CN206099669U - 电子电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种电子电路，该电子电路(1)用于探测相位绕组(10)的绕组温度和/或电子换向电动机(2)的其它特征指数，该电动机连接到或者能够连接到变频器(3)，该电子电路包括具有热敏的阻抗的一个或多个二端网络(6)以及探测器(20)，这些二端网络分别与相位绕组(10)的两个绕组连接点(u,v,w)并联，该探测器用于探测由于变频器的输出端处的陡降的电压变化而在电动机输入电路中的电流响应。以简单且可靠的方式实现了绕组电路的监控，特别是温度的监控，而无需在绕组电路中附加的电路和/或开关部件。

Description

电子电路
技术领域
本实用新型涉及一种用于对EC(电子换向)电动机的绕组线路的温度以及其它特征指数进行监控的电子电路及方法。
背景技术
现有技术中已知用于温度保护以及根据电动机的相位绕组(Strangwicklung)的当前的绕组温度来进行功率调节的多种电路。常规的电路一方面包括测量相位绕组的绕组温度的温度监控器-断路器 以及对应于该相位绕组的热敏电阻，该温度监控器-断路器在达到特定的绕组温度时，即达到切断温度时，促使切断通过绕组流过的绕组电流，该电阻在达到特定的绕组温度时通过完成电阻的升高而例如引起电动机功率的功率减小。
从专利文献DE 10 2013 107 819 A1、EP 1 303 021 A2和EP 2184830 A1中例如已知用于温度保护以及用于依赖于电动机的相位绕组的当前绕组温度来进行功率调节的电路。
通常通过三个温度监控器-断路器来实现保护三相电动机不发生温度过载。
每个电动机支路的温度通过各自的温度监控器来探测，以便于例如也能够发现例如通过绕组绝缘损害(Wicklungisolationschaden)引起的不对称的温度升高。这三个温度监控器-断路器串联连接。在超出其中一个温度监控器-断路器的切断温度的情况下，该断路器打开。在测量电子部件中识别出该断路并且触发为了相应的保护方案而需要的措施。
由于假设在电动机的规定的功能中在三个绕组相中的温度几乎是一样 的，因此通常仅使用一个热敏电阻，以便于减少费用。为了能够通过测量电子部件来测量这三个温度监控器-断路器的串联电路，需要两个到信号电子部件中的连接。同样地，为了通过测量电子部件来测量热敏电阻而需要两个到电子部件的连接。因此，总共需要四个在电动机和测量电子部件之间的连接。由此造成增高的电路费用以及构件费用。
因此，在常规的电动机电路中，为了限制绕组温度，或者使用直接装入到电动机绕组的(数字的)温度监控器/断路器，或者使用(模拟的)温度传感器。该温度传感器通常与除了三个绕组连接点以外的、额外的两个从电动机引出的连接部件(触点、导线)接触。
以数字方式运作的温度监控器/断路器也能够直接以串联到绕组相的方式集成到功率线路中。在第一种情况下，通过该电子部件探测出在电动机温度过高或者超出模拟的传感器的极限温度的情况下温度监控器的打开，并且由此中断电动机电流。就此具有的另外的缺点在于，为了探测而需要在电动机和电子部件之间的两个额外的连接部件以及在电子部件中的额外的测量电路。
在第二种情况下，在过高温度的情况下通过借助于温度监控器直接从电子部件断开绕组相而实现直接的断路。该解决方案并不需要额外的线路，然而却必须为了整个电动机电流(也在过载电流的情况下)安全的切断而设计温度监控器。此外，还存在的缺点在于，该监控器必须在正常工作期间引导整个电动机电流。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于，克服上述缺陷并提供一种改善的电路及方法，通过该电路及方法以简单且可靠的方式实现了绕组电路的监控，特别是温度的监控，而无需在绕组电路中附加的电路和/或开关部件。
该目的通过以下方案达到。
本实用新型提供一种电子电路，所述电子电路用于探测相位绕组的当前绕组温度和/或电子换向电动机的其它特征指数，所述电动机连接到或者能够连接到变频器，所述电子电路包括探测器以及具有热敏的阻抗的一个或多个二端网络，所述二端网络分别与所述相位绕组的两个绕组连接点并联，所述探测器用于探测由于中间电路电压的陡降的电压变化而在电动机接入电路中的电流响应。
本实用新型的基本思想在于，为了探测电动机温度并且为了将温度传送到电子部件而使用机器的三个已存在的绕组连接。作为用于检测相位绕组的温度或其它特征指数的探测机构应该另外使用过流检测装置或电流探测装置。因为在EC电动机中及其变流器或其整流电子部件中通常存在这样的电流探测装置，能够将该电流探测装置纳入根据本实用新型的设计方案内。借助于作为对特定的测量信号(激励信号)的响应的响应函数，而得到对于相位绕组的温度监控或特征指数的监控。
因此根据本实用新型，提议一种用于探测相位绕组的当前的绕组温度和/或电子换向电动机的其它特征指数的电子电路，该电动机连接或能够连接在变频器上，该电路包括一个或多个具有热敏的阻抗的电容性的二端网络(Zweipole)，这些二端网络分别与相位绕组的两个绕组连接点并联，该电路还包括用于探测由于变频器的陡降的电压变化而在相位绕组中的电流响应的探测器或电流探测装置。
特别有利的是，使用变流器的电流探测装置或电动机控制装置的电流探测装置作为电流探测装置，电动机连接到该变流器或电动机控制装置上。
在本实用新型一种优选的实施方式中，另外设置与探测器连接的信号分析装置。
根据本实用新型，在分别待监控的相位绕组之间施加电容性的二端网 络。陡降的电压变化在电容性部件处生成脉冲频率的电流峰值，能够通过在电子部件上的电流探测装置探测出这些电流峰值。因此，根据本实用新型作为激励信号而使用到为了调整电动机而在变流器中使用的、具有在电动机端子处的陡降的电压偏移(Spannungshüben)的间歇性工作方式(例如脉宽调制)。能够借助于信号分析直接从电流探测装置中的响应函数中得出对于相位绕组的特征指数的结论，由此也能够得出对于相位绕组的温度的结论。另外有利的是，例如针对待探测的特征指数可靠的额定范围、例如针对温度的可靠的额定范围而存储电流响应函数的额定的参照值曲线，从而能够通过在响应函数的当前的实际数据与额定数据之间的手动的调整或者更佳地通过自动的调整，而得出是否存在正常的电动机工作并且例如电动机温度是否在低于极限值的正常范围内。
以上述的方式为了信息分析而利用通过变流器进行的频率激励。根据本实用新型，能够由此免除在变流器或电子部件中用于探测电动机过高温度或相位绕组特征指数的额外的电路部件。
特别有利的是，分别与电动机绕组的两个绕组连接点并联一个二端网络，其中二端网络作为具有热敏的阻抗的二端网络而构造。以这种方式能够间接通过电流响应来获知电动机温度，该电流响应是通过变流器的脉宽调制而激励的脉冲频率的电流响应或高频的电流响应。
因此，在本实用新型一种有利的设计方案中设置为，借助于信号分析装置的信号分析从电流探测装置中的响应函数得到相位绕组的温度或电动机的其它特征指数。
就此能够例如以数字方式(是/否过高温度)或者以模拟方式通过关于温度值的相应信息来分析振幅、相位或形状。还能够借助于有源电路既模拟地又数字地(例如作为串行数据流)通过对二端网络的阻抗进行针对性的调制来传送作为电动机特征指数(例如多个温度、转速、参数以及类似的特征 指数)的其它信息。
因此优选地，设置用于调制二端网络的阻抗的有源电路，以便于从相应的响应函数的振幅、相位或形状得出待计算的电动机特征指数或者得出相位绕组的温度。
本实用新型的另一方面涉及到一种通过使用如前述的电子电路而用于探测当前的绕组温度的和/或电子换向电动机的其它特征指数的方法，该方法具有以下步骤:
-运行变频器上的电动机，以及
-借助于电路的探测器来探测由于在变频器的输出端处的陡降的电压变化、作为对于激励信号的响应信号的在相位绕组中的电流响应。
有利地，该方法另外的特征在于，为了调整电动机而在变流器中使用的、具有在电动机端子处的陡降的电压偏移的间歇性工作方式(例如脉宽调制)。
以简单且可靠的方式实现了绕组电路的监控，特别是温度的监控，而无需在绕组电路中附加的电路和/或开关部件。
附图说明
本实用新型的有利的扩展方案在下文中的结合附图而对本实用新型优选的实施方式的描述中详细示出。其中：
图1示出了根据本实用新型的电子线路的一种实施例；
图2a-2f示出了具有变化的阻抗的二端网络的多种实施例；
图3示出了具有能针对性的控制的阻抗的二端网络的另一种实施例；
图4示出了具有参数相关性的另一种实施例；以及
图5示出了总电流中的电流响应，该电流响应在中间电路的分流电阻Rs处测量，还示出了在电动机相位电流中的电流响应，该电流响应在测量点30u、30v和30w处测量。
具体实施方式
在下文中参照附图1至5来详细描述本实用新型，其中，相同的附图标记表示相同功能的特征和/或相同结构的特征。
在图1中示出了根据本实用新型的具有用于温度探测的在电动机侧接入的三个二端网络的电子电路1的一种实施例。该电子电路1用于检测电子换向电动机2的相位绕组10的当前绕组温度，该电动机通过示意性示出的变频器3连接到中间电路电位。示出的是具有热敏的阻抗的三个电容性的二端网络6，这些二端网络分别与相位绕组10的两个绕组连接点8u、8v、8w并联。此外，为了检测出由于在变频器3的输出端处陡降的电压变化而在电动机接入电路30中的电流响应，设置探测器20以及电流探测装置20。
在这种实施方式中对高频的电流响应的探测直接通过一个或多个电动机相位电流和/或通过连接到负极的中间电路连接点Uzk-的低压侧开关的连接中的、优选为低欧姆的一至三个分流电阻Rs而实现。
此外，将信号分析装置5与电流检测装置20连接。通过对电流响应的分析能够从电流响应得出绕组温度或一般的关于阻抗调制的信息。
在附图2a-2f中示出了具有变化的阻抗的在图1中示出的二端网络6的替代性的实施方式。在此，这些示出的二端网络6的变形的任意的结合形式也是可能的，正如在图3中示意性示出的一样。取决于二端网络6的特征指数，电流响应函数的形状、振幅或走向发生变化，从而根据具体使用的二端网络6借助于信号分析装置5来与适合的分析值或参考值相应地选择该电流响应函数的形状、振幅或走向。
图4示出了二端网络的最普遍的实施方式，该二端网络具有对阻抗的针对性的控制或参数相关性。阻抗的参数相关性，例如阻抗与相位绕组的温度的相关性，能够通过适合的分析直接提取以用于对响应函数中的温度的计 算。
在图5中示例性地示出了在中间电路的分流电阻Rs(上方)处测量的总电流中的电流响应以及在测量点30u、30v和30w(下方)处测量的电动机相位电流中的电流响应。其中，对分别得到的电流峰值进行分析并且给出关于绕组温度或者关于电动机的其它特征指数的信息。例如，能够通过在电动机的工作电流上调制的电流峰值的振幅或形状的分析装置而得到该信息。在最简单的情况下，这能够是过载电流探测器(比较器)，其探测出在其振幅中明显超过工作电流的峰值的出现并且由此报告绕组的过热并触发断路。
就此，曲线(a)示出了通过在端子8u和8v之间的电容性的二端网络6引起的相应的电流响应(电流峰值)。曲线(b)示出了在分流电阻Rs处的总电流，其中图表示出了变频器的PWM调制的2周期。
下方的连续的曲线(c)代表了测量点30u处的相位电流。下方的点线的曲线(d)则代表了在测量点30v处的相位电流，并且下方的虚线的曲线(e)则代表了在测量点30w处的相位电流。
本实用新型在其实施方式方面并不限制于上述优选的实施例。而是能够设想到多种变形，甚至在基本上不同的配置的情况下这些变形也能够利用所描述的解决方案。

Claims (1)

1.一种电子电路，其特征在于，所述电子电路(1)用于探测相位绕组(10)的当前绕组温度，电动机连接到或者能够连接到变频器(3)，所述电子电路包括探测器(20)以及具有热敏的阻抗的一个或多个二端网络(6)，所述二端网络分别与所述相位绕组(10)的两个绕组连接点(u,v,w)并联，所述探测器用于探测由于中间电路电压的陡降的电压变化而在电动机接入电路(30)中的电流响应。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113167661A (zh) * 2018-12-21 2021-07-23 依必安派特穆尔芬根有限两合公司 监测电动机绕组温度的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113746403A (zh) * 2020-05-28 2021-12-03 Tvs电机股份有限公司 一种电动机器
DE102021124678A1 (de) 2021-09-23 2023-03-23 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Messanordnung
DE102021128668A1 (de) 2021-11-04 2023-05-04 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Messanordnung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4472666A (en) * 1982-09-21 1984-09-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless DC motor
DE10119201A1 (de) * 2001-04-19 2002-10-24 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Wicklungstemperatur eines Antriebsmotors
DE10145781A1 (de) 2001-09-17 2003-07-17 Hanning Elektro Werke Elektronisch gesteuerter, drehzahlvariabler Drehstrommotor
JP4391719B2 (ja) * 2002-03-20 2009-12-24 トヨタ自動車株式会社 モータ温度推定装置およびモータ制御装置
US8604803B2 (en) * 2006-05-19 2013-12-10 Pratt & Whitney Canada Corp. System and method for monitoring temperature inside electric machines
TWI361555B (en) * 2008-01-31 2012-04-01 Princeton Technology Corp Control devices and methods
ATE501539T1 (de) 2008-10-13 2011-03-15 Siemens Ag Vorrichtung zur temperaturüberwachung einer mehrphasigen stromwicklung einer elektrischen maschine
DE102011084299A1 (de) * 2011-10-11 2013-04-11 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Überprüfung der Ansteuerschaltung einer Synchronmaschine
DE102013201468A1 (de) * 2013-01-30 2014-07-31 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum betrieb eines elektromotors
DE102013107819A1 (de) 2013-07-22 2015-01-22 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg "Schaltung zum thermischen Schutz und zur Leistungsregelung von Elektromotoren"
US20150381090A1 (en) * 2014-06-26 2015-12-31 Nidec Motor Corporation Sensorless system and method for determining motor angle at zero or low speeds

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113167661A (zh) * 2018-12-21 2021-07-23 依必安派特穆尔芬根有限两合公司 监测电动机绕组温度的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190089291A1 (en) 2019-03-21
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WO2017174495A1 (de) 2017-10-12

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