信道中借助于瞬時轉速且借助于電驅動器的通用特征曲線估計瞬時轉矩，其中，在這里又借助于轉速傳感器確定轉速。這個已知的方法相應地需要單獨的轉速傳感器來監控轉矩。
發明內容
在這個背景下，本發明的目的是，提出一種開始所述類型的方法和裝置，所述方法和裝置可實現簡單和低成本地以故障保護方式監控在電驅動器上的運動參數，包括以故障保護方式監控轉矩。根據本發明的第一方面，所述目的通過一種開始所述類型的方法得以實現，其中， 產生具有可變的測試電流分量的驅動電流中的至少一個，所述測試電流分量形成用于檢查測量裝置的限定的測試圖，其中，測試電流分量選擇為，使得在直軸電流分量中出現限定的測試圖，而交軸電流分量盡可能不具有測試圖。根據本發明的另一方面，所述目的通過一種開始所述類型的裝置得以實現，所述裝置具有測試電流發生器，所述測試電流發生器構成為用于產生可變的測試電流分量，所述測試電流分量與驅動電流中的至少一個疊加，其中，測試電流分量形成用于檢查測量裝置的限定的測試圖，并且其中，測試電流分量選擇為，使得在直軸電流分量中出現限定的測試圖，而交軸電流分量盡可能不具有測試圖。新的方法和新的裝置基于的思想是，使用“人工生成的”測試圖，所述測試圖與第一驅動電流和/或第二驅動電流疊加。通常情況下，所述測試圖與三相控制的驅動器的所有三個驅動電流疊加。測試圖具有限定的和已知的特性，例如已知的頻率、相位、振幅、信號形狀等等，并且借助于所述已知的特性能夠檢查測量裝置是否無故障地運行。當確保測量裝置無故障地運行時，僅借助于驅動電流監控運動參數是足夠的。那么，能夠省去(附加的)轉速傳感器或第二冗余的測量通道，這可實現非常低成本的和緊湊的實施形式。但是，新的方法和新的裝置不只是基于將任一測試圖與驅動電流疊加，以便檢查
5測量裝置的功能。相反，新的方法和新的裝置使用確定的測試信號，所述測量信號選擇為， 使得原則上僅在(計算算出的)直軸電流分量中出現限定的測試圖。優選的是，驅動電流的交軸電流分量完全不具有測試圖，也就是說僅在直軸電流分量中出現測試圖，并且不會影響交軸電流分量。但是不排除由于技術上的和/或根據成本的考慮，測試圖的小部分還是能夠出現在交軸電流分量中。但是，新的方法和新的裝置基于的思想是直軸電流分量首先包含測試圖，并且因此被評估，以用于檢查測量裝置。測試圖集中在直軸電流分量中導致測試電流分量僅對驅動電流的形成轉矩的部分產生少量的作用或者完全不產生作用。因此，電驅動器的轉矩(并且因此，其它運動參數，如轉速或加速度)不受測試圖的影響。換句話說，驅動器的運動參數，特別是轉矩，不通過測試圖改變或者最多以可忽略的程度改變。由于這個原因，新的方法和新的裝置特別良好地適于以低成本和故障保護方式監控電驅動器的轉矩。但是此外，新的方法和新的裝置也能夠應用于以低成本和故障保護方式監控驅動器的其它運動參數。因此，上述目的得以完全實現。在本發明的一個優選的實施形式中，單信道地測量所述測量信號中的至少一個。 優選的是，分別單信道地構成用于兩個測量信號的測量裝置，也就是說，分別單信道地測量第一驅動電流和第二驅動電流。那么，對于兩個驅動電流中的每個，存在唯一的測量值或唯一的測量信號，所述測量信號表示驅動電流在限定的時間點上的瞬時值。單信道的測量裝置可實現比雙信道或多信道的測量裝置明顯成本更低的實施形式，借助所述雙信道或多信道的測量裝置，每個測量信號被多次冗余地記錄。但是，單信道的測量裝置原則上包含錯誤地記錄測量值的風險，并且不會識別出所述錯誤。但是，在新的方法和新的裝置中，所述風險特別是通過借助于測試電流分量定期測試所述測量裝置來排除。因此，新的裝置和新的方法可實現用于在電驅動器上的運動參數的與安全相關的監控的低成本的單信道的測量值記錄。在另一實施形式中，限定的測試圖是盡可能脈沖狀的信號。在所述實施形式中，測試圖包含多個脈沖，所述脈沖以限定的時間周期相繼設置。 測試脈沖能夠以有規律的或無規律的間隔相繼設置。在一些實施例中，脈沖序列的頻率在 IKHz和50KHz之間。唯一的測試脈沖的脈沖持續時間與脈沖序列的周期持續時間相比優選非常短。脈沖狀的測試圖能夠以非常簡單和故障保護的方式評估。此外，借助這樣的測試圖能夠使測試電流分量對驅動電流和待監控的運動參數的影響降到最低。在另一實施形式中，借助閉環控制回路產生第一驅動電流和第二驅動電流，所述閉環控制回路至少使用直軸電流分量作為控制變量。所述實施形式可實現新的方法和新的裝置的非常精巧和低成本的實施形式，因為，具有測試圖的直軸電流分量作為控制變量是總歸存在的，并且因此能夠被簡單地評估。 此外，所述實施形式具有的優點是，由于控制裝置減少了測試圖對運動參數的產生的緩慢的影響。在另一實施形式中，借助于用于控制回路的可變的額定值產生測試電流分量。所述實施形式可實現新的方法和新的裝置的非常簡單和低成本的實施形式，即通過與所希望的測試圖相一致地改變用于直軸電流分量的額定值。那么，由于控制回路，強制地改變直軸電流分量，而不需要附加的信號發生器。
在另一實施形式中，可變的額定值形成測試圖。在所述實施形式中，用于直軸電流分量的控制回路的“標準的”或在正常操作期間的額定值為零，也就是說，直軸電流分量在驅動控制的范圍內被調節到零。現在，將在正常操作期間的額定值“零”與測試圖疊加。因此，直軸電流分量僅在(優選)短的時間周期內被調節到大于零的(絕對)值，需要所述時間周期來產生測試圖。當省去或“中斷”所述測試圖時，直軸電流分量的額定值再次為零。在所述實施形式中能夠借助存在于控制回路中的信號非常簡單地識別和檢測測試圖。在一些實施例中足夠的是，針對測試圖的存在來監控直軸電流分量。另一方面，所述實施形式特別良好地適于監控經常使用的同步驅動器的運動參數，因為所述同步驅動器通常僅需要交軸電流分量。相應地，在所述實施形式的優選的變形方案中，所述驅動器是同步驅動器。在另一實施形式中，借助故障保護的電路組件產生測試電流分量，所述電路組件構成為用于根據直軸電流分量產生錯誤信號。故障保護的電路組件優選具有用于產生和/ 或評估具有測試圖的測試電流分量和直軸電流分量的至少兩個冗余的信號處理通道。當所監控的運動參數偏離許用的值域時，所述實施形式能夠以被證明的和可靠的方式實現以故障保護方式關閉驅動器。因此，所述實施形式有助于新的方法和新的裝置的高故障保護性，即使分別單信道地測量至少兩個驅動電流。在另一實施形式中，借助驅動控制裝置產生第一驅動電流和第二驅動電流，所述故障保護的電路組件集成在所述控制裝置中。在所述實施形式中，電路組件形成驅動控制裝置的集成的部分，所述驅動控制裝置實現了用于被監控的驅動器的所有主要的控制功能。在一些實施例中，電路組件是插入卡，所述插入卡能夠插入自身非故障保護的驅動控制裝置的適宜的插入位置中。在所述實施例中，電路組件能夠已有利的方式使用驅動控制裝置的驅動控制回路，以便以低成本和精巧的方式產生測試圖。所述實施形式可實現新的裝置的模塊化結構，并且簡化了在較舊的非故障保護的驅動控制裝置中以故障保護方式監控的低成本的改裝。另一方面，將故障保護的電路組件集成到驅動控制裝置中具有的優點是，運動參數的監控不取決于外部的接纜。因此，減少了由于錯誤的或有損壞的接纜而導致的風險。在另一實施形式中，運動參數與交軸電流分量成比例，其中，當交軸電流分量超過限定的極限值時，產生錯誤信號。所述實施形式非常有利地用于以精巧的和故障保護的方式監控驅動器的最大許用轉矩。轉矩監控能夠僅借助于單信道地測量的驅動電流得以實現，其中，所述測量信號對于驅動器的在正常操作期間的控制而言是總歸需要的。此外，在另一實施形式中，借助于傳感器確定運動參數的實際值，所述傳感器提供與轉速相關的傳感器信號。所述實施形式可實現與借助于所測量的驅動電流獲得的結果的有利的可信度對比。因此，所述實施形式提供了更高的故障保護性，并且此外，在測量裝置中出現錯誤時提供了新的裝置的更高的可用性。在也自身表示本發明的另一實施形式中，根據傳感器信號確定與傳感器無關的位置信號，所述位置信號表示可運動的部件的工作位置。在所述實施形式中，首先確定位置信號優選作為在驅動器的限定的坐標系中的絕對值，所述位置信號表示驅動器的瞬時位置。有利的是，位置信號是數字信號，所述數字信號與所使用的傳感器的類型無關。所述傳感器例如可以是具有增量步長的光學的、電感的和/或電容的記錄的增量傳感器。在其它實施例中，傳感器能夠提供借助于格雷碼 (Gray-Code)說明驅動器的瞬時位置的信號。在又一實施例中，傳感器可以是分解器，所述分解器提供模擬正弦信號和模擬余弦信號，從所述模擬正弦信號和模擬余弦信號中能夠確定驅動器的瞬時位置。在所有情況下，與傳感器無關的位置信號是相同的。優選提供驅動器的具有數字信號形式的絕對位置，其中，使用與傳感器無關的位置信號來控制驅動器和/ 或監控運動參數。所述實施形式為使用者提供在選擇傳感器時的高的靈活性，并且所述實施形式可實現新的裝置和新的方法的特別低成本的實施形式。在另一實施形式中，借助于第一驅動電流和第二驅動電流產生驅動力矩，所述驅動力矩大于機械制動器的限定的制動力矩，其中，運動參數表示可運動的部件的停止。在所述實施形式中，新的裝置和新的方法可實現用于驅動器的外部的制動器的簡單的和低成本的檢查，即通過以測試的方式產生驅動力矩，所述驅動力矩大于制動器的所需的最大制動力矩。當在閉合的制動器(具有所要求的最大制動力矩)的情況下，盡管存在所述驅動力矩，但驅動器仍然停止時，這表明外部的制動器的可靠的功能。當確保故障保護的測量時，停止的監控能夠以簡單的和精巧的方式僅借助于所測量的驅動電流來進行。在新的方法和新的裝置中，故障保護的測量借助于新的測試圖來實現。不言而喻，前面已提及的并且在后面還將闡述的特征不僅能夠以相應地說明的組合的方式使用，而是也能夠以其它組合的方式使用或獨自使用，而不超出本發明的范圍。
下面借助于附圖闡述本發明的實施例。唯一的附圖示出在使用閉環控制回路的情況下，新的裝置和新的方法的實施例的示意圖。
具體實施例方式在圖1中以附圖標記10標明根據本發明的實施例的裝置的整體。所述裝置10包括用于可操作地控制驅動器14的驅動控制裝置12。所述驅動器14具有固定的部件(定子)16和在這里構成為轉子的可運動的部件18。在這里，所述轉子18作為內電樞設置在定子16內。但是，原則上也能夠在具有外部運行的轉子的驅動器中并且此外還能夠在電驅動器中使用新的裝置和新的方法，替代轉動運動，所述電驅動器引起平移運動(線性驅動器)O在這里，轉子18通過軸20與機械制動器22連接，并且與傳感器M連接。傳感器 24例如是具有軸20的轉動運動的光學的、電感的和/或電容的檢測的增量傳感器。此外， 傳感器M能夠是分解器或絕對值傳感器，所述分解器或絕對值傳感器以數字值的形式提供軸20的轉動角位置。在一些實施例中，驅動控制裝置12具有帶有多個連接插座25a、25b 的殼體，其中，每個連接插座25構成用于連接另一傳感器類型。連接插座2 例如構成為用于連接增量傳感器的標準插座，而連接插座2 例如構成為用于連接分解器或格雷碼傳感器的標準插座。插座25a、2^相應地具有通常的機械形式和用于連接相應的傳感器的常規數量的觸點。
驅動控制裝置12在驅動器14中產生交變磁場沈，在這里僅借助兩條磁場線簡化地示出所述交變磁場。借助驅動電流產生交變場沈，所述驅動電流通過驅動放大器觀提供。所述驅動放大器觀通過三條導線30a、30b、30c與驅動器14連接。三個導線30中的每個引導驅動電流，其中，三個驅動電流通常情況下是具有相同的振幅和彼此相對移位的相位的正弦型信號。三個驅動電流共同產生交變場26，所述交變場在通常情況下圍繞定子 16，并且使轉子18運動。借助附圖標記32a、32b標明測量裝置32的兩個測量點，借助所述兩個測量點測量三個驅動電流中的兩個。在這里，以Ia和Ib標明兩個被測量的驅動電流。所述測量裝置32 例如包括分流電阻，具有電壓信號的形式的驅動電流作用在所述分流電阻上。原則上測量和評估在饋電線30中的所有三個驅動電流。但是因為三個驅動電流彼此處于固定的關系， 所以測量三個驅動電流中的兩個就足夠了。借助附圖標記34標明轉換器，所述轉換器根據所測量的驅動電流Ia、Ib確定交軸電流分量1,和直軸電流分量Id。交軸電流分量Itl是三個驅動電流的所產生的電流向量的用于產生在轉子18中的轉矩的部分。因此，交軸電流分量1,是在轉子18中橫向于磁場流動的電流分量。直軸電流分量Id是所產生的電流向量的正交分量。所述直軸電流分量Id不有助于在轉子18中的轉矩形成，因為電流在轉子18中平行于場線流動。根據所測量的驅動電流Ia、Ib確定直軸電流分量Id和交軸電流分量I,可借助于變換方程得以實現，所述變換方程對于在電驅動器領域中的技術人員而言是已知的，并且由于簡單性在這里不詳細復述。在這里，將直軸電流分量Id和交軸電流Itl分別輸送給求和點36、38。此外，求和點36獲得由另一轉換器40產生的用于直軸電流Id的額定值。求和點38獲得在這里同樣由轉換器40產生的用于交軸電流Itl的額定值。在這里，轉換器40根據額定轉速η *確定兩個額定值I * d、I %，驅動器14的轉子18應以所述額定轉速轉動。在求和點36、38確定在相應的額定值I * d或I %和由轉換器；34提供的實際值Id或Itl之間的差值。所述差值分別導致輸送給控制單元42的控制偏差。控制單元42根據控制偏差確定用于驅動放大器觀的控制信號，所述驅動放大器產生用于驅動器14的驅動電流。典型地，控制單元42產生脈沖寬度調制的控制信號，借助所述控制信號控制在驅動放大器觀中的開關晶體管。總的來說，驅動放大器觀、測量裝置32、轉換器34和40、求和點36、38和控制單元42形成閉環控制回路44，借助所述閉環控制回路根據外部額定值，如轉速η *，產生驅動電流。在本實施例中，裝置10包括用于驅動器14的轉速η的另一上級的控制回路。另一控制回路包括轉速傳感器對，所述轉速傳感器的輸出信號通過連接插座2 輸送給位置計算單元46。所述位置計算單元46構成為用于確定與傳感器無關的位置值Pnmi，所述位置值表示轉子18的相對于參照點的瞬時轉動角位置。在這里，位置計算單元46以標準化的、 與傳感器M的類型無關的方式，特別是作為數字位置值，提供位置值PnOT。在優選的實施例中，位置計算單元46獲得連接在插座25a、2^上的傳感器M的作為模擬信號的輸出信號，并且所述位置計算單元根據模擬信號確定數字位置值Pn。M。在這里，位置計算單元46具有多個彼此不同的信號通道47a、47b，其中，每個信號通道構成為用于處理另一傳感器類型。每個信號通道47a、47b與插座25a、2^中的一個連接，適配于所述信號通道的類型的傳感器能夠連接在所述插座上。位置計算單元46由于不同的信號通道47a、47b是相對復雜的電路組成部分，但是，所述電路組成部分可實現在連接傳感器時的高的靈活性。在一些實施例中，位置計算單元46是ASIC(專用集成電路)。 當需要電路組成部分的用于與安全性相關的功能的信號和/或信息，如故障保護的轉速監控和/或轉矩監控時，復雜的電路組成部分本身是不利的。但是，在本情況中，位置計算單元46能夠復雜地實現，因為借助于電流測量的監控提供了冗余的第二信道，以至于能夠省去關于位置計算單元46的細節的故障觀測。借助附圖標記48標明微分元件，所述微分元件獲得標準化的位置值Pnmi，并且在所述微分元件的輸出端上提供微分的位置值，所述微分的位置值表示轉子18的瞬時轉速 η。在求和點50上從外部輸入的額定轉速η*中減去瞬時轉速η。將差值作為控制偏差輸送給轉換器40，所述轉換器根據所述控制偏差確定用于直軸電流分量和交軸電流分量的額定
值 I* d、I* q°借助附圖標記M標明電路組件，所述電路組件還從轉換器34獲得直軸電流分量 Id和交軸電流分量I,。此外，電路組件M從位置計算單元46獲得標準化的位置值Pnmi和 /或獲得已測量的電流Ia、Ib。此外，在這里，電路組件M獲得用于最大許用轉矩Mmax的極限值和用于最大許用轉速nmax的另一極限值。極限值Mmax和是在配置裝置10時設定的參數，并且存儲在電路組件M的存儲器中。電路組件M構成為用于監控驅動器14的瞬時轉速η和實際的轉矩Μ。當轉矩M 和/或轉速η的實際值超過所選擇的最大值時，電路組件M生成錯誤信號56，在這種情況下，所述錯誤信號被輸入控制單元42和/或驅動放大器觀。借助于錯誤信號56，電路組件 54能夠防止生成用于驅動放大器觀的脈沖寬度調制的控制信號和/或將驅動放大器觀與脈沖寬度調制的控制信號分開。在不具有所述控制信號的情況下，驅動放大器觀不產生驅動電流。因此，驅動器14由電路組件M借助于錯誤信號56關閉。此外，錯誤信號56能夠激活信號燈(未示出)和/或切斷一個或多個外部的接觸器(未示出)，所述接觸器的工作觸點設置在導線30中，并且借助所述導線30，驅動器14與驅動放大器觀分開。在優選的實施例中，電路組件M構造為多信道冗余的。這在附圖中借助于兩個冗余的微控制器58a、58b示出。替代一個或兩個微控制器58a、58b，電路組件M能夠包括特定功能的邏輯電路，例如ASIC。在附圖標記60處示出接口，通過所述接口，電路組件M此外能夠接收來自轉換器34的輸入信號，此外，并且能夠發出輸出信號，如錯誤信號56。驅動器14的實際轉矩與交軸電流分量Itl成比例。在這里，電路組件M的兩個信道58a、58b彼此冗余地確定與交軸電流分量Itl有關的實際轉矩。為了確保以故障保護方式電流測量驅動電流Ia、Ib，并且因此確保以故障保護方式確定交軸電流分量I,，電路組件M借助于人工產生的測試圖64檢查測量裝置32和轉換器 34。電路組件M構成為用于產生作為用于直軸電流分量Id的額定值變量的測試圖64。將測試圖64輸送給轉換器40，所述轉換器確定用于直軸電流分量^和Itl的額定值。在最簡單的情況下，轉換器40將表示測試圖64的數字值與用于直軸電流分量Id的“標準的”額定值相加。在一個優選的實施例中，驅動器14是同步驅動器，對于所述驅動器，在工作時將直軸電流分量、調節到零。因此，在這里借助具有多個連續設置的脈沖的脈沖狀信號66“調制”直軸電流Id，所述脈沖相應于測試圖64。相反，借助在工作時的“標準的”分布曲線調節交軸電流分量I,。脈沖狀信號66由控制單元42處理，并且因此改變用于驅動器14的驅動電流。電路組件M從轉換器34獲得從已測量的驅動電流中確定的直軸電流分量Id，并且能夠因此借助于測試圖64檢查電流測量和轉換器34是否無故障地工作。此外，在已示出的實施例中，電路組件M根據交軸電流分量Itl和直軸電流分量Id 確定用于驅動器14的轉速的實際值，并且檢查轉速實際值是否小于所選擇的極限值11_。 在第二信道中，電路組件M評估標準化的位置值Pnmi和/或傳感器M的由微分器48確定的實際轉速η。替代于此，電路組件M也能夠在不具有傳感器M的情況下僅借助于電流分量1,和Id監控所述實際轉速。此外，在一個優選的實施例中，驅動控制裝置12能夠借助于電路組件檢查制動器 22的功能性。為此，電路組件M產生制動信號70，所述制動信號關閉具有最大可能的制動力矩的所述制動器22。此外，驅動控制裝置12借助于轉換器40產生交軸電流分量72，所述交軸電流分量引起在驅動器14中的驅動力矩。現在，電路組件M借助于已測量的驅動電流和由此確定的電流分量I,、Id和/或借助于傳感器M監控轉子18或軸20是否停止。 在先前提及的情況中，制動器22不(不再)能夠確保軸20停止。在所述情況下有利的是， 電路組件M再次生成錯誤信號56。新的方法和新的裝置特別良好地適于監控在同步驅動器中的運動參數。特別有利的是在同步驅動器中的新的裝置和新的方法，所述同步驅動器具有在轉子中的強的永磁體，因為在所述情況下，產生場的直軸電流分量Id的測試圖幾乎不影響或者不可見地影響轉子18的總歸存在的磁場。但是，新的方法和新的裝置原則上也能夠使用在包括非同步電機的其它感應式電機中。此外，新的方法和新的裝置也可使用在平移運動的驅動器中。
權利要求
1.用于以故障保護方式監控在具有固定的部件(16)和能夠運動的部件(18)的電驅動器(14)上的運動參數的方法，具有下列步驟-根據所述運動參數的額定值(η*)產生第一驅動電流和至少一個第二驅動電流(Ia、Ib)；-借助于所述第一和第二驅動電流(Ia、Ib)在所述驅動器(14)中產生交變磁場(沈)， 其中，所述交變磁場06)引起所述能夠運動的部件(18)的運動；-借助于測量裝置(32)確定表示所述第一驅動電流(Ia)的第一測量信號(3 )，并且確定表示所述第二驅動電流(Ib)的第二測量信號(32b)；-根據所述第一和第二測量信號(32a、32b)確定產生場的直軸電流分量(Id)和產生力矩的交軸電流分量(I,)；并且-根據所述第一和第二測量信號(32a、32b)確定所述運動參數的實際值，其特征在于，產生具有能夠改變的測試電流分量(66)的所述驅動電流(Ia、Ib)中的至少一個，所述測試電流分量形成用于檢查所述測量裝置(3 的限定的測試圖(64)，其中， 所述測試電流分量(66)選擇為，使得限定的所述測試圖(64)出現在所述直軸電流分量 (Id)中，而所述交軸電流分量(Ia)盡可能不具有所述測試圖(64)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，單信道地測量所述測量信號(32a、32b)中的至少一個。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，限定的所述測試圖(64)是盡可能脈沖狀的信號。
4.如權利要求1到3之一所述的方法，其特征在于，借助閉環控制回路G4)產生所述第一和第二驅動電流(Ia、Ib)，所述閉環控制回路至少使用所述直軸電流分量(Id)作為控制變量。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，借助于用于所述控制回路04)的能夠改變的額定值(Idtest)產生所述測試電流分量(66)。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，能夠改變的所述額定值(Idtest)形成所述測試圖(64)。
7.如權利要求1到6之一所述的方法，其特征在于，借助故障保護的電路組件(54)產生所述測試電流分量(66)，所述故障保護的電路組件構成為用于根據所述直軸電流分量 (Id)產生錯誤信號(56)。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，借助驅動控制裝置(12)產生所述第一和第二驅動電流(Ia、Ib)，所述故障保護的電路組件(54)集成在所述驅動控制裝置中。
9.如權利要求1到8之一所述的方法，其特征在于，所述運動參數與所述交軸電流分量(I,)成比例，其中，當所述交軸電流分量(I,)超過限定的極限值(Mmax)時，產生錯誤信號 (56)。
10.如權利要求1到9之一所述的方法，其特征在于，還借助于傳感器04)確定所述運動參數的所述實際值，所述傳感器提供與轉速相關的傳感器信號。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，根據所述傳感器信號確定與傳感器相關的位置信號(pn。J，所述位置信號表示所述能夠運動的部件(18)的工作位置。
12.如權利要求1到11之一所述的方法，其特征在于，借助于所述第一和第二驅動電流(Ia、Ib)產生驅動力矩，所述驅動力矩大于機械制動器02)的限定的制動力矩，其中，所述運動參數表示所述能夠運動的部件(18)的停止。
13.用于以故障保護方式監控在具有固定的部件(16)和能夠運動的部件(18)的電驅動器(14)上的運動參數的裝置，具有用于根據所述運動參數的額定值(η*)產生第一和至少一個第二驅動電流(Ia、Ib)的驅動放大器08)；用于輸送所述第一驅動電流的第一電流通路(30a)和用于將所述第二驅動電流輸送給所述驅動器(14)的至少一個第二電流通路(30b)，以便產生在所述驅動器(14)中的交變磁場(沈)，其中，所述交變磁場06)引起所述能夠運動的部件(18)的運動；用于確定第一測量信號(32a)和用于確定第二測量信號(32b)的測量裝置(32)，所述第一測量信號表示所述第一驅動電流(Ia)，所述第二測量信號表示所述第二驅動電流 (Ib)；用于根據所述第一和第二測量信號(32a、32b)確定產生場的直軸電流分量(Id)和產生力矩的交軸電流分量(I,)的轉換器(34)；和用于根據所述第一和第二測量信號(32a、32b)確定所述運動參數的實際值的監控裝置(54)，其特征在于測試電流發生器(40)，所述測試電流發生器構成為用于產生能夠改變的測試電流分量(66)，所述能夠改變的測試電流分量與所述驅動電流(Ia、Ib)中的至少一個疊加，其中，所述測試電流分量(66)形成用于檢查所述測量裝置(3 的限定的測試圖(64)， 并且其中，所述測試電流分量(66)選擇為，使得限定的所述測試圖(64)出現在所述直軸電流分量(Id)中，而所述交軸電流分量(Ia)盡可能不具有所述測試圖(64)。
全文摘要
根據運動參數的額定值(n＊)產生用于電驅動器(14)的第一和至少一個第二驅動電流(Ia、Ib)。借助于驅動電流(Ia、Ib)在驅動器(14)中產生交變磁場(26)。交變磁場(26)引起驅動器(14)的運動。借助于測量裝置(32)確定第一測量信號(32a)和第二測量信號(32b)，其中，兩個測量信號表示第一驅動電流(Ia)或第二驅動電流(Ib)。根據第一和第二測量信號(32a、32b)確定產生場的直軸電流分量(Id)和產生力矩的交軸電流分量(Iq)。此外，根據測量信號確定運動參數的實際值。根據本發明的一個方面，產生具有能夠改變的測試電流分量(66)的驅動電流(Ia、Ib)中的至少一個，測試電流分量形成用于檢查測量裝置(32)的限定的測試圖(64)。測試電流分量(66)選擇為，使得限定的測試圖(64)出現在所述直軸電流分量(Id)中，而交軸電流分量(Ia)盡可能不具有測試圖(64)。
文檔編號G05B9/03GK102576219SQ201080043092
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月23日 優先權日2009年7月27日
發明者羅蘭德·蓋澤, 迪爾克·舍夫納, 馬庫斯·約斯納 申請人:皮爾茨公司