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电子传动控制方法

基本信息

  • 申请号 CN00810285.6 
  • 公开号 CN1360730A 
  • 申请日 2000/07/15 
  • 公开日 2002/07/24 
  • 申请人 默勒股份有限公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 W·迈德  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 德国波恩市 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 隆天国际专利商标代理有限公司 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 潘培坤 
  • 有效性 失效 
  • 法律状态 失效
  •  

摘要

本文涉及一种电子传动控制方法,用于控制一个具有脉宽调制的处于保持传动状态的保护装置中的传动线圈,能够以简单的方式即使在高电压时也能使保持传动状态所需的功率最小化,而且不会降低传动装置的功能和可靠性。
这些优点是通过如下特征得到的:使所述脉宽调制的区间长度是随时间改变的,或者使脉冲宽度比可连续变化。
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权利要求书


1.电子传动控制方法,用于控制一个具有脉宽调制的处于保持传动 状态的保护装置中的传动线圈,其特征在于:所述脉宽调制的区间长度是 随时间改变的。

2.电子传动控制方法,用于控制一个具有脉宽调制的处于保持传动 状态的保护装置中的传动线圈,其特征在于:所述脉宽比是连续变化的。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述脉冲宽度信 号的确定与输入电压的输入量大小(Ue“)相关,其上叠加一个交流电 压。

4.根据权利要求1-3中任何之一的方法,其特征在于:所述交流电 压的频率远小于脉冲频率。

5.根据前述权利要求3至4之一的方法,其特征在于:所述交流电 压的频率在交流传动情况下为1-5KHZ,最好是大约为2,5KHZ。

6.根据前述权利要求3至5之一的方法,其特征在于:所述交流电 压的频率在直流传动情况下为5-15KHZ,最好是大约为8,4KHZ。

7.根据前述权利要求3至6之一的方法,其特征在于:所述交流电 压是三角形或星形接法的交流电压。

8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:,通过增加或减 少PWM信号的时间间隔的预定值,采用一个三角形呼号顺序,使PWM信号 的时钟脉冲频率连续变化。

9.电路装置,用于实现根据前述权利要求之一的方法,其特征在于: 该装置具有一个用于产生交流电压的振荡器,所述振荡器的输出信号带有 与其输入电压相应的输入量大小(Ue“),并且借助于一个混频器可实 现叠加。

10.电路装置,用于实现根据前述权利要求之一的方法,其特征在于: 该电路装置具有一个脉宽调制器,它的控制互导(8)带有一个作为输出 量的脉冲信号和一个输入信号,具有与其输入电压相应的输入量大小(Ue “)。

11.根据前述权利要求之一的电路装置,其特征在于:所述控制互导 (8)是一个特性曲线族控制,包括一个A/D变换器(5)和一个非易失 数据存储器(6),其中所述A/D变换器(5)的输出值用作数据存储器 (6)的地址显示器,在数据存储器内以固定校正表的形式存入PWM值的 校正因子。
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说明书

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的电子传动控制方法。
EP 0 789 378A1公开了一种用于电磁传动装置的电子传动控制措施, 可以实现电枢电流的脉宽调制。
一般脉宽调制信号存在这样一个问题:即TOX时间不能随意进行细分 级。
而在保持传动运行期间,仅需要起动电流的1/7-1/12即可,这种 情况下要求窄的脉冲。
当输入电压为所期望的最高电压值时,要求所述的 TON时间必须特别短,例如400ns。
因为在最后一级仅能实现一个分档,例 如100ns,则由这一可以实现的级到所要求的脉冲持续时间的比率就相当 高,那么将TON时间缩短到上述提及的最短TON时间是非常困难的,不仅需 要相当大的投入,而且会产生EMV问题。
在已有技术的这个实例中,级宽 比为25%,保持运行功率为50%,为此,电压高时,如果没有对调制预备 量加以限制,就不可能使保持运行功率最小化。
这个问题在使用直流电压 时变得更为突出。
本发明的目的是提供一种如权利要求1的前序部分所述的方法,即使 电压高时,也能采用较简单的方式实现保持运行功率的最小化,并且不会 产生EMV问题,同时不会降低传动装置的功能和可靠性。
本发明的目的是通过独立权利要求的特征部分的技术特征实现的,本 发明的优选的具体实施方案体现在从属权利要求附加的技术特征中。
本发明不仅能够以简单的方式将保持运行功率在即使电压高时维持 在一个固定水平上和降低保持运行功率值,而且改善了所述EMV。
下面结合在附图中所示的实施例进一步详细说明和解释本发明及其 实施方案和优越性。
附图为: 图1是一个特性曲线族控制过程图; 图2是一个特性曲线,其中显示出了区间长度的变化; 图3是一个脉冲波形图。
图1所示的控制电路包括一个电压分压器1,一个温度补偿电路2,一 个混频器3,一个振荡器4,一个A/D变换器5,一个非易失式数据存储 器6和一个脉宽调制器7,用于控制一个与传动线圈串联连接的半导体开 关。
借助于混频器3,输入电压Ue可以是交流电压。
图2显示出区间长度相对于时间的改变情况,该曲线的周期长度是 l/fJitter,其中fJitter是一个抖动振荡频率(Jitterfrequenz)。
交流电压的频率一般远小于所述的脉冲频率,最好是交流传动时为 2,5KHZ,直流传动时为8,4KHZ。
这里交流电压指的是三角形或者星形连接法的交流电压。
通过叠加交流电压,使电压在两个临界值之间连续变化,由此产生一 个持续的新的实际TON时间,相对于理想的TON时间,脉宽调制PWM输出 信号分为正向和负向偏差,并且相互抵消。
取代一个硬件解决方案,可以采用一个软件解决方案,通过增加或减 少PWM信号的时间间隔的预定值,采用一个三角形呼号顺序,如图3所示 的,使PWM信号的时钟脉冲频率连续变化。
根据必要的计算费用,所述的PWM值的确定可以通过特性曲线族控制 实现。
采用这种控制方法,所述的PWM值在考虑了所有可确定的不变的校 正因数的前提下,预先计算前视场,并且形成固定的校正表,存入一个微 控制器的数据存储器6内,接着测量出A/D变换器5的输入电压,该变 换器5的输出值起着地址显示器的作用,由其显示的有地址的数据存储单 元,能够直接读取相关的TON时间或TOFF时间。
由于磁回路存在噪声扩展,与起动控制相反,在所述的这种短时的噪 声扩展的情况下,通过传动线圈的脉冲,完全与总传动的移动过程重叠, 必要时,所述的保持传动的PWM频率固定在一个频率上,这个频率是指人 耳听力范围以外的频率。
在上述实施例的情况下,所述的保持传动的PWM 频率固定在20KHZ上。
在保持传动期间,电流下降到起动电流的大约1/12 的水平,电压大约为1/4,5(UHalte(max)/Uhalte(min)=300V/66V),交流电压传动 的峰值比为 ,并且必要的调整预备量大约为40%,用于补偿保持传动 期间产生的电压降,补偿线圈发热,由此产生所要求的最短TON时间—大 约为0,4μs。
为了使保持运行电流及在传动线圈内的功率损失维持在尽可能小的 程度,要求电压范围尽可能大,这样不仅使保持运行电流最小,而且由此 可将总的电压范围保持在一个尽可能小的常数值上。
由于具有μ控制器,PWM调制的时钟脉冲比不是任意的,更确切的说, 是时钟脉冲频率的整数倍或导出的可调节的数量级。
在上述实施例的情况 下,所述的控制器带有一个10MHZ的振荡器,振荡器的振荡频率在内部 再次通过一个10/1的分频器降为1MHZ的时钟脉冲频率,从而使TON时间 最短可以调节到1μs的最小值。
于是,这个能够由μ控制器供给的最短的TON时间比所述的PWM信号要 求的最小时间长,因此在保持运行期间,在所述μ控制器的PWM输出端和 半导体开关之间需要一个附加的脉冲形成级,借助于这个脉冲形成级,μ 控制器的TON时间能够相应的缩短。
进一步说,这个图中没有详细示出的 脉冲形成级还能将所述的TON时间进行精细的分析,从而使保持运行电流 的级宽以及保持运行功率(PHalte-Ihalte2)最小化。
采用所述的脉冲形成级,可以使脉冲宽度的变化范围从100ns变到 1μs。
采用本发明的抖动调节方法,所述保持运行电流即使在高电压时也能 保持为常数。
通过抖动调节,可以实现非常高的图像分析,完成精细的脉冲宽度的 改变。
通过适当选择抖动频率,可以均匀分解在传动晶体管开关操作时所引 起的干扰频谱,从而降低干扰最大值,于是火花干扰电压和电磁损耗 (Abstahlung)也能够减小。
说明书符号表 电压分压器1, 温度补偿电路2, 混频器3, 振荡器4, A/D变换器5, 数据存储器6, 脉宽调制器7 控制互导8 展开

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