WO1991014219A1 - Process and device for controlling a motor-driven actuator - Google Patents
Process and device for controlling a motor-driven actuator Download PDFInfo
- Publication number
- WO1991014219A1 WO1991014219A1 PCT/DE1991/000199 DE9100199W WO9114219A1 WO 1991014219 A1 WO1991014219 A1 WO 1991014219A1 DE 9100199 W DE9100199 W DE 9100199W WO 9114219 A1 WO9114219 A1 WO 9114219A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- motor
- actuator
- torque
- value
- blocking position
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D17/00—Control of torque; Control of mechanical power
- G05D17/02—Control of torque; Control of mechanical power characterised by the use of electric means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
- F16K31/046—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor with electric means, e.g. electric switches, to control the motor or to control a clutch between the valve and the motor
Definitions
- the invention relates to a method and a device for controlling a motor-operated actuator as is known, for example, from EP-B1-0 193 776.
- Electric actuators for an actuator are usually driven by a three-phase asynchronous motor, the torque of which rises to the overturning moment or standstill torque when the actuator moves into a blocking position and the motor does not previously depend on the torque was switched off.
- this blocking position is a fixed end stop of the actuator.
- the blocking position can also be given by a foreign body jammed in the actuator.
- the actuator can also be constructed in such a way that the actuating movement takes place between two fixed end stops OPEN and CLOSED, as is the case, for example, with a shut-off valve with a rear seat.
- EP-B1-0 193776 to reduce the supply voltage of the electric drive motor in the remaining area of the actuating movement compared to the supply voltage in the initial area of the actuating movement by at least 10%. This reduction can be triggered depending on the distance or time. As a result of this measure, the full predetermined starting torque of the three-phase asynchronous motor is also available when starting the opposite direction.
- the torque with which the valve is fixed in the end position depends on a deceleration torque which results from the vibration energy of the motor and the mechanical properties of the valve and the gearbox. If these properties change, for example as a result of an increase in the coefficient of friction, this can lead to the valve being only insufficiently clamped and fixed in its end position.
- the invention is based on the object of specifying a method and a device for controlling a motor-driven actuator for an actuator, in which guaranteed is that the actuator is fixed in the end position with a reproducible torque.
- the increase in the possible standstill torque can also only be initiated when the motor is already in the locked position. As a result of this increase, the valve is re-tensioned by a slight additional movement.
- the possible standstill torque is the torque that the motor can develop at standstill with a given supply, for example with an electric motor the supply voltage. The possible is true
- the standstill torque essentially coincides with the starting torque available with the same supply. Until the motor comes to a definitive standstill, there is a deceleration distance or a deceleration angle that depends on the structural conditions of the actuator and the actuator.
- the possible standstill torque is increased to a value that is, for example, at least 5%, preferably is at least 10% higher than the standstill torque that is possible with the unbraked movement.
- the possible standstill torque after the start of moving into the blocking position is regulated to a value which is smaller than the maximum standstill torque available when required in the starting phase of the actuating movement.
- the actuator can contain, for example, a pneumatic motor or an electric motor, for example a single-phase or single-phase AC machine or a DC machine.
- a three-phase asynchronous motor, in particular a squirrel-cage motor, is preferably provided as the electric motor, the starting torque of which essentially corresponds to the overturning torque or is greater than the overturning torque.
- the starting torque and the standstill torque are approximately the same.
- the standstill torque is preferably controlled by controlling an actual voltage applied to the electric motor.
- the effective value of a delta voltage applied to a motor winding can be provided as the control variable, for example.
- the individual phases of the actuating movement, in particular moving into the blocking position, are recorded by monitoring the speed of the motor.
- the possible standstill torque is preferably increased after the rotational speed has dropped by at least 20% below a nominal value specified for the actuating movement before the start of entry into a blocking position.
- the motor current flowing in a winding is provided as an indicator of the rotational speed.
- the measurement of the motor current can be carried out anywhere in the supply line for the electric motor, for example in a control cabinet unit, which also contains the electronics required for regulating the actual voltage.
- the actual voltage is controlled via a time-variable target voltage, which is always increased to a predetermined value when the motor current exceeds a predetermined limit value.
- the setpoint voltage is preferably increased to a value which is greater than the value to which the setpoint voltage is raised when the blocking position is reached at the end of the actuating movement. If the motor current falls below a predetermined limit value, the target voltage is reduced. This measure limits the swing energy of the actuator.
- the limit values of the motor current provided as switching points are preferably approximately 1.5 to 2.5 times, in particular 2 times the nominal current.
- the motor temperature in particular the temperature of a winding of the electric motor, is additionally recorded and used as a disturbance variable for regulating the motor voltage in order to ensure a constant standstill torque.
- the regulation of the torque of the electric motor is preferably carried out by a phase control of semiconductor valves.
- 1 shows an arrangement for performing the method according to the invention is illustrated in a block diagram.
- 2 shows an advantageous arrangement of semiconductor valves, which is particularly suitable for controlling the electric actuator in opposite directions of movement. Based on the in
- FIGS. 3 and 4 show time diagrams in which the motor current, the actuating path, the actual voltage on the motor and the target voltage are plotted against time, the method according to the invention is explained in more detail.
- an electric actuator contains an electric motor 2, which drives an actuator 4, for example a shut-off valve, via a gear (not shown in the figure).
- An asynchronous three-phase motor in particular a squirrel-cage motor, is preferably provided as the electric motor 2, the starting torque and the overturning torque of which essentially coincide.
- the electric motor is connected to the supply voltage of a three-phase network 12 via a semiconductor valve arrangement 6, a reversing contactor 8 and a fuse 10.
- the semiconductor valve arrangement 6 is bridged by a bypass contactor 7, with which the motor can be connected directly to the network 12 in a emergency situation by means of a special command.
- the actuator is preferably a compact drive with a self-switching loose gear, as disclosed, for example, in EP-B1-0 193 776.
- a control device 20 is provided for phase control of the semiconductor valve arrangement 6, which provides ignition signals for the semiconductor valves, for example triacs or thyristor circuits. At least one of the three phases is provided with a device 22 for detecting the motor current flowing in this phase, for example a current transformer. In the example of the figure, this device 22 is followed by a comparison device 24, in which it is determined whether the flowing, for example effective motor current I exceeds or falls below a predetermined limit value I. Depending on the result of this comparison, the comparison device 24 then forwards a digital control signal to the control device 20. The control device then as a function of this comparison result determines a target value for the actual voltage applied to the motor 2, measured with a measuring device 26. The firing angles of the firing signals provided by the control device 20 for the semiconductor valve arrangement 6 are regulated by the control device 20 in such a way that the actual voltage measured by the measuring device 26 is readjusted in accordance with the target voltage specified by the control device 20.
- the control device together with a disconnector, de reversing contactor 8, the fuses 10 and the semiconductor valve arrangement 6, are accommodated in a common switchgear assembly.
- the motor for example on one of its windings, is provided with a device 28 for temperature measurement, which forwards an electrical signal corresponding to the motor temperature or the winding temperature to the control device 20.
- This signal is then used in the control device 20 as a disturbance variable for correcting the setpoint voltage in order to compensate for the standstill torque which drops when the winding is hot.
- a measured variable corresponding to the motor temperature can be carried out, for example, by a temperature sensor arranged on the electric motor 2 in the vicinity of a winding.
- a semiconductor valve arrangement 6 with semiconductor valves 6a, b, c and d is provided, with which the connections of the electric motor 2 to the phases L2 and L3 can be interchanged.
- the reversing contactor function can be performed by the semiconductor valve arrangement. Line 6 are taken over, so that a separate reversing contactor 8 (FIG 1) is no longer required.
- FIG. 3 shows the actual voltage U M applied to a winding of the electric motor, the setpoint voltage U s specified by the control device at a specific motor temperature, the motor current I and the travel path s of the actuator in a diagram versus time.
- the torques currently output by the engine are not shown. These are approximately proportional to the product of the motor current I and the actual voltage U M.
- the control device receives a switch-on command.
- the target voltage is then set to a value U S2 that is smaller and independent of the actually applied mains voltage U Q.
- the measured actual voltage U M rises steeply.
- the actual voltage U M corresponds, for example, to the effective voltage across a winding.
- the motor current I also rises steeply as the starting current. If the motor current I has a limit value I
- the setpoint voltage U s is set to a value U by the control device s *, increased to ensure sufficient starting torque to break free the actuator.
- this value is U ⁇ -, approximately 1.15 times U S2 -
- the actual voltage U M and the motor current I continue to rise, the motor current I reaches a maximum and then begins to decrease . This is the case when the actuator is released from the end stop. If the motor current I falls below a predetermined limit value I ', this is an indication that the actuating movement is underway and the motor speed is being driven. 5
- This limit value I ' is preferably equal to the limit value I yy for the first switching time t and in the example of the figure is also twice the nominal current I.
- the travel s increases linearly with time.
- the motor current I begins to rise again due to the increased torque requirement.
- a current dip in the motor voltage U M is associated with this current rise and is regulated by the control device.
- the motor current I reaches a limit value I "which indicates that the actuator is starting to jam.
- the limit value I" preferably also corresponds to the limit values at the preceding switching times t- and t.
- the control device then increases the target voltage U s to the value U- - ⁇ and the actuator is fixed in the end position with a torque which corresponds to the standstill torque of the motor supplied with an actual voltage U M , which is slightly smaller than the target voltage U c 1.
- the stationary motor is then switched off at time t 7 .
- a time window t 1 to t 6 is also set in the control device after the switching command occurring at time t 0 , in which an end of the travel path and thus a exceeding of the limit value I are expected in normal operation.
- an increase in the target voltage to a value U so at time t is provided, which is greater by a predetermined amount DU ⁇ than the value U ⁇ , the target voltage U ⁇ when reached the end position.
- U SQ is approximately 1.3 times U ⁇ 2 .
- a time window for this purpose is t Q - t 2 is set in which an increase in the Soll ⁇ voltage U e to the value U S2 to an increased value U so BE DONE is men when I a given within this time window, the motor current Limit exceeded.
- the nominal voltage U s is increased from the value U S2 only to the value U s .
- Short time constants for example, can be used to change the values for the target voltage and to adjust the actual voltage. wise 100 ms. However, larger time constants or a smoothly regulated transition depending on the engine speed are also possible.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Abstract
With motor-driven actuators for a control element (4) having a defined locking position, for example a fixed end stop, care must be taken to ensure that in the locked position the control element is clamped with a defined torque. According to the invention therefore, the maximum torque available on the motor (2) is increased after the control element starts to move into a locked position. In an advantageous embodiment of the process for an actuator with an electric motor, the reaching of the locked position is monitored by measuring the motor current and the torque is increased by controlling an actual voltage applied to the electric motor. A device for carrying out the process is also disclosed.
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines motorbetriebenen StellantriebesMethod and device for controlling a motor-operated actuator
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich¬ tung zur Steuerung eines motorbetriebenen Stellantriebes wie er beispielsweise aus der EP-B1-0 193 776 bekannt ist.The invention relates to a method and a device for controlling a motor-operated actuator as is known, for example, from EP-B1-0 193 776.
Elektrische Stellantriebe für ein Stellorgan, beispielsweise ein Ventil, ein Schieber oder ein Absperrhahn, werden in der Regel von einem Drehstrom-Asynchronmotor angetrieben, dessen Drehmoment bis zum Kippmoment bzw. Stillstandsmoment ansteigt, wenn das Stellorgan in eine Blockierstellung hineinfährt und der Motor nicht vorher drehmomentabhängig abgeschaltet wurde. Unter normalen Einsatzbedingungen ist diese Blockierstellung ein fester Endanschlag des Stellorgans. Die Blockierstellung kann aber auch durch einen im Stellorgan verklemmten Fremd- körper gegeben sein. Das Stellorgan kann auch so aufgebaut sein, daß die Stellbewegung zwischen zwei festen Endanschlägen AUF und ZU abläuft, wie es beispielsweise bei einem Absperr¬ ventil mit Rücksitz der Fall ist.Electric actuators for an actuator, for example a valve, a slide valve or a shut-off valve, are usually driven by a three-phase asynchronous motor, the torque of which rises to the overturning moment or standstill torque when the actuator moves into a blocking position and the motor does not previously depend on the torque was switched off. Under normal conditions of use, this blocking position is a fixed end stop of the actuator. However, the blocking position can also be given by a foreign body jammed in the actuator. The actuator can also be constructed in such a way that the actuating movement takes place between two fixed end stops OPEN and CLOSED, as is the case, for example, with a shut-off valve with a rear seat.
Zu diesem Kippmoment des Motors addiert sich infolge der Schwungenergie des aus der Kippdrehzahl abgebremsten Motors zusätzlich ein Verzögerungsmoment. Je nach Steifigkeit, Reibungsverhältnissen und Nachgiebigkeiten in der Armatur und im Getriebe des Stellantriebes kann sich ein Verzögerungsmoment ergeben, das mehr als 30 % des Kippmomentes beträgt. BeimDue to the swing energy of the motor braked from the tipping speed, an additional deceleration torque is added to this tipping moment of the motor. Depending on the stiffness, friction and resilience in the valve and in the gearbox of the actuator, there may be a deceleration torque that is more than 30% of the overturning torque. At the
Wiederöffnen des Stellorgans muß dieses Verzögerungsmoment zu¬ sätzlich überwunden werden, weil es zu einer stärkeren Ver¬ spannung des Stellorgans in der Blockierstellung, beispiels¬ weise einer Armaturenspindel in ihrem Muttergewinde, führt und das Wiederöffnen (Losbrechen) erschwert.
Übliche Stellantriebe sind deshalb mit einer aufwendigen dreh¬ momentabhängigen Abschalteinrichtung ausgestattet, bei der eine axial verschiebbare und mit Federn vorgespannte Wanderschnecke bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes einen End- Schalter betätigt. Will man für die verspannte Armatur ein ge¬ samtes Drehmoment von beispielsweise 26 Nm nicht überschreiten, dann kann man für beide Endstellungen der Armatur die Abschalt¬ einrichtung auf einen Abschaltpunkt von 26/1,3 «=■ 20 Nm ein¬ stellen. Diese Einstellung hat allerdings zur Folge, daß der Anlauf der Armatur in Gegenrichtung nicht mit 26 Nm, sondern nur mit etwa 20 Nm erfolgt. Dies führt dann zu dem Problem, daß sich die Armatur vor allem nach längeren Ruhezeiten nicht öffnen läßt, sondern festsitzt.Reopening of the actuator has to be overcome additionally because it leads to a stronger tensioning of the actuator in the blocking position, for example a valve stem in its mother thread, and makes it difficult to reopen (break loose). Conventional actuators are therefore equipped with a complex torque-dependent switch-off device in which an axially displaceable and spring-loaded traveling screw actuates a limit switch when a predetermined torque is exceeded. You want for the strained fitting not exceed a ge velvet torque of 26 Nm, for example, then you can both end positions of the valve, the Abschalt¬ device to a cut-off point of 26 / 1.3 "= 20 Nm ■ provide ein¬. However, this setting means that the valve does not start in the opposite direction with 26 Nm, but only with about 20 Nm. This then leads to the problem that the valve can not be opened, but stuck, especially after long periods of rest.
Aus der EP-B1-0 193776 ist zur Überwindung dieser Schwierig¬ keiten bekannt, die Versorgungsspannung des elektrischen An¬ triebsmotors im Restbereich der Stellbewegung gegenüber der Versorgungsspannung im Anfangsbereich der Stellbewegung um wenigstens 10 % herabzusetzen. Diese Herabsetzung kann weg- oder zeitabhängig ausgelöst werden. Durch diese Maßnahme steht auch beim Gegenrichtungsanlauf das volle vorgegebene Anlauf¬ moment des Drehstrom-Asynchronmotors zur Verfügung.To overcome these difficulties, it is known from EP-B1-0 193776 to reduce the supply voltage of the electric drive motor in the remaining area of the actuating movement compared to the supply voltage in the initial area of the actuating movement by at least 10%. This reduction can be triggered depending on the distance or time. As a result of this measure, the full predetermined starting torque of the three-phase asynchronous motor is also available when starting the opposite direction.
Bei diesem bekannten Verfahren ist jedoch das Drehmoment, mit dem die Armatur in der Endstellung fixiert ist, von einem Ver¬ zögerungsmoment abhängig, das sich aus der Schwungenergie des Motors sowie den mechanischen Eigenschaften der Armatur und des Getriebes ergibt. Ändern sich diese Eigenschaften beispiels¬ weise infolge einer Reibwerterhöhung, so kann dies dazu führen, daß die Armatur in ihrer Endlage nur ungenügend verspannt und fixiert ist.In this known method, however, the torque with which the valve is fixed in the end position depends on a deceleration torque which results from the vibration energy of the motor and the mechanical properties of the valve and the gearbox. If these properties change, for example as a result of an increase in the coefficient of friction, this can lead to the valve being only insufficiently clamped and fixed in its end position.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines motorbetriebenen Stell- antriebes für ein Stellorgan anzugeben, bei denen gewährleistet
ist, daß das Stellorgan in der Endstellung mit einem reprodu¬ zierbaren Drehmoment fixiert ist.The invention is based on the object of specifying a method and a device for controlling a motor-driven actuator for an actuator, in which guaranteed is that the actuator is fixed in the end position with a reproducible torque.
Die genannten Aufgaben werden jeweils erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 16. Durch eine Erhöhung des möglichen Stillstandsmomentes nach dem Beginn des Hinein¬ fahrens in eine Blockierstellung, d.h. nach dem Beginn des Ab- bre sens des Motors, wird das Stellorgan in der Endlage mit einem definierten Drehmoment verspannt, das praktisch unabhän- gig von der während der Stellbewegung aufgenommenen Schwung¬ energie ist. Die Erhöhung des möglichen Stillstandsmomentes kann noch während der sich langsam verzögernden Bewegung des Stellorgans eingeleitet werden. Die Erhöhung des möglichen Stillstandsmomentes erfolgt vorzugsweise so langsam, daß das maximal vorgesehene mögliche Stillstandsmoment erst bei voll¬ ständigem Stillstand des Motors wirksam wird.The above-mentioned objects are achieved according to the invention with the features of claims 1 and 16 respectively. By increasing the possible standstill torque after the start of driving into a blocking position, i.e. After the engine has stopped braking, the actuator is clamped in the end position with a defined torque which is practically independent of the momentum energy absorbed during the actuating movement. The increase in the possible standstill torque can still be initiated during the slowly decelerating movement of the actuator. The increase in the possible standstill torque is preferably so slow that the maximum possible standstill torque which is provided does not take effect until the motor has come to a complete standstill.
Die Erhöhung des möglichen Stillstandsmomentes kann auch erst dann eingeleitet werden, wenn der Motor bereits in Blockier- Stellung verharrt. Durch diese Erhöhung erfolgt dann durch ein geringfügige zusätzliche Bewegung ein nochmaliges Verspannen der Armatur. Das mögliche Stillstandsmoment ist dabei das Drehmoment, das der Motor bei einer vorgegebenen Versorgung, bei einem Elektromotor beispielsweise die Versorgungsspannung, im Stillstand entwickeln kann. Dabei stimmt das möglicheThe increase in the possible standstill torque can also only be initiated when the motor is already in the locked position. As a result of this increase, the valve is re-tensioned by a slight additional movement. The possible standstill torque is the torque that the motor can develop at standstill with a given supply, for example with an electric motor the supply voltage. The possible is true
Stillstandsmoment mit dem bei gleicher Versorgung verfügbaren Anlaufmoment im wesentlichen überein. Bis zum endgültigen Stillstand des Motors ergeben sich eine von den konstruktiven Gegebenheiten des Stellantriebes und des Stellorgans abhängige Verzögerungsstrecke oder ein Verzögerungswinkel, der beispiels weise etwa 45" betragen kann. Das mögliche Stillstandsmoment wird dabei auf einen Wert heraufgesetzt, der beispielsweise wenigstens 5% , vorzugsweise wenigstens 10% über dem bei der ungebremsten Fahrbewegung möglichen Stillstandsmoment liegt.
Um einen Anlauf in Gegenrichtung weiter zu erleichtern, wird in einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens das mögliche Stillstandsmoment nach Beginn des Hineinfahrens in die Blockierstellung auf einen Wert geregelt, der kleiner ist als das in der Anlaufphase der Stellbewegung bei Bedarf maximal zur Verfügung stehende Stillstandsmoment.The standstill torque essentially coincides with the starting torque available with the same supply. Until the motor comes to a definitive standstill, there is a deceleration distance or a deceleration angle that depends on the structural conditions of the actuator and the actuator. For example, the possible standstill torque is increased to a value that is, for example, at least 5%, preferably is at least 10% higher than the standstill torque that is possible with the unbraked movement. In order to further facilitate starting in the opposite direction, in a preferred embodiment of the method the possible standstill torque after the start of moving into the blocking position is regulated to a value which is smaller than the maximum standstill torque available when required in the starting phase of the actuating movement.
Der Stellantrieb kann beispielsweise einen pneumatischen Motor oder einen Elektromotor, beispielsweise eine ein- oder ehr- phasige Wechselstrom- oder eine Gleichstrommaschine enthalten. Als Elektromotor ist vorzugsweise ein Drehstrom-Asynchronmo¬ tor, insbesondere ein Käfigläufermotor vorgesehen, dessen An¬ laufmoment mit dem Kippmoment im wesentlichen übereinstimmt oder größer ist als das Kippmoment. Dabei ist das Anlaufmoment und das Stillstandsmoment in etwa gleich groß.The actuator can contain, for example, a pneumatic motor or an electric motor, for example a single-phase or single-phase AC machine or a DC machine. A three-phase asynchronous motor, in particular a squirrel-cage motor, is preferably provided as the electric motor, the starting torque of which essentially corresponds to the overturning torque or is greater than the overturning torque. The starting torque and the standstill torque are approximately the same.
Die Steuerung des Stillstandsmoments erfolgt dabei vorzugsweise durch eine Steuerung einer am Elektromotor anliegenden Ist¬ spannung. Bei einem Drehstrom-Asynchronmotor kann als Steuer- große beispielsweise der Effektivwert einer an einer Motor¬ wicklung anliegenden Dreiecksspannung vorgesehen sein.The standstill torque is preferably controlled by controlling an actual voltage applied to the electric motor. In the case of a three-phase asynchronous motor, the effective value of a delta voltage applied to a motor winding can be provided as the control variable, for example.
Die einzelnen Phasen der Stellbewegung, insbesondere das Hin¬ einfahren in die Blockierstellung, werden durch eine Über- wachung der Drehzahl des Motors erfaßt. Das mögliche Still¬ standsmoment wird vorzugsweise erhöht, nachdem die Drehzahl um wenigstens 20 % unter einem für die Stellbewegung vor Beginn des Hineinfahrens in eine Blockierstellung vorgegebenen Nenn¬ wert abgesunken ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als Indikator für die Drehzahl der in einer Wicklung fließende Motorstrom vorgesehen. Die Messung des Mo¬ torstroms kann dabei irgendwo in der Zuleitung für den Elek¬ tromotor, beispielsweise in einem Schaltschrankeinsehub, der auch die zur Regelung der Istspannung erforderliche Elektronik enthält, vorgenommen werden.
Die Führung der Istspannung erfolgt über eine zeitlich veränder¬ bare Sollspannung, die stets dann auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird, wenn der Motorstrom einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Zu Beginn der Stellbewegung wird dabei vorzugs- weise die Sollspannung auf einen Wert erhöht, der größer ist als der Wert, auf den die Sollspannung bei Erreichen der Blockierstellung am Ende der Stellbewegung angehoben wird. Unterschreitet der Motorstrom einen vorgegebenen Grenzwert, so wird die Sollspannung erniedrigt. Durch diese Maßnahme wird die Schwungenergie des Stellantriebs begrenzt. Die als Schaltpunkte vorgesehenen Grenzwerte des Motorstroms betragen vorzugsweise etwa das 1,5-bis 2,5-fache, insbesondere das 2-fache des Nennstromes.The individual phases of the actuating movement, in particular moving into the blocking position, are recorded by monitoring the speed of the motor. The possible standstill torque is preferably increased after the rotational speed has dropped by at least 20% below a nominal value specified for the actuating movement before the start of entry into a blocking position. In a preferred embodiment of the invention, the motor current flowing in a winding is provided as an indicator of the rotational speed. The measurement of the motor current can be carried out anywhere in the supply line for the electric motor, for example in a control cabinet unit, which also contains the electronics required for regulating the actual voltage. The actual voltage is controlled via a time-variable target voltage, which is always increased to a predetermined value when the motor current exceeds a predetermined limit value. At the beginning of the actuating movement, the setpoint voltage is preferably increased to a value which is greater than the value to which the setpoint voltage is raised when the blocking position is reached at the end of the actuating movement. If the motor current falls below a predetermined limit value, the target voltage is reduced. This measure limits the swing energy of the actuator. The limit values of the motor current provided as switching points are preferably approximately 1.5 to 2.5 times, in particular 2 times the nominal current.
Da die am Elektromotor anliegende Istspannung von einer netz¬ unabhängigen Sollspannung geführt wird, ist außerdem gewähr¬ leistet, daß der gesamte Stellvorgang unabhängig von den Schwankungen der Netzspannung ausgeführt werden kann.Since the actual voltage applied to the electric motor is carried by a mains-independent target voltage, it is also ensured that the entire actuating process can be carried out independently of the fluctuations in the mains voltage.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird zusätzlich die Motortemperatur, insbesondere die Tempera¬ tur einer Wicklung des Elektromotors, erfaßt und als Störgröße für die Regelung der Motorspannung verwendet, um ein gleich¬ bleibendes Stillstandsmoment sicherzustellen.In a particularly advantageous embodiment of the method, the motor temperature, in particular the temperature of a winding of the electric motor, is additionally recorded and used as a disturbance variable for regulating the motor voltage in order to ensure a constant standstill torque.
Die Regelung des Drehmomentes des Elektromotors erfolgt vor¬ zugsweise durch eine Phasenanschnittsteuerung von Halbleiter- Ventilen.The regulation of the torque of the electric motor is preferably carried out by a phase control of semiconductor valves.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in derenTo further explain the invention, reference is made to the drawing, in which
FIG 1 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Prinzipschaltbild veranschaulicht ist.
FIG 2 zeigt eine vorteilhafte Anordnung von Halbleiter-Ven¬ tilen, die insbesondere zur Steuerung des elektrischen Stell¬ antriebes in einander entgegengesetzte Bewegungsrichtungen geeignet ist. Anhand der in1 shows an arrangement for performing the method according to the invention is illustrated in a block diagram. 2 shows an advantageous arrangement of semiconductor valves, which is particularly suitable for controlling the electric actuator in opposite directions of movement. Based on the in
Figuren 3 und 4 dargestellten Zeitdiagramme, in denen jeweils der Motorstrom, der Stellweg, die Istspannung am Motor und die Sollspannung gegen die Zeit aufgetragen sind, wird das er¬ findungsgemäße Verfahren näher erläutert.FIGS. 3 and 4 show time diagrams in which the motor current, the actuating path, the actual voltage on the motor and the target voltage are plotted against time, the method according to the invention is explained in more detail.
Gemäß FIG 1 enthält ein elektrischer Stellantrieb einen Elektromotor 2, der über ein in der Figur nicht näher darge¬ stelltes Getriebe ein Stellorgan 4 , beispielsweise ein Absperr¬ ventil , antreibt . Als Elektromotor 2 ist vorzugsweise ein Asyn- chron-Drehstrommotor , insbesondere ein Käfigläufermotor vorge¬ sehen , dessen Anlaufmoment und Kippmoment im wesentlichen über¬ einstimmen . Der Elektromotor ist über eine Halbleiterventilan¬ ordnung 6 , einen Wendeschütz 8 und eine Sicherung 10 an die Versorgungsspannung eines Drehstromnetzes 12 angeschlossen. Die Halbleiterventilanordnung 6 ist von e inem Bypass-Schütz 7 über¬ brückt , mit dem der Motor in einer Notsituation durch einen Sonderbefehl direkt an das Netz 12 geschaltet werden kann.According to FIG. 1, an electric actuator contains an electric motor 2, which drives an actuator 4, for example a shut-off valve, via a gear (not shown in the figure). An asynchronous three-phase motor, in particular a squirrel-cage motor, is preferably provided as the electric motor 2, the starting torque and the overturning torque of which essentially coincide. The electric motor is connected to the supply voltage of a three-phase network 12 via a semiconductor valve arrangement 6, a reversing contactor 8 and a fuse 10. The semiconductor valve arrangement 6 is bridged by a bypass contactor 7, with which the motor can be connected directly to the network 12 in a emergency situation by means of a special command.
Als Stellantrieb i st vorzugsweise ein Kompaktantrieb mit selbstschaltendem Losreiß-Getriebe vorgesehen , wie es bei¬ spiel sweise in der EP-B1-0 193 776 offenbart ist.The actuator is preferably a compact drive with a self-switching loose gear, as disclosed, for example, in EP-B1-0 193 776.
Zur Phasenanschnittsteuerung der Halbleiterventilanordnung 6 ist eine Steuereinrichtung 20 vorgesehen , die Zündsignale für die Halbleiterventile , beispielsweise Triacs oder Thyristor¬ schaltungen, bereitstellt . Wenigstens eine der drei Phasen ist mit einer Einrichtung 22 zur Erfassung des in dieser Phase fließenden Motorstromes , beispielsweise einem Stromwandler , versehen. Dieser Einrichtung 22 ist im Beispiel der Figur eine Vergleichseinrichtung 24 nachgeschaltet , in der festgestellt wird , ob der fließende , beispielsweise effektive Motorstrom I
einen vorgegebenen Grenzwert I über- oder unterschreitet. Ab¬ hängig vom Ergebnis dieses Vergleichs wird dann von der Ver¬ gleichseinrichtung 24 ein digitales Steuersignal an die Steuereinrichtung 20 weitergeleitet. Die Steuereinrichtung er- mittelt dann in Abhängigkeit von diesem Vergleichsergebnis einen Sollwert für die mit einer Meßeinrichtung 26 gemessene, am Motor 2 anliegende Istspannung. Die Zündwinkel der von der Steuereinrichtung 20 für die Halbleiterventilanordnung 6 be¬ reitgestellten Zündsignale werden von der Steuereinrichtung 20 so geregelt, daß die mit der Meßeinrichtung 26 gemessene Ist¬ spannung entsprechend der von der Steuereinrichtung 20 vorge¬ gebenen Sollspannung nachgeregelt wird.A control device 20 is provided for phase control of the semiconductor valve arrangement 6, which provides ignition signals for the semiconductor valves, for example triacs or thyristor circuits. At least one of the three phases is provided with a device 22 for detecting the motor current flowing in this phase, for example a current transformer. In the example of the figure, this device 22 is followed by a comparison device 24, in which it is determined whether the flowing, for example effective motor current I exceeds or falls below a predetermined limit value I. Depending on the result of this comparison, the comparison device 24 then forwards a digital control signal to the control device 20. The control device then as a function of this comparison result determines a target value for the actual voltage applied to the motor 2, measured with a measuring device 26. The firing angles of the firing signals provided by the control device 20 for the semiconductor valve arrangement 6 are regulated by the control device 20 in such a way that the actual voltage measured by the measuring device 26 is readjusted in accordance with the target voltage specified by the control device 20.
Die Steuereinrichtung ist zusammen mit einem Trennschalter, de Wendeschütz 8, den Sicherungen 10 und der Halbleiterventilan¬ ordnung 6 in einem gemeinsamen Schaltanlagen-Einschub unterge¬ bracht.The control device, together with a disconnector, de reversing contactor 8, the fuses 10 and the semiconductor valve arrangement 6, are accommodated in a common switchgear assembly.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Motor, beispielsweise an einer seiner Wicklungen, mit einer Einrichtung 28 zur Temperaturmessung versehen, die ein der Motortemperatur bzw. der Wicklungstemperatur entsprechendes elektrisches Signal an die Steuereinrichtung 20 weiterleitet. In der Steuereinrichtung 20 wird dann dieses Signal als Stör- große zur Korrektur der Sollspannung verwendet, um das bei heißer Wicklung absinkende Stillstandsmoment zu kompensieren. Eine der Motortemperatur entsprechende Meßgröße kann bei¬ spielsweise durch einen am Elektromotor 2 in der Nähe einer Wicklung angeordneten Temperatursensor durchgeführt werden.In an advantageous embodiment of the invention, the motor, for example on one of its windings, is provided with a device 28 for temperature measurement, which forwards an electrical signal corresponding to the motor temperature or the winding temperature to the control device 20. This signal is then used in the control device 20 as a disturbance variable for correcting the setpoint voltage in order to compensate for the standstill torque which drops when the winding is hot. A measured variable corresponding to the motor temperature can be carried out, for example, by a temperature sensor arranged on the electric motor 2 in the vicinity of a winding.
In einer bevorzugten Ausgestaltung nach FIG 2 ist eine Halb- leiterventilanordnung 6 mit Halbleiterventilen 6a , b , c und d vorgesehen , mit der die Anschlüsse des Elektromotors 2 an d ie Phasen L2 und L3 vertauscht w erden können . In dieser Anordnung kann die Wendeschützfunktion von der Halbleiterventilanord-
lnung 6 übernommen werden, so daß ein separater Wendeschütz 8 (FIG 1) nicht mehr erforderlich ist.In a preferred embodiment according to FIG. 2, a semiconductor valve arrangement 6 with semiconductor valves 6a, b, c and d is provided, with which the connections of the electric motor 2 to the phases L2 and L3 can be interchanged. In this arrangement, the reversing contactor function can be performed by the semiconductor valve arrangement. Line 6 are taken over, so that a separate reversing contactor 8 (FIG 1) is no longer required.
In FIG 3 sind die an einer Wicklung des Elektomotors anliegende 5 Istspannung UM, die von der Steuereinrichtung bei einer be¬ stimmten Motortemperatur vorgegebene Sollspannung Us, der Motorstrom I und der Fahrweg s des Stellorgans in einem Diagramm gegen die Zeit aufgetragen. Die vom Motor momentan abgegebenen Drehmomente sind nicht dargestellt. Diese sind 0 angenähert proportional dem Produkt aus dem Motorstrom I und der Istspannung UM. Zum Zeitpunkt tQ erhält die Steuerein¬ richtung einen Einschaltbefehl. Die Sollspannung wird dann auf einen Wert US2 gesetzt, der kleiner und unabhängig von der tatsächlich anliegenden Netzspannung UQ ist. Mit einer für 5den Stellantrieb charakteristischen zeitlichen Verzögerung steigt dann die gemessene Istspannung UM steil an. Die Ist¬ spannung UM entspricht beispielsweise der effektiven über einer Wicklung anliegenden Spannung.3 shows the actual voltage U M applied to a winding of the electric motor, the setpoint voltage U s specified by the control device at a specific motor temperature, the motor current I and the travel path s of the actuator in a diagram versus time. The torques currently output by the engine are not shown. These are approximately proportional to the product of the motor current I and the actual voltage U M. At time t Q the control device receives a switch-on command. The target voltage is then set to a value U S2 that is smaller and independent of the actually applied mains voltage U Q. With a time delay characteristic of the actuator, the measured actual voltage U M rises steeply. The actual voltage U M corresponds, for example, to the effective voltage across a winding.
0 Ab dem Einschaltzeitpunkt tQ steigt auch der Motorstrom I als Anzugsstrom steil an. Wenn der Motorstrom I einen Grenzwert I0 As of the switch-on time t Q , the motor current I also rises steeply as the starting current. If the motor current I has a limit value I
- g erreicht, der vorzugsweise zwischen dem 1,5- bis 2,5-fachen, im Beispiel der Figur das 2-fache des für den verwendeten Elektromotor charakteristischen Nennstroms I beträgt, wird von 5 der Steuereinrichtung die Sollspannung Us auf einen Wert Us*, erhöht, um ein ausreichendes Anlaufmoment für das Losbrechen des Stellorgans zu gewährleisten. In einem Ausführungsbeispiel beträgt dieser Wert Uς-, etwa das 1,15-fache von US2- Die Ist¬ spannung UM und der Motorstrom I steigen weiter an, der Motor- 0 ström I erreicht ein Maximum und beginnt anschließend abzu¬ nehmen. Dies ist der Fall, wenn sich das Stellorgan vom End¬ anschlag löst. Unterschreitet der Motorstrom I einen vorgege¬ benen Grenzwert I' , so ist dies ein Anzeichen dafür, daß die Stellbewegung im Gange und die Motordrehzahl angestieben ist. 5 Dieser Grenzwert I' ist vorzugsweise gleich dem Grenzwert I y y
für den ersten Schaltzeitpunkt t und beträgt im Beispiel der Figur ebenfalls das 2-fache des Nennstroms I .- G reached, which is preferably between 1.5 and 2.5 times, in the example of the figure twice the nominal current I characteristic of the electric motor used, the setpoint voltage U s is set to a value U by the control device s *, increased to ensure sufficient starting torque to break free the actuator. In one embodiment, this value is U ς -, approximately 1.15 times U S2 - The actual voltage U M and the motor current I continue to rise, the motor current I reaches a maximum and then begins to decrease . This is the case when the actuator is released from the end stop. If the motor current I falls below a predetermined limit value I ', this is an indication that the actuating movement is underway and the motor speed is being driven. 5 This limit value I 'is preferably equal to the limit value I yy for the first switching time t and in the example of the figure is also twice the nominal current I.
Der Grenzwert I wird in der Figur zu einem Zeitpunkt t, unter- schritten. Mit diesem Zeitpunkt t - wird in der Steuereinrich¬ tung die Sollspannung von U^ auf den Wert Uς2 reduziert. Der Motorstrom I sinkt weiter ab, da .während dieser Phase der Stellbewegung nur die durch innere Reibungskräfte im Getriebe und im Stellorgan hervorgerufenen Bremsmomente zu überwinden sind. Durch die Erniedrigung der Sollspannung U<- und damit auch der am Motor anliegenden Istspannung UM wird sowohl die kine¬ tische Energie des laufenden Motors als auch das bei Blockie¬ rung des Motors maximal erzeugbare Drehmoment, das bei einem Drehstrom-Asynchronmotor dem Kippmoment entspricht, reduziert.The figure falls below the limit value I at a point in time t. At this point in time t -, the setpoint voltage is reduced from U ^ to the value Uς 2 in the control device. The motor current I continues to drop, because during this phase of the actuating movement only the braking torques caused by internal frictional forces in the transmission and in the actuator can be overcome. By lowering the target voltage U < - and thus also the actual voltage U M applied to the motor, both the kinetic energy of the running motor and the maximum torque that can be generated when the motor is blocked, which corresponds to the breakdown torque in a three-phase asynchronous motor , reduced.
Der Stellweg s nimmt linear mit der Zeit zu. Beim Hineinfahren in eine Blockierstellung, in der Regel der Endanschlag des Stellorgans, beginnt der Motorstrom I wegen des erhöhten Dreh- momentbedarfs erneut zu steigen. Mit diesem Stromanstieg ist ein momentaner Einbruch der Motorspannung UM verbunden, der von der Steuereinrichtung ausgeregelt wird.The travel s increases linearly with time. When driving into a blocking position, usually the end stop of the actuator, the motor current I begins to rise again due to the increased torque requirement. A current dip in the motor voltage U M is associated with this current rise and is regulated by the control device.
Der Motorstrom I erreicht zu einem Zeitpunkt t, einen Grenz- wert I", der das beginnende Festfahren des Stellantriebs anzeigt. Der Grenzwert I" entspricht vorzugsweise ebenfalls den Grenzwerten bei den vorhergehenden Schaltzeitpunkten t-, und t,.At a time t, the motor current I reaches a limit value I "which indicates that the actuator is starting to jam. The limit value I" preferably also corresponds to the limit values at the preceding switching times t- and t.
Im Zeitpunkt t* wird dann von der Steuereinrichtung die Soll- spannung Us erneut auf den Wert U- -^ erhöht und der Stellan¬ trieb wird in der Endstellung mit einem Drehmoment fixiert, das dem Stillstandsmoment des mit einer Istspannung UM versorgten Motors entspricht, die geringfügig kleiner ist als die Soll¬ spannung Uci« Nach einer von der Steuereinrichtung vorgegebe- nen Brummzeit A, beispielsweise etwa 2s, wird der stillstehende Motor dann zum Zeitpunkt t7 abgeschaltet.
In der Steuereinrichtung wird außerdem nach dem zum Zeitpunkt t0 erfolgenden Schaltbefehl ein Zeitfenster t^ bis t6 gesetzt, in dem im Normalbetrieb ein Ende des Fahrwegs und somit ein Überschreiten des Grenzwertes I erwartet werden. Wird inner- halb dieses Zeitfensters t^ bis t^ der Grenzwert I nicht über schritten und ein korrespondierendes Steuersignal nicht aus¬ gelöst, kann dies dadurch verursacht sein, daß sich das Stell¬ organ überhaupt nicht bewegt hat. In diesem Fall muß gewähr¬ leistet sein, daß der stillstehende Motor ebenfalls noch recht zeitig abgeschaltet wird, bevor es sich überhitzt. Dies erfolg dann nach einer maximalen Einschaltzeit tg, die sich beispiels weise aus dem Endzeitpunkt tg des Zeitfensters t. bis t6 durch Addition einer Brummzeit B, beispielsweise etwa 3s, ergibt.At time t * , the control device then increases the target voltage U s to the value U- - ^ and the actuator is fixed in the end position with a torque which corresponds to the standstill torque of the motor supplied with an actual voltage U M , which is slightly smaller than the target voltage U c 1. After a humming time A specified by the control device, for example about 2 s, the stationary motor is then switched off at time t 7 . A time window t 1 to t 6 is also set in the control device after the switching command occurring at time t 0 , in which an end of the travel path and thus a exceeding of the limit value I are expected in normal operation. If the limit value I is not exceeded within this time window t ^ to t ^ and a corresponding control signal is not triggered, this can be caused by the fact that the actuator has not moved at all. In this case it must be ensured that the stationary engine is also switched off in good time before it overheats. This then takes place after a maximum switch-on time tg which, for example, results from the end time t g of the time window t. to t 6 by adding a humming time B, for example about 3s.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens ist entsprechend FIG 4 eine Erhöhung der Sollspannung auf einen Wert Uso zum Zeitpunkt t, vorgesehen, die um einen vorgegebenen Betrag DUς größer ist als der Wert Uς, der Sollspannung Uς bei Erreichen der Endstellung. In einem Ausführungsbeispiel beträgt USQ etwa das 1,3-fache von Uς2. In der Steuereinrichtung wird zu diesem Zweck ein Zeitfenster tQ - t2 gesetzt, in dem eine Erhöhung der Soll¬ spannung Ue vom Wert US2 auf einen erhöhten Wert Uso vorgenom- men wird, wenn innerhalb dieses Zeitfensters der Motorstrom I einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Überschreitet der Motorstrom I den vorgegebenen Grenzwert I außerhalb dieses Zeitfensters, so wird eine Erhöhung der Sollspannung Us vom Wert US2 nur auf den Wert Us, vorgenommen. Durch diese Maßnahm kann bei Bedarf in der Anlaufphase ein Anlaufmoment zur Ver¬ fügung gestellt werden, das größer ist als das Stillstandsmo¬ ment, mit dem das Stellorgan in die Blockierstellung einge¬ fahren worden ist.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, according to FIG. 4, an increase in the target voltage to a value U so at time t is provided, which is greater by a predetermined amount DU ς than the value U ς , the target voltage U ς when reached the end position. In one embodiment, U SQ is approximately 1.3 times U ς2 . In the control device, a time window for this purpose is t Q - t 2 is set in which an increase in the Soll¬ voltage U e to the value U S2 to an increased value U so BE DONE is men when I a given within this time window, the motor current Limit exceeded. If the motor current I exceeds the predetermined limit value I outside of this time window, the nominal voltage U s is increased from the value U S2 only to the value U s . By means of this measure, a starting torque can be made available in the start-up phase that is greater than the standstill torque with which the actuator was moved into the blocking position.
Für die Änderungen der Werte für die Sollspannung und das Aus¬ regeln der Istspannung können kurze Zeitkonstanten, beispiels-
weise 100 ms, vorgegeben werden. Möglich sind aber auch größere Zeitkonstanten oder ein in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gleitend geregelter Übergang.
Short time constants, for example, can be used to change the values for the target voltage and to adjust the actual voltage. wise 100 ms. However, larger time constants or a smoothly regulated transition depending on the engine speed are also possible.
Claims
1. Verfahren zur Steuerung eines motorbetriebenen Stellantrie bes für ein Stellorgan (4), bei dem in verschiedenen Zeitab¬ schnitten der Stellbewegung eine Steuerung des an einem Motor (2) des Stellantriebes möglichen Stillstandsmomentes er¬ folgt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das mögliche Stillstandsmoment nach dem Beginn des Hineinfah¬ rens in eine Blockierstellung erhöht wird.1. A method for controlling a motor-driven actuator bes for an actuator (4), in which in various Zeitab¬ sections of the actuating movement control of a possible motor (2) of the actuator Er¬ follows Er¬, characterized in that the possible standstill torque after Beginning of driving into a blocking position is increased.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t , daß das mögliche Stillstandsmoment nach de Beginn des Hineinfahrens in eine Blockierstellung auf einen Wert geregelt wird, der größer ist als die Summe aus einem vor Beginn des Hineinfahrens möglichen Stillstandsmoment und einem Verzögerungsmoment, das beim Abbremsen aus der kinetischen Rotationsenergie des Stellantriebes entsteht.2. The method according to claim 1, dadurchgekenn¬ characterized in that the possible standstill torque is regulated after de the start of driving into a blocking position to a value which is greater than the sum of a possible standstill torque before the start of driving in and a deceleration torque which occurs when braking arises from the kinetic rotational energy of the actuator.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h e- k e n n z e i c h n e t , daß das mögliche Stillstandsmoment nach dem Beginn des Hineinfahrens in eine Blockierstellung auf einen Wert geregelt wird, der kleiner ist als das in der Anlaufphase der Stellbewegung mögliche Stillstandsmoment.3. The method of claim 1 or 2, d a d u r c h e- k e n n z e i c h n e t that the possible standstill torque after the start of driving into a blocking position is regulated to a value which is smaller than the standstill torque possible in the start-up phase of the actuating movement.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei einem Stellantrieb mit einem Elektromotor (2) die Regelung des möglichen Stillstandsmoments durch eine Steuerung einer am Elektromotor (2) anliegenden Istspannung (U erfolgt.4. The method according to any one of the preceding claims, that the control of the possible standstill torque takes place in an actuator with an electric motor (2) by controlling an actual voltage (U) applied to the electric motor (2).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Hineinfah¬ ren in die Blockierstellung durch eine Überwachung der Drehzah des Motors (2) erfaßt wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, d a- characterized in that the Hineinfah¬ ren in the blocking position is detected by monitoring the speed of the motor (2).
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t , daß das mögliche Stillstandsmoment erhöht wird, nachdem die Drehzahl um wenigstens 20 % unter einem, fü die Stellbewegung vor Beginn des Hineinfahrens in die Blockie Stellung vorgegebenen Nennwert abgesunken ist.6. The method according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the possible standstill torque is increased after the speed has dropped by at least 20% below a nominal value specified for the actuating movement before the start of driving into the blocking position.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t , daß bei einem Stellantrieb mit einem Elektromotor die Drehzahl durch eine Messung des 'Motorstromes (I) überwacht wird.7. The method according to claim 6, dadurchgekenn¬ characterized in that the speed is monitored by a measurement of the ' motor current (I) in an actuator with an electric motor.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Führung der Istspannu (UM) eine zeitlich veränderbare Sollspannung (Uς) vorgesehen ist.8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that a time-variable target voltage (U ς ) is provided for guiding the actual voltage (U M ).
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t , daß die Sollspannung U auf einen vorge- gebenen Wert (USQ, Usl) erhöht wird, wenn der Motorstrom (I) einen vorg»egaebenen Grenzwert (Ig,' I"g) überschreitet.9. The method according to claim 8, characterized in that the target voltage U is increased to a predetermined value (U SQ , U sl ) when the motor current (I) has a predetermined limit value (Ig, 'I "g) exceeds.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t , daß stets dann, wenn der Motorstrom (I) d10. The method according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t that always when the motor current (I) d
Grenzwert (I ) innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters y (ti-t-,) nach einem Einschaltzeitpunkt (tQ) überschreitet, dieLimit value (I) within a predetermined time window y (ti-t-) after a switch-on time (t Q ) exceeds that
Sollspannung (Uς) auf einen Wert (Uς.-,) erhöht wird, der größe ist als ein Wert (Uς-,), auf den die Sollspannung (Uς) erhöht wird, wenn der Grenzwert (I ) außerhalb dieses ZeitfenstersTarget voltage (U ς ) is increased to a value (U ς .-,) which is greater than a value (U ς -,) to which the target voltage (U ς ) is increased if the limit value (I) is outside this Time window
(t-i-tg) überschritten wird.(t-i-tg) is exceeded.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sollspannung (Uς) auf einen vorgegebenen Wert (Uς2) erniedrigt wird, wenn der Motor strom (I) einen vorgegebenen Grenzwert (I') unterschreitet. 11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the target voltage (U ς ) is reduced to a predetermined value (U ς2 ) when the motor current (I) falls below a predetermined limit value (I ').
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, d a¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die vorgege¬ benen Grenzwerte (Ig, I', I") etwa das 1,5 bis 2,5-fache des Nennstromes (I ) betragen.12. The method according to any one of claims 8 to 11, so that the limit values (Ig, I ', I ") are approximately 1.5 to 2.5 times the nominal current (I).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Störgröße für die Regelung der Istspannung (UM) die Motortemperatur er¬ faßt wird.13. The method according to any one of claims 4 to 12, d a- characterized in that the motor temperature is detected as a disturbance variable for the regulation of the actual voltage (U M ).
14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t , daß die Temperatur einer Wicklung des Elektromotors (2) überwacht wird.14. The method according to claim 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the temperature of a winding of the electric motor (2) is monitored.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 14, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Regelung des Drehmomentes eines ein- oder mehrphasigen Wechselstrom¬ motors durch eine Phasenanschnittsteuerung von Halbleiter-Ven¬ tilen (6) erfolgt.15. The method according to any one of claims 4 to 14, that the control of the torque of a single- or multi-phase AC motor is carried out by a phase control of semiconductor valves (6).
16. Vorrichtung zur Steuerung eines motorbetriebenen Stellan¬ triebes für ein Stellorgan (4) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t , daß Steuermittel (6, 20) zur Regelung des Stillstandsmomentes des Motors (2) sowie Mittel (22) vorgesehen sind, die den Beginn des Hineinfahrens in eine Blockierstellung anzeigen, wobei die Steuermittel (6, 20) das Stillstandsmoment erhöhen, nachdem von den Mitteln (22) der Beginn des Hinein¬ fahrens in die Blockierstellung angezeigt wird.16. Device for controlling a motor-driven actuator for an actuator (4) with a method according to one of claims 1 to 12, characterized in that control means (6, 20) for regulating the standstill torque of the motor (2) and means ( 22) are provided, which indicate the start of driving into a blocking position, the control means (6, 20) increasing the standstill torque after the means (22) indicate the beginning of driving into the blocking position.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, d a d u r c h g e¬ k e n n z e i c h n e t , daß Mittel (22) zur Erfassung der Drehzahl des Motors (2) vorgesehen sind.17. The apparatus of claim 16, d a d u r c h g e¬ k e n n z e i c h n e t that means (22) for detecting the speed of the motor (2) are provided.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Mittel (22) bei einem Stellantrieb mit einem Elektromotor eine Einrichtung zur Messung des Motorstromes (I) umfassen.18. The apparatus according to claim 17, dadurchge¬ indicates that the means (22) at one Actuator with an electric motor comprise a device for measuring the motor current (I).
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e- k e n n z e i c h n e t , daß eine Meßeinrichtung (24) zur Messung der Motortemperatur vorgesehen ist.19. The apparatus of claim 17, d a d u r c h g e- k e n n z e i c h n e t that a measuring device (24) is provided for measuring the engine temperature.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Regelung des Drehmomentes bei einem Stellantrieb mit einem ein- oder mehrphasigen Wechselstrommotor Halbleiter-Ventile (6) vorge¬ sehen sind, denen eine Steuerschaltung (20) zur Phasenan¬ schnittsteuerung zugeordnet ist.20. Device according to one of claims 16 to 19, d a- characterized in that for controlling the torque in an actuator with a single or multi-phase AC motor semiconductor valves (6) are provided, which a control circuit (20) for Phases ¬ cut control is assigned.
21. Stellantrieb mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprü¬ che 16 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Stellantrieb einen Drehstrom-Asynchronmotor enthält, dessen Stillstandsmoment wenigstens so groß ist wie sein Kippmoment. 21. Actuator with a device according to one of claims 16 to 20, so that the actuator contains a three-phase asynchronous motor, the standstill torque of which is at least as large as its overturning moment.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904008002 DE4008002C2 (en) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | Method and device for controlling a motor-operated actuator |
DEP4008002.1 | 1990-03-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO1991014219A1 true WO1991014219A1 (en) | 1991-09-19 |
Family
ID=6402103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/DE1991/000199 WO1991014219A1 (en) | 1990-03-13 | 1991-03-06 | Process and device for controlling a motor-driven actuator |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4008002C2 (en) |
WO (1) | WO1991014219A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994025911A1 (en) * | 1993-04-28 | 1994-11-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Process and device for monitoring an adjusting movement of an adjuster operated by an electric adjusting drive |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19627743A1 (en) * | 1996-07-10 | 1998-01-15 | Philips Patentverwaltung | Device for linearly adjusting an actuator |
DE10003692A1 (en) * | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Moeller Gmbh | Electrical switching device |
DE102006059145B4 (en) | 2006-12-14 | 2016-06-02 | Continental Automotive Gmbh | Method and device for determining a driving force derived from an electric motor |
DE102011107686B4 (en) * | 2011-07-13 | 2017-08-17 | TA ROLOFF Technischer Apparatebau GmbH | Electric valve drive with reset device and fitting |
DE102016203755A1 (en) | 2016-03-08 | 2017-09-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Motor starters and diagnostic procedures |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4182979A (en) * | 1978-02-03 | 1980-01-08 | Giddings & Lewis, Inc. | D-C. electric torquing system |
FR2533333A1 (en) * | 1982-09-16 | 1984-03-23 | Bernard Ets L | Method of limiting the torque produced by a motor device and intended to drive a user device in movement and system for implementing this method |
DE3345528A1 (en) * | 1983-12-13 | 1985-06-20 | Jaroslav Dipl.-Ing. 1000 Berlin Tecinsky | Method and device for controlling motor-operated high-pressure valves |
EP0193776A1 (en) * | 1985-02-28 | 1986-09-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Valve to stop a flow |
US4844110A (en) * | 1988-06-29 | 1989-07-04 | The Phasor Corporation | Control system for remotely controlled motor operated valve |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT20962B (en) * | 1904-02-27 | 1905-08-10 | Wilhelm Dieckmann | Adjustable frame. |
JPS5280517A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-06 | Hitachi Ltd | Valve opening and closing mechanism for vacuum exhaust device |
EP0093776A1 (en) * | 1981-11-17 | 1983-11-16 | Brigham And Women's Hospital | Monoclonal antibodies against schistosoma |
-
1990
- 1990-03-13 DE DE19904008002 patent/DE4008002C2/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-03-06 WO PCT/DE1991/000199 patent/WO1991014219A1/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4182979A (en) * | 1978-02-03 | 1980-01-08 | Giddings & Lewis, Inc. | D-C. electric torquing system |
FR2533333A1 (en) * | 1982-09-16 | 1984-03-23 | Bernard Ets L | Method of limiting the torque produced by a motor device and intended to drive a user device in movement and system for implementing this method |
DE3345528A1 (en) * | 1983-12-13 | 1985-06-20 | Jaroslav Dipl.-Ing. 1000 Berlin Tecinsky | Method and device for controlling motor-operated high-pressure valves |
EP0193776A1 (en) * | 1985-02-28 | 1986-09-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Valve to stop a flow |
US4844110A (en) * | 1988-06-29 | 1989-07-04 | The Phasor Corporation | Control system for remotely controlled motor operated valve |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994025911A1 (en) * | 1993-04-28 | 1994-11-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Process and device for monitoring an adjusting movement of an adjuster operated by an electric adjusting drive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4008002A1 (en) | 1991-09-19 |
DE4008002C2 (en) | 1994-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4440449C2 (en) | Method and device for controlling the standstill of electric motor-operated shutters or the like | |
EP1332538B1 (en) | Method for controlling an adjustment process for a piece | |
DE3215596A1 (en) | VALVE ACTUATOR | |
DE4315637A1 (en) | Method for detecting the position, the direction (sense) of rotation and/or the speed of rotation of a rotatably mounted part | |
EP3427378A1 (en) | Valve actuating drive | |
WO1991014219A1 (en) | Process and device for controlling a motor-driven actuator | |
DE9207371U1 (en) | Device for controlling gate drives | |
DE69501550T2 (en) | Device for stopping a single-phase asynchronous machine with a capacitor | |
DE4442151A1 (en) | Circuit arrangement for controlling an electronically commutated motor | |
EP0808986B1 (en) | Drive control for doors | |
DE10332595A1 (en) | Electrical switchgear drive arrangement e.g. for actuators esp. contactors and relays, includes control device for controlling movement quantity of armature or of contact | |
DE2938625C2 (en) | ||
DE102011110929A1 (en) | Hand-held tool machine i.e. circular saw for workpiece, has stator coil forming brake coil in electric circuit, and current reduction device switchable with brake switch arrangement for reducing brake current in electric circuit | |
DE10151184A1 (en) | Method for monitoring the reversing process of electrically actuated units | |
DE102016207493A1 (en) | Method for controlling a heat pump cycle with an electric machine of a compressor system and heat pump cycle | |
DE9421948U1 (en) | Device for controlling the standstill of electric motor-operated shutters or the like. | |
DE3824547C2 (en) | Process for controlling a motor drive that can be switched to manual operation, motor control with switching to manual operation and its use | |
DE1940560B2 (en) | DEVICE FOR THE SPEED CONTROL OF A DC MOTOR WITH SEVERAL CONTACTORS | |
DE19734912A1 (en) | Method for torque dependent decoupling of positioning drive | |
DE10019123B4 (en) | Device for torque limiting and overload shutdown of drives with a single-phase short-circuit motor, especially for smoke and heat exhaust | |
DE102011107686B4 (en) | Electric valve drive with reset device and fitting | |
WO2000042687A1 (en) | Method and control mechanism for controlling a drive device for a closing device of a building or an enclosed area | |
DE4444612A1 (en) | LV motor for opening windows, doors and flaps | |
DE8707425U1 (en) | Device for DC braking of a slip ring machine | |
WO1994025911A1 (en) | Process and device for monitoring an adjusting movement of an adjuster operated by an electric adjusting drive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
|
AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE |