Сервоприводы белимо: Электроприводы для систем ОвиК от BELIMO

Чтобы иметь право на возврат, ваш товар должен быть неиспользованным и в том же состоянии, в котором вы его получили. Он также должен быть в оригинальной упаковке.

Некоторые виды товаров не подлежат возврату.Скоропортящиеся товары, такие как продукты питания, цветы, газеты или журналы, возврату не подлежат. Мы также не принимаем товары интимного или гигиенического назначения, опасные материалы или легковоспламеняющиеся жидкости или газы.

Дополнительные невозвратные товары:
– Подарочные карты
– Загружаемые программные продукты
– Некоторые предметы медицинского назначения и личной гигиены

Для завершения возврата нам потребуется квитанция или документ, подтверждающий покупку.
Не отправляйте покупку обратно производителю.

Существуют определенные ситуации, когда предоставляется только частичное возмещение (если применимо)
– Книга с явными признаками использования
– CD, DVD, кассета VHS, программное обеспечение, видеоигра, кассета или виниловая пластинка, которая была открыта
– Любой товар не в исходном состоянии, поврежден или отсутствует часть по причинам, не связанным с нашей ошибкой
– Любой товар, который возвращается более чем через 30 дней после доставки

Возврат (если применимо)
После получения и проверки вашего возврата , мы отправим вам электронное письмо, чтобы уведомить вас о том, что мы получили ваш возвращенный товар.Мы также сообщим вам об утверждении или отклонении вашего возмещения.
Если вы одобрены, то ваш возврат будет обработан, и кредит будет автоматически зачислен на вашу кредитную карту или исходный способ оплаты в течение определенного количества дней.

Просроченный или отсутствующий возврат средств (если применимо)
Если вы еще не получили возмещение, сначала проверьте свой банковский счет еще раз.
Затем обратитесь в компанию, обслуживающую вашу кредитную карту. Прежде чем ваш возврат будет официально объявлен, может пройти некоторое время.
Затем обратитесь в свой банк. Перед отправкой возврата часто требуется некоторое время на обработку.
Если вы выполнили все это и еще не получили возмещение, свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Предметы со скидкой (если применимо)
Возврату подлежат только товары по стандартной цене, к сожалению, товары со скидкой не могут быть возвращены.

Обмен (если применимо)
Мы заменяем товары только в том случае, если они неисправны или повреждены. Если вам нужно обменять его на такой же, отправьте нам письмо по адресу kerryzhou27 @ icloud.com и отправьте свой товар по адресу: Lane 2567, Pudong Avenue, Pudong New District, Shanghai Shanghai, 200000 Shanghai, China.

Подарки
Если товар был отмечен как подарок при покупке и доставке непосредственно вам, вы получите подарочный кредит на сумму вашего возврата. После получения возвращенного товара вам будет отправлен подарочный сертификат.

Если товар не был помечен как подарок при покупке, или если даритель получил заказ, чтобы передать его вам позже, мы отправим дарителю возмещение, и он узнает о вашем возврате.

Доставка
Чтобы вернуть продукт, вы должны отправить его по адресу: Lane 2567, Pudong Avenue, Pudong New District, Shanghai Shanghai, 200000 Shanghai, China

Вы будете сами оплачивать доставку при возврате. ваш товар. Стоимость доставки не возвращается. Если вы получите возмещение, стоимость обратной доставки будет вычтена из вашего возмещения.

В зависимости от того, где вы живете, время, необходимое для того, чтобы обмененный товар был доставлен вам, может варьироваться.

Если вы отправляете товар стоимостью более 75 долларов, вам следует рассмотреть возможность использования отслеживаемой службы доставки или приобретения страховки доставки. Мы не гарантируем получение возвращенного вами товара.

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЯ – BELIMO HOLDING AG

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройствам защиты электродвигателей, электроприводов с электродвигателем и защитным устройством, а также к способам работы электродвигателя.Изобретение особенно полезно в критических приложениях, где любое повреждение электропривода и / или оборудования, которое приводится в действие электроприводом, должно быть предотвращено с высокой степенью безопасности.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электродвигатели и приводы используются в широком спектре приложений, включая приложения, критичные к безопасности. Примерами являются критические предохранительные клапаны, приводимые в действие сервоприводом, или предохранительные приводы e. грамм. в виде приводов с пружинным возвратом, которые используются для перемещения противопожарных или дымовых заслонок, используемых в системах противопожарной защиты.

Общей проблемой, вызывающей беспокойство у электроприводов, является возникновение условий перегрузки, которые, если их не обнаружить и не обработать должным образом, могут, по крайней мере, значительно сократить срок службы двигателя или других компонентов и в дальнейшем вызвать дефекты и / или серьезные опасности, e. грамм. возгорание из-за перегрева. Следовательно, надлежащее обнаружение и обработка условий перегрузки, по крайней мере, очень желательны, а в некоторых приложениях также требуются нормативные требования. Сущность изобретения

Для обнаружения условий перегрузки электродвигателя или привода, соответственно, в данной области техники известен ряд стратегий и подходов.

В частности, известно, как обнаруживать перегрузку путем измерения температуры двигателя с помощью датчиков температуры, например: грамм. расположен в области катушки (катушек) двигателя. Этот подход, однако, имеет недостаток, заключающийся в том, что состояние перегрузки может отражаться температурой только замедленно и медленно. Кроме того, обязательно требуются датчики температуры в качестве дополнительных компонентов и дополнительная проводка для подключения. По крайней мере, первый упомянутый недостаток также присутствует, если температура двигателя измеряется косвенно через сопротивление катушки.

Кроме того, известно обнаружение температуры перегрузки по току, потребляемому двигателем, путем оценки падения напряжения на шунтирующем резисторе. Этот подход, однако, имеет общий недостаток, заключающийся в том, что ток обеспечивает критерий выключения двигателя в случае условий перегрузки, но не обеспечивает оптимального критерия для выхода двигателя из состояния перегрузки, т.е. е. когда двигатель снова можно безопасно включить. Обычно двигатель снова включается после заранее определенного времени восстановления.Однако такое время восстановления может быть слишком коротким при определенных условиях и / или излишне долгим при других условиях. Кроме того, известно обнаружение заблокированного двигателя путем оценки обратной ЭДС (электродвижущей силы), которая генерируется электродвигателем во время работы. Однако этот подход подходит только для обнаружения заблокированного привода, но не для надежного обнаружения перегрузки, когда двигатель все еще работает. Общей целью настоящего изобретения является улучшение уровня техники в отношении защиты электродвигателей от перегрузки и полное или частичное устранение, по меньшей мере, некоторых недостатков известного уровня техники.

В одном аспекте общая цель достигается устройством защиты двигателя. Устройство защиты двигателя включает в себя блок прерывателя для электрического соединения источника питания и электродвигателя в рабочем режиме и электрического отключения источника питания и электродвигателя в режиме перегрузки. В рабочем режиме электродвигатель подключен к источнику питания, электродвигатель находится под напряжением. В режиме перегрузки электродвигатель и источник питания отключены, электродвигатель обесточен.Устройство защиты двигателя дополнительно включает в себя блок обнаружения перегрузки. Блок обнаружения перегрузки выполнен с возможностью контролировать ток двигателя и управлять блоком прерывателя для переключения из рабочего режима в режим перегрузки, если ток двигателя указывает на состояние перегрузки электродвигателя в рабочем режиме. Устройство защиты двигателя дополнительно включает в себя блок обнаружения восстановления. Блок обнаружения восстановления сконфигурирован для отслеживания температуры двигателя и для управления блоком прерывателя для переключения из режима перегрузки обратно в рабочий режим, если температура двигателя указывает на выход из состояния перегрузки.

В другом аспекте общая цель достигается с помощью электрического привода. Электропривод включает в себя устройство защиты двигателя согласно любому варианту осуществления, раскрытому выше и / или дополнительно ниже. Электропривод дополнительно включает электродвигатель. По желанию, электропривод может включать в себя дополнительные компоненты, такие как редуктор и / или концевые выключатели. В некоторых вариантах осуществления электропривод представляет собой сервопривод или привод с пружинным возвратом. В дополнительном аспекте общая цель достигается с помощью способа работы электродвигателя.Способ включает в себя этап включения электродвигателя и источника питания в рабочий режим. Способ дополнительно включает в себя в рабочем режиме контроль тока двигателя и переключение из рабочего режима в альтернативный режим перегрузки, если ток двигателя указывает на состояние перегрузки электродвигателя. Электродвигатель и источник питания отключены в режиме перегрузки. Способ включает в себя мониторинг в режиме перегрузки температуры электродвигателя и переключение из режима перегрузки обратно в рабочий режим, если температура электродвигателя указывает на выход из состояния перегрузки.В дополнительном аспекте общая цель достигается за счет использования устройства защиты двигателя согласно любому варианту осуществления, как раскрыто выше и / или дополнительно ниже, для управления электродвигателем.

Защита двигателя в соответствии с настоящим изобретением выгодно сочетает желаемые характеристики и преимущества различных подходов, избегая или сводя к минимуму их недостатки. В частности, обнаружение состояния перегрузки по току двигателя имеет минимальное время отклика и позволяет быстро отключить двигатель от источника питания.Кроме того, ток двигателя указывает как на состояние перегрузки, когда двигатель все еще работает, так и на состояние, при котором двигатель механически заблокирован. Температура как мера выхода из состояния перегрузки обеспечивает надежный критерий, когда двигатель снова может быть включен и подключен к источнику питания, принимая во внимание общую ситуацию применения, в частности температуру окружающей среды, при которой двигатель работает. . Таким образом, можно гарантировать, что двигателю будет предоставлено достаточно времени для восстановления и он не будет снова включен слишком рано, избегая при этом излишне долгого времени ожидания.

Вышеупомянутые преимущества связаны с тем, что ток двигателя практически мгновенно отражает изменение нагрузки двигателя, в то время как температура двигателя реагирует медленнее со сравнительно большой постоянной времени. Переключение из режима перегрузки в режим работы под управлением блока обнаружения восстановления может, в частности, последовать, соответственно, после переключения из рабочего режима в режим перегрузки под управлением блока обнаружения перегрузки.Переключение из рабочего режима в режим перегрузки происходит, если ток двигателя указывает на состояние перегрузки, а последующее переключение обратно из режима перегрузки в рабочий режим происходит, если температура двигателя указывает на восстановление. Соответственно, переключение в режим перегрузки происходит по току, а переключение обратно в рабочий режим – по температуре.

В некоторых вариантах осуществления переключение из рабочего режима в режим перегрузки обязательно основано на токе и происходит только в том случае, если ток двигателя указывает на состояние перегрузки, как объяснялось ранее.Кроме того или альтернативно, переключение из режима перегрузки обратно в рабочий режим обязательно зависит от температуры и происходит только в том случае, если температура двигателя указывает на восстановление. Однако в дополнительных вариантах осуществления переключение из рабочего режима в режим перегрузки и / или переключение из режима перегрузки обратно в рабочий режим, по желанию, также может быть инициировано дополнительными средствами. В частности, блок обнаружения перегрузки может быть выполнен с возможностью контролировать температуру двигателя и управлять блоком прерывателя для переключения из рабочего режима в режим перегрузки, если температура двигателя указывает на состояние перегрузки электродвигателя в рабочем режиме.Устройство защиты двигателя может быть реализовано в виде специально разработанной схемы с использованием активных компонентов, таких как интегрированные и / или дискретные полупроводниковые компоненты и пассивные компоненты, как это обычно известно в данной области техники. Однако устройство защиты двигателя также может быть реализовано полностью или частично с помощью одного или нескольких программируемых компонентов, таких как ASICS, микропроцессоры или микроконтроллеры с соответствующим программным кодом. Это особенно верно для блока обнаружения перегрузки и блока обнаружения восстановления.

Устройство защиты двигателя может включать в себя интерфейс источника питания и интерфейс двигателя, которые предназначены для соединения с источником питания и электродвигателем, соответственно. Интерфейс источника питания и интерфейс двигателя могут быть реализованы как разъемные соединители, такие как вилки и / или розетки, но также могут быть выполнены, например, как интерфейсы для пайки или винтовые интерфейсы или тому подобное. Следует понимать, что устройство защиты двигателя может быть реализовано как специализированный и автономный узел и / или может быть реализовано как единое целое с другими блоками или в виде сборок, таких как источник питания и / или модуль питания.Следует отметить, что соединение устройства защиты двигателя с источником питания и электрическим двигателем может быть прямым или косвенным, то есть через другие блоки, компоненты, схемы или как сборки.

В некоторых конструкциях электродвигатель может быть обычным двигателем постоянного или переменного тока. Однако в некоторых предпочтительных и типичных вариантах осуществления двигатель представляет собой двигатель с электронной коммутацией (ЕС) или бесщеточный двигатель постоянного тока. В таком варианте осуществления может быть предусмотрен силовой модуль для генерации сигналов возбуждения для одной или нескольких катушек двигателя, для регулирования скорости двигателя и т.п.В дальнейшем под источником питания подразумевается источник питания постоянного тока, такой как аккумулятор и / или электронный блок питания, который обеспечивает напряжение питания постоянного тока. В других вариантах осуществления источник питания может также быть источником питания переменного тока в зависимости от электродвигателя и общей конструкции. Блок прерывателя может включать в себя один или несколько переключающих элементов, которые в рабочей конфигурации электрически расположены последовательно с источником питания и электродвигателем. Блок прерывателя может включать в себя один или несколько электромеханических переключателей, например реле.Однако в типичных вариантах осуществления, которые предполагаются ниже, блок прерывателя реализован на твердотельной основе и включает в себя один или несколько полупроводниковых компонентов, таких как полевые транзисторы или полевые МОП-транзисторы, в качестве управляемых напряжением переключателей. В дополнительном варианте осуществления блок прерывателя выполнен как единое целое с силовой цепью, с одним или несколькими переключающими элементами силовой цепи, например. грамм. Полевые транзисторы или полевые МОП-транзисторы, действующие как прерыватель.

Как будет объяснено ниже более подробно, устройство защиты двигателя может включать в себя бистабильную схему, которая управляет блоком прерывателя.Два альтернативных состояния соответствуют режиму работы и режиму перегрузки соответственно. Переключение бистабильной схемы и, соответственно, между режимом работы и режимом перегрузки предпочтительно управляется управляющими сигналами, которые генерируются блоком обнаружения перегрузки и / или блоком обнаружения восстановления. В некоторых вариантах реализации температура двигателя – это температура одной или нескольких обмоток электродвигателя. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления блок обнаружения восстановления сконфигурирован для отслеживания сопротивления одной или нескольких катушек двигателя.Соответствующие методы работы электродвигателя могут включать в себя контроль сопротивления одной или нескольких катушек электродвигателя. Блок обнаружения восстановления таких вариантов осуществления включает в себя схему контроля сопротивления. Сопротивление одной или нескольких катушек двигателя служит косвенной мерой, соответственно, индикатором температуры двигателя. В контексте настоящего раскрытия термин «сопротивление» следует понимать как электрическое сопротивление. Контроль сопротивления обмотки двигателя в качестве косвенного индикатора температуры имеет особое преимущество, заключающееся в том, что не требуются дополнительные датчики и, кроме того, дополнительная проводка для таких датчиков.Вместо этого используется свойство положительного температурного коэффициента (PTC) материала катушки, особенно меди. По мере того, как температура катушки (катушек) двигателя уменьшается, соответственно уменьшается и сопротивление. В конструкциях, где электродвигатель представляет собой электродвигатель с электронной коммутацией, присутствуют две или более, обычно три одиночных фазы двигателя, каждая фаза включает одну или несколько катушек, и каждая фаза соответствует одному электрическому контакту двигателя. В вариантах осуществления, в которых катушки двигателя сконфигурированы звездой (конфигурация Y), сопротивление, которое может быть измерено между каждыми двумя фазами, соответственно контактами, определяется сопротивлением катушек двигателя двух фаз, включенных последовательно.В вариантах осуществления, в которых катушки двигателя расположены треугольником (конфигурация D), сопротивление, которое можно измерить между каждыми двумя фазами, соответственно контактами двигателя, является сопротивлением катушек двигателя одной из фаз. Контроль электрического сопротивления одной или нескольких катушек двигателя может, в частности, представлять собой контроль сопротивления между двумя фазами двигателя. В альтернативных вариантах осуществления блок обнаружения восстановления сконфигурирован для контроля температуры двигателя путем контроля температуры в двигателе, в двигателе или рядом с ним, в частности в катушке (катушках) двигателя, через отдельный термочувствительный элемент.В таких вариантах осуществления блок обнаружения восстановления включает в себя схему контроля температуры, при этом чувствительный элемент температуры является частью схемы контроля температуры.

В некоторых вариантах осуществления устройство защиты двигателя может быть сконфигурировано для электрического соединения измерительного входа блока обнаружения восстановления с электродвигателем в режиме перегрузки и для отключения измерительного входа и электродвигателя (M) в рабочем режиме. . В частности, это может иметь место в вариантах осуществления, в которых мониторинг температуры двигателя в режиме перегрузки выполняется путем мониторинга сопротивления одной или нескольких катушек двигателя, как объяснялось ранее, а вход датчика является входом измерения сопротивления.Здесь соединение может быть соединением с контактами двигателя. Подключение и отключение может осуществляться с помощью одного или нескольких переключающих элементов, таких как переключатели, управляемые напряжением. Отключение в рабочем режиме является благоприятным, поскольку в противном случае контроль сопротивления может нарушить нормальную работу двигателя. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления устройство защиты двигателя может быть сконфигурировано для подачи питания, по меньшей мере, на часть блока обнаружения восстановления в режиме перегрузки, но не в рабочем режиме.В частности, резисторы или делители напряжения блока обнаружения восстановления могут не получать питание в рабочем режиме. Этот тип варианта осуществления имеет преимущество снижения общего энергопотребления, поскольку блок обнаружения извлечения получает питание только тогда, когда это необходимо.

В некоторых вариантах осуществления устройство защиты двигателя включает в себя шунтирующий резистор, а блок обнаружения перегрузки сконфигурирован для контроля тока двигателя путем измерения падения напряжения на шунтирующем резисторе. В таких вариантах осуществления блок обнаружения перегрузки включает в себя схему контроля тока.

В некоторых вариантах осуществления мониторинг тока двигателя включает в себя сравнение тока двигателя с заданным пороговым значением тока двигателя. Блок обнаружения перегрузки, соответственно, может быть сконфигурирован для сравнения тока двигателя с пороговым значением тока двигателя. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления ток двигателя указывает на состояние перегрузки, только если ток двигателя превышает пороговое значение тока двигателя для данного порогового значения времени перегрузки. Пороговое значение тока двигателя определяет верхний предел тока, который нельзя превышать во время работы.Ток двигателя, указывающий на состояние перегрузки – и, соответственно, переключение из рабочего режима в режим перегрузки – только в случае превышения порогового тока для данного порогового значения времени перегрузки позволяет избежать переключения в режим перегрузки в случае пиков тока или временных кратковременных эпизодов перегрузки. которые считаются некритичными. Для сравнения тока двигателя с заданным пороговым значением тока двигателя блок обнаружения перегрузки может включать в себя схему компаратора. Схема компаратора успешно сравнивает сигнал, отражающий ток двигателя, например.грамм. падение напряжения на шунтирующем резисторе, как объяснялось ранее, с эталоном, например эталонным напряжением перегрузки, отражающим пороговое значение тока двигателя, и обеспечивает выходной сигнал в зависимости от результатов сравнения.

Для определения того, превышает ли ток двигателя пороговое значение тока двигателя для данного порогового значения времени перегрузки, блок обнаружения перегрузки может включать в себя таймер, например таймер обратного отсчета. Таймер обратного отсчета запускается с начальным значением времени, которое соответствует пороговому значению времени перегрузки.Таймер обратного отсчета останавливается, если ток двигателя падает ниже порогового значения тока перегрузки во время работы; в этом случае таймер затем может быть сброшен на начальное значение или оставлен в своем положении в ожидании другого события, когда ток двигателя достигнет значения, превышающего пороговое значение тока двигателя. При достижении нуля выход таймера обратного отсчета управляет переключением из рабочего режима в режим перегрузки, и таймер сбрасывается на начальное значение. В альтернативных вариантах осуществления могут использоваться альтернативные устройства, такие как таймер с обратным отсчетом или фильтрация нижних частот сигнала тока двигателя.

В некоторых вариантах осуществления мониторинг температуры двигателя включает в себя сравнение температуры двигателя с заданным пороговым значением температуры двигателя. Блок обнаружения восстановления, соответственно, может быть сконфигурирован для сравнения температуры двигателя с пороговым значением температуры двигателя. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления температура двигателя указывает на выход из состояния перегрузки, только если температура двигателя остается ниже порогового значения температуры двигателя в течение заданного порогового значения времени восстановления. Пороговое значение температуры двигателя определяет температурный предел, выше которого электрический двигатель не должен снова включаться после перегрузки, соответственно, ниже которого температура двигателя должна упасть перед повторным включением двигателя.Температура, указывающая на восстановление – и, соответственно, позволяющая переключиться обратно из режима перегрузки в рабочий режим – только если температура двигателя ниже порогового значения температуры двигателя для данного порогового значения времени восстановления, является дополнительной мерой безопасности, которая предотвращает работу двигателя. снова включается до того, как она достаточно восстановится в случае кратковременных падений температуры двигателя ниже пороговой.

Для сравнения температуры двигателя с заданным пороговым значением температуры двигателя блок обнаружения восстановления может включать в себя схему компаратора.Схема компаратора выгодно сравнивает сигнал, отражающий температуру двигателя, например. грамм. Сопротивление между двумя фазами двигателя, соответственно, падение напряжения на катушке (ях) двигателя, с эталоном, например, восстановительным эталонным напряжением, которое отражает температурный порог двигателя и обеспечивает выходной сигнал в зависимости от сравнения результат. Для определения того, ниже ли температура двигателя порогового значения температуры двигателя для заданного порогового значения времени восстановления, блок обнаружения восстановления может включать в себя таймер, например таймер обратного отсчета.Таймер обратного отсчета запускается с начальным значением времени, которое соответствует пороговому значению времени восстановления. Таймер обратного отсчета останавливается, если во время работы температура поднимается выше порогового значения температуры двигателя; в этом случае таймер затем может быть сброшен на начальное значение или оставлен в своем положении в ожидании другого события, когда температура двигателя достигает значения ниже порогового значения температуры двигателя. При достижении нуля выход таймера обратного отсчета управляет переключением из режима перегрузки в рабочий режим, и таймер сбрасывается на исходное значение.В альтернативных вариантах осуществления могут использоваться альтернативные устройства, такие как таймер обратного счета или низкочастотная фильтрация температурного сигнала.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно из блока прерывания, блока обнаружения перегрузки и блока обнаружения восстановления спроектировано, по меньшей мере, с частичным резервированием. Примерные конструкции для этого типа варианта осуществления более подробно поясняются ниже.

В некоторых вариантах реализации электропривод включает в себя силовой модуль.Силовой модуль электрически связан с электродвигателем. Блок прерывателя дополнительно электрически соединен или выполнен заодно с силовым модулем. Электродвигатель электрически связан с выходной стороной силового модуля. Сторона ввода силового модуля может быть расположена последовательно с блоком прерывания. В таком варианте осуществления входная сторона силового модуля в рабочей конфигурации электрически соединена с источником питания в рабочем режиме, так что электроэнергия подается от источника питания к электродвигателю.Входная сторона силового модуля электрически отключена от источника питания в режиме перегрузки, так что электрическая энергия не подается на электродвигатель. В вариантах осуществления, где электродвигатель представляет собой электродвигатель с электронной коммутацией, силовой модуль может включать в себя схему для коммутации и, соответственно, быть спроектирован для обеспечения сигналов возбуждения для каждой из катушек электродвигателя общеизвестным способом. В некоторых вариантах осуществления с силовым модулем блок прерывателя является одним целым с силовым модулем.В таких вариантах осуществления переключающие элементы силового модуля, такие как полевые МОП-транзисторы или другие переключающие элементы на основе полупроводников, служат одновременно в качестве блока прерывания. Входная сторона источника питания может, в типичных конструкциях, которые здесь предполагаются, подходить и / или предназначаться для соединения с источником питания постоянного тока и иметь клемму напряжения питания и клемму заземления. В некоторых вариантах осуществления электрический привод включает редуктор, соединенный с валом электродвигателя. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления электрический привод представляет собой привод с пружинным возвратом и включает возвратную пружину, функционально соединенную с валом двигателя и / или редуктором.Электропривод может быть выполнен, в частности, как предохранительный. Кроме того, электропривод может быть спроектирован с возможностью оперативного подключения и управления внешним устройством управления, таким как система управления HVAC (обогрев, вентиляция и кондиционирование воздуха) и / или система противопожарной защиты. Однако следует отметить, что устройство и способ защиты двигателя не ограничиваются конкретным типом электропривода, но могут использоваться для всех видов электроприводов с электродвигателем, который требует защиты от перегрузки.

Электропривод может быть выполнен с возможностью оперативной связи с ведомым элементом, в частности с клапаном или заслонкой, например, противопожарной заслонкой или заслонкой дыма. В случае, если электропривод является приводом с пружинным возвратом, на двигатель подается питание во время нормальной работы для поддержания желаемого положения выходного элемента предохранительного привода, например. g., выходной вал предохранительного привода в желаемом положении. Таким образом, приводимое устройство удерживается в желаемом рабочем положении, например полностью открытом положении, полностью закрытом положении или любом желаемом промежуточном положении.В обесточенном состоянии двигателя, например. грамм. в аварийной ситуации или в случае перегрузки двигателя возвратная пружина перемещает выходной элемент предохранительного привода и, соответственно, ведомое устройство в заранее определенное безопасное положение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показан вариант устройства защиты двигателя в рабочем режиме;

На фиг. 2 показан вариант по фиг. 1 в режиме перегрузки;

На фиг. 3 показан еще один вариант устройства защиты двигателя в рабочем состоянии;

Фиг.4 – вариант фиг. 3 в режиме перегрузки; На фиг.5 показан еще один вариант устройства защиты двигателя;

На рис. 6 показан электропривод в функциональном соединении с ведомым устройством.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее сначала делается ссылка на Фиг.1 и Фиг.2. На Фиг.1 и Фиг.2 показан первый вариант осуществления устройства защиты двигателя 1 в рабочей конфигурации вместе с источником питания, a силовой модуль 2 и электродвигатель М в виде принципиальной схемы.На рисунке 1 показан рабочий режим, а на рисунке 2 – режим перегрузки. Электродвигатель M, силовой модуль 2 и схема 12 обнаружения перегрузки образуют в комбинации электрический привод, который питается от источника питания.

В качестве примера предполагается, что источник питания представляет собой источник постоянного напряжения постоянного напряжения с напряжением питания Vcc. Следует отметить, что в этом документе обычно предполагается, что напряжение измеряется относительно потенциала земли (GND).

Электродвигатель M в качестве примера рассматривается как электродвигатель с электронной коммутацией.Схема 2 возбуждения устроена так, как обычно известно в данной области техники. Он генерирует на своей выходной стороне управляющие сигналы для трех фаз двигателя, соответственно трех обмоток двигателя (отдельно не показаны) электродвигателя M из напряжения питания Vcc, которое подается на входную сторону силового модуля 2. Сторона входа схемы возбуждения 2 в этом примере задается клеммой напряжения питания и клеммой заземления (GND). Катушки двигателя могут быть сконфигурированы как звезда, соответственно схема Y или схема треугольника (D).Устройство 1 защиты двигателя содержит блок 11 прерывания, блок 12 обнаружения перегрузки, блок 13 обнаружения восстановления и бистабильную схему 14. Блок 11 прерывателя схематично представлен переключателем, управляемым напряжением с управляющим напряжением. VoB. Управляющее напряжение VoB обеспечивается бистабильной схемой 14, как поясняется ниже. Входная сторона модуля питания 2 связана с источником питания или напряжением питания Vcc через шунтирующий резистор Rshunt, если управляемый напряжением переключатель 11 замкнут и отключен от источника питания, соответственно, напряжение питания Vcc, если управляемый напряжением переключатель 1 1 открыт.

Блок обнаружения перегрузки включает в себя компаратор 1 21, схему 1 22 таймера и опорное напряжение перегрузки 0 или опорное напряжение перегрузки Vref. Для иллюстративных целей компаратор 112 показан как реализованный операционным усилителем (ОУ) без обратной связи, как это обычно известно в данной области техники. В этом документе операционные усилители обычно считаются идеальными. Компаратор 121, шунтирующий резистор Rshunt и опорное напряжение перегрузки Vref вместе образуют схему контроля тока.

В рабочем режиме на положительном входе компаратора 121 поддерживается постоянное напряжение, которое ниже напряжения питания Vcc на опорное напряжение перегрузки Vref. Хотя эталонное напряжение перегрузки в качестве примера показано как батарея, на практике оно обычно реализуется с помощью стабилитрона или другой схемы опорного напряжения, известной в данной области техники. Отрицательный вход компаратора 1 21 соединен с клеммой напряжения питания силового модуля 2. В рабочем режиме, показанном на рисунке 1, падение напряжения на шунтирующем резисторе R шунтируется из-за тока, потребляемого силовым модулем 2. и двигатель M меньше, чем опорное напряжение перегрузки Vref.Следовательно, напряжение на отрицательном входе компаратора 112 выше, чем на положительном входе, и выход компаратора 112 будет НИЗКИМ. (Выражения LOW и HIGH используются в обычном смысле цифровой или двоичной схемы. LOW обычно соответствует потенциалу земли (GND), а HIGH соответствует другому потенциалу).

Состояние перегрузки возникает, если ток, потребляемый силовым модулем 2 и двигателем M, достигает значения, при котором падение напряжения на шунтирующем резисторе Rshunt превышает опорное напряжение перегрузки Vref.В этот момент напряжение на отрицательном входе компаратора 112 упадет ниже напряжения на положительном входе, а на выходе компаратора, соответственно, OpAmp 121 изменится с НИЗКОГО на ВЫСОКИЙ. Это изменение на выходе компаратора 1 21 запускает запуск дополнительной схемы 1 22 таймера, которая связана с выходом компаратора 1 21. Выход схемы таймера изменяет свое состояние (например, с НИЗКОГО на ВЫСОКОЕ или наоборот), если выход компаратора 121 постоянно остается ВЫСОКИМ в течение заданного порогового значения времени перегрузки.Пороговое значение времени перегрузки может, например, находиться в диапазоне от нескольких секунд до нескольких минут. Если выход компаратора 121 снова упадет до НИЗКОГО потенциала в течение этого интервала времени, выход схемы 12 таймера не изменится. Выход схемы 122 таймера соединен с первым входом, в частности входом набора, бистабильной схемы 14 и является первым управляющим сигналом. Бистабильная схема может, например, быть реализована с помощью триггера установки / сброса (R / S). По мере того как выход схемы 122 таймера и, соответственно, вход установки бистабильной схемы 1 22 изменяет свое состояние, как объяснено ранее, выход бистабильной схемы 14 переключает управляющее напряжение Vob, тем самым управляя блоком прерывателя соответственно напряжением -управляемый переключатель 11 для отключения силового модуля 2 от напряжения питания Vcc, так что электродвигатель M больше не находится под напряжением.Устройство защиты двигателя 1 соответственно переключается из рабочего режима в режим перегрузки. В зависимости от реализации переключение из рабочего режима в режим перегрузки определяется переключением управляющего напряжения Vob HIGH на LOW или наоборот.

Работа устройства защиты электродвигателя 1 в режиме перегрузки и работа блока 13 обнаружения восстановления описана ниже с конкретной ссылкой на рисунок 2.

Блок 13 обнаружения восстановления включает в эту конструкцию компаратор, соответственно OpAmp 131, Аналогично компаратору 1 21, делитель напряжения с резисторами Rcold, R 1, резистор R2 и переключатели 132, 133, 134, управляемые напряжением.Переключатели 132, 133, 134, управляемые напряжением, также управляются управляющим напряжением Vob, но работают в дополнение к блоку прерывателя или переключателю 11, управляемому напряжением, как объяснялось ранее. То есть, если переключатель 11, управляемый напряжением, замкнут, переключатели 132, 133, 134, управляемые напряжением блока 13 обнаружения восстановления разомкнуты, и наоборот. Следовательно, переключатели 132, 133, 134, управляемые напряжением, разомкнуты на фиг. 1 (рабочий режим) и замкнуты на фиг. 2 (режим перегрузки).

В режиме перегрузки на положительный вход компаратора 131 подается опорное напряжение восстановления. Опорное напряжение восстановления снимается на центральном отводе между резисторами Rcold и R 1, которые расположены последовательно между напряжением питания VCC и GND. Резистор Rcold подключен к питающему напряжению Vcc через переключатель 132, управляемый напряжением, так что делитель напряжения, который сформирован Rcold и R1, запитан и работает только в режиме перегрузки.Следует отметить, что в качестве альтернативы опорное напряжение восстановления на положительном входе компаратора 131 может быть реализовано по-другому.

Кроме того, в режиме перегрузки один из контактов двигателя M (например, контакт A двигателя) подключается к напряжению питания Vcc через управляемые по напряжению переключатели 132 и 133. Другой контакт двигателя (например, контакт C двигателя) находится в режиме перегрузки, подключенного через управляемый напряжением переключатель 134 с массой через резистор R2 и далее с отрицательным входом компаратора 131.Общее сопротивление между контактами двигателя A и C соответствует сопротивлению одной или нескольких катушек двигателя в зависимости от конфигурации двигателя M (конфигурация треугольника (D) или конфигурация Y). Компаратор 131, делитель напряжения с резисторами Rcold, R1 и резистор R2 вместе образуют схему контроля электрического сопротивления. Подключение переключателей 133, 134, управляемых напряжением, к контактам двигателя A, C формирует вход измерения сопротивления для схемы 13 контроля сопротивления.Хотя можно использовать и другие размеры, в этом примере резисторы R1 и R2 имеют одинаковые размеры. Пока сопротивление между контактами двигателя A, C выше, чем сопротивление Rcold (соответствует температуре двигателя выше порогового значения температуры двигателя), напряжение на отрицательном входе компаратора 131 ниже, чем напряжение на его положительном полюсе. вход и выход компаратора 131 соответственно будут ВЫСОКИМИ. Поскольку снижение температуры двигателя приводит к тому, что сопротивление между контактами A и C двигателя уменьшается до низкого сопротивления Rcold (соответствует температуре двигателя ниже порогового значения температуры двигателя), напряжение на отрицательном входе компаратора 131 будет выше напряжение на положительном входе.Напряжение на выходе компаратора 131 соответственно изменяется с ВЫСОКОГО на НИЗКОЕ. Выход компаратора 131 обеспечивает второй управляющий сигнал и соединен со вторым входом, в частности входом сброса, бистабильной схемы 14. Следовательно, бистабильная схема 14 снова переключает управляющее напряжение VoB, например что переключатели 132, 133, 134, управляемые напряжением, разомкнуты, а блок прерывателя, соответственно, переключатель 11, управляемый напряжением, замкнут. Устройство защиты двигателя 1 соответственно возвращается из конфигурации, показанной на фиг. 2 (режим перегрузки), в конфигурацию, показанную на фиг. 1 (рабочий режим).

Следует отметить, что резисторы Rcold, R1, R2 имеют такие размеры, что ток, протекающий через двигатель M, предпочтительно является небольшим контрольным током, чтобы избежать дальнейшего нагрева двигателя M. Поскольку ток представляет собой простой постоянный ток. без коммутации двигатель M ни в коем случае не запустится. Далее делается дополнительная ссылка на Фиг.3 и Фиг.4, на которых показан вариант осуществления модуля питания, аналогичный варианту осуществления на Фиг.1 и Фигуре 2, как объяснено ранее, с Фиг.3, показывающим режим работы (аналогично Фиг.1). и Рисунок 4, показывающий режим перегрузки (аналогичный Рисунку 2).Следующее описание сосредоточено на различиях.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 3 и 4, блок прерывателя, соответственно, управляемый напряжением переключатель 11 и шунтирующий резистор Rshunt, расположены на входной стороне силового модуля (2) в соединении от силового модуля 2 к заземлению. . Кроме того, опорное напряжение Vref перегрузки выполнено с возможностью удерживать отрицательный вход компаратора 112 на постоянном напряжении, которое выше GND на опорное напряжение Vref перегрузки. Положительный вход компаратора 1 21 соединен с входной стороной силового модуля 2 через блок прерывателя или переключатель 11, управляемый напряжением.Пока падение напряжения на шунтирующем резисторе Rshunt меньше, чем опорное напряжение перегрузки Vref, напряжение на положительном входе компаратора 121 будет ниже напряжения на отрицательном входе, а на выходе компаратора

121 соответственно будет НИЗКОЕ. . Поскольку падение напряжения на шунтирующем резисторе Rshunt превышает опорное напряжение перегрузки Vref, напряжение на положительном входе компаратора 121 выше, чем напряжение на отрицательном входе, и выход компаратора 112 соответственно изменится с LOW на ВЫСОКАЯ.Далее делается дополнительная ссылка на фиг. 5, на которой показан другой вариант устройства защиты двигателя. Этот вариант осуществления аналогичен варианту осуществления на фиг. 1, 2, и нижеследующее описание сосредоточено на различиях. Кроме того, для ясности отдельные блоки устройства 1 защиты двигателя не упоминаются как таковые.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, все управляемые напряжением переключатели конкретно показаны как полевые МОП-транзисторы. Основное отличие от вариантов на фиг.1 и 2 состоит в том, что блок прерывателя и бистабильная схема спроектированы с резервированием.Кроме того, блок обнаружения перегрузки и блок обнаружения восстановления выполнены с частичным резервированием.

Блок прерывателя состоит из двух полевых МОП-транзисторов Q1, Q2, соединенных последовательно. MOSFET Q1 управляется первым управляющим напряжением VoB1, а MOSFET Q2 отдельно управляется вторым управляющим напряжением VoB2. Электрическое соединение стороны входа или клеммы напряжения питания силового модуля 2 с напряжением питания Vcc требует, чтобы оба полевых МОП-транзистора Q1, Q2 были включены, соответственно, подключены через них.Первое управляющее напряжение VoB1 обеспечивается первой бистабильной схемой 14-1, а второе управляющее напряжение VoB2 обеспечивается отдельной второй бистабильной схемой 14-2. Аналогичным образом предусмотрены первое и второе опорные напряжения перегрузки Vref 1, Vref 2, первый и второй компараторы 121-1, 1 21-2, а также первая и вторая схемы 1 22-1, 1 22-2 таймера. Отрицательные входы компараторов 1, 21-1, 121-2 соединены с клеммой напряжения питания силового модуля 2. В этом примере связь осуществляется через резисторы связи Rin 1, Rin 2.Резисторы Rin 1, Rin2, Rin3, Rin4, Rin 5, Rin6, подключенные к входам компараторов 1, 21-1, 121-2, 131-1, 131-2, вводятся во избежание неисправности в одном сравнении. ator будет влиять на резервный компаратор (например, компараторы 1 21-1 и 121-2). Это полезно в приложениях, где требуется блок защиты двигателя 1 для обеспечения устойчивости к первому отказу.

В показанной конструкции первый компаратор 112-1 и второй компаратор 121-2 отдельно сравнивают падение напряжения на шунтирующем резисторе Rshunt с (практически идентичными) опорными напряжениями перегрузки Vref 1 и Vref2, соответственно.Выходы компараторов 1 21-1, 1 21 -2 отдельно соединены с первым входом, в частности входом набора, соответствующей бистабильной схемы 14-1 соответственно 14-2 через схему таймера 122-1 соответственно 1 22 -2, как объяснялось ранее.

Блок обнаружения восстановления включает в себя отдельные компараторы 131-1, 131-2, каждый выход которых соединен со вторым входом, в частности входом сброса, соответствующей бистабильной схемы 14-1, 14-. 2. Делитель напряжения с резисторами Rcold, R1 работает практически так же, как описано ранее.Однако, в отличие от варианта, показанного на рисунках 1, 2, два переключателя с управляемым напряжением в виде полевых МОП-транзисторов Q3, Q4 расположены между R1 и землей. Положительные входы компараторов 131-1, 132 каждый по отдельности соединены с центральным ответвлением между Rcold и R1 через (идентичные) отдельные резисторы связи Rin3, Rin 5. Для соединения клемм двигателя, A, C с напряжением питания Vcc и На резисторе R2 предусмотрены две пары управляемых напряжением переключателей в виде полевых МОП-транзисторов, при этом полевые МОП-транзисторы Q5, Q6 расположены последовательно между контактами двигателя C и, Vcc, в то время как полевые МОП-транзисторы Q7, Q8 расположены последовательно между контактами двигателя А и R2.В каждой паре Q5, Q6, соответственно Q7, Q8, один из полевых МОП-транзисторов управляется первым управляющим напряжением VoB1, а другой полевой МОП-транзистор управляется вторым управляющим напряжением VoB2. Резистор R2 соединен с отрицательным входом обоих компараторов 131-1, 131-2 через резисторы связи Rin4, Rin 6. Все резисторы связи Rin 1 … Rin 6 могут иметь одинаковые размеры. Видно, что полевые МОП-транзисторы Q3 и Q4, Q5 и Q6, Q7 и Q8 расположены попарно последовательно. Таким образом достигается устойчивость к одиночному отказу, поскольку каждый полевой МОП-транзистор пары может прервать цепь, даже если другой полевой МОП-транзистор пары является короткозамкнутым.

В описанных вариантах осуществления пороговое значение времени восстановления не принимается во внимание, как поясняется в общем описании. Если необходимо учитывать пороговое значение времени восстановления, одна или несколько схем таймера, аналогичные схемам таймера 1 22, 1 22-1, 1 22-2, могут быть, например, введены между выходами компараторов 131, 131 – 1, 131-2, и бистабильные схемы 14, 14-1, 14-2.

Далее дополнительно сделана ссылка на фиг. 6. На фиг. 6 схематично показан электрический привод 99 в функциональном соединении с ведомым устройством 5.Приводное устройство 5 может быть, например, клапаном или демпфером. Электропривод 99 включает в себя устройство защиты двигателя 1, силовой модуль 2 и электродвигатель M, как описано ранее. Электродвигатель M соединен с приводным устройством 5 через дополнительный редуктор 3. В посевном варианте осуществления электропривод, например, реализован как привод с возвратной пружиной с дополнительной возвратной пружиной 4. Возвратная пружина 4 функционально соединена с поток силы / крутящего момента между двигателем M и ведомым устройством 3.Необязательно, внешнее устройство 6 управления, такое как система управления HVAC и / или противопожарная система, функционально соединено с электрическим приводом 99 для управления электрическим приводом 99 во время нормальной работы, как это обычно известно в данной области техники.

Обозначения

1 устройство защиты двигателя

2 силовой модуль

3 редуктор

4 возвратная пружина

5 ведомое устройство

6 внешнее устройство управления

11 блок прерывателя / переключатель, управляемый напряжением, MOSFET 12 перегрузка блок обнаружения

121, 121-1, 122-2 компаратор / операционный усилитель 122, 122-1, 122-2 схема таймера 13 блок обнаружения восстановления

131, 131-1, 131-2 компаратор / операционный усилитель 132, 133, 134 переключатель, управляемый напряжением, бистабильная схема MOSFET 14, 14-1, 14-2

99 электропривод M электродвигатель

Rcold, R1, R2, Rin 1, Rin2, Rin3, Rin4, Rin 5, Rin6 резистор Rshunt shunt резистор

Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8 MOSFET Vref, Vref 1, Vref2 опорное напряжение перегрузки

Управляющее напряжение VoB Первое управляющее напряжение VoB1 (в случае резервирования)

Второе управляющее напряжение VoB2 ( в случае дублирования cy) A, B, C контакт двигателя Vcc напряжение питания GND земля