專利名稱：用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)特性曲線的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分的用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)特性曲線、尤其用于穩(wěn)定兩相同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的電路裝置。
背景技術(shù)：
同步電動(dòng)機(jī)對于汽車通信或辦公通信、醫(yī)療技術(shù)、機(jī)械制造、消費(fèi)電子、建筑裝備或測量技術(shù)領(lǐng)域中很多價(jià)格敏感的應(yīng)用來說是可靠的伺服驅(qū)動(dòng)裝置。
在建筑裝備領(lǐng)域，同步電動(dòng)機(jī)例如用作供熱閥門的伺服驅(qū)動(dòng)裝置。通過相對小的同步電動(dòng)機(jī)與變速器的組合，可以基于變速器減速比產(chǎn)生非常高的調(diào)節(jié)力。
由于同步電動(dòng)機(jī)直接在交流電網(wǎng)上運(yùn)行，因此大多數(shù)情況下可以不需要電壓層面的匹配。對于兩相實(shí)現(xiàn)的同步電動(dòng)機(jī)來說，第二相通過工作電容器CM由電網(wǎng)相位形成。為此，廣泛使用其中形成公共相的并聯(lián)。
同步電動(dòng)機(jī)在不同電網(wǎng)電壓下的運(yùn)行通常需要?dú)W姆Rv或電容Cv電阻其作為前聯(lián)元件(Vorschaltelement)。
同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)通過電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、尤其通過定子的極數(shù)2p以及供電網(wǎng)的頻率f來確定。該轉(zhuǎn)數(shù)與轉(zhuǎn)矩?zé)o關(guān)。
同步電動(dòng)機(jī)以同步轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)，并且在此期間可以從空轉(zhuǎn)一直加載到最大轉(zhuǎn)矩，而不改變其轉(zhuǎn)數(shù)。該最大轉(zhuǎn)矩被稱為Mk。它是同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定極限；在負(fù)載更高時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)會(huì)不穩(wěn)定地運(yùn)行并停轉(zhuǎn)。實(shí)際使用的缺點(diǎn)是最大轉(zhuǎn)矩Mk與電壓有關(guān)。最大轉(zhuǎn)矩Mk與供電電壓U之間存在直接的比例關(guān)系Mk＝f(U)，從而由于電網(wǎng)電壓容差而很難精確限制同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，需要限制轉(zhuǎn)矩的同步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用由同步電動(dòng)機(jī)/同步驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和彈簧機(jī)械裝置的組合形成，其中彈簧機(jī)械裝置在限定的并且低于最大轉(zhuǎn)矩Mk的電動(dòng)機(jī)負(fù)載力矩時(shí)啟動(dòng)斷開同步電動(dòng)機(jī)的微鍵按鈕。
對于在達(dá)到限定的電動(dòng)機(jī)負(fù)載力矩時(shí)有針對性地?cái)嚅_同步電動(dòng)機(jī)的另一個(gè)替換方式是，設(shè)置具有永久磁鐵的離合器，或者設(shè)置實(shí)施為摩擦離合器的離合器。除了這種機(jī)械斷開的優(yōu)點(diǎn)-即與在同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)范圍的末端處的末端斷開一樣，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可以采用相同的機(jī)械裝置來在過載時(shí)執(zhí)行斷開-之外，也顯示出明顯的缺陷，如使用額外的機(jī)械元件、機(jī)械磨損、壽命減小、需要一個(gè)或多個(gè)斷路元件，或者在制造時(shí)調(diào)整或控制斷路特性。
此外，WO02/095926A1或DE20008483U1公開了一種用于斷開同步電動(dòng)機(jī)的電路裝置。其中，在只采用唯一一個(gè)交流電壓開關(guān)元件的情況下，在超過電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)廉價(jià)和可靠地實(shí)施斷路。其中，在阻斷時(shí)刻所出現(xiàn)的最大轉(zhuǎn)矩也極度依賴于電網(wǎng)電壓。
總之，為了借助供電電壓的終端斷路來限制執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)矩，在現(xiàn)有技術(shù)中采用晶閘管、三端雙向可控硅開關(guān)、光電三端雙向可控硅開關(guān)元件、繼電器和微型開關(guān)。
此外，DE19533076A1介紹了一種用于同步電動(dòng)機(jī)的控制電路，其中借助三端雙向可控硅開關(guān)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)。
通常，在采用晶閘管或三端雙向可控硅開關(guān)時(shí)將激勵(lì)電路與相位截止控制裝置組合起來。由此可以有效地有針對性地降低或調(diào)節(jié)工作交流電壓。典型的應(yīng)用例子是調(diào)光器(Leuchtendimmer)。但是，對于用于調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Mk，這種相位截止控制裝置是不利的，因?yàn)橹C波干擾同步電動(dòng)機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)并因此產(chǎn)生額外的噪聲。只有在保持近似正弦形的電壓曲線時(shí)，才能夠不產(chǎn)生額外的噪聲，并保持所確定大小的工作電容器的正常功能。
現(xiàn)有技術(shù)中已知的按照DE3509451A1的電路裝置為了解決這些缺陷、如電動(dòng)機(jī)的巨大噪聲，采用快速時(shí)鐘開關(guān)(Taktschalter)來用于相位截止控制。借助于脈沖寬度調(diào)制(PWM)或頻率調(diào)制(PFM)來控制該時(shí)鐘開關(guān)，并因此保持正弦形的電流曲線。實(shí)施為晶體管的時(shí)鐘開關(guān)始終作為具有極短開關(guān)時(shí)間、優(yōu)選具有大于可聽范圍的頻率的開關(guān)工作。該時(shí)鐘電路的良好效率和控制的極小熱負(fù)載要以非常復(fù)雜并且對于所確定尺寸的跨接電路非常昂貴的相應(yīng)自激電路來換取。該跨接電路必須與時(shí)鐘電路同步，因此不會(huì)出現(xiàn)開關(guān)峰值(Schaltspitzen)并損壞部件。出于成本原因，該解決方案不適于采用幾瓦特功率的爪極電動(dòng)機(jī)(Klauenpolmotor)。與一般公知的現(xiàn)有技術(shù)相比，存在這樣的問題，即使用傳統(tǒng)頻率轉(zhuǎn)換器AC/DC-DC/AC是否不是很貴而且在實(shí)際轉(zhuǎn)換中是否提供其它優(yōu)點(diǎn)。該解決方案的最大缺陷在于產(chǎn)生由線路帶來的和輻射的干擾，該干擾通過時(shí)鐘開關(guān)的快速開關(guān)邊緣產(chǎn)生。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，這種脈沖式功率開關(guān)在EMV方面還需要另外的成本高的保護(hù)措施。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種用于調(diào)整電動(dòng)機(jī)特性曲線、尤其是調(diào)整兩相同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的電路裝置，利用該電路裝置，即使供電電壓波動(dòng)也能既限制轉(zhuǎn)矩又在過載后或在達(dá)到末端止動(dòng)(Endanschlag)時(shí)識別和斷開同步電動(dòng)機(jī)。
按照本發(fā)明的概念，用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)特性曲線、尤其用于穩(wěn)定兩相同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的電路裝置具有前聯(lián)元件，其中該前聯(lián)元件連接在被實(shí)施為中性線的第一電力線和同步電動(dòng)機(jī)的公共相之間，并且被實(shí)施為導(dǎo)線的第二電力線與同步電動(dòng)機(jī)的一相連接。按照本發(fā)明，采用晶體管-二極管組合作為電壓可變的前聯(lián)元件，其中為了實(shí)現(xiàn)流過同步電動(dòng)機(jī)的近似恒定的正弦形交流電壓振幅和/或交流電流振幅，針對脈動(dòng)式電網(wǎng)電壓的最大峰值電壓設(shè)計(jì)并且工其作點(diǎn)可被構(gòu)造為可模擬控制的晶體管是非脈沖式雙極晶體管或場效應(yīng)晶體管，而且二極管被形成為整流電橋。
因此，通過不采用對時(shí)鐘開關(guān)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制或頻率調(diào)制的裝置來解決功率降低，本發(fā)明避免了自激電路和EMV的缺陷。
本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)特性曲線的電路裝置的原因是為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)常年使用機(jī)械過載離合器以及出于研發(fā)的考慮，電動(dòng)機(jī)本身是一種電磁離合裝置，也就是說在過載時(shí)不前進(jìn)(Schritt)。通過始終根據(jù)瞬時(shí)電網(wǎng)電壓或電動(dòng)機(jī)電流自動(dòng)調(diào)節(jié)的前聯(lián)電阻(Vorwiderstand)，可以從技術(shù)上解決這個(gè)問題。
根據(jù)阻值，電網(wǎng)電壓的不同分量在前聯(lián)元件上降落。按照本發(fā)明，可以這樣控制被實(shí)施為晶體管-二極管組合的前聯(lián)元件，使得同步電動(dòng)機(jī)上的交流電壓振幅始終保持恒定。由于該恒定電壓，在電動(dòng)機(jī)溫度恒定的情況下也流過恒定的電動(dòng)機(jī)電流。所出現(xiàn)的損耗功率導(dǎo)致前聯(lián)電阻發(fā)熱，并限制將該原理實(shí)際應(yīng)用到功率為幾瓦特的小同步電動(dòng)機(jī)上。
為了保護(hù)晶體管免受同步電動(dòng)機(jī)的合理交變的供電電壓的影響，使用多個(gè)被形成為整流電橋的二極管。根據(jù)同步電動(dòng)機(jī)的供電電壓的大小，實(shí)現(xiàn)二極管的必要尺寸確定。同步電動(dòng)機(jī)的典型供電電壓是24V AC或230V AC，因此根據(jù)該電壓確定二極管的大小。
在交流電壓下使用晶體管或在具有脈動(dòng)式直流電壓的整流電橋中使用時(shí)，要注意，晶體管上的電壓一直在變化，但是差分電阻應(yīng)當(dāng)保持近似恒定。
為了產(chǎn)生雙極晶體管的模擬內(nèi)部控制電壓USt，使用可加載雙極晶體管的負(fù)載電流或同步電動(dòng)機(jī)上的電壓降的內(nèi)部分析和控制單元。在此，分析和控制單元與雙極晶體管的基極傳導(dǎo)信號地耦合，整流電橋的電壓點(diǎn)U+與雙極晶體管的集電極傳導(dǎo)信號地耦合，整流電橋的電壓點(diǎn)U-與雙極晶體管的發(fā)射極以及分析和控制單元傳導(dǎo)信號地耦合。
與此相反，在使用場效應(yīng)晶體管(FET)時(shí)，為了產(chǎn)生FET的內(nèi)部控制電壓USt，只使用可加載FET的負(fù)載電流的內(nèi)部分析和控制單元。在此，整流電橋的電壓點(diǎn)U+與FET的漏極耦合，分析和控制單元與FET的源極和整流電橋的電壓點(diǎn)U-耦合，F(xiàn)ET的柵極與整流電橋的電壓點(diǎn)U-耦合。
按照本發(fā)明，使用自傳導(dǎo)的(selbstleitend)SFET作為FET，其通過源極和電壓點(diǎn)U-之間導(dǎo)流電阻(Stromfuehlerwiderstand)上的電壓降來控制。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選擴(kuò)展中，內(nèi)部分析和控制單元為了電壓測量和電壓監(jiān)控的目的而與電動(dòng)機(jī)線圈(Motorspulen)和晶體管耦合。本發(fā)明的核心思想在于，使用電壓測量和電壓監(jiān)控和/或附加地使用電動(dòng)機(jī)線圈上的相位角測量來進(jìn)行同步電動(dòng)機(jī)的電氣終止位置識別(Endlagenerkennung)并與建議的前聯(lián)元件組合。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，分析單元與控制單元局部分開地設(shè)置。其中，實(shí)施為微控制器的外部控制單元為晶體管產(chǎn)生控制電壓。除了內(nèi)部分析和控制單元之外，外部控制單元為了電壓測量和電壓監(jiān)控的目的也與電動(dòng)機(jī)線圈和晶體管耦合。
內(nèi)部分析單元和外部控制單元的設(shè)置需要電位分離。為此，在實(shí)踐中例如使用光耦合器。
為了在同步電動(dòng)機(jī)達(dá)到其終止位置時(shí)斷開同步電動(dòng)機(jī)，完全截止晶體管，并且其中中斷同步電動(dòng)機(jī)的公共相。因此，按照本發(fā)明，晶體管被模擬地控制，以便在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩MK保持恒定，但在過載情況下，晶體管可以附加地作為電源開關(guān)工作。


在仔細(xì)研究下面參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選但非限制性的示例實(shí)施方式的詳細(xì)描述之后，可以更好地理解和評估本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中公知的用于以工作電容器CM控制同步電動(dòng)機(jī)的電路裝置，圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中公知的用于以電壓不變的前聯(lián)元件Rv或Cv控制同步電動(dòng)機(jī)的電路裝置，圖3以圖形形式示出同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Mk與電動(dòng)機(jī)供電電壓之間的相關(guān)關(guān)系，
圖4示出用于以電壓可變的前聯(lián)元件控制同步電動(dòng)機(jī)的電路裝置，圖5示出用于以被構(gòu)造為雙極晶體管-二極管組合的前聯(lián)元件控制同步電動(dòng)機(jī)的電路裝置，圖6示出用于以被構(gòu)造為FET-二極管組合的前聯(lián)元件控制同步電動(dòng)機(jī)的電路結(jié)構(gòu)，圖7-10以波形圖為不同電網(wǎng)電壓示出晶體管上的電壓UCE以及通過電動(dòng)機(jī)繞組的受控相電流。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中公知的用于以工作電容器CM13控制同步電動(dòng)機(jī)2的電路結(jié)構(gòu)1。對于這里所示的兩相同步電動(dòng)機(jī)2來說，第二相通過工作電容器CM13由供電電壓10的電網(wǎng)相位(Netzphase)形成。為此，普遍采用其中形成公共相11的并聯(lián)電路。在此，電動(dòng)機(jī)線圈用附圖標(biāo)記2.1表示，用于同步電動(dòng)機(jī)2旋轉(zhuǎn)方向變換的開關(guān)元件用附圖標(biāo)記15表示。
在圖2中示出現(xiàn)有技術(shù)中公知的用于以電壓不變的前聯(lián)元件14控制同步電動(dòng)機(jī)2的電路結(jié)構(gòu)1。在此，第二相也通過工作電容器CM13由供電電壓10的電網(wǎng)相位形成。為了能夠在不同供電電壓10驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)2，可以使用歐姆Rv或電容Cv電阻作為電壓不變的前聯(lián)元件14。同步電動(dòng)機(jī)的公共相11、同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)線圈2.1和用于同步電動(dòng)機(jī)2旋轉(zhuǎn)方向變換的開關(guān)元件15與圖1中的相對應(yīng)。
圖3以圖形形式示出同步電動(dòng)機(jī)2的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Mk與電動(dòng)機(jī)供電電壓之間的相關(guān)關(guān)系。斜線表示按照現(xiàn)有技術(shù)，電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Mk如何受到電動(dòng)機(jī)供電電壓改變的影響。相反，水平線表示根據(jù)本發(fā)明的解決方案，即通過使用圖4至圖10所述的電壓可變的前聯(lián)元件14使同步電動(dòng)機(jī)2上的電壓保持恒定。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的用于以電壓可變的前聯(lián)元件14控制同步電動(dòng)機(jī)2的電路結(jié)構(gòu)1。具有工作電容器CM13、同步電動(dòng)機(jī)2的電動(dòng)機(jī)線圈2.1、公共相11以及用于同步電動(dòng)機(jī)2旋轉(zhuǎn)方向變換的開關(guān)元件15的電路結(jié)構(gòu)1基本構(gòu)造與圖2中的相對應(yīng)。根據(jù)阻值，電網(wǎng)電壓的不同大小在前聯(lián)元件14上下降?？梢赃@樣控制前聯(lián)元件14，使得同步電動(dòng)機(jī)2上的電壓保持恒定。由于恒定的電壓，在電動(dòng)機(jī)溫度恒定的情況下，也流過恒定的電動(dòng)機(jī)電流。
圖5示出根據(jù)圖4的用于以被構(gòu)造為晶體管-二極管組合3的前聯(lián)元件14控制同步電動(dòng)機(jī)2的電路結(jié)構(gòu)1。作為可控的前聯(lián)元件14，優(yōu)選使用雙極晶體管，其中借助于被構(gòu)造為整流電橋5的二極管電路保護(hù)其免受交變的交流電壓的損害。在整流電橋5的電路點(diǎn)U-9和U+8之間設(shè)置雙極晶體管。在此，電路點(diǎn)U+8與雙極晶體管的集電極4.2連接，電路點(diǎn)U-9與雙極晶體管的發(fā)射極4.3連接。通過晶體管-二極管組合3保證，電氣開關(guān)或雙極晶體管上的電壓總是具有相同極性。雙極晶體管可以在其基極4.1上通過控制電壓USt而被模擬地控制?？刂齐妷篣St需要參照電勢U-，并因此也參照供電電壓Us 10。通過電勢參照，防觸電地實(shí)施電路結(jié)構(gòu)1是必須的。為了產(chǎn)生雙極晶體管的控制電壓USt，使用可加載雙極晶體管的負(fù)載電流的內(nèi)部分析和控制單元7。整流電橋5的電壓點(diǎn)U-9既與雙極晶體管的發(fā)射極4.3、又與分析和控制單元7傳導(dǎo)信號地耦合。為了測量電壓和監(jiān)控電壓，內(nèi)部分析和控制單元7通過整流電橋5與電動(dòng)機(jī)線圈2.1和雙極晶體管耦合。特別有利地，除了測量電壓和監(jiān)控電壓之外，還使用電動(dòng)機(jī)線圈2.1上的相位角測量來電氣識別同步電動(dòng)機(jī)2的終止位置。
圖6示出根據(jù)圖4的用于以被實(shí)施為FET-二極管組合3的前聯(lián)元件14控制同步電動(dòng)機(jī)2的電路結(jié)構(gòu)1。作為可控的前聯(lián)元件14，這里使用FET，其中借助于被實(shí)施為整流電橋5的二極管電路保護(hù)其免受交變的交流電壓的損害。在整流電橋5的電路點(diǎn)U-9和U+8之間設(shè)置FET。作為內(nèi)部分析和控制單元7，這里使用設(shè)置在FET的源極4.3和整流電橋5的電壓點(diǎn)U-9之間的導(dǎo)流電阻。此外，整流電橋5的電壓點(diǎn)U+8與FET的漏極4.2耦合，F(xiàn)ET的柵極4.1與整流電橋5的電壓點(diǎn)U-9、并因此也與FET的源極4.3耦合。圖6的作為自導(dǎo)通的耗盡層FET(損耗模式結(jié)型場效應(yīng)晶體管)與二極管電橋中導(dǎo)流電阻的組合的電路結(jié)構(gòu)形成本發(fā)明前聯(lián)元件的最簡單的實(shí)施方式。根據(jù)對最大轉(zhuǎn)矩Mk的調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求，還可以實(shí)施其它部件來對工作點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)和溫度補(bǔ)償。特別有利地，在本發(fā)明的該實(shí)施方式中，除了測量電壓和監(jiān)控電壓之外，還可以在電動(dòng)機(jī)線圈2.1上進(jìn)行相位角測量，以電氣識別同步電動(dòng)機(jī)2的終止位置。附圖標(biāo)記12.1和12.2表示第一和第二電力線。
在圖7-10中所示出的波形圖與圖5組合地表示例如標(biāo)稱電壓為24VAC的Saia-Burgess同步電動(dòng)機(jī)UCR12的所實(shí)現(xiàn)的控制曲線。
對于不同的電網(wǎng)電壓Us或控制電壓USt，分別示出了晶體管UCE上的電壓16(上圖)和流過電動(dòng)機(jī)線圈2.1的受控相電流17(下圖)。在控制電壓USt＝0V時(shí)，雙極晶體管4作為開關(guān)完全截止，而同步電動(dòng)機(jī)2則完全斷開。借助于控制電壓USt，在激活范圍內(nèi)運(yùn)行分析和控制單元7的調(diào)節(jié)器，并設(shè)置相電流17的額定值為大約39mA。因此，還穩(wěn)定了電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、即過載轉(zhuǎn)矩。
如果測量交流電壓U1和U2的兩個(gè)峰值以及U+相對于U-的峰值電壓，則可以計(jì)算電動(dòng)機(jī)線圈2.1上的電壓。因此，可以由關(guān)系式MK＝f(U)出發(fā)，參照電勢U-地使用分析和控制單元7，以便保持電動(dòng)機(jī)線圈2.1上的電壓峰值近似恒定，并因此保證與電網(wǎng)電壓無關(guān)的最大轉(zhuǎn)矩MK。對于U1＞U2的情況U^≈U^1-U^CE]]>對于同步電動(dòng)機(jī)2的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)情況下開關(guān)元件15的其它位置則有U^≈U^2-U^CE]]>為了在沒有附加開關(guān)元件、如終止位置開關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)用中斷開同步電動(dòng)機(jī)2以附加地調(diào)節(jié)最大電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，間接影響雙極晶體管4的控制的制動(dòng)識別(Anschlagerkennung)是必需的。所提出的具有晶體管-二極管組合3的電路變形使得可以支持以下方式的選項(xiàng)如果同步電動(dòng)機(jī)2例如達(dá)到其終止位置，則通過工作電容器13供以電流的電動(dòng)機(jī)線圈2.1的電壓降變化明顯。也就是說，利用電壓測量，可以監(jiān)控受控的最大轉(zhuǎn)矩MK的超過，并在終止止動(dòng)處或在過載時(shí)斷開同步電動(dòng)機(jī)2。因此，本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)1可以自主地識別同步電動(dòng)機(jī)2的調(diào)節(jié)范圍。檢測同步損耗的一種替換方法是分析所測量的兩個(gè)電壓U1和U2之間的相移。該相移的值在正常運(yùn)行時(shí)大約是90度，而且在同步電動(dòng)機(jī)2止動(dòng)時(shí)變化很大。
附圖標(biāo)記列表1電路結(jié)構(gòu)2同步電動(dòng)機(jī)2.1電動(dòng)機(jī)線圈3晶體管-二極管組合4晶體管4.1晶體管的基極/柵極4.2晶體管的集電極/漏極4.2晶體管的發(fā)射極/源極5整流電橋6二極管7分析和控制單元8電路點(diǎn)U+9電路點(diǎn)U-10供電電壓11公共相12.1第一電力線12.2第二電力線13工作電容器14前聯(lián)元件15開關(guān)元件
16晶體管上的電壓UCE17流過電動(dòng)機(jī)繞組的相電流
權(quán)利要求
1.一種用于利用前聯(lián)元件(14)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)特性曲線、尤其是穩(wěn)定兩相同步電動(dòng)機(jī)(2)的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的電路裝置(1)，其中所述前聯(lián)元件(14)連接在被構(gòu)造為中性線的第一電力線(12.1)和所述同步電動(dòng)機(jī)(2)的公共相(11)之間，并且被實(shí)施為導(dǎo)線的第二電力線(12.2)與所述同步電動(dòng)機(jī)(2)的一相連接，其特征在于，使用晶體管-二極管組合(3)作為電壓可變的前聯(lián)元件(14)，其中為了實(shí)現(xiàn)流過所述同步電動(dòng)機(jī)(2)的近似恒定的正弦形交流電壓振幅和/或交流電流振幅，針對脈動(dòng)式電網(wǎng)電壓的最大峰值電壓設(shè)計(jì)并且在其工作點(diǎn)可模擬控制地構(gòu)造的晶體管(4)是非脈沖式雙極晶體管或場效應(yīng)晶體管(FET)，并且所述二極管(6)被形成為整流電橋(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置(1)，其特征在于，為了產(chǎn)生雙極晶體管的模擬內(nèi)部控制電壓USt，設(shè)置內(nèi)部分析和控制單元(7)，其中a.所述分析和控制單元(7)與所述雙極晶體管的基極(4.1)耦合，b.所述整流電橋(5)的電壓點(diǎn)U+(8)與所述雙極晶體管的集電極(4.2)耦合，c.所述整流電橋(5)的電壓點(diǎn)U-(9)與所述雙極晶體管的發(fā)射極(4.3)以及所述分析和控制單元(7)耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置(1)，其特征在于，為了產(chǎn)生雙極晶體管的內(nèi)部控制電壓USt，所述內(nèi)部分析和控制單元(7)被構(gòu)造為可加載有所述晶體管(4)的負(fù)載電流或可加載有所述同步電動(dòng)機(jī)上的電壓降。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置(1)，其特征在于，為了產(chǎn)生場效應(yīng)晶體管(FET)的內(nèi)部控制電壓USt，設(shè)置內(nèi)部分析和控制單元(7)，其中a.所述整流電橋(5)的電壓點(diǎn)U+(8)與FET的漏極(4.2)耦合，b.所述分析和控制單元(7)與FET的源極(4.3)以及所述整流電橋(5)的電壓點(diǎn)U-(9)耦合，c.FET的柵極(4.1)與所述整流電橋(5)的電壓點(diǎn)U-(9)耦合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路裝置(1)，其特征在于，為了產(chǎn)生FET的內(nèi)部控制電壓USt，所述內(nèi)部分析和控制單元(7)被構(gòu)造為可加載以FET的負(fù)載電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電路裝置(1)，其特征在于，使用由源極(4.3)和電壓點(diǎn)U-(9)之間的導(dǎo)流電阻上的電壓降進(jìn)行控制的自傳導(dǎo)的SFET作為FET。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的電路裝置(1)，其特征在于，所述分析和控制單元(7)為了電壓測量和電壓監(jiān)控的目的而與電動(dòng)機(jī)線圈(2.1)和所述晶體管(4)耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路裝置(1)，其特征在于，使用電壓測量和電壓監(jiān)控和/或電動(dòng)機(jī)線圈(2.1)上的相位角測量來電氣識別同步電動(dòng)機(jī)(2)的終止位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的電路裝置(1)，其特征在于，設(shè)置與所述分析單元電位分離并且被實(shí)施為微控制器的外部控制單元，以產(chǎn)生晶體管(4)的控制電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的電路裝置(1)，其特征在于，為了在到達(dá)同步電動(dòng)機(jī)的終止位置時(shí)斷開所述同步電動(dòng)機(jī)(2)，完全截止晶體管(4)，并且其中中斷同步電動(dòng)機(jī)(2)的公共相(11)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于以前聯(lián)元件(14)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)特性曲線、尤其是穩(wěn)定兩相同步電動(dòng)機(jī)(2)的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的電路結(jié)構(gòu)(1)。前聯(lián)元件(14)連接在被實(shí)施為中性線的第一電力線(12.1)和同步電動(dòng)機(jī)(2)的公共相(11)之間，而且被實(shí)施為導(dǎo)線的第二電力線(12.2)與同步電動(dòng)機(jī)(2)的一相連接。按照本發(fā)明，采用晶體管－二極管組合(3)作為電壓可變的前聯(lián)元件(14)，其中為了實(shí)現(xiàn)流過同步電動(dòng)機(jī)(2)的近似恒定的正弦形交流電壓振幅和/或交流電流振幅，針對脈動(dòng)式電網(wǎng)電壓的最大峰值電壓設(shè)計(jì)并且被構(gòu)造為在工作點(diǎn)可模擬控制的晶體管(4)是非脈沖式的雙極晶體管或場效應(yīng)晶體管(FET)，而且二極管(6)形成為整流橋(5)。
文檔編號H02P6/10GK101051805SQ200710096739
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者斯坦·瑞馳爾 申請人:塞亞-布格斯德累斯頓有限公司