[發(fā)明專利]具有電動機的致動器和控制電動機以維持當前位置的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980058029.6
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN112740536A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: S·維爾德哈貝爾;B·施魏格霍費爾
• 申請（專利權）人: 貝利莫控股公司
• 主分類號: H02P8/30
• 分類號: H02P8/30;H02P3/02;H02P6/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳曉;呂傳奇

為了控制電動機以維持當前電機位置，電動機控制器確定電動機的當前電機位置，并從由電動機的齒槽轉(zhuǎn)矩限定的穩(wěn)定位置的集合中選擇（S41）最接近當前電機位置的所選穩(wěn)定位置。控制器控制電動機的電機轉(zhuǎn)矩，以將電機位置（S4）維持在所選穩(wěn)定位置周圍的限定范圍內(nèi)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有電動機的致動器和一種控制電動機以維持當前位置的方法。具體地，本發(fā)明涉及一種致動器，其包括具有齒槽轉(zhuǎn)矩的電動機和被配置為控制電動機的操作并確定電動機的電機位置的控制器，并且涉及一種控制電動機以將供暖、通風和空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)的致動部件驅(qū)動到目標位置并維持當前電機位置的方法。

背景技術

致動器，其包括與用于控制電動機操作的控制器相連接的電動機，被用在其中部件需要由電動機以受控方式致動的許多應用領域中。特別地，在其中需要將機械部件致動到限定的位置和/或取向的應用中，致動器配備有控制器，該控制器被配置為確定電動機的當前電機位置并控制電動機的操作，諸如分別將電動機或致動部件移動到設置的目標位置和/或取向。應用的示例包括致動和定位流體導管或端口的阻尼器或百葉窗、調(diào)節(jié)閥的構件，例如球閥中的球或圓盤閥中的圓盤等。在其中存在動態(tài)改變的外部影響和力——例如進氣端口的百葉窗上的風、流體輸送系統(tǒng)中變化的壓力等——影響致動部件的場景和情形下，電動機或致動部件的當前位置必須分別被連續(xù)監(jiān)視，并在必要的情況下被重新調(diào)整，以便維持設置的目標位置。在存在對致動部件的外力和影響的情況下，分別維持電動機或致動部件的目標位置可能需要顯著量的電能。對于電動機的實際操作，固有的齒槽轉(zhuǎn)矩是另外不合期望的影響因素。電動機的齒槽轉(zhuǎn)矩是由于在轉(zhuǎn)子的永磁體與定子槽之間的相互作用的結果而產(chǎn)生的。齒槽轉(zhuǎn)矩在較低速度下尤為突出，并且可以被觀察為斷續(xù)或不平穩(wěn)的移動。

EP 2491640描述了一種具有齒槽轉(zhuǎn)矩的無刷直流電機。

在用于傳輸旋轉(zhuǎn)、離合器和制動器的聯(lián)接器領域中，DE 19843123描述了一種用于機動車輛的電制動器。DE 19843123的電制動器具有塊式制動功能，該塊式制動功能由明顯的定子和轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生，并施加限定的阻擋電流以將磁極帶入閉鎖位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有電動機的致動器和一種控制電動機以將HVAC系統(tǒng)的致動部件驅(qū)動到目標位置并維持當前位置的方法。特別地，本發(fā)明的目的是提供一種具有擁有齒槽轉(zhuǎn)矩的電動機的致動器，以及一種控制電動機以將HVAC系統(tǒng)的致動部件驅(qū)動到目標位置并維持當前電機位置的方法，由此可以減少對于維持目標位置所需的至少一些電能。

根據(jù)本發(fā)明，以上提及的目的具體是在一種致動器中實現(xiàn)的，該致動器包括具有齒槽轉(zhuǎn)矩的電動機和被配置為控制電動機的操作并確定電動機的電機位置的控制器，該控制器包括電路，該電路被配置為控制電動機，以通過以下將HVAC系統(tǒng)的致動部件驅(qū)動到目標位置并維持當前電機位置：從由齒槽轉(zhuǎn)矩限定的穩(wěn)定位置的集合中確定最接近當前電機位置的所選穩(wěn)定位置，以及控制電動機的電機轉(zhuǎn)矩以將電機位置維持在所選穩(wěn)定位置周圍的限定范圍內(nèi)。例如，電動機是無刷直流電機。

在實施例中，電路被配置為只要當前電機位置在所選穩(wěn)定位置周圍的限定范圍內(nèi)，就減小電機轉(zhuǎn)矩。

在另外的實施例中，該電路被配置為當電機轉(zhuǎn)矩已經(jīng)減小到零并且當前電機位置在所選穩(wěn)定位置周圍的限定范圍內(nèi)時，將電機轉(zhuǎn)矩保持為零。

在實施例中，該電路被配置為在當前電機位置已經(jīng)移動到所選穩(wěn)定位置周圍的限定范圍外部時，增加電機轉(zhuǎn)矩以將電機位置返回到所選穩(wěn)定位置周圍的限定范圍內(nèi)。

在另外的實施例中，該電路被配置為記錄在當前電機位置已經(jīng)達到所選穩(wěn)定位置周圍的限定范圍的邊界時的電機轉(zhuǎn)矩值，增加電機轉(zhuǎn)矩以使電機位置返回到所選穩(wěn)定位置周圍的限定范圍內(nèi)，以及只要當前電機位置在所選穩(wěn)定位置周圍的限定范圍內(nèi)，就減小電機轉(zhuǎn)矩，使用所記錄的電機轉(zhuǎn)矩值來確定減小電機轉(zhuǎn)矩的極限。