CN207706084U - 包括电子换向电动机的装置和向电动机传输标称值的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种包括电子换向电动机的装置(1)和向电动机传输标称值的设备，所述装置具有用于为所述电动机输入模拟标称值信号(S)的接口(10)，所述电动机工作时由交流电网通过电子换向设备(20)供电，其中所述接口(10)通过电隔离(30)与所述电子换向设备(20)电隔离，其中进一步地，为了传输模拟标称值信号(S)，设有电隔离接口侧位流信号发生装置(2)、用于传输所产生的所述位流的传输装置以及用于对所述位流实施信号分析的非电隔离侧信号处理装置。本实用新型能为使用者提供高度的电气安全保障，确保规定的标称值被高度精确地传输至电动机。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种包括电子换向电动机的装置，所述电动机工作时由交流电网通过电子换向设备供电，所述装置具有用于为所述电动机输入标称值信号的接口，其中所述接口与所述电子换向设备电隔离。
背景技术
如果在此类装置的电子换向电动机(EC电动机)与交流电网之间未设变压器，则EC电动机不与交流电网电隔离，这就需要采取特殊的保护措施，以免在可能的绝缘损坏或类似情形下危及使用者。
为此，现有技术在用于规定标称值的接口(又称用户接口或用户界面)与电子换向设备之间设置电隔离。由现有技术例如已知这样一项方案，其包括由电子换向电动机构成的装置，该电动机工作时由交流电网例如通过连接至该交流电网的整流器以及连接至该整流器的直流中间电路供应电压，以及包括由这个交流电网通过变压器供电的装置，该装置用于为电动机的电子元件提供直流电压，以及包括用于从电动机或者向电动机传输信息的用户界面，该用户界面与电动机电隔离并且对应于与电动机电隔离的电源。
通过电隔离使得用户界面与电动机电位隔离，进而与交流电网电位隔离，从而在电动机发生故障或受损时，也能可靠避免危及使用者或操作者。
举例而言，借助隔离变压器、光导体或光电耦合器可将模拟输入信号作为脉宽调制信号从用户界面传输至电动机。如此一来，可以向用户界面例如提供用于期望转速的模拟信号，在用户界面内部将此模拟信号转换成具有信号相关脉冲占空因数的数字信号，并借助光电耦合器将这些数字信号传输至电动机的电子控制设备以作进一步处理。
一般说来，这样一个模拟标称值信号首先由用户接口的与市电电源电隔离一侧上的微控制器或集成电路转换成数字信号，随后通过电隔离传输该数字信号并在换向侧上由第二微控制器(换向控制器)对其进行分析。为此而通过隔离段被传输的信号通常是PWM信号。其中，模拟标称值的信息包含在该信号的与模拟值成比例的脉冲宽度中。借助价格低廉的光电耦合器进行传输时，信号传播时间(时滞传输)会导致脉冲停顿比(即PWM信号的脉冲持续时间与停顿时长之比)发生变化，进而导致脉冲宽度中所包含的信息失真。因此，信号传播时间及其所造成的脉冲停顿比的改变会对传输精度产生影响。
传输段(光电耦合器)的信号传播时间还受其他因素影响，例如强烈受到部件的温度和老化影响。总体而言，这会给设备带来错误或不准确的模拟标称值影响。
因此，在从用于规定模拟标称值的接口向具有电隔离的电子换向设备传输用于EC电动机的模拟标称值信号时，需要改善传输精度。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是克服前述缺点并提供一种包括电子换向电动机的装置和向电动机传输标称值的设备，能为使用者提供高度的电气安全保障，以及能确保规定的标称值被高度精确地传输至电动机。
根据本实用新型所述的特征组合为本实用新型用以达成这一目的的解决方案。
本实用新型的基本理念是，不再将模拟标称值作为PWM信号(信息包含在脉冲宽度中)通过隔离段来传输，而是借助电隔离接口侧上的分立电路，该分立电路将模拟信号转换成位流后进行传输，在换向侧上对其进行离散时间分析并反向转换成与模拟标称值成比例的值。
借此消除信号的信号传播时间问题，脉冲停顿比将无关紧要，传输精度不再受信号传播时间影响。电隔离接口侧上实施转换所需要的时钟信号产生于不隔离的换向侧。借此能以最高精度实现离散时间分析与位流的简单同步。
因此，本实用新型提出一种包括电子换向电动机的装置，所述装置具有用于为在工作时由交流电网通过电子换向设备供电的所述电动机输入模拟标称值信号的接口，其中所述接口通过电隔离与所述电子换向设备隔离，其中进一步地，设有电隔离接口侧位流信号发生装置、用于传输所产生的所述位流的传输装置以及用于对所述位流实施信号分析的非电隔离侧信号处理装置以传输模拟标称值信号。
在本实用新型的优选实施方式中，所述电隔离接口侧位流信号发生装置是D触发器、积分器和比较器。
根据本实用新型同样有利的技术方案，用于所述位流的所述传输装置是光电耦合器。其优点在于，可以使用十分便宜的、速度较慢的光电耦合器。
进一步有利地，所述非电隔离侧信号处理装置是D触发器、振荡器、变换器和低通滤波器，或者借助微控制器对所述位流进行分析。特别有利的是，也可以采用电子换向设备中原本就使用的微控制器。
在本实用新型的优选技术方案中，为了利用所述模拟标称值信号产生离散时间位流，在所述非电隔离侧上设有用于产生时钟信号的模块，以便借助所述时钟信号将所述模拟标称值信号转换成位流信号。此外可设置如下：所述信号处理装置被配置为对所述离散时间位流信号进行分析并且为所述电动机将所述离散时间位流信号转换成与所述模拟信号值成比例的值。
本实用新型的另一方面涉及一种设备，所述设备用于将模拟标称值信号从接口越过电隔离传输至上述装置的电子换向电动机，所述设备包括：
在所述装置的电隔离侧产生位流的第一设备；
越过所述电隔离传输所产生的所述数字位流的第二设备；以及
在所述非电隔离侧产生时钟并对所述位流进行分析以便将由此获得的信号提供给所述电动机的第三设备。
在本实用新型的优选实施方式中，所述第一设备是D触发器、积分器和比较器。同样有利的是，所述第二设备是光电耦合器。
在本实用新型的优选实施方式中，同样有利的是，所述第三设备是D触发器、振荡器、变换器、低通滤波器或者微控制器。关于本实用新型其他有利改进方案的特征请参阅优选实施方式，下面参照附图并结合本实用新型的优选实施方案予以详细说明。
本实用新型能为使用者提供高度的电气安全保障，确保规定的标称值被高度精确地传输至电动机。
附图说明
其中：
图1为用于说明本实用新型如图所示的装置的方框图。
具体实施方式
图1中的方框图示出用于图中未示出的电子换向电动机的装置1，该装置具有用于为所述电动机输入模拟标称值信号S的接口10，所述电动机工作时由交流电网通过电子换向设备20供电，其中接口10通过呈现于二者之间的电隔离30与电子换向设备20电隔离。
用户接口10包括触发器2，该触发器用于利用模拟标称值输入端12上所提供的模拟标称值信号S产生位流。
触发器2在此作为电隔离接口侧位流信号发生装置的元件进行工作。
此外，在电隔离30区域内示出传输装置，该传输装置用于将所产生的位流越过电隔离30传输至电子换向设备20。电子换向设备20包括信号处理装置、触发器5和低通滤波器6。信号处理装置进一步包括用于产生时钟信号的电子模块7，如图1中的箭头所示，所述时钟信号反向于模拟信号的信号路径由光电耦合器8传输至触发器2以产生离散时间信号形式的位流。这个信号由光电耦合器8’越过电隔离30传输给触发器5进行离散时间信号分析并通过低通滤波器6传输至输出端9。
在信号处理装置的输出端9上，也就是在电动机的非电隔离侧，经离散时间信号分析后与模拟信号S成比例的信号S‘被提供给电子换向电动机。
除上述实施例外，凡是运用图示解决方案的技术变体，即便以完全不同的方式进行实施，也是可行的，举例而言，产生位流信号后在非电隔离侧上对时钟信号所实施的分析也可以借助采用相应配置的微控制器来完成。
Claims (10)
1.一种包括电子换向电动机的装置(1)，其特征在于，所述装置具有用于为在工作时由交流电网通过电子换向设备(20)供电的所述电动机输入模拟标称值信号(S)的接口(10)，其中所述接口(10)通过电隔离(30)与所述电子换向设备(20)电隔离，其中进一步地，设有电隔离接口侧位流信号发生装置(2)、用于传输所产生的所述位流的传输装置以及用于对所述位流实施信号分析的非电隔离侧信号处理装置以传输模拟标称值信号(S)。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述电隔离接口侧位流信号发生装置(2)是D触发器、积分器和比较器。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，用于所述位流的所述传输装置是光电耦合器。
4.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述非电隔离侧信号处理装置是D触发器、振荡器、变换器和低通滤波器，或者借助微控制器而实现。
5.根据上述权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，为了利用所述模拟标称值信号(S)产生离散时间位流，在非电隔离侧上设有用于产生时钟信号的模块，以便借助所述时钟信号将所述模拟标称值信号(S)转换成离散时间位流信号。
6.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，所述非电隔离侧信号处理装置被配置为对所述离散时间位流信号进行分析并且为所述电动机将所述离散时间位流信号转换成与所述模拟标称值信号成比例的值。
7.一种用于将模拟标称值信号(S)从接口(10)越过电隔离(30)传输至根据权利要求1至6中任一项所述的装置的电子换向电动机的设备，所述设备包括：
在所述装置的电隔离侧产生位流的第一设备；
通过所述电隔离(30)传输所产生的所述位流的第二设备；以及
在非电隔离侧产生时钟并对所述位流进行分析以便将由此获得的信号提供给所述电动机的第三设备。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述第一设备是D触发器、积分器或比较器。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其中所述第二设备是光电耦合器。
10.根据权利要求7或8所述的装置，其中所述第三设备是D触发器、振荡器、变换器和低通滤波器，或者借助微控制器而实现。
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