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用于对滚动式帘子的操作电机进行馈电的方法和用于受驱滚动式帘子的设备

阅读:81发布:2024-02-10

专利汇可以提供用于对滚动式帘子的操作电机进行馈电的方法和用于受驱滚动式帘子的设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 方法使得可以对通过 齿轮 对在 建筑物 中的滚动式帘子进行操作的交流 电机 溃送电 力 ,该齿轮的性能在所述可运动元件驱动所述电机时或者被所述电机驱动时显著变化。在特定的 相位 处并以减小的 张力 对所述电机供电,其中至少在滚动式帘子没有遇到障碍的情况下,对相对于零运行转矩速度的相对速度偏差进行度量的电机滑差保持小于当电机自身以额定速度旋转时的电机滑差。公开了用于执行所述方法的对滚动式帘子进行的驱动。,下面是用于对滚动式帘子的操作电机进行馈电的方法和用于受驱滚动式帘子的设备专利的具体信息内容。

1.一种用于为交流电机(MOT)供电的供电方法,该交流电机被用来通过减速齿轮(GER)对在建筑物中用以封闭、隐私、防晒或遮蔽的可运动元件(LD)进行操作,该减速齿轮(GER)根据所述可运动元件是驱动所述电机还是被所述电机驱动而具有显著不同的效率,所述可运动元件(LD)包括下端(3),通过所述电机(MOT)的转动来引起所述下端(3)在极端下位置(4)与极端上位置(5)之间的运动,至少只要在所述可运动元件未遇到障碍时,在所述电机的对相对于零转矩下的速度的相对速度差进行度量的滑差的绝对值保持小于所述电机在其转子按额定速度旋转时的滑差的绝对值的时段中,按降低的电压向所述电机供电,所述额定速度被定义为当按额定电压向所述电机供电并且所述可运动元件施加最大载荷时所述电机的转子的速度。
2.根据权利要求1所述的供电方法,该供电方法的特征在于:按降低的电压为所述电机(MOT)供电,以引起使所述可运动元件的所述下端(3)向所述极端下位置(4)运动的运动。
3.根据权利要求1所述的供电方法,该供电方法的特征在于:只要不满足特定条件就按额定电压为所述电机(MOT)供电以引起使所述可运动元件(LD)的所述下端(3)向所述极端上位置(5)运动的运动,并且当满足所述特定条件时按降低的电压为所述电机(MOT)供电以引起使所述可运动元件(LD)的所述下端(3)向所述极端上位置运动的运动。
4.根据权利要求3所述的供电方法,该供电方法的特征在于:所述特定条件是电机转矩变得低于阈值
5.根据权利要求3所述的供电方法,该供电方法的特征在于:通过设定相对于在所述极端上位置和所述极端下位置之间的操作的总持续时间的相对持续时间来预先确定所述特定条件。
6.根据权利要求3所述的供电方法,该供电方法的特征在于:在学习阶段中确定所述特定条件。
7.根据权利要求6所述的供电方法,该供电方法的特征在于:将所述特定条件定义为利用预定系数计算出的作为与总行程相对应的计数器的内容的一部分的特定值。
8.根据权利要求6所述的供电方法,该供电方法的特征在于:在所述可运动元件经过了只剩下总行程的一小部分要行进的位置时通过对控制装置的特定动作来确定所述特定条件。
9.根据权利要求4所述的供电方法,该供电方法的特征在于:当在极端下位置和极端上位置之间的运动过程中电机转矩经过所述阈值时,将位置计数器的值存储在存储器中,其中当所述可运动元件被带到极端下位置或极端上位置时,将位置计数器的值初始化。
10.根据权利要求3所述的供电方法,该供电方法的特征在于:所述特定条件是所述元件的下端到达由从该下端的极端下位置和极端上位置中一个起的所述电机的激活时段所限定的位置。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的供电方法,该供电方法的特征在于:由交流电压源通过双向晶闸管(TRC)为所述电机(MOT)供电,该双向晶闸管(TRC)的状态由产生频率为该交流电压源电压的频率的两倍的电脉冲的控制设备(SCU)来控制,在所述交流电压源电压为零的时刻处产生这些脉冲,以按额定电压向所述电机供电,并且在所述交流电压源电压为零的时刻之后产生这些脉冲,以按降低的电压向所述电机供电。
12.根据权利要求11所述的供电方法,该供电方法的特征在于:为了按降低的电压向所述电机供电,由所述控制设备(SCU)产生的电脉冲具有相对于所述交流电压源电压为零的时刻的、根据所述交流电压源电压值是正还是负而不同的延迟。
13.根据权利要求1-10中的任一项所述的供电方法,该供电方法的特征在于:所述降低的电压的RMS值低于所述额定电压的RMS值的75%。
14.一种致动器(ACT),该致动器(ACT)包括被用来通过减速齿轮(GER)对在建筑物中用以封闭、隐私、防晒或遮蔽的可运动元件(LD)进行操作的交流电机(MOT),该减速齿轮(GER)根据所述可运动元件驱动所述电机还是被所述电机驱动而具有显著不同的效率,由交流电压源经由双向晶闸管(TRC)为所述电机供电,该致动器(ACT)的特征在于:该致动器(ACT)包括用于实现根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的方法的硬件装置(TCU、CPU、SCU)和软件
15.根据权利要求14所述的致动器,该致动器的特征在于:所述交流电机(MOT)是单相、带有两个绕组(W1、W2)和固定分析电容器(CM)的感应型的。
16.根据权利要求14或15所述的致动器,该致动器的特征在于:所述减速齿轮(GER)的效率在所述可运动元件被所述电机驱动时大于70%而在所述可运动元件驱动所述电机时小于60%。
17.根据权利要求14或15所述的致动器,该致动器的特征在于:所述减速齿轮(GER)在所述可运动元件被所述电机驱动时的效率比在所述可运动元件驱动所述电机时的效率大至少15%。
18.一种包括根据权利要求14到17中的任一项所述的致动器(ACT)的设备,该设备的特征在于:当所述电机驱动所述可运动元件时由所述可运动元件对所述电机施加的最大转矩的绝对值是当所述电机被所述可运动元件驱动时由所述可运动元件对所述电机施加的最大转矩的绝对值的至少两倍。

说明书全文

技术领域

发明涉及用于为交流电机供电的方法,该交流电机用于对在建筑物中用以封闭、隐私、防晒或遮蔽的可运动元件进行操作。本发明还涉及采用这种方法的致动器和设备。

背景技术

被设计成安装在建筑物中并被设计成对用以封闭、隐私、防晒或遮蔽的元件(如卷式遮帘、、大门或帘子)进行操作的某些致动器包括带有固定分相电容器(permanent split capacitor)的单相感应电机(或异步电机)。
由例如230 V 50 Hz的交流电源为这些致动器供电。这些致动器包括用于在不向电机供电时将致动器定的固定闸(immobolizationbreak)。优选地由电机的定子的磁通量来激活该闸。
在常见的应用中,电机必须驱动的载荷强度在元件的运动过程中显著变化。因此,在某些应用中,当元件到达支承座(abutment)时要施加的驱动相对于行程中的其他部分处驱动元件所需的力较低。
例如对于以下情况就是如此:包括遮帘窗帘的上支承座和/或按压锁定设备的卷式遮帘,或仅仅通过柔性金属连接件耦合到辊管的卷式遮帘。当遮帘到达上支承座时,遮帘窗帘几乎被全部卷起。遮帘的悬挂重量非常小,在该区域中要由电机提供的转矩同样非常小。将该电机的大小设计成提供至少比由卷式遮帘的窗帘对辊管施加以及因此对致动器施加的最大转矩要大的转矩。如果在不注意的情况下到达支承座,那么由致动器产生的力会对遮挡窗帘和/或支承座产生很高并且不必要的级别的应力。因此有必要尽可能早地检测到要驱动的载荷的(甚至)轻微的增大,以尽可能快地停止对致动器供电,以防止不必要的应力。这由于将电机连接到遮挡窗帘的底部板条的运动学链接的复杂性而变得困难。
相反,当遮挡窗帘的底部板条在展开运动的过程中触及地面时,必须能够在致动器从发电机操作切换到驱动操作的同时立即停止对致动器供电。如果遮帘配备有在按压时运行的锁定设备,那么通过对转矩的陡峭增大的检测来相当容易地检测到该运行变化。另一方面,如果遮挡窗帘通过由金属箔组成的柔性连接件而连接到辊管,那么在致动器变成电机时箔的挠曲力太弱,以至于不能被容易地检测到。
专利FR 2 814 298公开了一种用于对建筑物中的可运动元件进行操作的包括有直流电机的设备,其中,当该元件变得接近支承座时,减小其速度以防止在到达支承座时对传动系施加相当大的应力。该设备需要直流电机和用于确定何时必须减小该元件的速度的位置传感器
专利EP 0 671 542公开了一种用于对建筑物中的可运动元件进行操作的包括有交流电机的设备,其中,当该元件变得接近于支承座时,在电机供电阶段上串联布置一电容,以限制供电电压。通过将固定分相电容器的端子处的电压施加给对继电器供电的装置,来检测速度降低。该设备需要使用与该电容器独立地被供电的电磁闸。具体来说,对电机的不足供电会使得松开固定闸。电磁闸是比由电机的定子磁通量直接激活的闸昂贵得多的设备。所述设备还要求存在位置传感器,该位置传感器确定可运动元件在按减小的张力进行供电时的位置。
实用新型DE 200 02 225公开了一种用于对带有固定分相电容器的感应电机供电的设备,其中使用两个双向晶闸管(triac)来执行对建筑物中的可运动元件的升高或降低进行控制的开关功能。
专利DE 43 07 096公开了一种用于对感应电机供电的包括有两个双向晶闸管(每一个双向晶闸管与电机的一绕组相串联地安装)的设备。对这两个双向晶闸管的状态进行控制会使得可以省去启动电容器或固定分相电容器。
专利US 4,422,030公开了一种用于对感应电机供电的设备,该设备借助于双向晶闸管而使得可以首先在电机的启动阶段中按全电压对电机供电,接着按降低的电压对电机供电。
专利US 6,777,902公开了一种用于对感应电机供电的设备,该设备使得可以对车库门进行操作。根据电机是对车库门的升高还是降低进行驱动,对电机供电以提供不同的功率,使其绕组之间的不同相位的电容性装置的电容值改变。可以通过双向晶闸管来实现使得可以对电机绕组之间的不同值的电容性设备进行连接的开关。
申请EP 1 349 028描述了一种用于利用异步电机对卷式遮帘进行操作的设备。当遮帘靠近行程的一端时,按减小的转矩对电机进行控制。可以通过限制供电电压来实现该控制。
申请EP 0 808 986描述了一种用于对车库门进行操作的设备,其中对三相电机进行控制以提供根据它必须驱动的载荷而变化的转矩。将电机绕组接线成三形并在该三角形的一条分支上设置开关S1。断开该开关以使得电机按较小的转矩进行操作。
申请DE 39 33 266描述了一种用于在可运动元件整个降低阶段中按减小的转矩向对该可运动元件进行操作的电机供电的方法。该供电方法的目的是大致保持相等的降低和升高速度。然而,该文献并未说明如何在感应电机的情况下实际地实现转矩限制,除非对电压的振幅进行作用来实现。对波的振幅进行作用暗示了使用复杂的交流-交流转换器(等同于变比可调变压器),或者(更为可能)使用接通角度大于或远远大于90°的双向晶闸管。
电机最大转矩的减小导致由操作转矩与电机可以提供的最大转矩之差所反映的安全裕度的显著减小。在受驱载荷操作中,该安全裕度等于额定转矩与电机可以提供的最大转矩之差。在驱动载荷操作中,转矩-速度特性相对于同步点(转子速度=同步速度,零转矩)是对称的。得到了同样的安全裕度。在任一情况下,保持足够的安全裕度都很关键。
对于直流电机,并不是以同样的方式产生该问题:在受驱载荷中,电机转矩在速度减小时按单调方式增大(这自动趋于使速度稳定),并且,在驱动载荷中,抵抗转矩在速度增大时按单调方式减小(这也趋于使速度稳定)。
对于感应电机,如果超过了电机可以提供的最大转矩,将过渡到如下区域:当沿任一方向距同步速度的距离变大时,转矩都总是减小。因此如果在升高或降低时对载荷转矩附加偶然的过载转矩,那么该情况有可能很危险。偶然过载的示例是悬挂到卷式遮帘或升降门上的儿童。在该现有技术申请中描述的方法未考虑在这种情况下存在的危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于向用以对可运动元件进行驱动的交流电机供电的方法,该方法减轻了上述缺点并且具有胜过现有技术的公知方法的改进。具体地说,根据本发明的供电方法涉及感应电机,使得可以在可运动元件到达行程的末端处时在该元件的速度没有用户可察觉到的变化的情况下减小对可运动元件及其传动系的应力,并使得可以利用由感应电机的定子产生的磁通量激活闸。该方法使得可以保持足够的安全裕度以防止电机在如下区域中进行操作:在该区域中,其转矩随着转子速度与同步速度之间存在的差值的绝对值而减小。本发明还涉及使得可以应用具有这些优点的本方法的致动器。
权利要求1限定了根据本发明的供电方法。
从属权利要求2到13限定了根据本发明的供电方法的不同变型。
由权利要求14限定了根据本发明的致动器。
由权利要求15到17限定了所述致动器的各种实施例
由权利要求18限定了根据本发明的设备。
附图说明
附图作为示例描绘了根据本发明的致动器的实施例和根据本发明的供电方法的执行模式。
图1是根据本发明的致动器的实施例的图。
图2是表示反映了电机的转矩随其旋转速度的变化的曲线的图形。
图3是根据本发明的供电方法的执行模式的流程图

具体实施方式

在图1中示意性地示出的致动器ACT使得可以对安装在建筑物中用以封闭、隐私或防晒的可运动元件LD进行驱动。通过感应电机MOT沿第一旋转方向和第二旋转方向的旋转,可以使该元件沿两个相反方向运动。由相导线AC-H与中性导线AC-N之间的配电网对致动器供电。可运动元件例如可以是包括由多个板条组成的遮挡遮帘2的卷式遮帘,该卷式遮帘可以被卷起到辊管1上,并具有可以在极端上位置5与极端下位置4之间运动的底端3。
电机MOT是感应型的、单相、带有固定分相电容器CM。它包括两个绕组W1和W2。根据期望的旋转方向,将电容器CM与第一绕组W1或与第二绕组W2串联布置。P1和P2表示电容器CM与各绕组W1和W2的连接点。这些绕组的另外两端连接到点N1,点N1本身经由双向晶闸管TRC连接到中性导线AC-N。
固定闸BRK与电机MOT相关联,在绕组中没有电流的情况下固定闸BRK对电机MOT的转子进行固定。如虚线连接所示,该闸电磁地耦合到各绕组。当电机MOT的转子旋转时,它驱动减速齿轮GER,减速齿轮GER的输出级驱动形成致动器的机械输出的轴。应当指出的是,该输出轴与可运动元件LD之间的连接并不一定是刚性的。
通过由电子控制电路MCU控制的两个开关rl1和rl2来实现相导线AC-H与电机的绕组W1和W2之间的连接,该电子控制电路MCU包括对致动器进行控制的各种装置,也就是用于接收命令并解释所接收到的命令的装置、用于对致动器供电的设备以及用于根据命令或在检测到支承座时将该电源断开的装置。两个开关rl1和rl2具有连接到相导线和致动器的相端子P0的公共接线。这些开关的另一接线分别连接到连接点P1和P2。
通过射频发送的控制命令引起对受控开关的控制。
电子控制电路MCU包括诸如微控制器的处理器CPU。该电路包括电源电路PSU(通常是下变频器),其一个输入连接到相端子P0,另一输入连接到中性端子N0并被称为该电子控制电路的电接地GND。该电源电路的输出直流电压VCC向处理器CPU供电,并且按未示出的方式向射频接收器REC供电。
该射频接收器REC包括连接到天线ANT的输入HF,和分别连接到处理器CPU的两个逻辑输入I1和I2的两个逻辑输出UP和DN。通过本领域的技术人员公知的手段,该射频接收器对所接收到的无线电信号进行拦截,以在适当的情况下根据接收信号是否包括升高命令或降低命令来生成第一输出UP上的高逻辑状态和第二输出DN上的高逻辑状态。
根据位于处理器CPU的存储器中的分配表的状态,对第一输入I1的激活会产生闭合受控开关rl1的命令,而对第二输入I2的激活会产生闭合受控开关rl2的命令。
位于处理器的存储器中的分配表的第二状态具有相反的作用,对第一输入I1的激活会产生闭合受控开关rl2的命令,而对第二输入I2的激活会产生闭合受控开关rl1的命令。
处理器包括向第一继电器线圈RL1供电的第一输出O1和向第二继电器线圈RL2供电的第二输出O2。这些线圈分别作用于作为开关rl1的第一继电器触点和作为开关rl2的第二继电器触点。根据哪个继电器线圈被供电,电机MOT沿一个方向或另一方向旋转。该布置使得处理器即使在存在由换向开关给出的运动命令的情况下也可以将电机停止。它还使得可以在必要的情况下根据分配表的状态使换向开关的各位置与各电机相位之间的关系反转。当一旦安装了产品就不能预先预测电机的哪个旋转方向对应于升高(或者相反的降低)时,该布置是很有用的。
可以使用除继电器以外的装置,例如双向晶闸管或晶体管。
电子控制电路MCU包括接收源自两个二极管D1和D2的电压UCM的转矩控制单元TCU,二极管D1和D2的阳极分别连接到电机的端子P1和P2。还将该转矩控制模连接到由公共端子GND形成的电接地。因此电压UCM是以该公共端子GND为基准的,并且发现,只要受控开关rl1和rl2中的一个闭合,电压UCM就正确地对应于电容器CM的端子处的电压的半波振幅。
转矩控制单元TCU(可以由电源电路PSU按电压VCC向其供电)在连接到处理器CPU的输入I3的输出处传送转矩过载信号OVL。在图中,第三输入I3是逻辑型的,并且转矩控制单元TCU在转矩超过预定值并且/或者在给定时间间隔内所测得的转矩变化超过预定值时将其过载输出OVL切换到高逻辑状态。
更精确地说,如先前看到的那样,转矩控制单元TCU对与运转电容器CM的端子处的电压相对应的信号UCM进行测量。当电机由于较高的抵抗转矩而减速时,该电压降低。因此至少是该电压在给定时间间隔内的降低才会导致过载输出OVL切换到高状态。
在专利FR 2 806 850(参见图1、第4页第31行到第6页第14行)中描述了这种转矩控制单元的一个实施例。
作为另一种选择,转矩控制单元TCU可以在过载输出OVL上传送模拟电压并且处理器CPU的第三输入I3是模拟型的。然后在处理器CPU中对该模拟量的变化进行研究。
除了该功能以外,转矩控制单元TCU还可以使得在电容器端子处的电压的振幅降低到给定阈值以下时(这意味着转矩已变化到给定阈值以下)欠载输出TL切换到高状态。将欠载输出TL连接到处理器的第四输入I4。
最后,处理器包括连接到双向晶闸管控制电路SCU的控制输入GCI的第三输出O3,双向晶闸管控制电路SCU的控制输出GCO连接到双向晶闸管TRC的门。
该控制电路还连接到电接地GND和中性导线,这使得它可以得到对电源电压被抵消掉的时刻的通知并且可以利用该信息来生成对双向晶闸管的状态进行控制的信号。若有必要,该电路包含有位于输入与输出之间的电绝缘IB,若使用光双向晶闸管(optotriac),则内在地实现了该绝缘。
当控制输入处于低状态时,该控制电路向控制输出GCO传送控制脉冲,该控制脉冲使得双向晶闸管在电源电压变成零之后立即可导电。因此,以具有电源电压的整个正弦波的额定电压向电机供电。
当控制输入处于高状态时,控制电路以相对于电源电压为零的时刻的一定延迟传送具有双向晶闸管的状态的控制脉冲。优选的是,该延迟比电源电压的四分之一周期(或按角度术语表示为90°)要短。该延迟使得可以降低电机的RMS供电电压因而减小由电机产生的最大转矩,同时保持针对固定闸BRK的足够的磁引力,并且同时在运转电容器端子处保持大致的正弦波电压,可以利用该正弦波电压来测量电机MOT的转矩和/或速度的变化。
降低后的电压的RMS值优选地低于额定电压的有效值的75%。取代对电源电压的正半波和负半波施加同一延迟,可以只降低具有同一符号的半周期上的电压,以在另外半周期上保持全波,这使得对转矩测量电路和/或锁定闸的干扰更少。例如只对负半周期施加延迟。还可以对正半波施加比四分之一周期短的延迟,而对负半波施加比四分之一周期长的延迟。
作为另一种选择,在处理器CPU在另一输入上接收到与电源电压同步的信号的情况下第三输出O3可以直接传送双向晶闸管门的控制信号。该选择是最经济的。它还使得可以利用双向晶闸管停止电机的供电,而不是通过断开受控开关rl1或rl2将电机的供电停止。因此,这些开关的触点可以具有低击穿电力。
图2表示按不同有效值的两个电压U1和U2向其供电的异步电机的特征转矩-速度曲线和该电机的根据它必须驱动的载荷的操作点。
曲线TM-U1表示作为电机旋转速度的函数的当按额定电压U1向电机供电时由电机产生的转矩的值。
曲线TM-U2表示作为电机旋转速度的函数的当按降低的电压U2向电机供电时由电机产生的转矩值。
速度的横轴对应于零转矩。
直线TL1表示电机(在正常操作条件下)在两个支承座(上支承座和下支承座)之间对可运动元件进行驱动的周期中所经受的最大载荷的强度。
直线TL2表示在可运动元件的行程的某些点处电机所经受的载荷的预定强度。
直线TL3表示电机(在正常操作条件下)在两个支承座(上支承座和下支承座)之间对可运动元件进行驱动的周期中所经受的最小载荷的强度。
对于感应电机,当转子按与由在电机绕组中流通的交流电产生的旋转场相同的速度旋转时,电机转矩TM为零。如所使用的那样,将该速度值称为同步速度NS,并将转子速度NR与同步速度NS之间的相对差称为滑差。
电机可以提供的最大转矩与供电电压的RMS值的平方成正比。图2示出了在降低的电压U2下的最大电机转矩MAX2,其为在额定电压U1下获得的最大电机转矩MAX1的一半。换句话说,供电电压U1与U2的有效值之比等于。可以通过使双向晶闸管的控制脉冲相对于电源电压为零的时刻延迟90°来获得额定电压与降低的电压之间的该比例。
额定操作点P1对应于在按额定电压U1向电机供电时最大载荷TL1的施加。在这些条件下,电机的转子的旋转速度是NRR,以下将其称为额定速度值。使用额定滑差来表示该点处的滑差。在本发明适用的应用中,额定滑差通常是10%,或者甚至20%,这比在使用三相感应电机的工业应用中通常容许的滑差高很多。
根据本发明的供电方法的目的是在致动器的额定功率不必要的时段中按降低的电压对电机供电,以防止对将可运动元件连接到电机的传动系施加过大应力。
根据本发明,在电机供电阶段从按额定电压对电机供电到按降低的电压供电的转变过程仅在以下情况才有可能:尽管按降低的电压供电,但是转子的速度(在通常操作条件下)在该时段中不会降低到额定速度NRR以下。绝对滑差值也必须不超过额定滑差值,这意味着当载荷进行驱动时转子的速度变得大于同步速度NS但是必须保持在最大速度值NRMAX以下,使得NRMAX=NS+(NS-NRR)。
按该方式,从按额定电压对电机供电到按降低的电压对电机供电的转变过程会产生速度的不可察觉的变化,这在以下情况下不会存在干扰用户的险:当元件距行程末端支承座仍然很远时执行该转变过程,尤其是如果转变到降低的电压的点不是位于固定并且重复出现的位置话。在致动器不包含电机轴位置传感器的情况下或者在打算将致动器装配到没有对可运动元件的位置进行感测的传感器的设备中的情况下,根据本发明的方法特别有利。绝对滑差值不超过额定滑差的事实还使得可以确保电机在如下区域中进行操作:在该区域中,其转矩随着转子的速度与同步速度之间存在的差异的绝对值而增大。
同一载荷并不是在电机中产生同一转矩,这取决于该载荷是被驱动的还是进行驱动的。在卷式遮帘的情况下,如果载荷是驱动的,则从由遮帘的悬挂重量引起的力减去摩擦力,而如果载荷是被驱动的,则向由遮帘的悬挂重量引起的力加上摩擦力,该现象还会由于以下事实而得到增强或削弱:减速齿轮GER的效率可能根据载荷是被驱动的还是进行驱动的而显著不同。例如可以使用带有3个周转行星齿轮的减速齿轮,其效率在载荷为被驱动时大于70%而在载荷为进行驱动时小于60%。通过对用于限定包括减速齿轮的轮子的轮齿的参数进行作用,尤其是通过对作用线上的靠近路径和凹进路径的长度进行作用,可以实现该效率差。因此,同一最大载荷情形会在驱动载荷情况下得到转矩TL1,而在被驱动载荷情况下得到转矩TL3,这些转矩的绝对值是相当不同的。例如,包括致动器和由该致动器操作的卷式遮帘的设备可以使得当致动器电机驱动卷式遮帘时由卷式遮帘对致动器电机施加的最大转矩的绝对值是当致动器电机被卷式遮帘驱动时由卷式遮帘对电机施加的最大转矩的绝对值的至少两倍。
当载荷最小(转矩值TL3)时,发现在按额定电压U1向电机供电的情况下和在按降低的电压U2向电机供电的情况下,电机的操作点相接近,分别由点P3和点P5表示这些操作点。在这两个操作点处,电机的转子速度低于最大速度NRMAX。因此,在整个使可运动元件降低的阶段中可以按降低的电压向电机供电。
在可运动元件的关闭时段期间,电机速度从对应于点P5的速度逐渐变化到同步速度NS。一旦可运动元件到达下支承座(并且在必要的情况下包括它的板条层叠起来了),载荷转矩变成抵抗性的,操作点在曲线TM-U2上向点P4运动。无论支承座的性质如何,转矩都不能超过值MAX2。与在按额定电压U1向电机供电时相比在按降低的电压U2向电机供电时速度随转矩而更为剧烈变化的事实使得转矩控制单元TCU更容易进行检测因而具有更高的灵敏度。
按相同的方式,也可以在使卷式遮帘升高的阶段中使用本设备。
在此情况下,当开始升高时必须按额定电压U1向电机供电。如果可运动元件是完全闭合的,则电机的初始速度是同步速度NS,接着该速度逐渐减小,直到它在载荷最大时到达操作点P1处的NRR,最后当载荷减小时速度再次增大。
当可运动元件到达使得载荷的强度在该阶段中不再变化得超过值TL2的位置时,按降低的电压U2向电机供电。例如,电机转矩一旦变化到转矩阈值TL2以下,就会出现从额定电压到降低的电压的这一切换。如图2所示,这种切换使得电机的操作点从点P2移动到点P4。
供电的该切换过程中的速度变化对于用户来说是不可察觉的。这容许在该切换过程中可运动元件的位置的精度非常低并且/或者容许该位置存在偏差。因此,可以使用更为简单的定时器来设定从额定电压切换到降低的电压的时刻。例如,根据电机的热状态(冷或热),在给定时间间隔内可运动元件所经过的行程并不相同,但是该不同并不重要,因为用户并不会察觉到该不同出现的时刻。因此以更低的成本实现了对使得可以按更高的检测精度到达支承座处的切换点的管理和对较低的最大电机转矩的保证。
因此在被驱动载荷下要遵循的条件是被驱动载荷产生抵抗性转矩TL2,该抵抗性转矩TL2比按降低的电压的特性曲线TM-U2上与额定速度NRR相对应的转矩要低。通过学习来建立或按等同的方式来预先确定(例如通过设定相对于下支承座与上支承座之间的总操作持续时间的相对持续时间)该条件。
图3描述了根据本发明的供电方法的执行模式。
在第一步骤10中,用户对运动控制命令发射器执行动作以命令可运动元件的运动。
在测试步骤20中,确定用户所采取的动作是想要命令使可运动元件升高的运动还是使可运动元件降低的运动。
如果所采取的动作是想要命令使可运动元件降低的运动,则在步骤30中命令按降低的电压向电机供电以使得它按第一方向旋转,引起使可运动元件降低的运动。
在测试步骤40中,确定可运动元件是否到达了支承座或者是否给出了停止命令。如果不是如此,则本方法循环到步骤30。例如,通过对转矩和/或转矩的变化进行分析来对支承座进行检测。
如果是如此,则在步骤50中断开电机供电然后本方法循环到步骤10。
如果所采取的动作是想要命令使可运动元件升高的运动,则在步骤60中命令按额定电压向电机供电以使得它按第二方向旋转,引起使元件升高的运动。
在测试步骤70中,确定是否未到达电机转矩阈值TL2。
如果该测试的结果是肯定的,则在步骤80中命令按降低的电压向电机供电以使得它按第二方向旋转。
如果该测试的结果是否定的,则在步骤90中命令按额定电压向电机供电以使得它按第二方向旋转。
在测试步骤100中,确定可运动元件是否到达了支承座或者是否给出了停止命令。如果不是如此,则本方法循环到步骤70。
如果是如此,则本方法循环到步骤50。
步骤70的测试过程可以简单地由如下步骤组成:对存储在计数器CNT(当电机按一个方向旋转时将其递增,当电机按另一方向旋转时将其递减)中的值进行检查,并将该值与在学习阶段中确定的特定值相比较。在此情况下,可以略去步骤60。
所述特定值是较不精确地但是足够精确地反映了可运动元件的位置的位置值或者优选地时间值。
在卷式遮帘的情况下,可以按如下方式在学习阶段中确定该特定值。可运动元件被带到第一行程末端位置,将计数器值初始化,命令电机将可运动元件驱动到第二行程末端位置并在电机转矩经过阈值TL2(如果第一行程末端位置是下位置,则变化到该阈值以下,如果第一行程末端位置是上位置,则变化到该阈值以上)时将该计数器值存储在存储器中。
如果存在表示电机转矩的电压,则可以利用经过预定阈值的该电压对电机转矩是否经过一阈值进行检测。如果直接利用电容器CM的端子处的电压,则利用该电压变化到一阈值以上,对电机转矩是否变化到一阈值以下进行检测,当转矩减小时该电压升高。
如果转矩控制单元TCU允许,则是由该单元本身在不足输出TL下确定并指示出转矩值何时变得小于预定的或者通过学习而获得的一转矩值。
还可以基于两个行程末端位置之间的学习策略来更简单地确定计数器的所述特定值。利用预定系数,将该特定值自动计算为与总行程相对应的计数器的内容的一部分。
最后,可以在安装人员估计卷式遮帘经过了只剩下要运行行程的一小部分的位置时通过他对控制设备的特定动作来确定所述特定值。制造商例如在安装手册中指明行程的百分比,即,对于该百分比,知道转矩变得低于阈值TL2。
在任何情况下,本方法的值并不要求以很高的精度位于该特定值上。
作为预防措施,在从总导电模式切换到减弱的导电模式的时刻处,处理器不考虑由过载输出OVL传送的信号,以不在该时刻处引起不需要的停止。
在对致动器进行远程无线电控制的情况下对本发明进行了描述。显然,通过到相导线的耦合以利用输电线载流来传输命令,可以将天线替换掉。本领域的技术人员毫无困难地就可以在被称为导线控制的控制的情况下使用本发明,也就是说,对于该控制,致动器具有两个相端子,例如借助于具有两个触点位置和一个中性位置的手动逆变器,通过将这些相端子中的一个或另一个连接到电源的相导线AC-H来确定所述命令。
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