用于操作滚轴遮挡物的致动器和操作该致动器的方法

专利名称：用于操作滚轴遮挡物的致动器和操作该致动器的方法
技术领域：
本发明涉及一种由权利要求8的前序部分所限定的致动器。它还涉及一种操作这种致动器的方法。
该致动器用于驱动建筑物中的移动负载，比如遮盖物或遮阳保护装置、投影屏幕等类似物。
背景技术：
单相感应电动机包括第一绕组和第二绕组，这两个绕组之间共用一个公共点连接每个绕组的一端。第一绕组的另一端连接到第一相端子，第二绕组的另一端连接到第二相端子。电动机用电容器CM设置在这两个另一端之间。因此，根据在第一相端子和公共点之间或者在第二相端子和公共点之间是否施加电压，则该电容器和第二绕组串联并且电动机以第一方向旋转，或者，该电容器和第一绕组串联并且电动机以第二方向旋转。和该电容器串联的绕组作为副绕组，则另一个绕组作为主绕组。
当这种致动器包括单个被控开关时会带来第一个问题，其中该单个被控开关设置在中性导线上，特别是用来当检测到障碍或达到特定位置时自动切断电动机电源。在实际中，当该开关断开，由于副绕组中没有电流流过，电动机电容器的端子电压为零。当控制电动机的该开关将主绕组的相连接到第一端子P1时，则第二相端子带有等于第一相端子电位的电位。因此不可能识别出施加的控制命令的性质。
这看起来似乎没有取得效果然而，当该被控开关闭合时，该电动机必然会沿该控制开关的位置所决定的方向旋转。在实际中，如果该电动机和负载检测系统匹配(例如，通过分析电动机转矩)，则电动机的控制电子装置识别出所施加的控制命令从而相应地选择控制门限或算法是很重要的。在实际中，根据该负载是被驱动型(例如，升高滚轴遮挡物)还是驱动型的(例如，降低滚轴遮挡物)，这些门限或算法会有所不同。
当该被控开关闭合时，会产生第二个问题当电动机以某个方向供电，能够识别从第一位置到第二位置的控制开关的突然操作是必要的。这种电源反向导致主过流以及恼人的元部件的过早机械振动磨损。
尤其在专利申请WO 2004/109903中论述了这些问题。所提出的解决方案是，利用相移测量来识别第一和第二相导体的电位之间的轻微相位差异。该组件不仅利用了用于降低施加到微控制器的电压的电阻器，还利用了必须能够支持主电压的电容器。这种电容器是昂贵的。尽管成本开销如此，但是所述组件在这种情况中值得引起注意，即，利用电压相移的测量来监测电动机的负载，这是因为部件则具有双重功能。然而，如下所述，这种方法不如在电动机用电容器的端子上进行电压测量那么精确。
第三个问题涉及在移动负载上直接测量致动器电动机的转矩。它例如可以从专利申请FR 2770699中获知，其利用电动机用电容器的端电压，或者更优的利用主绕组端电压和副绕组端电压的多种组合，来直接测量该转矩或者该转矩的变化量。在所有情况中，需要能够以简单方式识别出该精确瞬时，即，在该瞬时，测量将得出这些电压中的一个电压或其它电压的振幅，或者得出这些电压的组合，以便可以直接测量转矩或转矩变化量。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种致动器以及一种操作致动器的方法，其克服上述问题，并且改进现有技术中公知的致动器和方法。特别是，根据本发明的该致动器以及该方法可以以一种简单方式来识别控制命令，即使用于对电动机供电的该被控开关是断开的。它们还使得可以检测该控制开关的突然操作。
此外，本发明使得可以以简单的方式识别出电压测量给出电压之一例如电动机用电容器的端电压或者绕组之一的端电压的振幅的瞬时。本发明特别还使得可以进行数量的直接测量，该数量直接等于或成比例于电动机用电容器和主绕组的端电压之间的差。
根据本发明的致动器的特征由权利要求8的特征部分所限定。
该致动器的不同实施例由附属权利要求9至13所限定。
根据本发明的操作方法由权利要求1所限定。
根据本发明的执行该方法的不同方式由附属权利要求2至7所限定。
本发明还涉及由权利要求14所限定的测量方法。
本发明还涉及由权利要求15所限定的致动器。


附图以示例的形式表示出根据本发明的装置的不同实施例。
图1是根据本发明的致动器装置的第一实施例的示图。
图2是当被控开关打开时第一实施例的简化图。
图3是根据本发明的致动器装置的第二实施例的简化图。
图4是根据本发明的致动器装置的第三实施例的示图。
图5是说明该装置的第一实施例的操作的示波图。
图6是说明在该装置卸载使用时该装置的第一实施例的操作的示波图。
图7是说明根据本发明的该装置的第二实施例的操作的示波图。
图8是说明根据本发明的该装置的第三实施例的第一种变型的操作的示波图。
图9是说明根据本发明的该装置的第三实施例的第二种变型的操作的示波图。
图10是用于执行根据本发明的操作方法的第一种方式的流程图。
图11是用于执行根据本发明的操作方法的第二种方式的流程图。
图12是用于测量电动机的转矩变化量的方法的流程图。
图13是根据本发明的致动器装置的简化实施例的示图。
具体实施例方式
图1描述了一种根据本发明的包括致动器ACT的设备INST。通过永久链接到网络的中性导体AC-N，以及通过三位换向开关K使得第一相端子P或第二相端子P2能够连接到网络的相导体AC-H，从而致动器ACT连接到商用交流网络(例如，230V-50Hz)。在第三位置，换向开关K与相端子没有建立连接。换向开关K能够由手动来控制。它也能够由继电器线圈来控制，而继电器线圈又通过接收远程命令例如射频命令的接收器来驱动。换向开关K在需要时能够包含于致动器中。
当换向开关K连接相AC-H到第一相端子P1时，致动器以第一方向DIR1来驱动负载LD，而当换向开关K连接相AC-H到第二相端子P2时，致动器以第二方向DIR2来驱动负载LD。然而，仅当设置在电动机的两个绕组W和W2的公共点N0和中性导体AC-N之间的被控开关TR闭合时，致动器的电动机MOT的电源才是有效的。
控制单元CPU用于监测负载LD的运动，以及在特定情况下使得被控开关TR断开，例如，当因不能预见的障碍或固定终端挡块而出现反常或预期的电动机负载变化时，或者甚至当负载到达控制单元中存储的特定位置时。如果需要，该设备能够包括连接到控制单元CPU的负载位置传感器S。在该最简单的装置中，没有设置位置传感器，如果需要，该位置能够通过测量电动机的启动时间来估测。然而，测量由负载施加的作用力是有用的。
电动机用电容器CM设置在电动机的绕组W1和W2的两个非公共端之间。电动机还包括止动制动器以及减速齿轮，为避免附图内容过多而未示出这两个元件。
致动器还包括两个二极管D1和D2以及这两个二极管的公共阴极和中性导体之间的阻性电路。第一二极管D1的阳极连接到第一相端子P1，第二二极管D2的阳极连接到第二相端子P2。阻性电路包括两个电阻器RA和RC，它们串联安装在公共阴极A和中性导体之间。在一个变型例中，不测量或者不同地测量电容器的端电压，这时设置一个电阻器就足够了。电子电路的电接地端GND被选在电阻器的公共点B上。如果仅采用一个电阻器R来形成该阻性电路，则接地端GND连接到中性导体。
控制单元CPU由连接到正电源端VDD的点A和连接到负电源端VSS的接地端GND之间的电阻器RA的端电压来供电。在图中未示出电源的细节，该电源包括电压降低和调节部件。
两个电流传感器CS1和CS2插入到电路当中，以检测第一二极管D1中的电流和第二二极管D2中的电流。第一电流传感器CS1的输出连接到控制单元CPU的第一逻辑输入IN1，而第二电流传感器CS2的输出连接到控制单元的第二逻辑输入IN2。当对应的二极管导通时，每个电流传感器切换对应的输入到高状态。因此，控制单元CPU能够识别每个二极管D1、D2的导通或阻塞状态。
术语“电流传感器”应当理解为任何能够使在该电流传感器所插入的支路中被检测的电流流通的装置。该电流传感器优选的是光耦合器(为此发光二极管作为传感器)，但是也可以采用其它的半导体装置，例如霍尔效应传感器。类似的，术语“电流传感器”在此应当理解为任何能够使得被识别的二极管导通的装置。因此，在这种情况下，用于检测二极管的导通门限以上的电压并且能够将该导通信息传输到控制单元CPU的输入的装置是电流传感器。
该致动器还包括两个二极管D3和D4，这两个二极管的公共节点连接到点B。第三二极管D3的阴极连接到第一相端子P1，第四二极管D4的阴极连接到第二相端子P2。它们的作用将在下面详细描述。在优选实施例中，电流传感器CS1和CS2不仅检测二极管D1和D2中的电流，还检测二极管D3和D4中的电流，如图4所示。
任何位置信息都由传感器S获取，并传输到控制单元CPU的第三输入IN3，该控制单元还具有用于驱动被控开关TR的逻辑输出OUT。该被控开关是继电器、三端双向可控硅开关元件或其它半导体装置。
图2是当被控开关TR断开时致动器装置的第一实施例的简化电路图。电动机的两个绕组W1和W2则彼此串联然后和电动机用电容器C并联。因此，所有等效偶极子都是阻性和感性的，或者是阻性和容性的。
当主绕组的相导体连接到第一相端子P1并且当主绕组电压是正电压时，包括二极管D1的电流支路将包括等效偶极子XM和二极管D2的电流支路短路。在实际中，如果假设二极管D2开始导通，等效偶极子的端电压UC必需为正电压，因此，二极管D1的端电压UD1大于电压UD2。由于电压UD1受到限制(通常为0.8V)，因此二极管D2越导通，其端电压就会降低得越多，但是这是不可能的。因此二极管D2阻塞。换言之，当主绕组的相导体AC-H连接到第一相端子P1，则第一二极管D1导通，第二二极管D2阻塞，而当主绕组的相导体AC-H连接到第二相端子P2，则第二二极管D2导通，第一二极管D1阻塞。因此，至少在被控开关TR打开时，能够利用对正在导通的二极管的检测，以识别施加到该致动器的控制命令。
图3表示致动器装置的第二实施例的简化形式，其中阻性电路示出为点A和B以及中性导体之间的T形结构。现在电阻器RB设置在图1的电阻器RA和RC的公共点和标识二极管D3和D4的公共阴极的点B之间。
图4表示致动器装置的第三实施例，其中阻性电路也由点A和B以及中性导体之间的T形结构形成。电阻器RB如前述设置。然而，电阻器RC由相对的两个齐纳二极管DZ1和DZ2所代替。在作为本发明的优选实施例的该第三实施例的一个变型例中，仅使用了一个齐纳二极管。
图5表示在图1中所示的第一实施例的一个变型例的情况中以及控制开关K连接相导体到相端子P1并且被控开关TR闭合的情况中，电动机的绕组端电压和电动机用电容器CM的端电压随时间变化的示波图，其中在第一实施例的一个变型例中，没有设置二极管D3和D4。因此，电动机被供能绕组W1则作为主绕组，而绕组W2则作为副绕组。该示波图对应于稳态，其中电动机处于额定运行状态。两个绕组的端电压U1和U2则振幅相等，两者之间具有四分之一周期(90°)的相移。副电压U2超前主电压U1。电容器的端电压UC为UC＝U1-U2在图5中，电压-U2由虚线表示，以便容易识别UC的构成。也由双箭头示出的是第一二极管D1和第二二极管D2的导通周期。
当主电压U1为正向并且大于副电压U2时，二极管D1导通。当副电压U2为正向并且大于U1时，二极管D2导通。应当注意，在这种情况下，二极管D2在二极管D1之前导通(或者，更准确说在二极管D2导通之后，二极管D1紧接着导通)。如果换向开关K设置成在相导体AC-H和第二相端子P2之间建立接触，则情况会发生逆转。因此，当被控开关TR闭合时，还有一种从二极管的切换顺序中识别换向开关K的位置的装置。
在所有情况中，都利用电流传感器CS1和CS2来识别该导通二极管或每个导通二极管。
在图5中，还可以看到，当从二极管D2切换到二极管D1时，电压UC变成零，这是由于该切换瞬时对应于电压U1和U2的相等。因此，足以从该瞬时等待四分之一周期T/4，以准确测量其为最大值时的电压UC。因此，利用简单的逻辑信号和计时器的组合就可以进行该测量，因此，避免了容纳在控制单元CPU中的微控制器的取样需求。
通常，当电动机被逐渐加载时，其速度减小，并且副电压的振幅和副电压相对于主电压的相移也同样会减小。当加电电动机阻塞在关闭状态，则副电压相对于主电压的相移为最小值。相反，当电动机卸载旋转时，其为最大值。
图6对应于电动机卸载使用的情况。在该图6中，副电压U2超前主电压U1的量和图5的情况相比有所增加，并且副电压U2的振幅增加了20％。效果的组合大大增加了电容器的端电压UC的振幅，其因此是电动机速度的特定表示形式。再次得出，它足以从二极管D2和D1的切换开始等待四分之一周期，以测量电压UC的振幅。
利用小型的变压器就可以容易的测量电压UC，但是该装置成本高，因此，采用包含二极管D3和D4的完整组件并且测量电阻器RA的端电压是优选的。
图7表示在图1中所示的第一实施例的情况中以及控制开关K连接相导体到相端子P1、被控开关TR闭合并且电动机在其额定状态下运行的情况中，电动机的绕组端电压和电动机用电容器CM的端电压随时间变化的示波图。在电阻器RA的端子上测量的电压URA由粗实线表示。
应当注意，如果电阻器RC不存在，则电阻器RA的端电压会相当简单的成为电容器CM的全波整流端电压UC。这种组件可以对电压UC的振幅进行测量，但是不识别二极管切换顺序，然后由组件D1-D4以及组件D2-D3同等地处理该导通。
两个电阻器RA和RC被假定为相同的。一个完整的周期包括许多个运行带。在从二极管D2切换到二极管D1的瞬时(电压U1变成大于U2)开始该分析。
由于二极管D1导通，所以，根据电压U2相对于电压U1的一半的比值，电阻器RA中的电流能够在电阻器RC中简单循环，或者在电阻器RC以及二极管D4中简单循环。假定D4阻塞。在这些条件下，电压URC是电压U1的一半，这是由于在这种情况下电阻器RA和RC是等同的。(在任何情况，戴维南发生器都会等效于电压U1和所有电阻器)。只要该电压URC小于电压U2，则二极管D4不能导通。因此，电压URA是电压U1的一半，直到电压U2变成小于电压U1的一半的那一刻。从这一刻起，二极管D4开始导通。由于二极管D1和二极管D4同时导通，所以电压URA变成等于电压UC。只要电压U1大于电压U2，则这种状况就会继续。在电压U2变成大于电压U1的瞬时，同时切换二极管D1、D2、D3和D4。二极管D2和D3导通，而二极管D1和D4断开。电压URA变成等于-UC。然而，仅当电压URC卸载(或电压U2的一半)大于电压U1时，二极管D3的导通才能得以确保。当该条件不再被满足，则仅仅二极管D2导通，并且电压URA等于电压U2的一半。然而，当电压U1变成大于电压U2时，二极管D2断开，而二极管D1导通。
因此，明显可以看出，在第一实施例的该变型例中，意欲用以通过切换顺序来确立换向开关K的位置的二极管是二极管D3和D4，而不是二极管D1和D2。从二极管D1切换到二极管D2以及从二极管D2切换到二极管D1是瞬时的，从二极管D4切换到D3是瞬时的，而从二极管D3切换到二极管D4却不是瞬时的。从这一点可以得出，当二极管D4和二极管D3之间出现瞬时切换时，换向开关将主绕组的相导体连接到相端子P1，而当二极管D3和二极管D4之间出现瞬时切换时，换向开关将主绕组的相导体连接到相端子P2。
利用对二极管D4和D3之间的瞬时切换的检测来确定电压UC为零的时刻。还利用它来触发计时器，当等于主电压周期四分之一的持续时间消逝之后，则引发对电压UC的测量。然后，易从该测量中推导出电压UC的振幅，以及电动机所承受的负载。
根据电阻器RA和RC的各种位置(例如，电阻器RC能够位于二极管D1和D2的公共阳极和中性点之间)以及根据电接地端的选择，可以对根据本发明的装置本身作出非常多的变型。也可以使用具有第三电阻器RB的T组件，如图3所示。选择电阻器的阻值以及布置，以防止在二极管D1-D2之间以及二极管D3-D4之间出现简单的切换状态。传感器CS1和CS2设置在一对存在非导通周期的二极管上。
图4表示一种引起人们高度注意的T组件的变型例在第一变型例中，电阻器RC至少部分由两个相对的齐纳二极管DZ1和DZ2替代，在第二变型例中其由单个齐纳二极管DZ1替代。每个齐纳二极管都假定为理想齐纳二极管当它前向导通时其端电压为零，当其反向导通时，该电压为UZ。
图8的示波图表示当使用两个等同齐纳二极管和两个等同电阻器RA和RB时的电压U1、U2和UC。
当二极管D1导通时，通过电阻器RA的电流
-被分流到二极管DZ1和DZ2的组以及二极管D4，-或者当二极管D4阻塞时，全部流过二极管DZ1和DZ2的组，-或者当相当于电压U1、U2以及相当于电阻器RA、RB的戴维南发生器的电压小于电压UZ时，全部流过二极管D4。
当电压U2大于UZ时，二极管D4阻塞。
当二极管D4导通时，流过电阻器RB的电流-源于二极管DZ1和DZ2的组以及二极管D1，-或者当二极管D1阻塞时，全部流过二极管DZ1和DZ2的组，-当相当于电压U1、U2以及相当于电阻器RA、RB的戴维南发生器的电压小于电压UZ时，全部流过二极管D1。
当电压U1小于-UZ时，二极管D1阻塞。
当齐纳二极管DZ1反向导通时，这两个齐纳二极管的组的端电压UDZ是-UZ，而当齐纳二极管DZ2反向导通时，其为+UZ。二极管DZ1和DZ2的组的端电压UDZ由齐纳二极管中的非导通相中的虚线表示。特别要注意的是，当电压UC最大时，该电压UDZ为零。在该瞬时，电压URA等于电压UC的一半因此在二极管D2和D1之间瞬时切换(或者二极管D4和D3的瞬时切换)之后四分之一周期(T/4)，它足以测量该电压URA，从而获取电容器的端电压UC的振幅。
根据该装置的第三实施例的第二变型例的装置不同于上述装置，不同之处在于，齐纳二极管DZ2由一个短路替代(图4中的虚线)。这一次，当齐纳二极管DZ1前向导通时电压UDZ为零，而当它反向导通时为-UZ。这种不均衡趋于缩短二极管D3和D4的导通时间。对于该变型例的主要关注点是，二极管D3和D4的导通瞬间的开始和结束现在和电压U2或U1消除的瞬间相关联。特别是，在二极管D3导通结束之后四分之一周期，电压U1为最大值(主电压的振幅)。在二极管D1的导通范围内，URA＝U1。
换言之，可以利用没有二极管DZ2的图4的组件-以便通过分析二极管D4和D3之间的瞬时切换来识别通过控制开关施加的控制命令，-以便通过在二极管D4和D3之间瞬时切换之后四分之一周期测量电压URA来测量电压UC的振幅，-以便通过二极管D3导通结束之后四分之一周期(如果控制开关K位于位置P1)或者二极管D4导通结束之后四分之一周期(如果控制开关K位于位置P2)测量电压URA来测量主电压的振幅UMAX，-以便当希望提供电动机较低的功率或较低的转矩时将该被控开关TR(例如三端双向可控硅开关元件)控制为和主绕组同步。
此外，可以通过二极管D4导通的开始(如果被控开关K位于位置P1)或者通过二极管D3导通的开始(如果控制开关K位于位置P2)来限定振幅UMAX的测量瞬时。
不论该方法如何，振幅UMAX的测量被称为“第一测量”，但是该词“第一”没有时间含义。
当二极管D3导通时，电阻器RB的端电压等于U1(由二极管DZ1的反向导通所引起的电压UDZ可以被忽略)。当二极管D2也导通时，电阻器RB和RA的串联组的端电压等于电压UC。利用这些条件，电压URA的测量给出一个值，该值等于当二极管D2和D3(图9的左边部分)同时导通时在所有时间间隔期间的瞬时差(U1-UC)。在二极管D3开始导通的瞬时之后四分之一周期进行的测量得到由电压U1减去的电压UC的值，也就是说，在该瞬时，为0.707UMAX，因为sin(T/4)＝0.707。实际上，电压U1是负电压并且它的值为0.707UMAX，而电压-UC是正电压并且为最大值。该测量被称为“第二测量”，但是该词“第二”没有时间含义。
利用第二测量和第一测量，可以精确的计算电压UC的振幅。第二测量的结果包括关于电压的组合信息，这是由于人们主要关注的是电压UC的振幅变化。如果主绕组的电压保持恒定，则测量动态将优于全电压振幅UC的测量的情况。如果主绕组的电压变化，则该变化会对在电阻器RA端子上测量的合成电压的两个分量产生影响。因此，这种转矩的间接测量精确度是优越的。
因此，可以仅执行第二测量而不执行第一测量。
注意，在图4中，电接地端GND位于电阻器RA和RB的公共点。控制单元CPU的负端VSS连接到接地端GND，而正端VDD连接到齐纳二极管DZ1的阴极。模拟输入IN0用于测量电压URA。逻辑输入IN1和IN2连接到电流传感器CS1和CS2，用于提供关于二极管D3和D4的导通状态的信息。控制单元CPU例如能够包括仅具有八条引线的封装中的微控制器。
图10描述用于执行识别控制命令也就是控制开关K的位置的方法，以及测量电动机用电容器CM的电压的方法的第一种方式。假定采用图4的结构来描述执行该方法的该方式，其中瞬时切换二极管D3和D4，以用于识别控制开关K的位置。
该方法起始于点ST。假定致动器处于空转状态S0。采用内存器来存储致动器的当前状态。在第一步骤T1中，启动一个测试来检查在每个周期中是否仅有两个二极管D3和D4中之一被激励。
如果是这种情况，该方法进行到步骤T2，在步骤T2中，执行一个测试来检查致动器的当前状态是否为空转状态S0。如果是，则该方法进行到步骤E1和E2，在步骤E1和E2中，对应于电动机沿第一方向旋转，新状态S1被存入存储器，或对应于电动机沿第二方向旋转，新状态S2被存入存储器，这依赖于是否已经检测到二极管D3或二极管D4导通，然后被控开关TR闭合。如果不是，则存在故障，在步骤E3中被控开关TR打开，然后在步骤E4中致动器的空转状态S0被存入存储器中。此外，故障检测状态SA能被存入存储器。在步骤E2或E4之后，该方法返回到点ST。
如果，在该测试T1中，检测到在每个周期中两个二极管D3和D4都被激励，则该方法进行到测试步骤T3，该测试步骤T3用于确定二极管D3和D4之间的瞬时切换顺序。如果该瞬时切换从二极管D3切换到二极管D4，则该方法进行到步骤T5。如果它从二极管D4切换到二极管D3(如图9所示)，则该方法进行到步骤T4。在这些测试步骤T4和T5中，启动一个检查步骤来确保所检测的切换和存储器中存储的状态一致。如果不是，则在步骤E6中被控开关TR打开，然后在步骤E7中致动器的空转状态S0被存入存储器。实际上，该情况对应于控制开关K1的位置相对于前述状态发生突然变化。因此有必要停止致动器以避免负载的运动驱动链震摇。
如果，在步骤T4中，所检测的切换和存储器中存储的状态一致，则该方法进行到步骤E5，在步骤E5中，在二极管D4的导通结束时，(或者，以等价方式，在二极管D3的导通开始时)，触发延时达四分之一主周期，在此之后，例如从电压URA的测量中对电压UC进行取样。类似的，如果，在步骤T5之后，所检测的切换和存储器中存储的状态一致，则该方法进行到步骤E8，在步骤E8中，在二极管D3的导通结束时(或者，以等价方式，在二极管D4的导通开始时)，触发延时达四分之一主周期，在此之后，对电压UC进行取样。
然后该方法进行到步骤E9，该步骤用于电压UC随时间变化的趋势。如果需要，该步骤能够引发对被控开关TR的释放，如果通过电压UC的变化检测出反常速度变化。
然后，该方法返回到点ST。
步骤E5、E8和E9更具体的对应于测量电容器电压UC的方法，而其它步骤描述了识别控制以及使得致动器的状态适应于该控制的方法。
该方法可以进行多种变型，尤其是在电路的拓扑结构导致利用二极管D1和D2来识别致动器的状态的情况中。
在测试步骤T1和T2之间，还可以插入一个中间测试步骤，该中间测试步骤用于检测二极管D3和D4的同时导通。实际上，同时按压将相端子P1和P2连接到主绕组的相导体AC-H的两个控制键，能够构建特定的控制命令或者编程命令。
最后，该方法的一个变型例也用于，在第三实施例的第二变型例的情况中，通过在二极管D3导通结束之后四分之一周期(如果控制开关K位于位置P1)或者二极管D4导通结束之后四分之一周期(如果控制开关K位于位置P2)测量电压URA，来测量主电压的振幅。该变型例从已经被示出的内容中简单的推导出。获知主电压使得可以补偿该电压的任何变化，其反映在电压UC中并且不必被看作转矩变化。
因此，用于检查UC随时间变化的趋势的方块E9优选的使用等于两个电压UC/Umains的比值的减小变量该减小变量对于主电压的变化不敏感。
在图11中描述了执行该方法的第二种方式。该方式比前述方法更简单，因为一旦控制的初始方向已经被确定，则仅分析一个二极管的导通。该方法尤其参照图4和9。
该方法起始于点ST。假定致动器最初处于空转状态S0。利用第一测试步骤E10来确定二极管(D3，D4)之一是否导通。只要没有二极管导通，则该方法重复该测试步骤。如果二极管D3导通，则该方法进行到步骤E11，在步骤E11中，存储该状态S1，其对应于电动机沿第一方向DIR1旋转。然后该方法关注于监测二极管D3，例如，通过使得来自控制单元的中断处于输入IN1上的信号的上升沿或下降沿。
被控开关TR被启动，并且，因为这个，如果负载条件是额定条件，除二极管D3外，二极管D4开始导通，如图9所示。
当二极管D3导通结束时，该方法进行到步骤E12，该步骤的作用是在需要时激活一个延时。实际上，如所示那样，二极管D3导通结束被主同步信号，如果需要，该主同步信号用于通过被控开关TR启动主波的部分限幅的操作。如果后者是三端双向可控硅开关元件类型，则引发通过延时TSCR定时的第一启动以及引发偏移半周期T/2(50Hz下10ms)的第二启动是有利的。
然后第二延时TSCR+T/2也被启动。三端双向可控硅开关元件控制的细节是本领域技术人员所公知的，因此在此不再详细描述。
在步骤E12中，二极管D3的导通瞬时结束也被用于启动第一测量延时，其由Tempo_U0表示，该延时的持续时间等于主电压的四分之一周期T/4(50Hz下5ms)。
此后，当二极管D3开始导通时，需要进行与停止导通的二极管D4的自然切换(瞬时切换)。然后，通过二极管D3的导通边缘的开始，该方法进行到步骤E13，在步骤E13中，第二测量延时被启动，其由Tempo_UC表示，该延时的持续时间等于主电压的四分之一周期T/4(50Hz下5ms)。
在该步骤E13，电压URA也被测量。实际上，在D3开始导通的时候，该电压URA通常为零。如果不是这样的话，则换向开关K的操作刚刚开始，并且需要立即通过打开被控开关TR来停止电动机。在步骤E17中执行对电压URA以及相应的动作的测试。如果出现被控开关TR被释放并且返回到空闲状态，则致动器的状态被存入存储器，并且该方法返回到点ST。否则，在第一测量延时Tempo_U0结束之后，该方法进行到步骤E18。在该时刻，执行对电压URA的新测量。该测量得到一个能够用于确定主电压的振幅的值。该值被存储，以便能够在步骤E19使用。
然后在第二测量延时Tempo_UC结束之后，该方法进行到步骤E19。在该时刻，执行对电压URA的新测量。该测量提供关于电压UC的振幅的信息。因此，它能够被用于分析电压UC的振幅中的任何变化。电压UC的值根据主电压中的任何变化而被校正(如前所述)。
在步骤E20中，分析电压UC随时间的变化量的绝对值或相对值，或者根据本领域技术人员公知的任何方法来进行分析，从而确定终点挡块或者任何障碍的出现。例如，终点挡块引发电压UC的大幅下降。在这种情况下，被控开关TR被永久性释放，并且致动器回到空转状态S0。
在步骤E10中，通过二极管D4的导通而启动步骤E14-E16。它们和步骤E11-E13类似，不同之处在于，它是被启动的状态S2，以及现在是二极管D4导通，二极管D4导通将被用于确定这些动作必须开始进行的时刻。
当被控开关和主电压同步地闭合，例如，具有90°的相移从而获得降低的电压时，所述方法仍然以相同方式应用。根据选择的相移值，测量时刻可以被改变。例如，当相移等于90°时，在二极管D4和D3之间进行换向的时刻，能够直接进行测量，通过该测量得到关于合成电压UC-U1的有用信息。
如果通过所述的其它手段获知其性质，当控制命令不一定被识别时，也可以应用本发明。在这种情况下，本发明的方法对电动机转矩的变化的测量仍然有用。本领域技术人员将能够将本发明适用于通过电压U1和U2的等式毫无疑问的识别换向的任何装置，例如利用比较器。根据本发明用于测量转矩变化的方法如图12概要示出。
该方法包括检测电压的相等关系的第一步骤E21，然后进行拖延步骤E22，该步骤的持续时间等于周期的四分之一，接着在该检测之后四分之一周期进行测量电压的步骤E23。该测量步骤涉及包括电动机用电容器端电压UC的一部分或全部的合成电压。
在处理步骤E24中，分析合成电压的变化，从而推导出停止信号的存在。如果存在这样的停止信号，则步骤E25使得被控开关TR打开，并且电动机不再被供能。
图13表示一种简化装置，其具有电动机，并且由两个相导体P11和P12供能，其中这两个相导体之一将通过未指明的装置(未示出)连接到主绕组的相位。电动机包括前述的第一绕组W1和第二绕组W2，它们具有公共点N0，而每个非公共端连接到电动机用电容器CM的端子以及相导体之一。
控制单元CTL通过第一入口IN11连接到第一相导体P11，通过第二入口IN12连接到第二相导体P12，通过接地端GND连接到中性导体AC-N，而中性导体本身通过被控开关TR连接到公共点N0。该控制单元不仅可以测量入口之一和接地端之间的简单电压，还可以测量合成电压，例如两个入口之间的差分电压(这里为电压UC)。出口OUT10使得可以控制被控开关TR。
权利要求
1.一种操作致动器(ACT)的方法，该致动器将被连接到交流电压源的相导体(AC-H)以及中性导体(AC-N)，该致动器包括-单相感应电动机(MOT)，其具有由一端(N0)互连的两个绕组(W1，W2)，-永久电容器(CM)，其设置在这两个绕组的各个另一端之间，这两个绕组的各个另一端的端子形成第一相端子(P1)和第二相端子(P2)，相导体连接到第一相端子以控制电动机在第一方向(DIR1)上的旋转，并且该相导体连接到第二相端子以控制电动机在第二方向(DIR2)上的旋转，-开关(TR)，其由电子控制单元(CPU)控制以连接绕组的公共端(N0)到中性导体，-至少一对二极管(D1，D2，D3，D4)，同一对中的二极管通过相同类型的电极连接到至少是阻性的(RA，RC；RA，RB，RC；RA，RB，RC，DZ1，DZ2)连接到中性导体的电路，每个二极管的另一个电极分别连接到第一相端子和第二相端子，以及-检测连接到电子控制单元的两个二极管中每一个二极管的导通状态的装置(CS1，CS2)，该方法包括用于分析二极管的导通状态以确定致动器的状态和/或控制命令的性质和/或来自电压源的电压的振幅和/或来自永久电容器的电压的振幅和/或驱动被控开关的信号的步骤。
2.根据前述权利要求所述的操作方法，其中用于分析二极管的导通状态的步骤用于确定相导体是否连接到第一相端子或第二相端子。
3.根据前述权利要求之一所述的操作方法，其包括用于直接或间接测量永久电容器的端电压(UC)的步骤，该步骤在两个二极管之间瞬时切换之后需要大约源电压的四分之一周期。
4.根据前述权利要求所述的操作方法，其中，如果在两个二极管之间瞬时切换之后发生的直接或间接测量电容器的端电压的步骤给出基本非零的结果，则被控开关被释放。
5.根据前述权利要求之一所述的操作方法，其包括用于测量电压源的电压的步骤，该步骤在没有和第二二极管进行任何切换的情况下二极管导通结束之后进行大约电源电压的四分之一周期。
6.根据前述权利要求之一所述的操作方法，其中在该至少阻性电路的同一元件(RA)的端子上进行该电压测量。
7.根据前述权利要求之一所述的操作方法，其中被控开关和电压源同步地被驱动，该同步信号由第一二极管的导通结束点所确定，而没有和第二二极管之间进行瞬时切换。
8.一种致动器(ACT)，该致动器将被连接到交流电压源的相导体(AC-H)以及中性导体(AC-N)，该致动器包括-单相感应电动机(MOT)，其具有由一端(N0)互连的两个绕组(W1，W2)，-永久电容器(CM)，其设置在这两个绕组的各个另一端之间，这两个绕组的各个另一端的端子形成第一相端子(P1)和第二相端子(P2)，相导体连接到第一相端子以控制电动机在第一方向(DIR1)上的旋转，并且该相导体连接到第二相端子以控制电动机在第二方向(DIR2)上的旋转，其包括-开关(TR)，其由电子控制单元(CPU)控制以连接绕组的公共端到中性导体，-至少一对二极管(D1，D2；D3，D4)，同一对中的二极管通过相同类型的电极连接到至少是阻性的(RA，RC；RA，RB，RC；RA，RB，RC，DZ1，DZ2)连接到中性导体的电路，每个二极管的另一个电极分别连接到第一相端子和第二相端子，以及-检测连接到电子控制单元的两个二极管中每一个二极管的导通状态的装置(CS1，CS2)。
9.根据前述权利要求所述的致动器，其包括形成整流桥组件的另外两个二极管，其输入端连接到电容器端子，其输出端对设置在二极管的公共阳极和公共阴极之间的至少一个第一电阻器(RA)供电，并且其具有设置在第一电阻器的两端之一和中性导体之间的至少一个电支路(RC；DZ1，DZ2)。
10.根据前述权利要求所述的致动器，其包括测量第一电阻器的端电压的装置(CPU，IN0)。
11.根据前述权利要求所述的致动器，其中该电支路包括齐纳二极管(DZ1，DZ2)。
12.根据前述权利要求所述的致动器，其中电子控制单元的电源端连接到齐纳二极管(DZ1)的端子。
13.根据权利要求8至12之一所述的致动器，其中电子控制单元具有用于执行如权利要求1至7之一所述的方法的软件装置。
14.一种用于测量在用于驱动家庭自动化装置中的负载的致动器中感应电动机的转矩变化的方法，该感应电动机包括主绕组(W1)、副绕组(W2)以及电动机用电容器(CM)，其特征在于，它包括检测主绕组端电压和副绕组端电压相等时的瞬时的步骤，以及在该检测步骤之后四分之一周期测量至少包括电动机用电容器端电压的电压的步骤。
15.一种致动器，包括用于执行权利要求14的方法的硬件装置(CPU，IN1，IN2；CTL，IN1，IN2)和软件装置。
全文摘要
所公开的该致动器(ACT)将被连接到相导体(AC－H)以及中性导体(AC－N)。它包括电动机(MOT)，该电动机具有绕组(W1，W2)和电容器(CM)，该电容器设置在这两个绕组的两端之间，并且电容器的端子形成第一相端子(P1)和第二相端子(P2)。它包括开关(TR)，其由电子控制单元(CPU)控制以连接绕组的公共端到中性导体，以及包括至少一对二极管(D1，D2，D3，D4)，同一对中的二极管通过相同类型的电极连接到阻性电路(RA，RB，RC，DZ1，DZ2)，该电路连接到中性导体，每个二极管的另一个电极分别连接到第一相端子和第二相端子，以及包括检测二极管的导通状态的装置(CS1，CS2)。
文档编号E06B9/68GK1874138SQ20061009231
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月1日 优先权日2005年6月1日
发明者瑟奇·布鲁诺 申请人:Somfy两合公司