用于操控电动机的控制器
技术领域
本发明涉及一种用于操控电动机的控制器。
背景技术
常规的借助于控制器来操控的电动机可具有测量电阻，其电阻值由用于电动机的温度监控的控制器来评估。为此，常规的控制器典型地具有专用双极模拟接口，测量电阻(典型地PTC电阻)被联接到该接口处。
另外，数字编码器(Geber)或者传感器是已知的，其将其测量值(例如电机的转角位置)数字式地传递到控制器处。为了联接这些数字编码器，常规的控制器通常具有专用数字接口。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制器，该控制器能够实现不同传感器的尽可能灵活的联接。
本发明通过根据权利要求1的控制器实现该目的。
该控制器用于操控电动机、例如同步电机或异步电机。
该控制器具有尤其恰好双极式的带有第一联接极(Anschlusspol)和第二联接极的接口。
该接口不仅构造用于联接测量电阻而且构造用于联接数字编码器。优选地，测量电阻和数字编码器不可同时与接口相联接，这也就是说在某一时刻要么测量电阻要么数字编码器可与接口相联接或被联接。
该控制器构造用于评估测量电阻的电阻值用于电动机的温度监控，当或者只要测量电阻被联接在接口处时。例如，当或者一旦电阻值超过阈值时，可确定电动机的过热温度。
该控制器另外构造用于在接口处或者经由接口从数字编码器接收数字数据，当或者只要数字编码器被联接在接口处时。
根据一种实施形式，该控制器具有带有输入端口(Eingangsanschluss)和输出端口的电源，输出端口与输入端口电隔离。该电源可由在其输入端口处的输入电压例如产生在其输出电压端口处的输出电压，例如带有在5V与48V之间的范围中的电平的直流电压。该控制器对于该情况而言具有带有可控电阻的(结构)元件，其中，带有可控电阻的元件被接入到电隔离的电源的输出端口与第一联接极之间。该元件可例如被操控成使得引起最小的或者在理想情况中消失的电阻值，当数字编码器被联接在接口处时。当测量电阻被联接在接口处时，该元件可例如被操控成使得引起定义的不同于零的电阻值。调节电阻于是与测量电阻一起形成电压分配器(Spannungsteiler)，其中，在电压分配器的中间滑动端(Mittenabgriff)处调节的电压是对于测量电阻的电阻值而言的度量。
根据一种实施形式，带有可控电阻的元件是场效应晶体管。
根据一种实施形式，该控制器另外具有带有第一输入端口、第二输入端口和输出端口的比较器(Komparator)。第一输入端口被加载以带有定义的电平的参考电压。第二输入端口被加载以测量电压，其中，测量电压取决于测量电阻的电阻值。在输出端口处，借助于比较器产生输出电压，其电平取决于测量电压大于或者小于参考电压。根据该实施形式，控制器另外具有带有输入端口和输出端口的光电耦合器，其中，光电耦合器的输入端口与比较器的输出端口相连接。因此，光电耦合器的输出端口具有某一状态，其取决于测量电压大于或小于参考电压，这也就是说其取决于测量电阻的温度是否超过阈值。
根据一种实施形式，控制器另外具有带有第一绕组和第二绕组的变压器，其中，第二绕组与第一绕组电隔离。另外设置有第一线圈，其被接入到带有可控电阻的元件与第一联接极之间。相应地设置有第二线圈，其被接入到第二联接极与参考电势之间。另外设置有第一电容器，其被接入到第一联接极与第一绕组的第一端口之间。相应地设置有第二电容器，其被接入到第二联接极与第一绕组的第二端口之间。线圈用于AC解耦而电容器用于在接口极处出现的信号的DC解耦。
根据一种实施形式，该控制器另外具有发送驱动器，其构造用于以取决于在数字编码器处待发送的数据的电压曲线加载第二绕组。相应地设置有接收放大器(Empfangs-Verstaerker)，其构造用于从在第二绕组处出现的电压曲线或者信号曲线提取数据，其由数字编码器发送到控制器处且在接口处被接收。
根据一种实施形式，该控制器构造用于在根据Hiperface DSL标准、SCS openlink标准或者BISS Line标准的接口处从数字编码器接收数字数据，当根据上述标准之一的编码器被联接在接口处时。
根据一种实施形式，该控制器是频率转换器。
附图说明
本发明在下面详细地在参照附图的情形下描述。其中：
图1示出了一种根据本发明的用于操控电动机的控制器。
具体实施方式
图1示出了一种根据本发明的用于操控电动机2的以频率转换器形式的控制器1。
控制器1具有带有第一联接极3a和第二联接极3b的接口3。
该接口具有两个区域A和B，其彼此电隔离。
该接口不仅用于联接测量电阻4，此处示例地以PTC电阻(PTC:PositiveTemperature Coefficient正温度系数)形式，而且用于联接数字(单线缆)编码器(Encoder)5。在某一时刻，要么测量电阻4要么数字编码器5被联接在接口3处。
该数字编码器5可例如是带有Hiperface DSL接口、SCS open link接口或BISSLine接口的数字旋转编码器。数字编码器可以数字的方式传递多个不同的测量变量，例如转角位置且额外地电机温度。
取决于测量电阻4还是数字编码器5被联接在接口3处，控制器1评估测量电阻4的电阻值用于电动机的温度监控，或者从数字编码器5接收数字数据。
控制器1或者其接口3另外具有带有输入端口6a和输出端口6b的电源6，输出端口与输入端口6a电隔离。
另外设置有以场效应晶体管(FET)形式的带有可控电阻的元件7，其中，FET7与第一线圈10一起被接入到电隔离的电源6的输出端口6b与第一联接极3a之间。FET并联有电阻18。
FET7的电阻值借助于低有源信号(lowaktive Signal)/PTC来调节，其经由光电耦合器17被传递到FET7的栅极端口处。只要测量电阻4被联接在接口3处，信号/PTC被如此地选择，使得FET7的漏极-源极路径具有高阻抗的电阻值。在该情况中，产生的电阻由电阻18的电阻值来定义。只要数字编码器5被联接在接口3处，信号/PTC被如此地选择，使得FET7的漏极-源极路径被理想化地短路。
控制器1另外具有带有第一绕组14a和与第一绕组14a电隔离的第二绕组14b的变压器14。
除了被接入到FET7与第一联接极3a之间的第一线圈10之外，控制器1另外具有第二线圈11，其被接入到第二联接极3b与参考电势(例如接地)之间。
控制器1另外具有第一电容器12，其被接入到第一联接极3a与第一绕组14a的第一端口之间。控制器1另外具有第二电容器13，其被接入到第二联接极3b与第一绕组14a的第二端口之间。
控制器1或者其接口3另外具有带有第一输入端口8a、第二输入端口8b和输出端口8c的比较器8。第一输入端口8a被加载以参考电压Vx，第二入口8b被加载以测量电压Vm而在输出端口8c处发出输出电压Vo，其电平取决于测量电压Vm大于还是小于参考电压Vx。
测量电压Vm在联接测量电阻4的情形中取决于测量电阻4的电阻值，因为FET7或者其漏极-源极路径是高阻抗的且与FET7并联的电阻18与测量电阻4形成电压分配器，从而使得测量电压Vm的电平取决于测量电阻4的温度。
控制器1或者其接口3另外具有带有输入端口9a和输出端口9b的光电耦合器9，其中，光电耦合器9的输入端口9a与比较器8的输出端口8c相连接。因此，在光电耦合器9的输出端口9b处的输出信号PTC_ERR的状态取决于测量电阻4的温度小于还是大于相应于参考电压Vx的温度阈值。
控制器另外具有发送驱动器15，其构造用于以取决于待发送的数据Tx的电压曲线加载第二绕组14b。发送驱动器15借助于释放信号TxEN被释放。
相应地设置有接收放大器16，其构造用于从在第二绕组14b处存在的电压曲线中提取由数字编码器5所发送的数据RX，其经由接口3来接收。
常规的控制器具有专用模拟接口，测量电阻(只要在电动机中存在)可被联接到该专用模拟接口处。单通道编码器(只要在电动机中存在)被联接到常规控制器的与模拟接口分开的数字接口处。根据本发明，作为替代对于两个应用情况而言设置有仅一个单独的接口3，不仅模拟的测量电阻4而且数字的(单通道的)编码器5可被联接到该接口处。
数字编码器5(只要被联接)借助于电源6与接口3的区域A绝缘地被供以运行能量。数据传递经由绝缘的传送器或者变压器14实现。电容器12和13和线圈或者感应线圈10和11将供应部和数据彼此分开。经由两个可形成双极式插头的联接极3a和3b，数字编码器5可被联接。
测量电阻4的评估(只要被联接)通常被电隔离地借助于绝缘的电源6、比较器8和光电耦合器9实现。备选地，这可经由电感馈送和变压器14的初级电流的测量实现。
在该情况中不导电的FET7引起高阻抗工作电阻18的变得有效，该工作电阻与测量电阻4形成电压分配器且测量电阻4的评估可经由比较器8实现。
运行模式“电阻测量”或者“数字编码器”的转换借助于低有源信号/PTC实现。在非有源信号/PTC的情形中，借助于光电耦合器17以如下方式激活编码器5的回路，即，FET7被接通。为了转换也可评估信号TxEN，因为数据仅在“数字编码器”运行模式中被发送。在“电阻测量”运行模式的情形中，信号TxEN是恒定的，这也就是说信号/PTC可从信号TxEN中被推导出。
由于可动态转换的运行模式可获得较高的集成密度，因为对于两种运行模式而言在控制器1处仅需要一个单独的插头。此外无须提供变体方案，因为两种运行模式可借助于相同的控制器实现。两种运行模式可经由一个电机线路实现。
显然，控制器1或者频率转换器除了在图1中所显示的接口3之外还可具有另外的部件，例如用于产生用于电动机2的操控信号的H6桥接电路、模拟电路和数字电路、另外的传感器等等。就此而言也应参照有关的专业文献。
数字编码器5可以是所谓的单线缆编码器。就此而言同样应参照有关的专业文献。
显然，控制器1可具有另外的用于操控电动机2的接口，例如用于发出相电压的接口等等。不同于在图1中所示出的那样，测量电阻4和/或数字编码器5可以不是电机2的组成部分，这也就是说与电机2分开地实施，然而与电机2处在有效联接中。
