专利名称：用于以故障保护方式监控在电驱动器上的运动参数的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于以故障保护方式监控在具有固定的部件和可运动的部件的电驱动器上的运动参数的方法，所述方法具有步骤-根据运动参数的额定值产生第一驱动电流和至少一个第二驱动电流；-借助于第一驱动电流和第二驱动电流在驱动器中产生交变磁场，其中，所述交变磁场引起可运动的部件的运动；-借助于测量装置确定第一测量信号和第二测量信号，所述第一测量信号表示第一驱动电流，所述第二测量信号表示第二驱动电流；-根据第一测量信号和第二测量信号确定产生场的直轴电流分量和产生力矩的交轴电流分量；-根据第一测量信号和第二测量信号确定运动参数的实际值。此外，本发明涉及一种用于以故障保护方式监控在具有固定的部件和可运动的部件的电驱动器上的运动参数的装置，所述装置具有用于根据运动参数的额定值产生第一驱动电流和至少一个第二驱动电流的驱动放大器；用于输送第一驱动电流的第一电流通路和用于将第二驱动电流输送到驱动器的第二电流通路，以便能在驱动器中产生交变磁场， 其中，所述交变磁场引起可运动的部件的运动；用于确定第一测量信号和第二测量信号的测量装置，所述第一测量信号表示第一驱动电流，所述第二测量信号表示第二驱动电流；用于根据第一测量信号和第二测量信号确定产生场的直轴电流分量和产生力矩的交轴电流分量的转换器；和用于根据第一测量信号和第二测量信号确定运动参数的实际值的监控电路。
背景技术：
从DE 10035783A1中已知一种这样的方法和一种这样的装置。本发明特别是涉及以故障保护方式监控用于保护在自动化工作的机器或设备，例如工具机、机器人、传送带或自动打开和关闭的门上的危险区域的电驱动器。这样的机器或设备的危险区域通常通过保护栏、光柜和其它装置保护，所述保护栏、光柜和其它装置防止直接进入危险区域中和/或在进入危险区域中时关掉机器或设备。但是存在下述情况，在所述情况中不能够完全阻止进入危险区域中，例如在机器上或在自动门上设立自动化工作流程时。为了也在这种情况下使得人员受伤的危险降到最低，已知的是，将机器或设备的带来危险的驱动器的运动参数，例如特别是驱动器的转速和/或转矩，限定到规定的最大值。 因此，工具机械例如能够在已开启的保护门的情况下以降低的、限定的速度运转。为了确保在这种情况下人员的安全，必须以故障保护的方式监控工作的驱动器的危险的运动参数。通常情况下通过至少双重监控运动参数并且将相应的监控结果相互比较来实现故障保护的监控。当并且只有当冗余的监控结果相一致时，才允许驱动器的带来危险的运动。
上述DE 10035738A1提出一种用于监控同步驱动器或非同步驱动器的转速的冗余的安全装置，其中，一方面借助与驱动轴连接的转速传感器检测转速。转速传感器提供了作为用于驱动器控制回路的输入参数的瞬时转速。在驱动器的三个所谓的相位中的两个中附加地测量驱动电流。将所测量的驱动电流换算为产生场的直轴电流分量和产生力矩的交轴电流分量。具有借助于转速传感器的转速信号确定的加速值的电流值的可信度对比可实现在冗余的监控系统中的错误的检测。DE 10163010A1公开了用于以故障保护方式监控电驱动器的速度的另一装置和另一方法。所述装置具有两个处理器，所述两个处理器可实现监控结果的交叉对比，其中，两个处理器以不同的方式实施监控。第一处理器处理转速控制的常规的控制算法，并且借助于估计的或测量的转速值实施监控。第二处理器从所测量的电流值中或从控制电压的重构中确定提供驱动电流的所谓的变频器的当前的输出频率。借助所述方法和所述装置可以省去单独的转速传感器。在DE 102005045^4A1中也说明了类似的装置。已述的三个装置和方法主要用于监控转速，并且因此监控驱动器的速度。在这里未提出维持限定的转矩的监控。DE 4234501A1公开了一种用于冗余地监控电驱动器的最大的转矩的方法和装置。 在一个信道中借助于驱动电流确定瞬时转矩。在第二信道中借助于瞬时转速且借助于电驱动器的通用特征曲线估计瞬时转矩，其中，在这里又借助于转速传感器确定转速。这个已知的方法相应地需要单独的转速传感器来监控转矩。
发明内容
在这个背景下，本发明的目的是，提出一种开始所述类型的方法和装置，所述方法和装置可实现简单和低成本地以故障保护方式监控在电驱动器上的运动参数，包括以故障保护方式监控转矩。根据本发明的第一方面，所述目的通过一种开始所述类型的方法得以实现，其中， 产生具有可变的测试电流分量的驱动电流中的至少一个，所述测试电流分量形成用于检查测量装置的限定的测试图，其中，测试电流分量选择为，使得在直轴电流分量中出现限定的测试图，而交轴电流分量尽可能不具有测试图。根据本发明的另一方面，所述目的通过一种开始所述类型的装置得以实现，所述装置具有测试电流发生器，所述测试电流发生器构成为用于产生可变的测试电流分量，所述测试电流分量与驱动电流中的至少一个叠加，其中，测试电流分量形成用于检查测量装置的限定的测试图，并且其中，测试电流分量选择为，使得在直轴电流分量中出现限定的测试图，而交轴电流分量尽可能不具有测试图。新的方法和新的装置基于的思想是，使用“人工生成的”测试图，所述测试图与第一驱动电流和/或第二驱动电流叠加。通常情况下，所述测试图与三相控制的驱动器的所有三个驱动电流叠加。测试图具有限定的和已知的特性，例如已知的频率、相位、振幅、信号形状等等，并且借助于所述已知的特性能够检查测量装置是否无故障地运行。当确保测量装置无故障地运行时，仅借助于驱动电流监控运动参数是足够的。那么，能够省去(附加的)转速传感器或第二冗余的测量通道，这可实现非常低成本的和紧凑的实施形式。但是，新的方法和新的装置不只是基于将任一测试图与驱动电流叠加，以便检查
5测量装置的功能。相反，新的方法和新的装置使用确定的测试信号，所述测量信号选择为， 使得原则上仅在(计算算出的)直轴电流分量中出现限定的测试图。优选的是，驱动电流的交轴电流分量完全不具有测试图，也就是说仅在直轴电流分量中出现测试图，并且不会影响交轴电流分量。但是不排除由于技术上的和/或根据成本的考虑，测试图的小部分还是能够出现在交轴电流分量中。但是，新的方法和新的装置基于的思想是直轴电流分量首先包含测试图，并且因此被评估，以用于检查测量装置。测试图集中在直轴电流分量中导致测试电流分量仅对驱动电流的形成转矩的部分产生少量的作用或者完全不产生作用。因此，电驱动器的转矩(并且因此，其它运动参数，如转速或加速度)不受测试图的影响。换句话说，驱动器的运动参数，特别是转矩，不通过测试图改变或者最多以可忽略的程度改变。由于这个原因，新的方法和新的装置特别良好地适于以低成本和故障保护方式监控电驱动器的转矩。但是此外，新的方法和新的装置也能够应用于以低成本和故障保护方式监控驱动器的其它运动参数。因此，上述目的得以完全实现。在本发明的一个优选的实施形式中，单信道地测量所述测量信号中的至少一个。 优选的是，分别单信道地构成用于两个测量信号的测量装置，也就是说，分别单信道地测量第一驱动电流和第二驱动电流。那么，对于两个驱动电流中的每个，存在唯一的测量值或唯一的测量信号，所述测量信号表示驱动电流在限定的时间点上的瞬时值。单信道的测量装置可实现比双信道或多信道的测量装置明显成本更低的实施形式，借助所述双信道或多信道的测量装置，每个测量信号被多次冗余地记录。但是，单信道的测量装置原则上包含错误地记录测量值的风险，并且不会识别出所述错误。但是，在新的方法和新的装置中，所述风险特别是通过借助于测试电流分量定期测试所述测量装置来排除。因此，新的装置和新的方法可实现用于在电驱动器上的运动参数的与安全相关的监控的低成本的单信道的测量值记录。在另一实施形式中，限定的测试图是尽可能脉冲状的信号。在所述实施形式中，测试图包含多个脉冲，所述脉冲以限定的时间周期相继设置。 测试脉冲能够以有规律的或无规律的间隔相继设置。在一些实施例中，脉冲序列的频率在 IKHz和50KHz之间。唯一的测试脉冲的脉冲持续时间与脉冲序列的周期持续时间相比优选非常短。脉冲状的测试图能够以非常简单和故障保护的方式评估。此外，借助这样的测试图能够使测试电流分量对驱动电流和待监控的运动参数的影响降到最低。在另一实施形式中，借助闭环控制回路产生第一驱动电流和第二驱动电流，所述闭环控制回路至少使用直轴电流分量作为控制变量。所述实施形式可实现新的方法和新的装置的非常精巧和低成本的实施形式，因为，具有测试图的直轴电流分量作为控制变量是总归存在的，并且因此能够被简单地评估。 此外，所述实施形式具有的优点是，由于控制装置减少了测试图对运动参数的产生的缓慢的影响。在另一实施形式中，借助于用于控制回路的可变的额定值产生测试电流分量。所述实施形式可实现新的方法和新的装置的非常简单和低成本的实施形式，即通过与所希望的测试图相一致地改变用于直轴电流分量的额定值。那么，由于控制回路，强制地改变直轴电流分量，而不需要附加的信号发生器。
在另一实施形式中，可变的额定值形成测试图。在所述实施形式中，用于直轴电流分量的控制回路的“标准的”或在正常操作期间的额定值为零，也就是说，直轴电流分量在驱动控制的范围内被调节到零。现在，将在正常操作期间的额定值“零”与测试图叠加。因此，直轴电流分量仅在(优选)短的时间周期内被调节到大于零的(绝对)值，需要所述时间周期来产生测试图。当省去或“中断”所述测试图时，直轴电流分量的额定值再次为零。在所述实施形式中能够借助存在于控制回路中的信号非常简单地识别和检测测试图。在一些实施例中足够的是，针对测试图的存在来监控直轴电流分量。另一方面，所述实施形式特别良好地适于监控经常使用的同步驱动器的运动参数，因为所述同步驱动器通常仅需要交轴电流分量。相应地，在所述实施形式的优选的变形方案中，所述驱动器是同步驱动器。在另一实施形式中，借助故障保护的电路组件产生测试电流分量，所述电路组件构成为用于根据直轴电流分量产生错误信号。故障保护的电路组件优选具有用于产生和/ 或评估具有测试图的测试电流分量和直轴电流分量的至少两个冗余的信号处理通道。当所监控的运动参数偏离许用的值域时，所述实施形式能够以被证明的和可靠的方式实现以故障保护方式关闭驱动器。因此，所述实施形式有助于新的方法和新的装置的高故障保护性，即使分别单信道地测量至少两个驱动电流。在另一实施形式中，借助驱动控制装置产生第一驱动电流和第二驱动电流，所述故障保护的电路组件集成在所述控制装置中。在所述实施形式中，电路组件形成驱动控制装置的集成的部分，所述驱动控制装置实现了用于被监控的驱动器的所有主要的控制功能。在一些实施例中，电路组件是插入卡，所述插入卡能够插入自身非故障保护的驱动控制装置的适宜的插入位置中。在所述实施例中，电路组件能够已有利的方式使用驱动控制装置的驱动控制回路，以便以低成本和精巧的方式产生测试图。所述实施形式可实现新的装置的模块化结构，并且简化了在较旧的非故障保护的驱动控制装置中以故障保护方式监控的低成本的改装。另一方面，将故障保护的电路组件集成到驱动控制装置中具有的优点是，运动参数的监控不取决于外部的接缆。因此，减少了由于错误的或有损坏的接缆而导致的风险。在另一实施形式中，运动参数与交轴电流分量成比例，其中，当交轴电流分量超过限定的极限值时，产生错误信号。所述实施形式非常有利地用于以精巧的和故障保护的方式监控驱动器的最大许用转矩。转矩监控能够仅借助于单信道地测量的驱动电流得以实现，其中，所述测量信号对于驱动器的在正常操作期间的控制而言是总归需要的。此外，在另一实施形式中，借助于传感器确定运动参数的实际值，所述传感器提供与转速相关的传感器信号。所述实施形式可实现与借助于所测量的驱动电流获得的结果的有利的可信度对比。因此，所述实施形式提供了更高的故障保护性，并且此外，在测量装置中出现错误时提供了新的装置的更高的可用性。在也自身表示本发明的另一实施形式中，根据传感器信号确定与传感器无关的位置信号，所述位置信号表示可运动的部件的工作位置。在所述实施形式中，首先确定位置信号优选作为在驱动器的限定的坐标系中的绝对值，所述位置信号表示驱动器的瞬时位置。有利的是，位置信号是数字信号，所述数字信号与所使用的传感器的类型无关。所述传感器例如可以是具有增量步长的光学的、电感的和/或电容的记录的增量传感器。在其它实施例中，传感器能够提供借助于格雷码 (Gray-Code)说明驱动器的瞬时位置的信号。在又一实施例中，传感器可以是分解器，所述分解器提供模拟正弦信号和模拟余弦信号，从所述模拟正弦信号和模拟余弦信号中能够确定驱动器的瞬时位置。在所有情况下，与传感器无关的位置信号是相同的。优选提供驱动器的具有数字信号形式的绝对位置，其中，使用与传感器无关的位置信号来控制驱动器和/ 或监控运动参数。所述实施形式为使用者提供在选择传感器时的高的灵活性，并且所述实施形式可实现新的装置和新的方法的特别低成本的实施形式。在另一实施形式中，借助于第一驱动电流和第二驱动电流产生驱动力矩，所述驱动力矩大于机械制动器的限定的制动力矩，其中，运动参数表示可运动的部件的停止。在所述实施形式中，新的装置和新的方法可实现用于驱动器的外部的制动器的简单的和低成本的检查，即通过以测试的方式产生驱动力矩，所述驱动力矩大于制动器的所需的最大制动力矩。当在闭合的制动器(具有所要求的最大制动力矩)的情况下，尽管存在所述驱动力矩，但驱动器仍然停止时，这表明外部的制动器的可靠的功能。当确保故障保护的测量时，停止的监控能够以简单的和精巧的方式仅借助于所测量的驱动电流来进行。在新的方法和新的装置中，故障保护的测量借助于新的测试图来实现。不言而喻，前面已提及的并且在后面还将阐述的特征不仅能够以相应地说明的组合的方式使用，而是也能够以其它组合的方式使用或独自使用，而不超出本发明的范围。
下面借助于附图阐述本发明的实施例。唯一的附图示出在使用闭环控制回路的情况下，新的装置和新的方法的实施例的示意图。
具体实施例方式在图1中以附图标记10标明根据本发明的实施例的装置的整体。所述装置10包括用于可操作地控制驱动器14的驱动控制装置12。所述驱动器14具有固定的部件(定子)16和在这里构成为转子的可运动的部件18。在这里，所述转子18作为内电枢设置在定子16内。但是，原则上也能够在具有外部运行的转子的驱动器中并且此外还能够在电驱动器中使用新的装置和新的方法，替代转动运动，所述电驱动器引起平移运动(线性驱动器)O在这里，转子18通过轴20与机械制动器22连接，并且与传感器M连接。传感器 24例如是具有轴20的转动运动的光学的、电感的和/或电容的检测的增量传感器。此外， 传感器M能够是分解器或绝对值传感器，所述分解器或绝对值传感器以数字值的形式提供轴20的转动角位置。在一些实施例中，驱动控制装置12具有带有多个连接插座25a、25b 的壳体，其中，每个连接插座25构成用于连接另一传感器类型。连接插座2 例如构成为用于连接增量传感器的标准插座，而连接插座2 例如构成为用于连接分解器或格雷码传感器的标准插座。插座25a、2^相应地具有通常的机械形式和用于连接相应的传感器的常规数量的触点。
驱动控制装置12在驱动器14中产生交变磁场沈，在这里仅借助两条磁场线简化地示出所述交变磁场。借助驱动电流产生交变场沈，所述驱动电流通过驱动放大器观提供。所述驱动放大器观通过三条导线30a、30b、30c与驱动器14连接。三个导线30中的每个引导驱动电流，其中，三个驱动电流通常情况下是具有相同的振幅和彼此相对移位的相位的正弦型信号。三个驱动电流共同产生交变场26，所述交变场在通常情况下围绕定子 16，并且使转子18运动。借助附图标记32a、32b标明测量装置32的两个测量点，借助所述两个测量点测量三个驱动电流中的两个。在这里，以Ia和Ib标明两个被测量的驱动电流。所述测量装置32 例如包括分流电阻，具有电压信号的形式的驱动电流作用在所述分流电阻上。原则上测量和评估在馈电线30中的所有三个驱动电流。但是因为三个驱动电流彼此处于固定的关系， 所以测量三个驱动电流中的两个就足够了。借助附图标记34标明转换器，所述转换器根据所测量的驱动电流Ia、Ib确定交轴电流分量1,和直轴电流分量Id。交轴电流分量Itl是三个驱动电流的所产生的电流向量的用于产生在转子18中的转矩的部分。因此，交轴电流分量1,是在转子18中横向于磁场流动的电流分量。直轴电流分量Id是所产生的电流向量的正交分量。所述直轴电流分量Id不有助于在转子18中的转矩形成，因为电流在转子18中平行于场线流动。根据所测量的驱动电流Ia、Ib确定直轴电流分量Id和交轴电流分量I,可借助于变换方程得以实现，所述变换方程对于在电驱动器领域中的技术人员而言是已知的，并且由于简单性在这里不详细复述。在这里，将直轴电流分量Id和交轴电流Itl分别输送给求和点36、38。此外，求和点36获得由另一转换器40产生的用于直轴电流Id的额定值。求和点38获得在这里同样由转换器40产生的用于交轴电流Itl的额定值。在这里，转换器40根据额定转速η *确定两个额定值I * d、I %，驱动器14的转子18应以所述额定转速转动。在求和点36、38确定在相应的额定值I * d或I %和由转换器；34提供的实际值Id或Itl之间的差值。所述差值分别导致输送给控制单元42的控制偏差。控制单元42根据控制偏差确定用于驱动放大器观的控制信号，所述驱动放大器产生用于驱动器14的驱动电流。典型地，控制单元42产生脉冲宽度调制的控制信号，借助所述控制信号控制在驱动放大器观中的开关晶体管。总的来说，驱动放大器观、测量装置32、转换器34和40、求和点36、38和控制单元42形成闭环控制回路44，借助所述闭环控制回路根据外部额定值，如转速η *，产生驱动电流。在本实施例中，装置10包括用于驱动器14的转速η的另一上级的控制回路。另一控制回路包括转速传感器对，所述转速传感器的输出信号通过连接插座2 输送给位置计算单元46。所述位置计算单元46构成为用于确定与传感器无关的位置值Pnmi，所述位置值表示转子18的相对于参照点的瞬时转动角位置。在这里，位置计算单元46以标准化的、 与传感器M的类型无关的方式，特别是作为数字位置值，提供位置值PnOT。在优选的实施例中，位置计算单元46获得连接在插座25a、2^上的传感器M的作为模拟信号的输出信号，并且所述位置计算单元根据模拟信号确定数字位置值Pn。M。在这里，位置计算单元46具有多个彼此不同的信号通道47a、47b，其中，每个信号通道构成为用于处理另一传感器类型。每个信号通道47a、47b与插座25a、2^中的一个连接，适配于所述信号通道的类型的传感器能够连接在所述插座上。位置计算单元46由于不同的信号通道47a、47b是相对复杂的电路组成部分，但是，所述电路组成部分可实现在连接传感器时的高的灵活性。在一些实施例中，位置计算单元46是ASIC(专用集成电路)。 当需要电路组成部分的用于与安全性相关的功能的信号和/或信息，如故障保护的转速监控和/或转矩监控时，复杂的电路组成部分本身是不利的。但是，在本情况中，位置计算单元46能够复杂地实现，因为借助于电流测量的监控提供了冗余的第二信道，以至于能够省去关于位置计算单元46的细节的故障观测。借助附图标记48标明微分元件，所述微分元件获得标准化的位置值Pnmi，并且在所述微分元件的输出端上提供微分的位置值，所述微分的位置值表示转子18的瞬时转速 η。在求和点50上从外部输入的额定转速η*中减去瞬时转速η。将差值作为控制偏差输送给转换器40，所述转换器根据所述控制偏差确定用于直轴电流分量和交轴电流分量的额定
值 I* d、I* q°借助附图标记M标明电路组件，所述电路组件还从转换器34获得直轴电流分量 Id和交轴电流分量I,。此外，电路组件M从位置计算单元46获得标准化的位置值Pnmi和 /或获得已测量的电流Ia、Ib。此外，在这里，电路组件M获得用于最大许用转矩Mmax的极限值和用于最大许用转速nmax的另一极限值。极限值Mmax和是在配置装置10时设定的参数，并且存储在电路组件M的存储器中。电路组件M构成为用于监控驱动器14的瞬时转速η和实际的转矩Μ。当转矩M 和/或转速η的实际值超过所选择的最大值时，电路组件M生成错误信号56，在这种情况下，所述错误信号被输入控制单元42和/或驱动放大器观。借助于错误信号56，电路组件 54能够防止生成用于驱动放大器观的脉冲宽度调制的控制信号和/或将驱动放大器观与脉冲宽度调制的控制信号分开。在不具有所述控制信号的情况下，驱动放大器观不产生驱动电流。因此，驱动器14由电路组件M借助于错误信号56关闭。此外，错误信号56能够激活信号灯(未示出)和/或切断一个或多个外部的接触器(未示出)，所述接触器的工作触点设置在导线30中，并且借助所述导线30，驱动器14与驱动放大器观分开。在优选的实施例中，电路组件M构造为多信道冗余的。这在附图中借助于两个冗余的微控制器58a、58b示出。替代一个或两个微控制器58a、58b，电路组件M能够包括特定功能的逻辑电路，例如ASIC。在附图标记60处示出接口，通过所述接口，电路组件M此外能够接收来自转换器34的输入信号，此外，并且能够发出输出信号，如错误信号56。驱动器14的实际转矩与交轴电流分量Itl成比例。在这里，电路组件M的两个信道58a、58b彼此冗余地确定与交轴电流分量Itl有关的实际转矩。为了确保以故障保护方式电流测量驱动电流Ia、Ib，并且因此确保以故障保护方式确定交轴电流分量I,，电路组件M借助于人工产生的测试图64检查测量装置32和转换器 34。电路组件M构成为用于产生作为用于直轴电流分量Id的额定值变量的测试图64。将测试图64输送给转换器40，所述转换器确定用于直轴电流分量^和Itl的额定值。在最简单的情况下，转换器40将表示测试图64的数字值与用于直轴电流分量Id的“标准的”额定值相加。在一个优选的实施例中，驱动器14是同步驱动器，对于所述驱动器，在工作时将直轴电流分量、调节到零。因此，在这里借助具有多个连续设置的脉冲的脉冲状信号66“调制”直轴电流Id，所述脉冲相应于测试图64。相反，借助在工作时的“标准的”分布曲线调节交轴电流分量I,。脉冲状信号66由控制单元42处理，并且因此改变用于驱动器14的驱动电流。电路组件M从转换器34获得从已测量的驱动电流中确定的直轴电流分量Id，并且能够因此借助于测试图64检查电流测量和转换器34是否无故障地工作。此外，在已示出的实施例中，电路组件M根据交轴电流分量Itl和直轴电流分量Id 确定用于驱动器14的转速的实际值，并且检查转速实际值是否小于所选择的极限值11_。 在第二信道中，电路组件M评估标准化的位置值Pnmi和/或传感器M的由微分器48确定的实际转速η。替代于此，电路组件M也能够在不具有传感器M的情况下仅借助于电流分量1,和Id监控所述实际转速。此外，在一个优选的实施例中，驱动控制装置12能够借助于电路组件检查制动器 22的功能性。为此，电路组件M产生制动信号70，所述制动信号关闭具有最大可能的制动力矩的所述制动器22。此外，驱动控制装置12借助于转换器40产生交轴电流分量72，所述交轴电流分量引起在驱动器14中的驱动力矩。现在，电路组件M借助于已测量的驱动电流和由此确定的电流分量I,、Id和/或借助于传感器M监控转子18或轴20是否停止。 在先前提及的情况中，制动器22不(不再)能够确保轴20停止。在所述情况下有利的是， 电路组件M再次生成错误信号56。新的方法和新的装置特别良好地适于监控在同步驱动器中的运动参数。特别有利的是在同步驱动器中的新的装置和新的方法，所述同步驱动器具有在转子中的强的永磁体，因为在所述情况下，产生场的直轴电流分量Id的测试图几乎不影响或者不可见地影响转子18的总归存在的磁场。但是，新的方法和新的装置原则上也能够使用在包括非同步电机的其它感应式电机中。此外，新的方法和新的装置也可使用在平移运动的驱动器中。
权利要求
1.用于以故障保护方式监控在具有固定的部件(16)和能够运动的部件(18)的电驱动器(14)上的运动参数的方法，具有下列步骤-根据所述运动参数的额定值(η*)产生第一驱动电流和至少一个第二驱动电流(Ia、Ib)；-借助于所述第一和第二驱动电流(Ia、Ib)在所述驱动器(14)中产生交变磁场(沈)， 其中，所述交变磁场06)引起所述能够运动的部件(18)的运动；-借助于测量装置(32)确定表示所述第一驱动电流(Ia)的第一测量信号(3 )，并且确定表示所述第二驱动电流(Ib)的第二测量信号(32b)；-根据所述第一和第二测量信号(32a、32b)确定产生场的直轴电流分量(Id)和产生力矩的交轴电流分量(I,)；并且-根据所述第一和第二测量信号(32a、32b)确定所述运动参数的实际值，其特征在于，产生具有能够改变的测试电流分量(66)的所述驱动电流(Ia、Ib)中的至少一个，所述测试电流分量形成用于检查所述测量装置(3 的限定的测试图(64)，其中， 所述测试电流分量(66)选择为，使得限定的所述测试图(64)出现在所述直轴电流分量 (Id)中，而所述交轴电流分量(Ia)尽可能不具有所述测试图(64)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，单信道地测量所述测量信号(32a、32b)中的至少一个。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，限定的所述测试图(64)是尽可能脉冲状的信号。
4.如权利要求1到3之一所述的方法，其特征在于，借助闭环控制回路G4)产生所述第一和第二驱动电流(Ia、Ib)，所述闭环控制回路至少使用所述直轴电流分量(Id)作为控制变量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，借助于用于所述控制回路04)的能够改变的额定值(Idtest)产生所述测试电流分量(66)。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，能够改变的所述额定值(Idtest)形成所述测试图(64)。
7.如权利要求1到6之一所述的方法，其特征在于，借助故障保护的电路组件(54)产生所述测试电流分量(66)，所述故障保护的电路组件构成为用于根据所述直轴电流分量 (Id)产生错误信号(56)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助驱动控制装置(12)产生所述第一和第二驱动电流(Ia、Ib)，所述故障保护的电路组件(54)集成在所述驱动控制装置中。
9.如权利要求1到8之一所述的方法，其特征在于，所述运动参数与所述交轴电流分量(I,)成比例，其中，当所述交轴电流分量(I,)超过限定的极限值(Mmax)时，产生错误信号 (56)。
10.如权利要求1到9之一所述的方法，其特征在于，还借助于传感器04)确定所述运动参数的所述实际值，所述传感器提供与转速相关的传感器信号。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，根据所述传感器信号确定与传感器相关的位置信号(pn。J，所述位置信号表示所述能够运动的部件(18)的工作位置。
12.如权利要求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驱动电流(Ia、Ib)产生驱动力矩，所述驱动力矩大于机械制动器02)的限定的制动力矩，其中，所述运动参数表示所述能够运动的部件(18)的停止。
13.用于以故障保护方式监控在具有固定的部件(16)和能够运动的部件(18)的电驱动器(14)上的运动参数的装置，具有用于根据所述运动参数的额定值(η*)产生第一和至少一个第二驱动电流(Ia、Ib)的驱动放大器08)；用于输送所述第一驱动电流的第一电流通路(30a)和用于将所述第二驱动电流输送给所述驱动器(14)的至少一个第二电流通路(30b)，以便产生在所述驱动器(14)中的交变磁场(沈)，其中，所述交变磁场06)引起所述能够运动的部件(18)的运动；用于确定第一测量信号(32a)和用于确定第二测量信号(32b)的测量装置(32)，所述第一测量信号表示所述第一驱动电流(Ia)，所述第二测量信号表示所述第二驱动电流 (Ib)；用于根据所述第一和第二测量信号(32a、32b)确定产生场的直轴电流分量(Id)和产生力矩的交轴电流分量(I,)的转换器(34)；和用于根据所述第一和第二测量信号(32a、32b)确定所述运动参数的实际值的监控装置(54)，其特征在于测试电流发生器(40)，所述测试电流发生器构成为用于产生能够改变的测试电流分量(66)，所述能够改变的测试电流分量与所述驱动电流(Ia、Ib)中的至少一个叠加，其中，所述测试电流分量(66)形成用于检查所述测量装置(3 的限定的测试图(64)， 并且其中，所述测试电流分量(66)选择为，使得限定的所述测试图(64)出现在所述直轴电流分量(Id)中，而所述交轴电流分量(Ia)尽可能不具有所述测试图(64)。
全文摘要
根据运动参数的额定值(n＊)产生用于电驱动器(14)的第一和至少一个第二驱动电流(Ia、Ib)。借助于驱动电流(Ia、Ib)在驱动器(14)中产生交变磁场(26)。交变磁场(26)引起驱动器(14)的运动。借助于测量装置(32)确定第一测量信号(32a)和第二测量信号(32b)，其中，两个测量信号表示第一驱动电流(Ia)或第二驱动电流(Ib)。根据第一和第二测量信号(32a、32b)确定产生场的直轴电流分量(Id)和产生力矩的交轴电流分量(Iq)。此外，根据测量信号确定运动参数的实际值。根据本发明的一个方面，产生具有能够改变的测试电流分量(66)的驱动电流(Ia、Ib)中的至少一个，测试电流分量形成用于检查测量装置(32)的限定的测试图(64)。测试电流分量(66)选择为，使得限定的测试图(64)出现在所述直轴电流分量(Id)中，而交轴电流分量(Ia)尽可能不具有测试图(64)。
文档编号G05B9/03GK102576219SQ201080043092
公开日2012年7月11日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年7月27日
发明者罗兰德·盖泽, 迪尔克·舍夫纳, 马库斯·约斯纳 申请人:皮尔茨公司