TW201921211A - 轉換器裝置及用於控制一控制電流的方法 - Google Patents

轉換器裝置及用於控制一控制電流的方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種轉換器裝置，用於控制一閥門(6)之一磁力致動器(32)之一控制電流(is)。該轉換器裝置具有一外殼(8)，硬體(H)與軟體(S)整合在其內以控制該閥門(6)之該磁力致動器(32)的該控制電流(is)，及該外殼(8)包含一連接裝置(14)及一另一連接裝置(18)，該連接裝置(14)以可釋放方式連接至該閥門(6)，該另一連接裝置(18)則以可釋放連接方式連接至一插頭(4)，透過該插頭(4)，至少可自外界供能予該轉換裝置。

Description

轉換器裝置及用於控制一控制電流的方法
本發明係關於一轉換器裝置及一種用於控制用於一閥門之磁力致動器之控制電流之方法，尤其是呈同軸閥門形式者。
DE 10 2011 010 938 A1描述以同軸設計的受控於電子元件之直接控制磁性閥門，在閥門啟動期間的任何時候，該電子元件捕捉及評估所施加的電壓及流經配置於閥門中的磁性線圈之電流，該磁性線圈做為用於磁性錨定器之磁力致動器，利用該致動器在閥門外殼中以相反方向移動之軸向可移動閥門活塞來開和關受衝擊之閥門。
在已知磁性線圈中所施加的用於線圈控制的電流及電壓值，可利用電子元件以類比或數位方式改變。按此方式，亦可改變以類比方式施加的電壓或流經磁性線圈的電流，或以數位形式如脈寬調變控制之。呈磁性線圈形式之磁力致動器係以已知方式利用其饋送至插頭之電流連接，該插頭係以其上設有磁性線圈的固定 方式接線至閥門外殼，且以無法交換的方式連接至電子元件的線圈控制，該電子元件的線圈控制在其輸入側除了電流饋送外，尚提供個別信號輸入。
按此方式，可以極少電力操作壓力平衡之已知同軸閥門，並以自閥門位置可見之無步階方式控制；除預切換電子元件外，插頭本身總可按其設計及對特定閥門類型之技術布局調整，且按此方式而無法以模組化方式供各類閥門及閥門類型使用。此外，各製造商利用具各種流經行為之各類標準化插座部件控制個別不同類型閥門，亦呈同軸閥門形式，使得為了適用於每一類插座，須研發獨立電子元件並將之連接至插頭。
從現行技術邁進，本發明的問題在於改善已知解決方案。
此問題係藉由具有專利請求項1之所有特徵件之轉換器裝置解決。本發明之轉換器裝置用於控制至一外殼之一閥門之一磁力致動器之一控制電流，尤其呈同軸閥門形式，硬體與軟體整合在其內以控制該閥門之該磁力致動器之該控制電流，及該外殼具有一連接裝置及一另一連接裝置，該連接裝置可拆卸地連接至該閥門，該另一連接裝置則用於可拆卸地連接至一插頭，透過該插頭，至少可自外界提供電力予該轉換裝置；但亦可在不做任何改變下，連接測量裝置及評估裝置。
利用本發明的解決方案，可以整合之硬體與軟體在轉換器裝置上實現一種中間插座，其可以模組化 可交換且節省空間方式附接於個別閥門或同軸閥門與其個別磁性線圈與可自製造商取得之本身的標準插頭間。
按此方式，安裝技術亦允許以流體系統中使用之呈閥門形式之既有配件如同軸閥門之簡單改造。由於轉換器裝置的硬體中個別可實現之軟體，可利用複雜的控制及評估程序控制直接在安裝處之一給定閥門類型之個別連接閥門。因而可利用尤為低成本方式而僅「開啟」軟體中的個別功能，其例如尤其可用以緩解在經連接流體系統中操作同軸閥門時常會發生的關閉撞擊，或在無需在控制艙外部或閥門本身中之額外測量與評估系統下，可利用經實現軟體執行所謂的閥門「情況監視」，此常假定除軟體外利用較複雜的整體控制。由於本發明之「隔離解決方案」具有整合之現地軟體實現，因此直接位於閥門上，已顯示可按目標方式縮減控制及調整費用。
無須對個別閥門附接之流體系統進行任何介入，使用者可以以有利的方式，將本發明之轉換器裝置改裝到現有系統中，而無需特別針對此之任何設備或這樣做會產生高額費用。尤其是此等系統之使用者將樂於可僅藉由將轉換器裝置插入連接裝置，即可進一步使用已購置且經使用之標準插頭部件且因而符合已導入之開關設計。這係先前技術無可比擬。
此外，按照專利請求項18中特性結構而言之前述任務，亦可藉由用於控制用於閥門，如同軸閥門之磁力致動器之控制電流的方法解決，該閥門具有配備有 前述本發明之轉換器裝置之至少一個線圈。
在一較佳實施例中，連接裝置具有用於轉換器裝置對閥門之可釋放式機械及電器連接用之手段，尤其是連接閥門之磁力致動器之磁性線圈，及另一連接裝置具有用於轉換器裝置對插頭之可釋放的機械及電氣連接用之手段。插座及插頭部件用以提供可釋放的機械及電氣連接，插座及插頭部件通常，尤其是標準化形式中，可具母與公接觸部件而併在一起。
硬體可包含電腦單元，尤其是微控制器，其實現呈軟體形式之控制電流之控制方法。使用微控制器作為計算單元的優點在於微控制器係低成本、低能耗且安裝空間小。
所有的硬體組件均可配置於一PCB上且彼此電氣連接，如下述，具有導電路徑。PCB可經設計成固定於轉換器裝置之外殼上。
硬體可額外包含旋轉開關以設定轉換器裝置，尤其是在計算單元上實現的軟體。旋轉開關電氣連接至計算單元，具體的，具有用軟體在計算單元上實現的處理控制部。旋轉開關較佳形成為編碼開關。編碼開關之特徵在於高可靠性及易於使用。
較佳地採用三旋轉開關。第一旋轉開關係提供設定轉換器裝置之操作模式，諸如具有降低磁力致動器的功率功能之操作模式或緩解閥門關閉衝擊之操作模式，或服務操作模式。隨著轉換器裝置首先用於與個別閥門組合使用，可利用此閥門調整用之軟體參數中的設 定調整之。為此目的，除此之外，提供一第二旋轉開關以設定個別閥門之標稱尺寸(DN10至DN40)，其與閥門之自由連接剖面相關。提供一第三旋轉開關以設定閥門的開關速度。尤其較佳者係至少第二與第三旋轉開關具有16種開關設定，使得有16種可能性可自第二旋轉開關設定各種標稱閥門尺寸，及第三旋轉開關有16種組合可選擇開關持續時間。
硬體可進一步包含至少一個顯示手段以顯示閥門中的故障操作模式，或顯示閥門之一部件之開關設定。該顯示手段可受控於計算單元，及連接至通過計算單元上的軟體實現之處理控制部。顯示手段可以轉換器裝置之操作者可視或可聽之轉換器裝置外側可感知之方式配置。亦可想像處理控制部透過一資料線傳輸一電氣信號至外部，亦即遠離轉換器裝置及插頭部件之主計算單元，其顯示閥門之故障操作狀態，閥門部件之開關設定或轉換器裝置或閥門相關之進一步資訊。亦可想像在處理控制部與主計算單元間之此信號可以無線方式進行，尤其是利用藍芽技術。
硬體可額外顯示末端級，其連接於至計算單元之輸入側上，具體地，通過計算單元上的軟體實現之電流控制器之一者之輸出。
末端級受具有脈寬調變(PWM)信號之電流調整器導引而控制控制電流，其讀數係由軟體計算。該等讀數指示PWM信號之最大功率中有多少百分比控制末端級。末端級可藉由脈寬調變信號於開關模式中操作， 其中可見其電晶體處於導電或絕緣工作範圍。此兩工作範圍顯示，相對於習知A類、B類或AB類放大器中使用之中間狀態，在線性操作下功率損失相對較小，末端級藉此較佳形成為D類放大器而節省耗能。
末端級主要具有一個半橋，較佳兩個電晶體與一配件驅動器組件組合。末端級之一者形成為半橋，相較於例如形成為具有四個電晶體之全橋之末端級，因較低切換損失而具有較高整體效率。末端級可透過連接裝置連接至在輸出側上的磁力致動器之線圈。藉由傳輸脈寬調變信號，亦即末端級之控制電流或控制電壓，以控制磁性致動器線圈，可降低閥門的能耗。
硬體可額外包含電流計，以判定線圈之控制電流的實際值，該線圈之控制電流在輸出側連接至計算單元，尤其是電阻值計算模組及/或感應電壓計算模組及/或電流調整器及/或處理控制器，其等分別係由計算單元上的軟體實現。
電流計可具有並聯電阻器，其可透過連接裝置連接至磁力致動器線圈，以電流流經線圈及並聯電阻器之方式，按此可測量到電壓降低，以判定控制電流的實際值。控制電流係流進磁力致動器中之磁力致動器之供應電流。並聯電阻器之電阻值較佳係在毫歐姆範圍或更低。利用並聯電阻進行電流測量的優點在於低成本及節省空間，且易於以之實現電流測量。但亦可利用霍爾(Hall)效應電流感測器測量控制電流。
硬體可進一步包含電壓計，以判定磁力致動 器之控制電壓之實際值，其可在輸入側上透過連接裝置捕捉磁力致動器線圈的控制電流之實際值，且在輸出側上連接至計算單元，具體地，電阻值計算模組及/或感應電壓計算模組及/或處理控制部，其等分別係由計算單元上的軟體實現。控制電壓係施加於磁力致動器上之磁力致動器之供應電壓。
電流計可用於以放大器放大控制電流之實際值，其放大率經調整至計算單元之輸入側類比/數位轉換器以處理控制電流之實際值。替代或此外，電流計可用於以額外放大器放大控制電流之實際值，其放大率經調整至計算單元之輸入側類比/數位轉換器以處理控制電流之實際值。
在計算單元上實現之軟體可包含軟體實現電阻值計算單元，以判定磁力致動器之線圈電阻值，該電阻與一輸入連接至電壓計之輸出且與另一輸入連接至電流計之輸出，且該電阻在輸出側上連接至軟體實現感應電壓計算單元之輸入。電阻值計算單元計算隨溫度而變之線圈電阻。假定在計算時閥門部件止動。
用以判定磁力致動器線圈感應電壓之實際值之軟體實現感應電壓計算模組與一輸入連接至電阻值計算單元之輸出，與另一輸入連接至電壓計之輸出且與另一輸入連接至電流計之輸出，其等均係以硬體個別可得。在輸出側上，感應電壓計算單元連接至電壓調整器，其係在計算單元上以軟體實現。
軟體可額外包含軟體實現處理控制部，以處 理給定控制信號來控制閥門及/或轉換器裝置之給定設定，其可透過一進一步連接裝置及透過與一外部主計算單元之插頭部件連接供通信之用，諸如利用SDCI標準(小型感測器及致動器用之單降數位通信介面，IEC TR 61131-9標準)，較佳已知為IO鏈路通信系統。主計算單元尤其傳送控制信號以調整閥門至處理控制部。
在輸入側上，至少一個硬體旋轉開關及/或電流計之輸出及/或電壓計之輸出連接至處理控制部，及在輸出側上，其連接至一電壓調整器以傳送感應電壓之目標值，或連接至一電流調整器以傳送控制電流之目標值，其等可分別透過計算單元上之軟體實現。
軟體可額外包含軟體實現電壓調整器，其輸入側上連接至處理控制部以傳送感應電壓之目標值，及連接至電壓計算單元以傳送感應電壓之實際值，及若有所需，在輸出側上連接至電流調整器之輸入。電壓調整器根據設定點及所判定之感應電壓的實際值，藉由給出經判定的控制電流的設定點之信號來調整線圈的感應電壓。
控制電壓係施加於磁力致動器上之磁力致動器之供應電壓。若控制電壓或控制電流改變，則線圈的感應電壓直接降在線圈上，另一方面，自控制電壓的一給定期間內偏移。結果使得控制電壓或電流之變化造成通過線圈之磁流變化。藉由改變磁流，線圈中感應之電壓會依循冷次(Lenz)定律影響控制電壓。結果若控制電壓有正向改變，則控制電流增加，換言之，一電壓僅漸 升至其終值。若控制電壓有負向改變，亦即電壓下降，則若相關電流電路維持不變，則電流可持續流動。
此外，由於載流線圈周圍之磁路奮力藉由例如關閉一氣隙來降低其磁阻，故在關閉氣隙期間線圈會感應電壓。控制電壓僅間接受電流調整器影響。
此外，軟體可包含軟體實現電流調整器，其連接至處理控制部或電壓調整器之輸出，用以傳送控制電流設定點。且其輸入的一者用於傳輸控制電流的設定點。電流調整器維持控制電流於給定之設定點。
軟體可額外包含軟體實現開關，其可由處理控制部控制且視選擇連接電流調整器之輸入之一者至處理控制部或電壓調整器之輸出。
軟體可額外包含另一軟體實現功能，用以控制磁力致動器線圈之控制電流。亦可想像例如用以降低線圈電流之功能，尤其是在恆定操作下；及/或用於以一可區別的開及關之速度移動閥門部件之功能；及/或認知該閥門之開關狀態之功能；及/或用於監視閥門參數，諸如切換週期、開及關持續時間、提升電流/下降電流及/或線圈電阻之功能。
依據專利請求項18，本發明之目的亦係一種用於控制一閥門之一磁力致動器之一控制電流之方法，該閥門具有至少一個線圈，利用該線圈，轉換器裝置可與其操作如請求項1至17中之一者。
該方法包括下列步驟：利用一電流計判定該線圈之控制電流之實際值； 利用一電流調整器比較該控制電流之該經判定實際值與該控制電流之設定點；及根據該電流調整器之比較結果控制該線圈之控制電流。
該控制電流之設定點係由設定給定或可由下列額外步驟給定：透過一電壓計判定該線圈之控制電壓之實際值；利用一電阻計算單元自該控制電壓之實際值及該控制電流之實際值判定該線圈之電阻值；利用一感應電壓計算單元自該電阻值、該控制電壓之實際值及該控制電流之實際值判定該線圈之感應電壓之實際值；透過一電壓調整器比較該感應電壓之該經判定實際值與該感應電壓之一特定設定點；及根據該電壓調整器之比較結果判定該控制電流之設定點。
當利用控制電流用之設定點調整由以上步驟之一者判定之控制電流時，控制電流之調整，尤其是因參考線圈感應電壓而調整者，可以特別精確方式實現。
4‧‧‧插頭
6‧‧‧閥門
8‧‧‧外殼
10‧‧‧外殼頂
12‧‧‧外殼筒
14‧‧‧連接裝置
16‧‧‧手段
18‧‧‧連接裝置
20‧‧‧連接器插頭
22‧‧‧閥門外殼
24‧‧‧連接器裝置
26‧‧‧閥門部件
28‧‧‧儲能裝置
30‧‧‧閥門封閉部件
32‧‧‧磁力致動器
34‧‧‧致動器磁子
36‧‧‧線圈
38‧‧‧磁性錨定器
40‧‧‧隙
42‧‧‧極心
44‧‧‧旋轉開關
46‧‧‧計算單元
48‧‧‧末端級
50‧‧‧電流判定單元
52‧‧‧電壓判定單元
54‧‧‧電力纜線
55‧‧‧外部主計算單元
56‧‧‧顯示器
58‧‧‧電阻計算單元
60‧‧‧感應電壓計算模組
62‧‧‧處理控制部
64‧‧‧電壓調整器
66‧‧‧電流調整器
68‧‧‧開關
70‧‧‧旋轉開關
72‧‧‧旋轉開關
74‧‧‧放大器
76‧‧‧放大器
78‧‧‧控制線
以下依本發明之轉換器裝置可由本發明之方法以軟體形式操作，在圖示的協助下更詳盡的解釋。圖式中顯示主要部分，並未按比例繪製。
圖1係在插頭與閥門間之本發明之轉換器裝置之側視圖，彼此分離地顯示；圖2係圖1之閥門之概示簡略縱向剖面圖，其中閥 門部件配置處於其關閉位置；及圖3係一電路圖，概示圖1之本發明之轉換器裝置之硬體與軟體之基本架構。
圖1顯示在一標準插頭4與一閥門6間之本發明之圓柱形轉換器裝置，其等呈現彼此分離。以工業連接器標準如M12或PG螺絲等作為標準或標準化插頭部件4。
如圖1所示，轉換器裝置具一圓柱形外殼8，其包含外殼頂10與外殼筒12，其等彼此可以卡口連接器連接，使其得以具有對外殼部件10、12兩者之快速可連接及可釋放機械連接器。密封環可配置於外殼頂10與外殼筒12間用於密封，圖中未顯示。在外殼筒12上，在軸向上延伸遠離轉換器裝置處，具有連接裝置14，用於轉換器裝置之機械電氣連接至閥門6，其具有用於可以機械電氣可拆卸地連接轉換器裝置至閥門6呈連接器插座形式之手段16。至外殼頂10處，延伸至連接裝置14，軸向延伸至轉換器裝置者係與一插頭連接之另一連接裝置18，其延伸穿過呈連接器插座形式之手段16至轉換器裝置對標準插頭4之可釋放式機械電氣連接部。
圖1所示標準連接器插座4係閥門插頭連接器，其呈連接器插座形式成90度角，可電氣及機械連接至外殼蓋至轉換器裝置之連接器插頭20且可釋放。
如圖1所示，閥門6具有圓柱形閥門外殼22，其外側逕向延伸至閥門外殼22之縱軸L，配置有呈 連接器插頭形式之連接器裝置24，其主要係正方形，及顯示在指向閥門外殼22側上的凹面，其半徑允許適配閥門外殼蓋之連接裝置24之系統。閥門外殼22之連接器插頭24可電氣與機械連接至可釋放的連接器插座。
圖2顯示呈同軸閥門形式之閥門6之概示簡略縱向剖面圖。在閥門外殼22中，一中空圓柱形閥門部件26可縱向移動，其可由呈壓縮彈簧(在關閉位置下與閥門封閉部件30接觸)形式之儲能裝置28啟動，其中通過閥門6鎖定在流體進口E與流體出口A間之此流徑，其係沿著針對一流體如液體媒介(油)之預定流動路徑。
在圖中未詳細顯示之至少一個開啟位置中，在閥門部件26中，受控於磁力致動器32，處於其抵禦壓縮彈簧28效應之軸向移動方向上，隨著閥門鎖定部件30移出通道，且自此提升，由閥門6釋放在流體輸入E與流體輸出A間之流徑，其係沿著可區別之流體流動方向。
圖2中所示磁力致動器32包含可通電致動器磁子34，其常見因此不詳述；線圈36，其可自插頭單元4通電，轉換器裝置及閥門之連接裝置24；及外部之其他選項。此外，可獲得縱向可移動磁性錨定器38，其直接穿透以固定方式連接至閥門部件26之指向裝置。若電流流經線圈36，則磁性錨定器38自如圖2所示之線圈36之斷電狀態移出至左方，及閥門部件26類似地移至左方抵禦呈壓縮彈簧形式之儲能38之力。在閥門部件26之全開位置中，致動器磁子34之磁性錨定器38隨著 作為對致動器磁子34之分級形成之磁性隔離之隔離間隙40或氣隙之釋放而移動，該致動器磁子34被驅動於抵於致動器32之極心42的遮擋物上。
在轉換器外殼8中整合硬體H(未在圖中顯示)以控制閥門6之磁力致動器32之控制電流i s ，該硬體H具有PCB，其主要含有呈編碼開關形式的三個旋轉開關44、70與72；一末端級48；一呈微控制器形式之計算單元46；一電流判定單元50及一電壓判定單元52；見圖3(其中所示開關符號並非習知技術開關符號)。此外，由一電力纜線54連接呈燈泡形式之顯示器56至PCB。該顯示器亦可見於板上，藉此蓋10係透明的。這些硬體組件運作如下述，透過PCB上的導電路徑彼此電氣連接，且可透過轉換器裝置之連接裝置14，部分電氣連接至閥門6之磁力致動器32，或透過轉換器裝置之另一連接器裝置18和插頭4連接至外部主計算單元55。軟體S經實現以控制於轉換器裝置之計算單元46上以控制閥門6之磁力致動器32之控制電流i s ，該計算單元46主要包含電阻計算單元58、感應電壓計算模組60、程序控制器62、電壓調整器64、電流調整器66及開關68，其等各者均係在計算單元46上實現之軟體且併同運作如下所示。
處理控制通訊部62透過另一連接裝置18連接，及透過插頭4至外部主計算單元(未在圖中顯示)。IO鏈路用於通信。處理控制部62接收來自主電腦單元之控制信號來控制閥門6，尤其是用於電壓及電流設定點， 及轉換器裝置之給定設定，且處理這些資料。此外，處理控制部62在被詢問時傳輸閥門6之轉換器裝置相關資訊至主電腦。
連接處理控制部62(見圖3)用於設定軟體S，除了設定外，連接呈編碼開關形式之三旋轉開關44、70與72至外部主電腦(未在圖中顯示)。第一旋轉開關44提供設定用於轉換器裝置之操作模式。隨著轉換器裝置首次與個別閥門6組合使用，此係利用針對個別閥門6之此閥門6調整之軟體參數中的設定來調整。就此而言，第二旋轉開關70提供設定個別閥門6之標稱尺寸。第三旋轉開關72提供設定閥門6之開及關之速度。第二70與第三72旋轉開關各自具有16個開關設定位置。
此外，處理控制部62(見圖3)具呈光線形式之顯示手段56如LED，以顯示閥門6之故障操作模式或顯示閥門6之閥門部件26之開關位置。顯示器56配置於轉換器裝置外側且為轉換器裝置之使用者可見。顯示器亦可較佳置於板上。
電流計50(見圖3)可具並聯電阻，其可透過連接裝置14連接至磁力致動器線圈32之線圈36，以電流流經線圈36及並聯電阻之方式，按此可測量到線圈36之電壓降低控制電流的實際值is,ist。電流計60可用於以放大器74放大控制電流的實際值i s,act ，其放大率經調整至計算單元46上之輸入側類比/數位轉換器以處理控制電流is,ist之實際值。在外部，電流計50將經放大之控制電流is,ist的實際值分別傳送至電阻計算單元58、 感應電壓計算模組60、電流調整器66及處理控制部62。
電壓計52(見圖3)判定及放大磁力致動器32之控制電壓的實際值us,ist。故將磁力致動器32之線圈36之控制電壓的實際值us,ist置於電壓計52輸入側，該電壓計52具另一放大器76以放大控制電壓的實際值us,ist，其放大率經調整至微控制器中的另一輸入側類比/數位轉換器，以處理經放大之控制電壓的實際值us,ist。在外部，電流計52將經放大之控制電流is,ist的實際值分別傳送至電阻計算單元58、感應電壓計算模組60及處理控制部62。
自經測量且放大之控制電流is,ist的實際值及經測量且放大之控制電壓的實際值us,ist，電阻計算單元58(見圖3)計算磁力致動器32之線圈36之電阻R值，且將這些傳輸到感應電壓計算單元60。
自經測量且放大之控制電流is,ist的實際值及經測量且放大之控制電壓的實際值us,ist及所計算之電阻R值，感應電壓計算單元60(見圖3)計算磁力致動器32之線圈36之感應電壓的實際值ui,ist，且將這些傳輸到感應電壓調整器64。
電壓調整器64(見圖3)根據自處理控制部62傳輸之感應電壓的實際值ui,ist及感應電壓的設定點ui,soll，藉由給定據以判定控制電流設定點is,soll之信號來調整線圈36之感應電壓ui。
電流調整器66(見圖3)根據控制電流的設定點is,soll及經測量且放大之控制電流的實際值is,ist來 調整線圈36之控制電流is。可自處理控制部62或電壓調整器64選擇性傳輸控制電流的設定點is,soll。開關68提供於這些軟體組件兩者之輸出間切換。
開關68簡略以硬體開關呈現於圖3中，且可透過控制線78由處理控制部62控制，其方式係至電流調整器66之輸入可選擇地連接以傳輸控制電流的設定點is,soll與處理控制部62或與輸出至電壓調整器64。實際上，開關68僅係以軟體實現。若開關68連接處理控制部62至電流調整器66且因而隔離電壓調整器64與電流調整器66，則控制電流is之控制僅係於經測量且經放大之控制電流的實際值is,ist及控制電流之給定設定點is,soll實現。若開關68連接電壓調整器64之輸出至電流調整器66且隔離處理控制部62與電流調整器66，則控制電流is之控制係基於線圈36之經計算之感應電壓，其中的控制會更為精確。
電流調整器66產生一脈寬調變信號PWM且將之傳輸至末端級48(見圖3)供放大之用。末端級48主要顯示半橋(未在圖中顯示)與配件驅動器組件(未在圖中顯示)之組合。在輸出端上，末端級48透過連接裝置14連接以傳送控制電流is至閥門6之磁力致動器36之線圈36。

Claims (20)

  1. 一種轉換器裝置，用於控制一閥門(6)之一磁力致動器(32)之一控制電流(i s)，該轉換器裝置具有一外殼(8)，硬體(H)與軟體(S)整合在其內以控制該閥門(6)之該磁力致動器(32)之該控制電流(i s)，及該外殼(8)包含一連接裝置(14)及一另一連接裝置(18)，該連接裝置(14)以可釋放方式連接至該閥門(6)，該另一連接裝置(18)則以可釋放連接方式連接至一插頭(4)，透過該插頭(4)，至少可自外界供能予該轉換裝置。
  2. 如請求項1之轉換器裝置，其中該連接裝置(14)位在該轉換器裝置連接至該閥門(6)之一可釋放機械電氣連接部之中部(16)，尤其是用以連接該閥門(6)之該磁力致動器(36)之磁線圈(36)，及該另一連接裝置(18)位在該轉換器裝置連接至該插頭(4)之一可釋放機械電氣連接部之中部(20)。
  3. 如請求項1或2之轉換器裝置，其中該硬體(H)包含一計算單元(46)，調整該控制電流(i s)的程序由軟體(S)在其上實現。
  4. 如請求項1至3中任一項之轉換器裝置，其中該硬體(H)包含至少一個旋轉開關(44,70,72)以設定該轉換器裝置，旋轉開關(44,70,72)經連接用於通連至一計算單元(46)，尤其是至一軟體實現的處理控制部(62)。
  5. 如請求項1至4中任一項之轉換器裝置，其中該硬體(H)具有至少一個顯示器(56)，其由該計算單元(46)切換及尤其連接至該處理控制部(62)，其係在該計算單元 (46)上由軟體實現。
  6. 如請求項1至5中任一項之轉換器裝置，其中該硬體(H)具有一末端級(48)，其係在輸入側可連接至該計算單元(46)，尤其是至在該計算單元(46)上的軟體實現的電流調整器(66)之一輸出，且在輸出側可連接至該磁力致動器(32)之一線圈(36)。
  7. 如請求項1至6中任一項之轉換器裝置，其中該硬體(H)包含一電流計(50)，其在輸入側可連接至該線圈(36)，且在輸出側可連接至該計算單元(46)，尤其是至一電阻值計算模組(58)及/或至一感應電壓計算單元(60)及/或至該電流調整器(66)及/或至該處理控制部(62)，其等係在該計算單元(46)上由軟體實現。
  8. 如請求項1至7中任一項之轉換器裝置，其中該硬體(H)包含一電壓計(52)，其在輸入側可搭接以便取得在該磁力致動器(32)之該線圈(36)上之控制電壓之實際值(u s,ist)，且在輸出側可搭接至該計算單元(46)，尤其是至該電阻值計算模組(58)及/或至該感應電壓計算單元(60)及/或至該處理控制部(62)，其等係在該計算單元(46)上由軟體實現。
  9. 如請求項1至8中任一項之轉換器裝置，其中該電流計(5)包含一個放大器，以個別地放大控制電流之實際值(i s,ist)，及該電壓判定單元(52)以放大該控制電壓之實際值(u s,ist)，其放大率的調整尤其係針對各個輸入側的微控制器類比/數位轉換器。
  10. 如請求項1至9中任一項之轉換器裝置，其中該軟體 (S)包含一軟體實現的電阻值計算模組(58)，其在輸入側連接至該電壓計(52)之輸出側及該電流計(50)之輸出，且在輸出側連接至一軟體實現的感應電壓計算模組(60)之輸入。
  11. 如請求項1至10中任一項之轉換器裝置，其中該軟體(S)包含一軟體實現的感應電壓計算模組(60)，其在輸入側連接至該電阻值計算模組(58)之輸出、至該電壓計(52)之輸出及至該電流計(50)之輸出，且在輸出側連接至一電壓調整器(64)。
  12. 如請求項1至11中任一項之轉換器裝置，其中該軟體(S)具有一軟體實現的處理控制部(62)，用以處理給定的控制信號以控制該閥門(6)及/或該轉換器裝置之一給定的設定，該處理控制部經連接透過一另一連接裝置(18)通連至一外部主計算單元，及在其輸入側具有至少一個旋轉開關(44,70,72)及/或該電流計(50)及/或該電壓計(52)之輸出，且在輸出側連接至各自都是軟體實現之一電壓調整器(64)或一電流調整器(66)。
  13. 如請求項1至12中任一項之轉換器裝置，其中該軟體(S)另外包含一軟體實現的電壓調整器(64)，在其輸入側連接至該處理控制部(62)以傳輸感應電壓之目標值(u i,ist)並連接至該感應計算單元(60)以傳輸該感應電壓之實際值(u i,ist)，且在輸出側視需要連接至該電壓調整器(66)之一輸入。
  14. 如請求項1至13中任一項之轉換器裝置，其中該軟體(S)包含一軟體實現的電流調整器(66)，其經連接用 以傳輸該控制電流之設定點(i s,soll)至該處理控制部(62)之輸入或該電壓調整器(64)之輸出，及該電流調整器(66)係藉由該電流調整器(66)的其他輸入連接至該電流計(50)。
  15. 如請求項1至14中任一項之轉換器裝置，其中該軟體(S)另外包含一軟體實現的開關(68)，其可由一處理控制器(62)控制及視選擇自該電流調整器(66)之輸入連接至該處理控制部(62)或至該電壓調整器(64)之輸出。
  16. 如請求項1至15中任一項之轉換器裝置，其中該計算單元(46)控制該末端級(48)，及尤其傳輸一經脈寬調變的信號至該電流調變器(66)之輸出，再至該末端級(48)之輸入。
  17. 如請求項1至16中任一項之轉換器裝置，其中該軟體(S)另外用於控制該磁力致動器(32)之該線圈(36)之該控制電流( i s )如下：降低該線圈(36)之電流之功能，尤其是以恆定操作；及/或以一可區別的開、關速度移動閥門部件(26)之功能；及/或認知該閥門(6)之開、關狀態之功能；及/或用於監視閥門參數如切換週期、開/關持續時間、提升/下降電流及/或線圈電阻之功能。
  18. 一種用於控制一閥門(6)之一磁力致動器(32)之一控制電流(i s)之方法，該閥門(6)具有至少一個線圈(36)， 其可在轉換器裝置接收一命令後隨同其操作，該方法包括下列步驟：利用一電流計(50)判定該線圈(36)之控制電流之實際值(i s,ist)；利用一電流調整器(66)比較該控制電流之該經判定實際值(i s,ist)與該控制電流之設定點(i s,soll)；及根據該電流調整器(66)之比較結果控制該線圈(36)之控制電流(i s)。
  19. 如請求項18之方法，其中該控制電流之設定點(i s,soll)係由設定給定。
  20. 如請求項18之方法，其中該控制電流之設定點(i s,soll)係由下列進一步步驟給定：透過一電壓計(52)判定該線圈(36)之控制電壓之實際值(u s,ist)；利用一電阻計算單元(58)自該控制電壓之實際值(u s,ist)及該控制電流之實際值(i s,ist)判定該線圈(36)之電阻值(R)；利用一感應電壓計算單元(60)自該電阻值(R)、該控制電壓之實際值(u s,ist)及該控制電流之實際值(u s,soll)判定該線圈(36)之感應電壓之實際值(i s,ist)；透過一電壓調整器(64)比較該感應電壓之該經判定實際值(i s,ist)與該感應電壓之一特定設定點(u i,soll)；及根據該電壓調整器(64)之比較結果判定該控制電流之設定點(i s,soll)。
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