CN103391816B - 再生制动安全系统和使用方法 - Google Patents

Abstract

一种离心机包括再生制动安全系统，再生制动安全系统包括可逆地耦接到电源的电气系统。马达被耦接到电气系统。马达能够使用通过电气系统输送的电力来驱动转子，并且进一步能够为电气系统供应回收能量。回收能量是在马达的再生制动期间从转子的动能转换的电能。安全系统包括断电部，断电部被配置为当电气系统与电源去耦接时使马达的再生制动的效果无效。

Description

再生制动安全系统和使用方法

相关申请的交叉引用

这个申请是以美国国营公司贝克曼考尔特公司的名义在2012年2月13日作为PCT国际专利申请提交的，贝克曼考尔特公司是除了美国之外的指定所有国家的申请人，而且，美国公民罗纳德·科恩和美国公民詹森·海斯勒仅仅是指定美国的申请人，并且这个申请要求2011年2月14日提交的美国专利申请序列第61/442,703号的优先权，通过引用将其全部内容结合在本公开中。

背景技术

交流感应马达（ACIM）通过控制“转差”而工作的，该转差是旋转磁场频率和实际的马达旋转频率之间的差。这个转差转换成为施加到负载的转矩量。当使ACIM减速时，这个转差变成负的，并且随着转动能或者动能被转换成为电能，ACIM变成能量生成器。在以前的离心机设计中，这个能量典型地在发热的“制动电阻”中被消耗。归因于当前的经济的和有能量意识的环境，市场的偏好是将这个额外能量返回给电力网，而不是以热量的形式来消耗它。依据包含ACIM的仪器的类型，在马达减速期间产生的能量可能足够大，它不仅可以维持仪器本身在一段时间的电力，而且还将大量的电功率返回给电力网。这个典型地被称为再生制动。

在再生制动期间应当从电力网去除仪器（例如，通过仪器主电源开关或者通过从电源插座去除电源插头），该仪器将仍然产生电力，直到ACIM不再由旋转磁场驱动为止。这个情形可能是潜在危险的。

在一个情况下，用户可以在再生制动正在出现的同时，诸如通过关闭有效地使仪器从电力网断开的主电源开关或者一些其他开关，来故意地断开到仪器的电力。用户将如此断开电力的理由典型地是在紧急情况下使得仪器中断操作。然而，当仪器正在再生地制动时，它没有中断操作，直到再生电力的水平少于全部仪器操作所需的电力量为止。在这种情况下，用户希望仪器中断操作，但是仪器继续操作一段时间。

在另一个情况下，用户可以从壁装电源插座拉动仪器电源插头，再次使得仪器中断操作。然而，在再生制动期间，仪器将继续操作。此外，在再生电力的同时，仪器同样可能正在将危险电压呈现给用户，因为它被设计成将电力返回到电力网，并且插头已经变成活的电力终端。

另外，在检测电气故障或者其他安全关键条件的某些电路中，如果满足某些条件，那么系统中的软件可能试图经由继电器来使断路器跳闸。这种条件例如可以包括从露出高压电气部件的装置去除面板。系统软件可能试图关闭断路器，但是再生制动将使该仪器保持运行，因此即使在潜在危险的条件下也使仪器继续操作。

这些情形及其他情形使得安全控制系统对于更生制动系统是所希望的。用于适合于使用再生制动的ACIM的控制系统需要判定外部交流电源什么时候是因为操作员的动作（例如，拔出，打开面板）而被去除，或者什么时候是因为其他事件（例如，断路器的跳闸）而被去除，并且在制动周期期间防止不需要的危险电压。然后，控制这个条件的关键是适当地检测外部交流电源或者到电力网的连接什么时候从仪器被去除，并且将电路切换到制动电阻构造或者一些其他的安全构造中。

一些商业电源提供称为“交流电源故障”的信号，称为“交流电源故障”的信号用于指示交流电源的去除。这些“电源故障”检测器通常将寻找交流电压波形的损失，但是，在再生制动正在发生时的诸如离心机的仪器中，各种部件（诸如粗真空泵）可能具有阻抗特性，当操作断开再生电力时，该阻抗特性继续将交流电压波形维持在电力线中，以致商业的电源仍然认为这个是有效的电源。在这种情况下，“交流电源故障”指示器从不显示已经去除电力。

当外部电源已经被断开时检测再生制动的另一个方式是基于检测不希望的电压增加。例如，在再生制动的开始时，有足够的能量产生，如果去除外部电源，那么逆变器总线电压将快速地上升。ACIM控制系统通常被设计为具有电压监测器，该电压监测器将检测高的总线电压，并且关闭马达的再生制动。

已经确定如上所述的两个安全机构可能在仪器的整个再生制动循环期间没有充分地提供保护。依据该仪器以及如何实现过压保护，可能有明显的一部分再生制动循环，在明显的一部分再生制动循环期间，从外部电源断开将不触发过压保护，而且将不使得仪器中断操作。也就是说，有一部分再生制动循环，在该部分再生制动期间，将有足够的再生电力维持仪器的操作，但是总线过压状态将出现的没有这么多。如果在这部分再生制动循环期间从交流电源断开，那么可能出现不安全的情形。

发明内容

在一个方面，该技术涉及离心机，该离心机具有：可逆地耦接到电源的电气系统；耦接到所述电气系统的马达，其中所述马达能够使用通过所述电气系统输送的电力来驱动转子，其中所述马达进一步能够为所述电气系统供应回收能量，其中所述回收能量是在所述马达的再生制动期间从所述转子的动能转换的电能；以及断电部，所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，使所述马达的再生制动的影响无效。在实施例中，所述断电部包括检测器，所述检测器被布置为监测与所述回收能量关联的输出值，其中所述断电部被配置为当所述输出值在预定范围之外时使所述马达的再生制动的所述影响无效，其中所述预定范围是在所述电气系统被耦接到所述电源时由所述马达供应的所述回收能量的特性。在另一个实施例中，所述输出值是频率、阻抗、电压和电流中的一个。在又一个实施例中，所述输出值是频率。在再一个实施例中，所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，防止所述马达将所述转子的动能转换成电能。

在以上方面的实施例中，所述马达是由旋转磁场驱动的交流感应马达，并且其中所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，使所述旋转磁场断电。在另一个实施例中，所述电气系统包括安全地消耗所述回收能量的并联电路，其中所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，使所述回收能量改变方向到所述并联电路。在又一个实施例中，所述电气系统包括可逆地将所述电气系统耦接到所述电源的电源出口的插头，其中所述断电部被配置为当所述插头从所述电源出口被拔出时，使所述马达的再生制动的所述影响无效。在再一个实施例中，所述断电部被配置为当所述插头从所述电源出口被拔出时防止恢复的电力到达所述插头。

在以上方面的实施例中，所述断电部被配置为当所述插头从所述电源出口被拔出时，使所述马达将动能转换成电能的能力无效。在另一个实施例中，所述电气系统通过主电源开关被可逆地耦接到所述电源，其中所述断电部被配置为当所述主电源开关被切换到关闭位置时，使所述马达的再生制动的所述影响无效。在又一个实施例中，所述电气系统通过主断路器被可逆地耦接到所述电源，其中所述断电部被配置为当所述主断路器跳闸时使所述马达的再生制动的所述影响无效。在再一个实施例中，所述电气系统包括适合于检测所述电气系统中的电气故障的安全系统，其中如果检测到电气故障，那么所述电气系统通过由所述安全系统激活的安全开关被可逆地耦接到所述电源，其中所述断电部被配置为当所述安全开关由所述安全系统激活时，使所述马达的再生制动的所述影响无效。

在以上方面的实施例中，所述电气系统包括由所述回收能量供电的电气部件，其中所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，防止所述电气部件接收回收能量。在另一个实施例中，所述离心机进一步包含比较器，所述比较器检测所述马达什么时候处于再生制动的状态，其中所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，使再生制动的所述影响无效，同时所述比较器检测到所述马达处于再生制动的状态。

在另一个方面，该技术涉及离心机，该离心机具有：可逆地耦接到电源的电路；马达，所述马达被耦接到所述电路，从所述电源接收电力以驱动所述马达，所述马达能够通过将转动能转换成为电能来将电力返回到所述电路；以及断电部，被配置为当所述电路与所述电源去耦接时，使所述马达将电力返回到所述电路的能力无效。在实施例中，所述断电部包括检测器，所述检测器被配置为监测与通过马达返回到电路的电力关联的输出值，其中所述断电部被配置为当所述监测的输出值在预定范围之外时使所述马达将电力返回到电路的能力无效，其中所述预定范围是在所述电气系统被耦接到所述电源时由所述马达返回到电路的电力的特性。在另一个实施例中，所述输出值是频率。在又一个实施例中，所述断电部被配置为当所述电路与所述电源去耦接时，使所述马达将转动能转换成电能的所述能力无效。在再一个实施例中，所述断电部被配置为安全地消耗通过在所述电源的上游点处的所述马达返回到所述电路的所述电力。

在以上方面的实施例中，所述断电部包括继电器，所述继电器终止所述马达和所述电源之间的电连接。在另一个实施例中，该离心机进一步包含逆变器和微处理器，所述逆变器将电力输入输送到所述马达，所述微处理器将马达控制信号发送到所述逆变器。在又一个实施例中，所述断电部包括发送到所述微处理器的中断信号。在再一个实施例中，所述断电部包括继电器，所述继电器终止从所述微处理器发送到所述逆变器的所述马达控制信号。

在以上方面的实施例中，所述马达包括交流感应马达，其中所述断电部使与所述马达关联的磁场断电。在另一个实施例中，所述断电部包括串联连接的第一单触发电路和第二单触发电路。在又一个实施例中，所述输出值是基于阻抗、电压、电流和频率中的至少一个。在再一个实施例中，所述输出值包括测量的输出频率值，并且所述预定范围至少部分地基于额定电力线频率范围和容限值。

在以上方面的实施例中，所述断电部包括比较所述输出值的高的检测电路部件，其中所述高的检测电路部件检测所述输出值是否低于所述预定范围的上限。在另一个实施例中，如果所述输出频率值小于所述预定范围的所述上限，那么所述高的检测电路部件输出是所述输出频率值。在又一个实施例中，所述电路包括用于比较所述输出频率值的低的检测电路部件，其中所述低的检测电路部件检测所述输出频率值是否低于所述预定范围的下限。

在另一个方面，该技术涉及一种在离心机的关闭期间安全地消耗电能的方法，所述离心机具有能够产生电能的马达，其特征在于，所述方法包括：监测与由所述马达产生的所述电能关联的输出值；使所述离心机与外部电源断开，以关闭所述离心机；检测与所述外部电源的断开，作为监测的输出值中的特性变化；以及使所述马达产生电能的能力无效。

在另一个方面，该技术涉及一种在离心机的关闭期间安全地消耗电能的方法，所述离心机具有能够产生电能的马达，其特征在于，所述方法包括：监测与由所述马达产生的所述电能关联的输出值；使所述离心机与外部电源断开，以关闭所述离心机；检测与所述外部电源的断开，作为监测的输出值中的特性变化；以及将由所述马达产生的所述电能发送到并联电路，所述并联电路作为所述离心机的外部电源插头的旁路。

在另一个方面，该技术涉及离心机，该离心机具有：配置为从外部电源接收电力的电气系统；耦接到所述电气系统的马达，所述马达能够以驱动模式和以生成器模式进行操作，其中在所述驱动模式中，所述马达由从所述外部电源接收到的电力驱动，并且其中在所述生成器模式中，所述马达产生电能以将电力供应给所述电气系统；以及断电部，所述断电部适合于检测与由所述马达供应的所述电力关联的输出值，其中所述断电部进一步适合于当所述电气系统没有正在从所述外部电源接收电力时，如果所述断电部检测到由所述马达供应的电力的输出值特性，那么使所述马达的所述生成器模式无效。

附图说明

在附图中显示有当前较佳的实施例，然而，理解的是，该技术并不局限于所示的精确的布置和手段。

图1A-1D是包含再生制动安全系统的各种实施例的马达系统的示意图。

图2是再生制动安全系统的交流频率范围检测器的电路原理图。

图3描绘从再生制动系统断开电力输出的方法。

具体实施方式

本公开描述了再生制动安全系统和方法。对于本公开的目的，在此描述的系统和方法将主要地以离心机实施例被描述，也就是说，结合到具有再生制动系统的离心机仪器中。离心机是通过使物体围绕固定轴快速旋转来在物体上生成力的仪器，该物体诸如是试验样品。离心机典型地涉及大质量的高速的旋转，并且因此，当它们被关掉时固有地具有大量的存储动能，该大量的存储动能可以经由再生制动被回收。然而，读者应当理解，这个不过是利用再生制动的仪器的一个实施例，而且在此描述的系统和方法可广泛地适用于从外源接收电力并且可以从再生制动产生电力的任何一件装备。

图1A-1D描绘了利用再生制动安全系统100的各种实施例的马达系统，再生制动安全系统100可以被包含在离心机仪器中。通常，离心机仪器包括包含电气系统（如下所述）的部件的壳体、马达系统、离心机转子、真空泵102以及控制部件。可以在由轴驱动的离心机中使用该马达系统，该轴通过交流感应马达104被转动。该再生制动系统的替换的实施例利用其他类型的马达，其他类型的马达能够再生制动，该再生制动包含但不局限于切换的磁阻驱动。然而，为了清楚，该说明书将涉及利用由旋转磁场驱动的交流感应马达的实施例。该交流感应马达104可以包含任何数量的线圈。如这里描述的，该电气系统可以包含含有再生制动器的逆变器106、以及监测系统或电路108、断开或者断电部110以及其他部件。如以下更详细地描述的，监测系统可以判定电力条件以及再生马达制动状态两者。在描绘的实施例中，监测系统是频率检测电路，尽管其他检测电路是预期的。电力电缆是通过插头112被可逆地耦接到交流电源，典型地耦接到壁装电源插座，该壁装电源插座被连接到外部电力网，外部电力网提供在额定电压（例如，110V，240V）的一个以上相位的电功率。同样可以包含断路器114、微处理器116、以及用于微处理器的电源118，如可以是仪器主电源开关。

在某些实施例中，例如，在再生制动安全系统是在具有现有的离心机或者其他仪器的改装构造中利用的分立部件或装置的实施例中，再生制动安全系统无须包含与仪器成一体的再生制动器。在这种情况下，用于仪器的电源插头可以连接到分离的再生制动安全装置上的电源插座，再生制动安全装置上的电源插座随后又被插入到壁装电源插座中。然而，在这种情况下，由安全系统供应的保护将被局限于只有当从壁装电源插座拔出那个装置时，才终止从再生制动装置输出的电力。

当外部交流电源在使用期间被去除时（例如，如果仪器被拔出或者电源开关关闭），因为再生制动器106向后输送电力到仪器电气系统中，所以仪器中的其他通交流电的装置（这里，真空泵102）具有阻抗谐振，该阻抗谐振将交流波形强加在功率信号上。输送回到仪器的这个电力是在再生制动期间从转子的动能或者转动能转换的回收能量。由于这个缘故，商业的电源（诸如如上所述的类型）通常不能检测电力损失，因为商业的电源继续检测至少一些交流电。

然而，已经观察到，当电力损失时，结果的交流波形的频率被显著地移位。依据位于离心机中的电力线上的部件（例如，粗真空泵），这个谐振不同于典型的实用交流电源的额定频率。此外，有可能甚至当去除外部电源并且在再生制动电力上操作仪器时，通过将内部部件放置在有意转换交流频率的线上来影响感应的交流波形。

在再生制动安全系统100的实施例中，基于以上所述的观察，频率检测电路108被用于判定在再生制动期间，仪器的电力线上检测到的交流频率什么时候不匹配外部供应的电力的额定交流频率。频率检测电路108在典型的额定电力线频率（具有容限）和由连接到线并且仅仅当从再生电力操作时导致交流频率的移位的部件所导致的自谐振或者感应交流频率之间进行区分。

可以利用对于特殊的应用所希望的许多标准来判定该容限值。在一个实施例中，可以考虑至少两个容限来判定总的容限值。这些容限包含线频率容限和零件或者部件容限。在美国，线频率是相当一致的，而且通常以大约1%，或者大约+/-0.6Hz（对于60Hz额定频率线）的顺序变化。然而，为了在全世界的市场中使用而制造的仪器可能需要在不太一致的频率值上进行操作。在某些市场中，频率可能以大约10%，或者大约+/-5.0Hz（对于50Hz额定频率线，典型的用于在美国之外的许多应用）的顺序变化。因此，为了在美国之内和之外都使用而制造的仪器在范围从大约50Hz到大约60Hz的额定线频率上进行操作。在这种情况下，假定输送频率中大约10%的可变性，保守的频率范围可能是大约45Hz到大约66Hz。除了这个容限，可以期望的是，增加容限值，以致“最坏情况”的零件容限不导致错误的检测。这个零件或者部件容限可以基于标准被选择，该标准对于现有技术中的技术人员来说是显而易见的，例如，如通过某些部件的制造可变性所规定的。在某些实施例中，零件容限可以是大约5%到大约10%的额定线频率。线频率容限和零件或者部件频率容限两者的其他范围是预期的。简而言之，通常计算总的容限值范围，以在面对电力线频率容限和部件容限时，不给出错误的检测。

返回到图1A-1D，以下描绘和描述再生制动安全系统100的许多构造。图1A描绘了再生制动安全系统100a，频率检测电路108在逆变器106上，供应给微处理器116上的中断。微处理器116使用低到高的中断信号，以暂停到逆变器106的驱动脉冲宽度调制（PWM）信号118。一旦PWM信号118被暂停，断电的马达磁场崩溃并且到仪器的回收能量的输送就终止。在某些实施例中，安全系统可以包含并联电路或者制动电阻120，任何回收能量可以安全地作为热量到并联电路或者制动电阻120被消耗。图1B描绘了再生制动安全系统100b，频率检测电路108同样在逆变器106上。检测电路108控制仅仅供给逆变器106的电力断开继电器110或者断电部。当在这个构造中去除交流电源时，再生的电力被断开，并且不允许电力回到交流插头112或者其他系统部件。因为微处理器116同样不再被供电，所以它停止PWM信号118，马达磁场崩溃并且再生停止。

在图1C描绘的实施例中，再生制动安全系统100c包括逆变器106上的频率检测电路108。检测电路108控制将PWM信号118供应给逆变器106的电力断开继电器110或者断电部。一旦PWM信号118被中断，断电的马达磁场就崩溃并且再生停止。图1D描绘了再生制动安全系统100d，频率检测电路108同样在逆变器106上。这个检测电路108控制供应马达104本身的电力断开继电器110或者断电部。一旦继电器110断开该马达104，磁场就崩溃并且再生停止。防止再生电力到达电源插头112或者另外使马达104失去将动能转换成为电能的能力的其他构造对于现有技术中的技术人员来说将是显而易见的。

图2中描绘的有代表性的频率检测电路200包括两个串联连接的单触发电路202、204。检测到的交流频率被传送通过第一单触发电路202，第一单触发电路202在可以接受的电力线频率的高端产生脉冲宽度。第一单触发电路202充当比较器，以将检测到的频率与频率范围的预定上限进行比较。如果检测到的频率高于这个极限，那么第一单触发电路202将连续地触发并且从不实际地产生脉冲；它的输出将持续很高。如果检测到的频率小于这个高频的限制，那么结果的脉冲序列被供应给第二单触发电路204。第二单触发电路204充当另一个比较器，并且将线频率与范围的预定下限进行比较。如果检测到的频率高于这个下限，那么输出是恒定的低压，恒定的低压指示检测到的频率是典型的。但是如果检测到的频率低于这个频率，那么脉冲将在该输出处产生。

如果检测到的频率高于上限，那么整个电路的输出将变高并且保持为高的。如果检测到的频率是正确的，那么输出将变低并且保持为低的。如果检测到的频率是低的，那么输出将偶尔冲高。因此，如果额定范围之外的任何条件（低的或者高的检测线频率）出现，那么至少一个低到高的转移将出现在频率检测电路的这个实施例的输出处。然后该电路的输出被传送给进一步的控制电子设备206，以致如果这种转移在一段时期的再生制动期间被检测，那么再生制动被解除。

在显示的实施例中，另外的控制电子设备206包含简单的逻辑门，该简单的逻辑门将电路的输出与指示再生制动的信号进行比较。如果这种低到高的转移出现，那么该电路利用该再生制动信号将判定信号输出到逻辑门（所以仅仅当制动正在发生时是有效的）。此后，来自逻辑门的输出被输送到控制微处理器或者离心机的微控制器上的中断引脚，控制微处理器或者离心机的微控制器控制并且可以停止驱动该马达或者断开该再生制动系统。在实施例中，可以通过仪器的一些电路或元件基于仪器的当前控制状态、测量的电流、检测到的离心机的速度变化或者指示再生制动什么时候正在发生时的任何其他信号，产生指示再生制动的信号。

在替换的实施例中，判定信号被发送到多个逻辑门、或者将再生制动器信号和判定信号进行比较的判定比较器或者微控制器。该微控制器将能够检测判定信号并且采取合适的动作，该合适的动作包括结合电阻器以导致正常的抵抗制动或者暂停到马达的转差，使得磁场崩溃，以关闭该仪器并且使离心机自由地减速。另外地或者可替换地，微控制器可以结合机械制动器。

在图2中，第一电路202检测大约71Hz以上的任何频率，并且第二电路204检测大约39Hz以下的任何频率。对于低频L、额定频率N和高频H，还显示实例时序图。在低频和高频的情况下，至少一个低到高的转移208在第二计时器的输出上被产生，这可能导致微处理器或者微控制器的中断。在额定的情况下，没有低到高的转移。该阈值频率仅仅作为实例被提供，依据实施，可以使用任何阈值或者额定功率频率周围的阈值。

在此描述的安全系统的主要部件包括：（1）当以再生制动模式进行操作时使电力信号的交流频率移位的一组部件，移位的频率在正常的实用的线频率之外，以及（2）检测在预期的限制之外的交流频率的单元。这个可以利用如上所述的电路来进行，或者可以利用锁相环路（PLL）、频率到电压转换器、或者具有鉴别频率的能力的任何其他电路来进行。再生制动安全系统的其他实施例可以包含用于检测其他输出值的电路，其他输出值例如电路阻抗、电压、电流或者其他输出波形特性。这种电路可以被配置为当在正常的（例如，当连接到外部电力网）情况下出现再生制动时，将检测到的输出值与相应的预定的、已知的、或者另外测量的预期的输出范围进行比较。然后，当在再生制动期间检测到的特性在该范围之外时，安全系统可以停止驱动马达或者断开。除任何其他安全机构之外，还可以提供如上所述的实施例，任何其他安全机构诸如现有技术中已知的是过压保护和/或电力故障检测电路。

图3描绘在再生制动状态中断开来自感应马达的电力输出的方法300。在步骤302中，电路检测与电力输出关联的输出值。如上所述，该输出值可以对应于阻抗、电压、电流和频率中的任何一个。然而，关于这个特殊的实施例，将描述频率值。包含该输出频率值的信号被传送到第一电路元件，在第一电路元件，该信号与第一预定值进行比较（步骤304）。如上所述，如果该频率值大于频率范围的预定上限，那么恒定的逻辑输出被传送到第二电路部件，并且该方法返回到检测步骤（步骤302）。如果频率值小于预定的上限，那么匹配该频率值的脉冲序列被传送到第二部件（步骤306）。然后，通过该第二电路部件，接收到的输出频率（步骤308）再次与预定的频率范围进行比较（步骤310），这次对于该范围的下限。如果高于下限，那么电路将指示检测到的频率是来自外部电源的信号（在这种情况下，恒定的逻辑的低信号）输出到该系统，并且该方法返回到检测步骤（步骤302）。在替换的实施例中，单个电路、程序或算法可以代替如上所述的两个单触发电路来进行必要的计算。

如果输出频率实际上低于下限或者高于上限（在由具有至少一个低高转移的输出指示的这种情况下），那么该方法接下来判定马达是否处于再生制动状态（步骤312）。如上所述，这个可以基于来自ACIM的信号来判定。如果马达处于再生制动状态，那么该系统明白该频率值指示正在生成再生电力的不安全的条件，并且仪器有可能没有被连接到电力网。在这个情形下，然后系统断开再生制动电力输出（步骤314）。在附加的脚步中，系统可以结合机械制动器以停止仪器（例如，离心机）的功能。

尽管按照硬件描述，但是在此描述的技术可以以硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现。硬件和软件的典型组合可以是具有计算机程序的通用计算机系统，当计算机程序被装载和执行时，控制计算机系统，使得它实行这里描述的方法。

这里描述的技术还可以嵌入计算机程序产品中，包括能够实现在此描述的方法的应用的所有特征，并且当计算机程序产品被装载在计算机系统中时能够实现这些方法。展示的上下文中的计算机程序意指一组指令的任何表达式，任何语言、编码或者符号，该想要导致具有信息处理能力的系统直接地或者在以下之一或者以下两者：a）转换到另一个语言，编码或者符号；b）以不同的材料形式的复制，之后进行特殊的功能。

在如上所述的实施例中，软件可以被配置为在任何计算机或者工作站上运行，任何计算机或者工作站诸如是PC或者PC兼容机、苹果麦金塔计算机（Apple Macintosh）、太阳工作站、专用再生制动器安全系统（即，服务仪器的电力电缆连接的独立的装置）等等。通常，可以使用任何装置，只要它能够进行这里描述的所有的功能和性能。特殊类型的计算机、工作站或者系统不是重要的技术，数据库的构造、位置或者设计也不是重要的技术，数据库可以是平面文件、关系式的或者面向对象的，并且可以包含一个以上的物理元件和/或逻辑元件。

这种通用计算机可以包含连续地连接到网络的网络接口，并且因而支撑众多地理上分散的用户和应用程序。在典型的实施中，网络接口和服务器的其他内部部件通过主要双向总线互相联系。完成技术功能的指令的主要序列在操作期间可以保存在大容量存储装置（诸如硬盘或者光学存储单元）中以及主系统存储器中。这些指令的执行和技术功能的完成由中央处理器（“CPU”实现）。

如上所述控制CPU的操作并且完成技术操作的一组功能模块可以位于系统存储器中（如所期望的，在服务器或者分开的机器上）。操作系统引导低水平的执行，基本系统功能，诸如存储器分配文件管理以及大容量存储装置的操作。在较高的水平，实现作为一系列存储指令的控制块通过检索特定用户的个人资料以及采用一个以上的如上所述的规则来响应客户机发起的访问请求。

虽然在此已经描述了什么被认为是本技术的示范性的以及较佳的实施例，但是从这里的教导，技术的其他变形对于本领域的那些技术人员来将说变得显而易见。这里公开的制造方法和几何实质上是示范性的，并且不被认为是限制的。因此希望的是，确保在附加的权利要求中，所有的这种变形属于技术的精神和范围内。因此，希望的是，通过专利证书确保的是以下权利要求书以及全部等效特征中限定和区别的技术。

Claims (29)

1.一种离心机，其特征在于，包括：

可逆地耦接到电源的电气系统；

耦接到所述电气系统的马达，其中所述马达能够使用通过所述电气系统输送的电力来驱动转子，其中所述马达进一步能够为所述电气系统供应回收能量，其中所述回收能量是在所述马达的再生制动期间从所述转子的动能转换的电能；以及

断电部，所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，使所述马达的再生制动的效果无效，

其中，所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，防止所述马达将所述转子的动能转换成电能，

所述断电部包括检测器，所述检测器被布置为监测与所述回收能量关联的输出值，所述输出值是频率。

2.如权利要求1所述的离心机，其特征在于，所述断电部被配置为当所述输出值在预定范围之外时使所述马达的再生制动的所述效果无效，其中所述预定范围是在所述电气系统被耦接到所述电源时由所述马达供应的所述回收能量的特性。

3.如权利要求1所述的离心机，其特征在于，所述马达是由旋转磁场驱动的交流感应马达，并且其中所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，使所述旋转磁场断电。

4.如权利要求1所述的离心机，其特征在于，所述电气系统包括安全地消耗所述回收能量的并联电路，其中所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，使所述回收能量改变方向到所述并联电路。

5.如权利要求1所述的离心机，其特征在于，所述电气系统包括可逆地将所述电气系统耦接到所述电源的电源出口的插头，其中所述断电部被配置为当所述插头从所述电源出口被拔出时，使所述马达的再生制动的所述效果无效。

6.如权利要求5所述的离心机，其特征在于，所述断电部被配置为当所述插头从所述电源出口被拔出时防止回收的电力到达所述插头。

7.如权利要求6所述的离心机，其特征在于，所述断电部被配置为当所述插头从所述电源出口被拔出时，使所述马达将动能转换成电能的能力无效。

8.如权利要求1所述的离心机，其特征在于，所述电气系统通过主电源开关被可逆地耦接到所述电源，其中所述断电部被配置为当所述主电源开关被切换到关闭位置时，使所述马达的再生制动的所述效果无效。

9.如权利要求1所述的离心机，其特征在于，所述电气系统通过主断路器被可逆地耦接到所述电源，其中所述断电部被配置为当所述主断路器跳闸时使所述马达的再生制动的所述效果无效。

10.如权利要求1所述的离心机，其特征在于，所述电气系统包括适合于检测所述电气系统中的电气故障的安全系统，其中如果检测到电气故障，那么所述电气系统通过由所述安全系统激活的安全开关被可逆地耦接到所述电源，其中所述断电部被配置为当所述安全开关由所述安全系统激活时，使所述马达的再生制动的所述效果无效。

11.如权利要求1所述的离心机，其特征在于，所述电气系统包括由所述回收能量供电的电气部件，其中所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，防止所述电气部件接收回收能量。

12.如权利要求1到11中任一项所述的离心机，其特征在于，所述离心机进一步包含比较器，所述比较器检测所述马达什么时候处于再生制动的状态，其中所述断电部被配置为当所述电气系统与所述电源去耦接时，使再生制动的所述效果无效，同时所述比较器检测到所述马达处于再生制动的状态。

13.一种离心机，其特征在于，包括：

可逆地耦接到电源的电路；

马达，所述马达被耦接到所述电路，从所述电源接收电力以驱动所述马达，所述马达能够通过将转动能转换成电能来将电力返回到所述电路；以及

断电部，被配置为当所述电路与所述电源去耦接时，使所述马达将电力返回到所述电路的能力无效，

其中，所述断电部被配置为当所述电路与所述电源去耦接时，防止所述马达将转子的动能转换成电能，

所述断电部包括检测器，所述检测器被配置为监测与通过所述马达返回到所述电路的所述电力关联的输出值，所述输出值是频率。

14.如权利要求13所述的离心机，其特征在于，所述断电部被配置为当所述监测的输出值在预定范围之外时，使所述马达将电力返回到所述电路的所述能力无效，其中所述预定范围是在所述电路被耦接到所述电源时由所述马达返回的所述电力的特性。

15.如权利要求13或者14所述的离心机，其特征在于，所述断电部被配置为当所述电路与所述电源去耦接时，使所述马达将转动能转换成电能的所述能力无效。

16.如权利要求13或者14所述的离心机，其特征在于，所述断电部被配置为安全地消耗通过在所述电源的上游点处的所述马达返回到所述电路的所述电力。

17.如权利要求13或者14所述的离心机，其特征在于，所述断电部包括继电器，所述继电器终止所述马达和所述电源之间的电连接。

18.如权利要求13或者14所述的离心机，其特征在于，进一步包含逆变器和微处理器，所述逆变器将电力输入输送到所述马达，所述微处理器将马达控制信号发送到所述逆变器。

19.如权利要求18所述的离心机，其特征在于，所述断电部包括发送到所述微处理器的中断信号。

20.权利要求19所述的离心机，其特征在于，所述断电部包括继电器，所述继电器终止从所述微处理器发送到所述逆变器的所述马达控制信号。

21.如权利要求13或者14所述的离心机，其特征在于，所述马达包括交流感应马达，其中所述断电部使与所述马达关联的磁场断电。

22.如权利要求13或者14所述的离心机，其特征在于，所述断电部包括串联连接的第一单触发电路和第二单触发电路。

23.如权利要求14所述的离心机，其特征在于，所述输出值包括测量的输出频率值，并且所述预定范围至少部分地基于额定电力线频率范围和容限值。

24.如权利要求23所述的离心机，其特征在于，所述断电部包括比较所述输出值的高的检测电路部件，其中所述高的检测电路部件检测所述输出值是否低于所述预定范围的上限。

25.如权利要求24所述的离心机，其特征在于，如果所述输出频率值小于所述预定范围的所述上限，那么所述高的检测电路部件输出是所述输出频率值。

26.如权利要求24所述的离心机，其特征在于，所述电路包括用于比较所述输出频率值的低的检测电路部件，其中所述低的检测电路部件检测所述输出频率值是否低于所述预定范围的下限。

27.一种在离心机的关闭期间安全地消耗电能的方法，所述离心机具有能够产生电能的马达，其特征在于，所述方法包括：

监测与由所述马达产生的所述电能关联的输出值；

使所述离心机与外部电源断开，以关闭所述离心机；

检测与所述外部电源的断开，作为监测的输出值中的特性变化；以及

使所述马达产生电能的能力无效，

其中，在所述离心机的关闭期间，防止所述马达将转子的动能转换成电能，

所述输出值是频率。

28.一种在离心机的关闭期间安全地消耗电能的方法，所述离心机具有能够产生电能的马达，其特征在于，所述方法包括：

监测由所述马达产生的所述电能的频率；

使所述离心机与外部电源断开，以关闭所述离心机；

检测与所述外部电源的断开，作为所述频率的特性变化；以及

将由所述马达产生的所述电能发送到并联电路，所述并联电路作为所述离心机的外部电源插头的旁路。

29.一种离心机，其特征在于，包括：

配置为从外部电源接收电力的电气系统；

耦接到所述电气系统的马达，所述马达能够以驱动模式和以生成器模式进行操作，其中在所述驱动模式中，所述马达由从所述外部电源接收到的电力驱动，并且其中在所述生成器模式中，所述马达产生电能以将电力供应给所述电气系统；以及

断电部，所述断电部适合于检测与由所述马达供应的所述电力关联的输出值，其中所述断电部进一步适合于当所述电气系统没有正在从所述外部电源接收电力时，如果所述断电部检测到由所述马达供应的电力的输出值特性，那么防止所述马达将转子的动能转换成电能，

所述输出值是频率。