用于操縱分接開關的馬達驅動系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于操縱分接開關的馬達驅動系統，包括驅動馬達、負載傳動裝置和控制傳動裝置，其中，在該馬達驅動系統的殼體中設有用于檢測轉矩的機構，該機構包括可無線電訪問的表面波傳感器、轉子天線和定子天線。
【專利說明】用于操縱分接開關的馬達驅動系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于操縱分接開關的馬達驅動系統，具有用于檢測轉矩的機構。【背景技術】
[0002]由公開文獻DE19744465C1已知，一個很重要的關注點在于:在負載轉換的整個時間間隔期間對分接開關進行監控，以由此能夠保證符合要求的功能。這通常通過檢測轉矩曲線、對分接開關的各個當前位置進行位置檢測以及將確定的值對與之前存儲的值進行比較而實現。在此，所述轉矩曲線在每次負載轉換時借助于電流和電壓的有效值通過驅動系統的有效功率來確定。
[0003]通常電動馬達經由負載傳動裝置、錐齒輪傳動裝置和蝸輪蝸桿傳動裝置驅動分接開關。這些傳動裝置通過軸相互連接并且具有不同的傳動比和效率。這兩個因素對被測量的轉矩曲線均有影響。
[0004]溫度對負載傳動裝置的效率有特別大的影響。由于所述負載傳動裝置構造成帶式傳動裝置，因此在高溫時導致傳動帶滑脫、效率下降以及轉矩曲線失真。當運行溫度低于O攝氏度時傳動帶也構成重要的誤差根源。圖1示出簡化的、典型的、在-20攝氏度下在第一次開關過程的馬達驅動系統上測得的轉矩曲線。橫坐標繪出時間t，而縱坐標繪出轉矩M。時間點A表示開關過程的開始。從該時間點起，轉矩先劇烈上升。主要與此相關的是，傳動裝置的傳動帶很冷且很粘滯并且馬達首先須克服該阻力。蝸輪蝸桿傳動裝置和錐齒輪傳動裝置中的潤滑劑在該溫度下也形成阻力，但該阻力與傳動帶的阻力相比很小。在克服第一阻力后，轉矩下降直至時間點B。在時間點B和C之間轉矩曲線第二次上升。然而在此，所述轉矩曲線達不到在開關過程開始時的值。由此與該上升相關的是，蓄能器在即將觸發之前需要更多的能量來最終張緊彈簧。在蓄能器觸發以及由此相關聯的轉換過程之后轉矩曲線下降直至時間點C，該時間點為開關過程的結束。
[0005]由蓄能器引起的第二次上升反映了轉換的轉矩曲線的特征，而在時間點A和B之間的第一次上升始終取決于溫度并且因此是不穩定的和不可計算的。這在圖2中可以特別清楚地看到。這里繪出在30次連續開關之后測得的轉矩曲線。可以容易地確定，在時間點D和E之間沒有劇烈的明顯的第一次轉矩上升。主要與此相關的是，負載傳動裝置的傳動帶已達到運行溫度并且由此需要較少的驅動系統功率，這又在轉矩曲線中體現。也可以清楚地看到，在時間點E和F之間的曲線變化與在時間點B和C之間的曲線變化是類似的。由此可以確定，溫度波動對蓄能器的影響較小。
[0006]為了能夠確定功能故障(如例如軸或蓄能器中的部件的斷裂)，為各個時間段分配極限值。超過該極限值被視為錯誤。由于在開關過程開始時的劇烈波動，必須將極限值調到很高，以使第一次開關不被歸為錯誤的。但一旦所有部件達到運行溫度，所述極限值便過高，從而低于極限值的錯誤無法再被檢測。
[0007]現有技術的缺點也在于，所有構造在驅動單元中的傳動裝置對測量誤差都有影響。這些測量誤差通過各個效率與傳動比的乘積確定并且能在溫度變化時劇烈波動。這對負載傳動裝置的值尤其適用。
[0008]在經由驅動系統的效率確定轉矩曲線時另一個誤差來源在于驅動系統自身。由于該驅動系統的零部件從世界各地獲得，制造商不能提供具有穩定特征值的設備。因此必須考慮到這些波動，以能夠保證準確的測量結果。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是，提供一種具有用于檢測轉矩的機構的馬達驅動系統，其中，轉矩檢測機構可靠地起作用，提供準確的測量結果并考慮到溫度影響，以由此消除負載傳動裝置的作用到測量誤差上的因素。
[0010]該目的通過一種具有權利要求1所述特征的、用于分接開關的馬達驅動系統實現，其具有用于檢測轉矩的機構。
[0011]本發明的總體構思基于，更接近分接開關地設置轉矩檢測機構，使測量較不取決于溫度并且排除負載傳動裝置的因素。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]接著借助【專利附圖】
【附圖說明】本發明。在此示出:
[0013]圖1在_20°C下在較長停止之后的開關過程中馬達驅動系統上的典型的轉矩曲線.[0014]圖2在_20°C下在30次開關之后的開關過程中馬達驅動系統上的典型的轉矩曲線.[0015]圖3根據本發明的馬達驅動系統，具有負載傳動裝置、控制傳動裝置、驅動馬達和用于檢測轉矩的機構。
【具體實施方式】
[0016]在圖3中示出具有負載傳動裝置2、驅動馬達3和控制傳動裝置4的馬達驅動系統
I。在負載傳動裝置2內部有被驅動馬達3驅動的第一驅動軸5，所述第一驅動軸與第一驅動輪6機械地連接。此外在負載傳動裝置2內部同樣有第二驅動軸7，所述第二驅動軸與第二驅動輪8機械地連接。第二驅動軸7還驅動控制傳動裝置4和在這里未示出的分接開關。驅動軸7與分接開關經由同樣未不出的傳動系統連接。
[0017]驅動輪6、8經由傳動帶9連接,從而傳遞由驅動馬達3發出的旋轉運動。未示出的、支承驅動軸5、7所需的機構(例如滾珠軸承)安裝或集成在殼體10上。
[0018]在第二驅動軸7上安裝有至少一個可無線電訪問的表面波傳感器11。該表面波傳感器涉及所謂的可無線電訪問的表面波傳感器(SAff傳感器)。可無線電訪問的表面波傳感器11導電地與轉子天線12連接。所述轉子天線相對于驅動軸7徑向地構造并且機械地與驅動軸7連接。相對于轉子天線12設置軸向間隔開的、盤狀地徑向構造的定子天線13。定子天線13固定地安設在殼體10中。電磁式地經由轉子天線12和定子天線13實現能量傳遞和數據傳遞。
[0019]特別有利的是，在測量轉矩曲線時排除了負載傳動裝置。在負載傳動裝置的輸出端上進行測量能夠實現可較不受溫度影響的、準確的誤差分析。附加地，排除了負載傳動裝置的對測量誤差有影響的因素，即效率和傳動比。也無需再考慮馬達誤差因素。附加地，不必考慮隨時間變化的公差以及負載傳動裝置的機械部件的磨損。無觸點的能量傳遞和數據傳遞與滑動接觸或直接連接相比幾乎是無需維護的。
[0020]附加地，還可以用可無線電訪問的表面波傳感器11檢測驅動軸7的溫度。由此通過取決于溫度的因素校正轉矩曲線的測量值。由此獲得更為準確的值并因此在監控負載轉換時實現更多可靠性。
[0021]附圖標記列表
[0022]I馬達驅動系統
[0023]2負載傳動裝置
[0024]3驅動馬達
[0025]4控制傳動裝置
[0026]5驅動軸
[0027]6驅動輪
[0028]7驅動軸
[0029]8驅動輪
[0030]9傳動帶
[0031]10 殼體
[0032]11可無線電訪問的表面波傳感器
[0033]12轉子天線
[0034]13定子天線
【權利要求】
1.一種用于操縱分接開關的馬達驅動系統(1)， 該馬達驅動系統具有驅動馬達(3)，該驅動馬達驅動負載傳動裝置(2)和控制傳動裝置⑷， 負載傳動裝置(2)具有第一驅動軸(5)和第二驅動軸(7)，所述第一驅動軸具有與其機械連接的第一驅動輪(6)，所述第一驅動軸與驅動馬達(3)連接；所述第二驅動軸具有與其連接的第二驅動輪(8)，所述第二驅動軸與分接開關經由傳動系統連接并與控制傳動裝置(4)連接， 各驅動輪(6、8)經由傳動帶(9)相互連接，并且 負載傳動裝置(2)具有殼體(10)， 其特征在于， 在殼體(10)中設有用于檢測轉矩的機構， 所述用于檢測轉矩的機構包括至少一個可無線電訪問的表面波傳感器(11)、轉子天線(12)和定子天線(13)， 所述至少一個可無線電訪問的表面波傳感器(11)固定在驅動軸(7 )上， 導電地與所述至少一個可無線電訪問的表面波傳感器(11)連接的轉子天線(12 )固定在驅動軸(7)上，并且 軸向與轉子天線(12)間隔開的定子天線(13)固定地設置在殼體(10)中。
2.根據權利要求1所述的用于操縱分接開關的馬達驅動系統(1)，其特征在于， 負載傳動裝置(2 )構造成錐齒輪傳動裝置、蝸輪蝸桿傳動裝置或齒輪傳動裝置。
3.根據權利要求1或2所述的用于操縱分接開關的馬達驅動系統(1)，其特征在于， 電磁式地經由轉子天線(12)和定子天線(13)實現能量傳遞和數據傳遞，使得該能量傳遞和數據傳遞能夠無觸點地耦合到所述至少一個可無線電訪問的表面波傳感器(11)中。
4.根據權利要求1至3之一項所述的用于操縱分接開關的馬達驅動系統(I)，其特征在于， 所述至少一個可無線電訪問的表面波傳感器(11)還檢測溫度。
【文檔編號】H01H9/00GK103782360SQ201280043505
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月9日 優先權日:2011年9月7日
【發明者】A·比林格爾, M·黑希特爾, M·施梅克比爾 申請人:賴茵豪森機械制造公司