操縱建築物門的裝置及控制該裝置電力供應的方法
2023-05-13 04:33:21 1
專利名稱：操縱建築物門的裝置及控制該裝置電力供應的方法
技術領域：
本發明涉及由權利要求1所確定的電力供應方法，而且涉及用於實現這種方法的裝置。
背景技術：
為操縱靈活的鎖合元件而設計的驅動機械裝置一般包括直流電動機、減速齒輪以及在減速齒輪引出端和移動式鎖合元件之間的滑動連杆。電動機的電功率約為一百瓦。
大部分電動機功率是消耗在減速齒輪中的機械損耗。由於這樣的減速齒輪通常是不能取消的，因此，一不給電動機以電力，減速齒輪就使移動元件堵住。
為了採用高產量裡出低製造成本的效益，在車庫門和進口柵門作業系統中常常使用一般為驅動汽車的風擋刮水器而設計的齒輪電動機機械裝置。這種齒輪電動機安裝有蝸輪蝸杆。使用一種與在不供電動機以電力時確保移動式鎖合元件堵住的輔助裝置組合的高效可逆式齒輪電動機也是可以行得通的。
對這些應用中使用的直流電動機的電力供應提出的一個問題涉及牢固鎖住門。
當然，結合使用自動門操縱的顯著優點通常其可逆性，源於減速齒輪或者源於阻止電動機轉子的輔助元件的存在。一不給電動機供以電力，罪犯要打開門除了用強而猛的工具，相當於破壞鎖以外就不可能。
為了保證牢固鎖住門，電動機必須在電動機轉速隨彈性部件受到機械拉力而下降的鎖緊階段施加很大的轉矩。
另一個潛在的問題涉及門軌道中的頂住點。例如在門的機械結構中像滑座或導軌中的局部變形之類的故障能夠造成頂住點。(為了與障礙區別開)曾經「弄清楚」，頂住點不應該使電動機慢下來，電動機慢下來將使使門移動發生令人對驅動器質量懷疑的顛簸情況。
直流電動機因其適合於在轉矩上經得起巨大變化的轉矩/速度特性而出名，但是這僅僅在速度沒有顯著損失的情況下才有可能實現，只要電力供應轉換器使直流電動機在電動機吸收的電流上升時保持至少大體上恆定的電力供應電壓。
例如，電力供應應該能在門鎖住操作期間的幾秒內輸送大到是電動機標稱電源電流二倍的電流，而在克服頂住點時在幾十毫秒內輸送比標稱電流大四至六倍的電流。
在門鎖住狀態期間或者克服頂住點期間對電動機的強制電力供應導致必然放大電力供應單元、特別是常規電源的變壓器的尺寸，或者在例如利用回描脈衝開關式電源的情況中導致抑制或者越過電流控制機械裝置，這種情況可能是危險的。
從在周報「Design Ideas」(Vol.2119，February 17，2000)中發表示的文獻「MOS場效應管開關提供有效的交流/直流轉換」知道，一種包括交流/直流轉換器和直流電動機、用交流電壓供電的裝置。該種轉換器包括跨接在電動機輸入端間的整流器和電容器，用已整流交流電壓通過由控制電路控制的開關以已整流交流電壓的頻率給上述電容器充電。
從專利US 6061259知道一種用於給與交流電壓隔離的負載供電的裝置，包括可變電阻器、整流器、電子開關和跨接在負載端間的電容器。根據輸出電壓值、瞬時輸入電壓值和平均輸入電壓值計算電子開關的導通時間。因而保護裝置避免對輸入電壓強烈幹擾。由於電流被設計在從0到50毫安的範圍內變化，因此在其輸出上不能夠耐大電流衝擊。
從專利申請EP1283590知道一種用於給與交流電壓隔離的負載供電力、包括在負載輸入端間跨接在整流器和電容器的裝置，用已整流交流電壓通過由控制電路控制的開關以已整流交流電壓的頻率給上述電容器充電。由已整流交流電壓在基準電壓電平時的通路觸發開關閉合而由在負載兩端之間的電壓控制開關斷開。
從專利申請DE3304759知道一種交流-直流轉換器裝置包括用隨從整流器抽取的各個電壓而變的電子單元控制的開關。使開關能斷開的基準電壓大於使開關閉合的基準電壓。
從在先技術知道的這些裝置沒有以在大輸出電流中引起的或多或少的臨時性超載能被處理而確保不損壞它們所包括的電子元件的安全手段為特色。
發明內容
本發明目的是提供用於給一種裝置供電力的方法和一種使上述缺點能被克服的裝置並且是為了對於一些已知的方法提供一種改進和提供一種技術發展水平的裝置。特別是，發明能夠避免放大電力供應裝置的尺寸。
根據本發明的電力供應方法的特徵在於權利要求1中的特徵部分。
該方法各個實施例由相關的權利要求2到15限定。
本發明的裝置由權利要求16限定。
附圖表示根據本發明的裝置和用於控制其電力供應的方法。
圖1是根據本發明的裝置的電路圖。
圖2是用於控制根據本發明的裝置的電力供應的方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1所示的裝置是為建築物門或柵門GD而設計的。該裝置主要包括電力電路2和控制電路3。
在電力電路中，用相線P表示交流線路電源電壓和用全波整流器REC使中線N整流。整流器的輸出電壓通過控制開關TR和用於限制電容器CM的充電電流的元件(means)IL給電容器單向充電。
控制開關TR例如是最大工作電壓至少等於線路電源電壓的MOS型電晶體。
優先的是，元件IL使電流強度在控制開關TR被閉合的短時間內能夠受到限制。這些元件能夠包括單一電阻或者像在整流以後把次級線圈電流加入電容器CM的充電電流的1∶1變壓器中的初級線圈之類的更複雜電路。
在要求直流電動機MOT工作期間直流電動機MOT被跨接在電容器CM的二個端間。直流電動機MOT經由沒有表示出的減速齒輪和機械連杆驅動柵門或門GD。
同樣，為了改進圖的清晰度沒有表示出能夠給電動機供以一個或其他許多個在電容器CM的二個端間的電壓UCM的電容器電路。
用控制電路3操縱控制開關TR。這種電路其控制規律能夠以剛好在整流器REC的出口抽取的整流線路電源電壓V1和/或以輸出電壓UCM為根據。該規律也能夠取決於在電流限制器IL和控制開關抽取的電壓V2。
用RS觸發器象徵性地表示操作控制開關TR接通和斷開的電路。上述觸發器的輸出Q，例如，控制電晶體的門電壓UG。
施加於復位輸入R的高位狀態使觸發器輸出Q能夠變成關斷電晶體TR的低位。施加於輸入S的高位狀態使觸發器輸出Q變成接通電晶體TR的高位。
象徵性表示出輸出是RS觸發器的輸入置位(Set)和復位(Reset)的控制單元UC。以上所述的控制單元從表示出的V1、V2、UCM、Q四個信號中間至少接受二個信號。
控制單元UC包括至少一個在輸入端CA1、CA2、CA3上的電壓比較器(為了比較在這些輸入端上的信號而使用一個或更多個電壓基準)。控制單元UC也能夠包括驅動輸入TRIG的信號Q觸發的定時電路。
相對於其他已知的電力供應種類來說，用上述轉換器使大電流能夠在特別恆定最大電壓時輸送，僅由控制開關的特性和電容器的電容量確定極限。並且，知道用作控制開關的電晶體能夠耐比平均電流高或高很多的重複電流或者偶發電流的衝擊。
用於給參照圖2描述的裝置供以電力的一種方法。
當整流線路電源的電壓下降在電壓閾值VT1以下時優先導致由步驟11表示的控制開關閉合，在測試步驟10期間檢測這種通過閾值的通路。
類似地，控制開關一導通，就執行測試步驟12，使輸出電壓UCM(或V2，由於控制開關是導通的)與閾值VT2比較。在輸出電壓達到該閾值VT2時在步驟14期間，使控制開關TR斷開。
在輸出電壓沒有達到閾值電壓VT2的情況下，執行增加的測試步驟13。該測試是相關於輸入電壓V1或控制開關導通時間的。
如果測試結果是負的，則方法返回到步驟13或者返回到步驟12(如由圖2上虛線箭頭所示)。
如果測試涉及輸入電壓V1，則測試使後者與高於V1的閾值VT3比較。由於閾值VT3是高於閾值VT1，所以在電晶體TR導通以後，能夠使流過控制開關的電流超過其與控制開關TR從斷開狀態變成閉合狀態的瞬間相對應的正常數值。
如果測試涉及控制開關TR的導通時間TM，則測試使後者與大於在電動機MOT吸收標稱電流時的正常導通時間TT的持續時間閾值TT1比較。由於持續時間閾值TT1大於持續時間閾值TT，因此使電流能夠超過標稱電流。通過測量控制單元UC輸入TRIG的觸發時間來測量導通時間。
在對輸入電壓進行測試時並且當其達到閾值VT3時，顯然，導通時間也超過與標稱電流流到電動機相對應的正常導通時間TT。
電壓VT3閾值或者導通時間TT1閾值最好是能動態調整的。步驟15表示這種閾值動態調整並且由控制單元進行這種閾值動態調整。
在初始化期間，電壓閾值VT3或者持續時間閾值TT1具有高的數值，例如允許過電流等於5倍標稱電流。在高出電壓閾值VT3的輸入電壓或者超過持續時間閾值TT1的控制開關中的導通時間TM觸發了用於控制開關TR的斷開指令以後，可在任選步驟15中使電壓閾值VT3或者持續時間閾值TT1減小到允許例如過電流等於二倍標稱電流的較低數值。在若干毫秒，例如20毫秒的任選延遲時間以後可以應用這樣的調整。
可以使電壓閾值VT3或者持續時間閾值TT1恢復到允許過電流等於5倍標稱電流的高初始值，如果在預定周期範圍內(例如3秒)，在這期間電壓閾值VT3或持續時間閾值TT1允許過電流等於2倍標稱電流，則或是過度的電壓閾值VT3或是過度的持續時間閾值TT1不觸發控制開關TR斷開。
在或是電壓閾值VT3或是持續時間閾值TT1上的這種減小能夠防止提供控制開關功能的元件，特別是電晶體的過熱和損壞。
依次進行所描述的一些步驟使以上提出的暫時或較長持續過載問題能夠得到解決。
能夠想像為了解決過熱問題的各種用於電壓閾值VT3或持續時間TT1的調整程序。特別是，能夠允許一些閾值選擇多於二個的電壓值或者多於二個的持續時間值。這些閾值和其有效時間值的綜合數值主要取決於元件的熱特性。也能夠構成電壓閾值VT3或者持續時間閾值TT1一開始允許非常大的過電流而然後變成比電壓閾值VT1低的電壓閾值VT3或者比持續時間閾值TT的持續時間閾值TT1允許標稱電流。
控制單元的整體或一部分和SR觸發器等同物的整體或一部分能夠集成到包括比較器和定時器的微控制器。此外，可以把由用戶生成的管理指令的任務分給這樣的微控制器。
能有利地用電壓對V2和UG作開關狀態控制參數，而不是用電壓V1，電壓V2表示電力供應電壓(在斷開開關時)和輸出電壓(在閉合開關時)二者。在這樣的情況下，僅使用控制單元的輸入CA2和TRIG。
用於供應電力的裝置及其方法當電動機不在使用時使電力電路的功率消耗能夠減小到零。因為環境標準和遵守嚴勵限制設備在備用或空載狀態時功率消耗的環境要求，所以這個優點是更加重要的。
權利要求
1.一種用於控制向裝置(1)供以電力的方法，該裝置(1)設計用於操縱建築物門或者柵門GD並由交流電壓驅動，包括交流/直流電壓轉換器和與門或者柵門用機械裝置連接的直流電動機(MOT)，轉換器包括整流器(REC)、並聯連接在電動機輸入端上的電容器(CM)，該電容器由已整流交流電壓(V1)通過由控制電路(3)控制的開關(TR)以已整流交流電壓的頻率被充電，其中通過下列二種事件中的第一出現事件觸發開關斷開，二種事件為-電容器(CM)二端間電壓(UCM)升高高過第一電壓閾值(VT2)，-另一種物理量(V1；TM)超過另一種閾值(VT3；TT1)，在這場合下該另一閾值限制開關中的電流以便保護開關避免能夠損壞開關的電流衝擊，然而仍然允許電流比正常電流大。
2.如權利要求1所述用於控制給裝置供以電力的方法，其中由下降到第二電壓閾值(VT1)以下的已整流交流電壓(V1)觸發開關TR閉合。
3.如權利要求1和2中的任何一個權利要求所述控制方法，其中另一種物理量(UCM；TM)越過另一種閾值(VT3；TT1)是已整流交流電壓(V1)升高高過第三電壓閾值(VT3)。
4.如權利要求3所述的控制方法，其中第三電壓閾值(VT3)初始就比第二電壓閾值(VT1)高。
5.如權利要求3和4中的任何一個權利要求所述控制方法，其中在裝置運行期間由控制單元(UC)調整第三電壓閾值(VT3)。
6.如權利要求5所述控制方法，其中在由升高高過第三電壓閾值(VT3)的已整流交流電壓(V1)觸發控制開關(TR)斷開以後用控制單元(UC)調整第三電壓閾值(VT3)。
7.如權利要求1和2中的任何一個權利要求所述控制方法，其中另一種物理量(UCM；TM)超過另一種閾值(VT3；TT1)是控制開關(TR)導通時間(TM)超過持續時間閾值(TT1)。
8.如權利要求7所述控制方法，其中持續時間閾值(TT1)初始就大於在電動機吸收其標稱電流時的控制開關導通時間(TM)。
9.如權利要求7和8中的任何一個權利要求所述控制方法，其中在裝置運行期間由控制單元(UC)調整持續時間閾值(TT1)。
10.如權利要求9所述控制方法，其中在由超過持續時間閾值(TT1)的控制開關(TR)導通時間(TM)觸發了控制開關(TR)斷開以後由控制單元(UC)調整持續時間閾值(TT1)。
11.如權利要求6和10中的任何一個權利要求所述控制方法，其中在越過閾值觸發的開關斷開和調整所述的閾值的之間執行時間延遲。
12.如權利要求11所述控制方法，其中延遲時間是20毫秒。
13.如權利要求6、10、11或12中的一個權利要求所述控制方法，其中在時間延遲以後第三電壓閾值(VT3)或者持續時間閾值(TT1)返回到初始值。
14.如權利要求13所述控制方法，其中第三電壓閾值(VT3)或者持續時間閾值(TT1)返回到其初始值的條件在於在該期間超過第三電壓閾值(VT3)的已整流交流電壓(V1)或者超過持續時間閾值(TT1)的控制開關(TR)導通時間(TM)沒有觸發控制開關(TR)斷開。
15.如權利要求13和14中的任何一個權利要求所述控制方法，其中延遲時間是3秒。
16.為操縱建築物的門或者柵門(GD)而設計用交流電壓驅動的一種裝置，包括交流/直流電壓轉換器和與門或者與柵門用機械裝置連接的直流電動機(MOT)，轉換器包括整流器(REC)，並聯連接在電動機輸入端間的電容器(CM)，該電容器由已整流交流電壓(V1)通過由控制電路(3)控制的開關(TR)以已整流交流電壓的頻率被充電，其中控制電路(3)裝備有使如權利要求1到15中的任一個權利要求所述控制方法能夠實現的控制單元(UC)。
全文摘要
用於控制給為操縱門而設計用交流電壓驅動的裝置供以電力的方法，包括交流/直流電壓轉換器和直流電動機，轉換器包括整流器、跨接在電動機輸入端間的電容器，用已整流交流電壓通過由控制電路控制的開關以已整流交流電壓的頻率給這種電容器充電，值得注意的是，通過下列二種事件中的第一出現觸發開關閉合，二種事件有電容器兩端間電壓升高高過第一電壓閾值；另一種量超過另一種閾值，在這場合下另外的閾值限制開關中的電流以便保護元件避免電流衝擊。
文檔編號H02M7/217GK1641508SQ20041008212
公開日2005年7月20日 申請日期2004年12月17日 優先權日2003年12月19日
發明者賽爾日·布魯諾 申請人:Somfy兩合公司