專利名稱：可變頻率電信號(hào)發(fā)生器、伺服系統(tǒng)及低費(fèi)用計(jì)算裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用直流電壓斬波方式的電信號(hào)發(fā)生器。
背景技術(shù)：
利用直流電壓斬波方法產(chǎn)生電信號(hào)是公知的其技術(shù)術(shù)語是脈寬調(diào)制。頻率通常是固定不變的但是它在變頻器之類的裝置中則是可變的。為了產(chǎn)生斬波裝置的控制信號(hào)，最常用的是IGBT晶體管，有三種主要方法。
在第一種方法中，把脈沖寬度記入可由計(jì)算機(jī)讀出的表中。這種方法執(zhí)行較快速但是不太靈活它需要很大的存儲(chǔ)空間，因?yàn)槊總€(gè)信號(hào)振幅與頻率的組合都必需一個(gè)表。這種方法早已用到了不能安裝大功率計(jì)算機(jī)的早期變頻器中。
按照第二種方法，一個(gè)專門設(shè)計(jì)的元件利用待實(shí)現(xiàn)的信號(hào)與鋸齒形信號(hào)相交叉而產(chǎn)生斬波信號(hào)。這種方法通常都用于簡(jiǎn)單的變頻器。它有兩個(gè)限制。發(fā)生功能仍停留在是單一的。用于改進(jìn)性能的伺服系統(tǒng)都是外部的并且較難實(shí)施。
在第三種方法中，大功率計(jì)算機(jī)是由較復(fù)雜的算法確定脈沖寬度。校正因子都是在并非總是明顯的數(shù)學(xué)處理之后利用發(fā)生信號(hào)的測(cè)量而引入的。信號(hào)按照量值的調(diào)節(jié)需要進(jìn)行繁瑣的數(shù)學(xué)處理。這種方法的有效性需求助于一些因?yàn)楸厝皇呛芸焖俟ぷ鞯囊蚨M(fèi)用很高的元件。該方法都用在當(dāng)前非常大型的變頻器中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種利用直流電壓斬波技術(shù)的電信號(hào)發(fā)生器，例如變頻器，它費(fèi)用低廉的同時(shí)性能還相當(dāng)好。
本發(fā)明這一目的的達(dá)到要借助于這樣一種信號(hào)發(fā)生器，它包括一個(gè)至少是一種由邏輯計(jì)算機(jī)建立的參考信號(hào)發(fā)生器，至少一個(gè)斬波轉(zhuǎn)換器(開關(guān))、至少一個(gè)傳感器用于提取至少一個(gè)響應(yīng)所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)器的轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的信號(hào)，至少一個(gè)比較器用于輸出一個(gè)值，該值與所述至少一個(gè)提取信號(hào)及所述至少一個(gè)參考信號(hào)之間的差值有關(guān)，以及所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換(開關(guān))器的控制裝置，其設(shè)計(jì)的作用是為了向所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)器輸出一個(gè)或幾個(gè)控制電平，這個(gè)或這些控制電平隨著這個(gè)比較或這些比較的一個(gè)結(jié)果或多個(gè)結(jié)果而變化，其特征在于邏輯計(jì)算機(jī)有一個(gè)或多個(gè)輸入端用來接收一個(gè)或多個(gè)比較的一個(gè)或多個(gè)比較結(jié)果，還有一個(gè)或多個(gè)輸出端，通過該一個(gè)或多個(gè)輸出端計(jì)算機(jī)向一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)器輸出一個(gè)或多個(gè)控制電平，其特征還在于邏輯計(jì)算機(jī)的編程是為了按預(yù)定時(shí)刻更新根據(jù)所接收的一個(gè)或多個(gè)比較結(jié)果而輸出的一個(gè)或多個(gè)控制電平。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的其它一些特征，目的及優(yōu)點(diǎn)在閱讀了后面參照一些附圖所作的說明之后會(huì)更清楚地顯示出來，圖中有—
圖1表示的是本發(fā)明的第一個(gè)電路；—圖2表示出在處于圖1電路輸出端的負(fù)載中所得到的電流強(qiáng)度曲線；—圖3是表示了在該相同負(fù)載中電壓及電流強(qiáng)度隨時(shí)間而變化的曲線，以及由圖1電路在負(fù)載輸入端所提供的斬波電壓的形式；—圖4表示的是由圖1電路中微控制器根據(jù)針對(duì)參照曲線所選頻率的變化而提供的參考曲線形狀；—圖5表示的是采用本發(fā)明電路在負(fù)載上所得到的電壓信號(hào)；—圖6表示出了本發(fā)明三相饋(供)電的第二個(gè)電路。
—圖7表示的是圖6電路的數(shù)字/模擬變換器發(fā)送到同一電路的三個(gè)比較器上的傳輸曲線。
—圖8示出了消除異步馬達(dá)所產(chǎn)生電能的電路圖，按該馬達(dá)的制動(dòng)模式它處在圖6電路的線路輸出端。
—圖9示出了IGBT晶體管控制電壓的理想形式；
—圖10是本發(fā)明的整形電路；—圖11示出了現(xiàn)有技術(shù)的晶體管控制曲線。
—圖12是本發(fā)明的馬達(dá)制動(dòng)線路圖；—圖13示出了本發(fā)明無觸點(diǎn)發(fā)生器。
具體實(shí)施例方式
圖1饋電電路包括一個(gè)微控制器10，輸出端12通過總線14輸出后來稱為參考信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。
該輸出端12把該信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器20上，它把該信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)并將其傳輸?shù)侥M比較器30上。
該比較器30在第二個(gè)輸入端上接收在該饋電電路輸出端負(fù)載上所提取的信號(hào)。
比較器30有一個(gè)與微控制器10相連的輸出端，其作用是使其指示出提取信號(hào)與參考信號(hào)之間的差值符號(hào)。
微控制器10另外有一個(gè)控制輸出端16與晶體管50的控制接線端相連，該晶體管處在直流電源60與電感負(fù)載74的正極接線端之間，這里電感負(fù)載就是探測(cè)金屬物體的感應(yīng)環(huán)。
正如后面將要描述的那樣，該負(fù)載也可以將可變電磁場(chǎng)加到無觸點(diǎn)饋電型裝置上。
這里是與負(fù)載74并聯(lián)安裝的一個(gè)單向接通二極管75，當(dāng)是低電平饋電電壓時(shí)它可以使負(fù)載的正極接線端處于接地狀態(tài)。
在晶體管50與負(fù)載74之間安裝一個(gè)電流強(qiáng)度傳感器70，其輸出端提供可傳輸?shù)奖容^器30輸入端上的前述提取信號(hào)。
微控制器10控制直流電壓的斬波，目的是在負(fù)載74上重新產(chǎn)生一個(gè)選擇形狀的電信號(hào)，它本身可起到如下兩種作用-從提取信號(hào)與參考信號(hào)之間的差值中推導(dǎo)出要施加到斬波轉(zhuǎn)換開關(guān)50上的控制指令；-產(chǎn)生應(yīng)該在負(fù)載74上重新得到的參考信號(hào)。
在此情況下，從負(fù)載74處提取的信號(hào)就是通過它的電流。微控制器10因而可利用轉(zhuǎn)換開關(guān)50的控制改變負(fù)載74中的瞬時(shí)電壓以便得到在所希望的瞬間電流與負(fù)載上提取的電流信號(hào)之間的等同性。
更確切地說，微控制器10在轉(zhuǎn)換開關(guān)50上施加一個(gè)簡(jiǎn)單的處理，這主要就是當(dāng)提取的電流強(qiáng)度低于所希望的電流強(qiáng)度時(shí)使轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合，而當(dāng)提取的電流強(qiáng)度高于基準(zhǔn)參考電流強(qiáng)度時(shí)，使轉(zhuǎn)換開關(guān)打開。
因而晶體管50的轉(zhuǎn)換操作只是在必要時(shí)才進(jìn)行。因此斬波信號(hào)隨頻率及占空比都變化。
如圖2所示，參考信號(hào)是正弦信號(hào)，晶體管50的轉(zhuǎn)換在斜率大的部分中比在斜率小的部分中頻繁性低。實(shí)際上，在斜率較大的部分中往往會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換開關(guān)在由微控制器10連續(xù)幾次狀態(tài)更新中選取同一個(gè)閉合位置，這不是低斜率部分中的情況，在那種情況下微控制器更強(qiáng)地趨向于使轉(zhuǎn)換開關(guān)50在其打開的位置與閉合位置之間變化。
由于比較器30向微控制器10提供一個(gè)結(jié)果信號(hào)形式的穩(wěn)定的比較結(jié)果，(尤其是因?yàn)檫@種比較是在模擬信號(hào)上進(jìn)行的)，微控制器10本身確定了提取該結(jié)果信號(hào)值的時(shí)刻。
選擇這些瞬間時(shí)刻是為了得到足夠快速的轉(zhuǎn)換以便在沒有超出轉(zhuǎn)換開關(guān)50的轉(zhuǎn)換限定速度的情況下靈敏地更新參考及實(shí)際信號(hào)之間的等同性，并且隨著可被微控制器10所采用的速度而變化。
在圖2曲線上，也就是在負(fù)載74中的電流強(qiáng)度曲線中，也已指出了傳輸?shù)截?fù)載74上的斬波電壓信號(hào)的形狀與該曲線的某些部位段相對(duì)應(yīng)。
在正弦波曲線的最大值處，由于負(fù)載74的電感所造成的相移仍保持相當(dāng)小，其接線端兩端間的平均電壓幾乎是其最大值，因而斬波電壓具有對(duì)高選通矩形脈沖有益的較寬的占空比。
反之，在電流強(qiáng)度最小值處，斬波電壓具有比高選通脈沖更長的低選通矩形脈沖。
圖3上示出了負(fù)載74上電流強(qiáng)度及電壓隨同一個(gè)時(shí)間軸的變化，同時(shí)突出強(qiáng)調(diào)了這兩條曲線之間的相移。
電流曲線基本上對(duì)應(yīng)于電流伺服的參考曲線。
在該圖上劃定出兩個(gè)電流曲線外形的參考區(qū)域Z1和Z2。第一個(gè)區(qū)域Z1對(duì)應(yīng)于電流強(qiáng)度正弦曲線的上升部分，是最初的四分之一，而第二個(gè)區(qū)域Z2則對(duì)應(yīng)于該同一個(gè)正弦電流強(qiáng)度曲線的第二個(gè)四分之一部分，它是經(jīng)過最大值以后向零點(diǎn)下降的。
微控制器10被編程用于在這兩個(gè)區(qū)域Z1和Z2中的每一個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行特殊的計(jì)數(shù)。
因此，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)，微控制器10在該區(qū)域內(nèi)有規(guī)律的間隔的預(yù)定的時(shí)刻，在此是每27微秒，檢測(cè)是否轉(zhuǎn)換開關(guān)50處在其閉合狀態(tài)或打開狀態(tài)，換句話說就是是否饋電電壓處在其高電平或低電平。
微控制器在此是按有規(guī)律的間隔對(duì)轉(zhuǎn)換開關(guān)50的狀態(tài)進(jìn)行更新，這種檢測(cè)可以在更新的瞬間進(jìn)行。
轉(zhuǎn)換開關(guān)50狀態(tài)的識(shí)別在這里是利用從比較器30接收的信號(hào)由微控制器10完成的，這就有可能使轉(zhuǎn)換開關(guān)50的下一次更新直接與該瞬間的瞬時(shí)比較結(jié)果有關(guān)。
因而微控制器10計(jì)數(shù)其識(shí)別轉(zhuǎn)換開關(guān)50改變狀態(tài)的次數(shù)，該識(shí)別是在每個(gè)區(qū)域Z1和Z2內(nèi)有規(guī)律的間隔的檢測(cè)瞬間進(jìn)行的，這基本上表示出了在這每一個(gè)區(qū)域上的平均占空比。
此外它還被編程用于比較這兩個(gè)計(jì)數(shù)值。從這種比較中，它可推導(dǎo)出負(fù)載中電壓與電流強(qiáng)度之間的相位差。
實(shí)際上，每個(gè)區(qū)域Z1和Z2的所得計(jì)數(shù)就是區(qū)域上電壓值的指示。該區(qū)域是邏輯電流強(qiáng)度曲線形狀標(biāo)定的，通過這些計(jì)數(shù)確立了兩個(gè)曲線間相位差的測(cè)量。
如果電壓與電流強(qiáng)度曲線同相，就可理解為在區(qū)域Z1上及區(qū)域Z2上的計(jì)數(shù)分別對(duì)應(yīng)于曲線的同一個(gè)形狀，是對(duì)稱的并且斜率相反。因而減法計(jì)數(shù)分析是同一種類型。
相反地，兩個(gè)曲線間的相位差越大則對(duì)應(yīng)電流強(qiáng)度曲線區(qū)Z1及Z2的電壓曲線的形狀越不同，例如當(dāng)一個(gè)達(dá)到負(fù)值時(shí)而另一個(gè)就仍在零值以上。因此，相位差越大則針對(duì)區(qū)域Z1及Z2中電壓曲線所進(jìn)行的減法計(jì)數(shù)的差別就越大。
這里微控制器執(zhí)行這兩種確定相位差的減法計(jì)數(shù)分析之間的比值計(jì)算。
這種相位差的確定用于探測(cè)線圈(74)前的金屬物體。事實(shí)上，存在金屬物體可改變線圈74接線端的感應(yīng)并因此而改變了所測(cè)量的相位差。
更確切地說，相位差與金屬物體的類型有關(guān)，尤其是與金屬類型及物體形狀有關(guān)。人們?cè)O(shè)計(jì)了利用微控制器10或與微控制器10相連的外部設(shè)備在存儲(chǔ)表中進(jìn)行檢索，這可以根據(jù)所測(cè)相位差給出物體的類型。
該相移可以是電壓曲線短暫的變形，微控制器10可識(shí)別出來并與其它相同形式的變形相區(qū)別，這是通過在預(yù)定時(shí)刻，在基于電流強(qiáng)度曲線形狀的限定區(qū)域上進(jìn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)50的狀態(tài)減法計(jì)數(shù)分析而達(dá)到的。
為此選定了一些適合于專門針對(duì)物體或所期望材料的減法計(jì)數(shù)分析區(qū)域。因此，如果人們希望探測(cè)鋁，大家就會(huì)知道，在電感應(yīng)環(huán)(線圈)74前存在鋁將會(huì)引起主要是在對(duì)應(yīng)于電流強(qiáng)度曲線最初的六分之一的電壓曲線區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生變形，并且就在那設(shè)置一個(gè)減法計(jì)數(shù)分析區(qū)域。按照寬度及位置在電流強(qiáng)度曲線上選擇該區(qū)域，有利地是這與要探測(cè)的金屬有關(guān)。
本裝置按電流強(qiáng)度控制電感應(yīng)環(huán)線圈并且探測(cè)電壓變形，但是它也能按電壓控制電感應(yīng)線圈并探測(cè)電流強(qiáng)度變形。通常本發(fā)明并未限定在電流強(qiáng)度控制方面。
微控制器10在此要設(shè)計(jì)成可以產(chǎn)生正弦波(曲線)，該正弦波頻率的選擇是通過向控制器10輸入端傳輸一個(gè)可表示所希望頻率的數(shù)值。
這里微控制器10有一個(gè)存儲(chǔ)器，構(gòu)成半正弦波的點(diǎn)序列就存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器中，后面把該半正弦波稱為初始半正弦波。
由該點(diǎn)序列，在此為252個(gè)點(diǎn)，也就是相繼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的252個(gè)數(shù)值，并且利用表示頻率的輸入值，微控制器10按所希望的頻率重新形成一個(gè)正弦曲線，也就是基準(zhǔn)參考曲線，是根據(jù)如下方法實(shí)現(xiàn)的微控制器10被編程用于每12微秒產(chǎn)生一個(gè)從連續(xù)初始半正弦曲線值序列中讀出的數(shù)值。
不過人們可預(yù)見得到，只有當(dāng)其應(yīng)該產(chǎn)生一個(gè)值的時(shí)刻啟動(dòng)了其一個(gè)特定比特位時(shí)才到達(dá)下一個(gè)半正弦參考值。在沒有啟動(dòng)該特定比特位的情況下微控制器重新發(fā)出先前發(fā)出的值，未轉(zhuǎn)到下一個(gè)系列值。
當(dāng)按8比特編碼的微控制器計(jì)數(shù)器越過值256時(shí)就進(jìn)行該特定比特的啟動(dòng)。
因而轉(zhuǎn)到下一個(gè)存儲(chǔ)系列值是利用探測(cè)到一個(gè)比特位串中一個(gè)特定比特狀態(tài)的變化即可認(rèn)出的數(shù)的變化而在微控制器10中機(jī)械性地完成的，該比特位串是以儲(chǔ)存計(jì)數(shù)器的值的方式存儲(chǔ)起來的。
按照本方法，人們可另外在微控制器10的每個(gè)循環(huán)，在此也就是每17微秒鐘，增加計(jì)數(shù)器值，其增量等于在微控制器10輸入端的給定值，作為要輸出的參考信號(hào)的頻率指示，這里也就是要輸出的電流強(qiáng)度指示。
例如，如果該輸入值等于87，比如初始置零的計(jì)數(shù)器在后面的循環(huán)可達(dá)到87(那時(shí)微控制器10在其輸出端12上輸出與其在前一個(gè)循環(huán)發(fā)出的相同半正弦值)，然后它達(dá)到174(還是在輸出端12上的相同值)，之后它達(dá)到174+87＝261，也就是256+5，即模256存儲(chǔ)5(8比特位)那時(shí)計(jì)數(shù)器超過了值256，其特有比特位已被啟用，并且在那種情況下微控制器10讀出下一個(gè)半正弦值。
一旦完全讀出了半正弦曲線，曲線部分的一個(gè)指示比特位就指示出現(xiàn)在必需在讀出半正弦曲線的同時(shí)給其加上一個(gè)負(fù)符號(hào)。
因此微控制器在輸出端12上幾次輸出同一值，并且直到計(jì)數(shù)器達(dá)到了其最大值才轉(zhuǎn)到下一個(gè)值。計(jì)數(shù)器在每個(gè)循環(huán)都增加一個(gè)所選擇的增量，這個(gè)選擇的增量值越大計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)到最大值就越頻繁。
因此，如圖4所示，參考正弦曲線是由一系列水平線段組成的，水平段的縱坐標(biāo)就是半正弦曲線參考點(diǎn)的縱坐標(biāo)，而且其長度對(duì)應(yīng)于該點(diǎn)重復(fù)的次數(shù)，頻率指示值越小該重復(fù)次數(shù)就越大。
因而頻率指示值越小微控制器10擴(kuò)展水平段的長度就越長，因此頻率指示值越大參考曲線的頻率也越大。
在微控制器10中采用該方法利用了特別少的指令數(shù)。它采用的是頻率隨著計(jì)算次數(shù)而變化以及一個(gè)很小的存儲(chǔ)器。
要指出的是，如果所選擇的增量值比較大，例如是250，則有可能是微控制器在一個(gè)正弦曲線上只重復(fù)一個(gè)或兩個(gè)點(diǎn)因而該正弦曲線利用在該點(diǎn)上的局部變形擴(kuò)展了延續(xù)時(shí)間。不過這種局部變形可證實(shí)在大部分應(yīng)用中它對(duì)負(fù)載特性沒有有害的后果，但是仍然需要對(duì)所要求的頻率進(jìn)行精細(xì)敏感的使用。
還應(yīng)指出的是，如果所選的增量相當(dāng)大，微控制器10實(shí)際上在初始半正弦曲線中在每次增量處理時(shí)都改變了讀出值。
那就得到了如圖4右側(cè)所示的參考曲線，實(shí)際上沒有任何水平段。
因而本方法在應(yīng)用時(shí)只需一個(gè)簡(jiǎn)便的微控制器，也就是一個(gè)時(shí)鐘計(jì)鐘、一個(gè)幾比特的計(jì)數(shù)器、一個(gè)存儲(chǔ)器其中存儲(chǔ)了在每個(gè)計(jì)時(shí)周期加到計(jì)數(shù)器上的增量，一個(gè)帶有一定數(shù)量參考點(diǎn)的存儲(chǔ)表，以及一個(gè)該存儲(chǔ)器的讀出器其被設(shè)計(jì)為在每次改變計(jì)數(shù)器一個(gè)指定比特狀態(tài)時(shí)按表改變參考點(diǎn)。
每個(gè)這種元部件都特別簡(jiǎn)單而且用于當(dāng)前成本最低的大部分微控制器中。
圖6上示出了用于三相電機(jī)74的饋電電路。
該電路在適合于在三個(gè)支路上三相饋電的配置中采用前述電路的一些主要元件，每個(gè)支路都是以參考信號(hào)為基準(zhǔn)的電流控制，參考信號(hào)是三個(gè)彼此之間有一定相位差的周期信號(hào)中的一個(gè)。
因此，本電路帶有三個(gè)支路，每個(gè)支路都裝有兩個(gè)晶體管50和51，它們都是串聯(lián)在電壓V的直流線路與地線之間，而且電機(jī)74的三個(gè)接線端每次都連接在三個(gè)支路中之一的兩個(gè)晶體管50之間。
本饋電電路事實(shí)上在每個(gè)轉(zhuǎn)換支路上都包括第二個(gè)晶體管51，它安置在連接到負(fù)載74的接點(diǎn)與地線之間，并且也由微控制器10控制，使得它具有與同一支路轉(zhuǎn)換開關(guān)50的反向態(tài)。
同一支路中的兩個(gè)晶體管50及51的轉(zhuǎn)換幾乎是同步的，其間還同時(shí)保持了相應(yīng)轉(zhuǎn)換之間的空閑時(shí)間，在所述空閑時(shí)間中兩個(gè)晶體管50和51是鎖閉狀態(tài)，以便避免直流線路與地線之間的短路。
每個(gè)支路都有其兩個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)器50和51，這兩個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)都由微控制器10控制隨著參考信號(hào)與對(duì)應(yīng)于其中一相的在馬達(dá)上測(cè)定的信號(hào)之間的差而變化。對(duì)于這三個(gè)支路中的每一個(gè)支路來說，這種比較的結(jié)果是由三個(gè)模擬比較器30中的一個(gè)來建立的，這個(gè)比較器是與該支路相對(duì)應(yīng)的相關(guān)比較器。
因此，電路有三個(gè)比較器30，每個(gè)比較器都在其兩個(gè)輸入端上接收一個(gè)多路傳輸參考信號(hào)，它對(duì)應(yīng)于三個(gè)參考信號(hào)的聯(lián)系線路段，即分別對(duì)應(yīng)于三個(gè)支路，該多路傳輸參考信號(hào)是由微控制器10產(chǎn)生的，還接收一個(gè)在馬達(dá)74的一相上利用電流傳感器72提取的信號(hào)，該電流傳感器與該相的對(duì)應(yīng)的接線端串聯(lián)安裝。
這三個(gè)比較器30每個(gè)都提供一個(gè)結(jié)果可顯示出兩個(gè)比較信號(hào)間的差值符號(hào)。
根據(jù)由微控制器10有規(guī)律地讀出的結(jié)果，該微控制器以與前面所述相同的方式控制每個(gè)支路中的轉(zhuǎn)換開關(guān)50和51，同時(shí)還保證了前述空閑時(shí)間的兼容。
該微控制器10的輸出端12通過數(shù)據(jù)總線與兩個(gè)數(shù)字/模擬變換器20及21相連接，其中每一個(gè)變換器都進(jìn)行一種特定的處理。
該微控制器根據(jù)前述有利的方法在其輸出端12上提供一種可變頻率的正弦波信號(hào)。
它還在變換器20上提供一個(gè)數(shù)字值，它表示在將其傳輸?shù)奖容^器30之前施加到該參考正弦波振幅上的因子。
變換器21從微控制器10接收在其上施加該振幅因子的正弦波信號(hào)。
另外變換器21還實(shí)現(xiàn)了該正弦波參考信號(hào)的特定的多路傳輸。
因此它可以利用該正弦波參考信號(hào)提供一個(gè)如圖7所示的信號(hào)，這主要是由一系列在三個(gè)信號(hào)上交替提取的信號(hào)段組成的，此三個(gè)信號(hào)都是同樣的參考曲線但它們之間有120°的相位差。
因此在變換器21輸出端提供的信號(hào)可分解成幾個(gè)時(shí)間間隔，每個(gè)時(shí)間間隔都是由一個(gè)信號(hào)段組成的，信號(hào)段是在所考慮的時(shí)刻從這三個(gè)信號(hào)中的每一個(gè)信號(hào)交替引出的。
在輸出曲線再現(xiàn)了三個(gè)正弦波曲線中的同一個(gè)曲線的兩個(gè)時(shí)間間隔之間，輸出曲線再現(xiàn)了其它兩個(gè)曲線。
在這兩個(gè)時(shí)間間隔輸出曲線再現(xiàn)三個(gè)正弦波曲線中的同一個(gè)曲線，該同一正弦波曲線推進(jìn)了對(duì)應(yīng)于顯示另外兩個(gè)正弦波曲線段的延續(xù)時(shí)間。因而輸出曲線重新拾取第三個(gè)正弦波曲線或者就是它本身所在的正弦波曲線。所以變換器21的輸出信號(hào)具有三個(gè)彼此相互交錯(cuò)的正弦波信號(hào)形式，并且這三個(gè)正弦波信號(hào)之間，在間隔的每一端，利用垂直段相互連接。
這個(gè)同樣的輸出曲線繼續(xù)傳輸出每個(gè)比較器30上，以致于每個(gè)比較器30的輸出端輸出一個(gè)斷斷續(xù)續(xù)的跳動(dòng)結(jié)果，因?yàn)樗固崛〉男盘?hào)與三個(gè)正弦波信號(hào)的每一個(gè)都是連續(xù)并交替地進(jìn)行比較。
給微控制器10編程以便使它只在指定的比較器把在其支路上提取的信號(hào)與三個(gè)之中正常的正弦波信號(hào)進(jìn)行比較時(shí)才提取該指定比較器的結(jié)果，此正常的正弦波信號(hào)與該支路對(duì)應(yīng)。
這種信號(hào)提取的同步作用與所接收信號(hào)考慮的時(shí)間間隔有關(guān)，這就比較容易在微控制器10中使用，由于正是該微控制器才可同時(shí)向轉(zhuǎn)換器21給出改變輸出端輸出信號(hào)的指令，并且可確定提取信號(hào)的時(shí)刻。
微控制器10只在每個(gè)比較器30上提取與正常正弦波信號(hào)相比較的結(jié)果，該正常正弦波信號(hào)是人們?cè)趯?duì)應(yīng)于該比較器的馬達(dá)相上所希望找到的，微控制器10是以支路的該正常正弦波信號(hào)根據(jù)所考慮的比較結(jié)果來控制轉(zhuǎn)換開關(guān)器50及51。
所以人們獲得了簡(jiǎn)便的多路傳輸所帶來的益處，而且每次轉(zhuǎn)換的比較還可驗(yàn)證該轉(zhuǎn)換是很必要的，同時(shí)又可使用簡(jiǎn)便而又成本低廉的計(jì)算裝置進(jìn)行有效多路傳輸。
在現(xiàn)有技術(shù)中，人們?cè)缫烟岢鲞^利用斬波電壓而產(chǎn)生正弦波電流強(qiáng)度的電路，它是在電壓V的高電平與零電壓的低電平之間振蕩。
負(fù)載中的平均電壓值(它使信號(hào)平滑)直接與所考慮時(shí)刻的占空比有關(guān)。因此對(duì)于斬波電壓高矩形波脈沖與低矩形波脈沖的相等持續(xù)時(shí)間來說，得到了等于V/2的電壓，并且如果高矩形波脈沖或低矩形波脈沖比較長，則電壓可大于或小于V/2。
因而典型地可得到一種大約平均值V/2的周期信號(hào)。所得到的振幅，人們都希望它達(dá)到V/2，利用以下方式保持一定的限制，即，負(fù)載通過其一個(gè)接線端連接在兩個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)器之間，一個(gè)轉(zhuǎn)換器接到V電壓源，另一個(gè)轉(zhuǎn)換器接地，并且希望這兩個(gè)轉(zhuǎn)換器的同步轉(zhuǎn)換要彼此錯(cuò)開一個(gè)空閑時(shí)間，目的是避免V電壓電源與地之間的短路。
在該裝置中根據(jù)電流強(qiáng)度自動(dòng)控制斬波并且其中轉(zhuǎn)換器50及51的轉(zhuǎn)換都是在微控制器10的每次循環(huán)根據(jù)所希望達(dá)到的電流強(qiáng)度與實(shí)際電流強(qiáng)度之間的差而加以控制，人們觀察到，裝置在負(fù)載上施加一個(gè)平均電壓，它是移向零電壓的正弦波電壓。
該裝置只是必要時(shí)才改變轉(zhuǎn)換器50和51的狀態(tài)，并且只是按選擇的間隔產(chǎn)生這種改變，則裝置可產(chǎn)生與希望得到的電流強(qiáng)度相容的的最低電壓。
因而在此可看到，如圖5所示的一個(gè)其最小值與零電壓相切的正弦波曲線。
因此，電壓曲線可以按縱坐標(biāo)移位，這是由于該電壓是利用轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的，每次轉(zhuǎn)換都是必須的而且不是參考了置中的占空比預(yù)先確定的。
當(dāng)振幅增加時(shí)該正弦波曲線的回折點(diǎn)提高，直到當(dāng)該正弦波曲線振幅達(dá)到V/2最大值是可達(dá)到平均電壓V/2，這有可能晶體管50和51的轉(zhuǎn)換很少使空閑時(shí)間出現(xiàn)，這些空閑時(shí)間只是在轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)，在此便盡可能出現(xiàn)的次數(shù)少(轉(zhuǎn)換僅僅響應(yīng)與參考信號(hào)的差)。
這樣，通常的振幅限制都是利用最大限度地避開空閑時(shí)間而加以避免的，轉(zhuǎn)換要減少到僅僅是為了所期望的精確性而必需的轉(zhuǎn)換。
借助于向低壓方向的縱坐標(biāo)移位，處在直流電壓源與負(fù)載之間的轉(zhuǎn)換器顯然是打開比閉合更經(jīng)常一些，因而電流從其中流過的次數(shù)較少，以致于它們很少發(fā)熱，更概括地說，電壓向低壓方向偏移就可以獲得最佳的能量效率。
此外圖6電路，在用于控制轉(zhuǎn)換器的微控制器10的每個(gè)輸出端與相配合的轉(zhuǎn)換器之間還有一個(gè)緩沖控制線路80，以后也稱為監(jiān)控和隔離電路。
這里所用的晶體管都是IGBT晶體管(insulated Gate BipolarTransistor)其控制端可表現(xiàn)為一個(gè)電容器的作用。
IGBT晶體管的控制電壓加在其柵極與發(fā)射極之間。發(fā)射極電位可以是浮動(dòng)的，這種電壓一般都來自于一個(gè)單獨(dú)的饋電電源而且其控制是通過一個(gè)專門設(shè)計(jì)的帶有光耦合器及激勵(lì)器(控制單元)的電路來進(jìn)行。
在圖11上示出了當(dāng)控制電壓劇烈下降時(shí)IGBT晶體管端電壓的變化曲線。從那兒可清楚地識(shí)別出過電壓的現(xiàn)象。
為了避免晶體管在用于轉(zhuǎn)換過程中時(shí)出現(xiàn)發(fā)熱，必需采取仍然有一定速度限制的方式向鎖閉方向迅速地改變狀態(tài)以避免過壓。
一種比較簡(jiǎn)單的方法是在IGBT晶體管柵極與激勵(lì)器之間插入一個(gè)電阻。該方法缺點(diǎn)是在打開方向和閉合方向都增加了轉(zhuǎn)換時(shí)間。
用于轉(zhuǎn)換作用的IGBT晶體管的理想控制電壓表示在圖9曲線上了。
上升斜率很陡，第一個(gè)較陡的下降斜率使控制電壓下降到晶體管起電阻作用的電平，第二個(gè)比較平緩的斜率逐漸鎖閉了晶體管以便限制過壓。也推薦過一些可得到這三種斜率的晶體管組裝方式但是該方案比較復(fù)雜。
在本發(fā)明中這三種斜率是利用安全可靠而成本又低的電路80實(shí)現(xiàn)的，它包括兩個(gè)電阻81和82，一個(gè)二極管83和一個(gè)電容器84，都表示在圖10上了。
該電路，從微控制器的控制輸出端到(在此是晶體管50的)晶體管控制端首先是三個(gè)并聯(lián)支路，分別帶有電阻82、二極管83以及電容器84，二極管83按照從微控制器10到晶體管50是通路的方式安裝；在這三個(gè)聯(lián)支路之后串聯(lián)了一個(gè)電阻80與晶體管50相連。
二極管83可在斜率上升過程中短路電阻82，其斜率則由電阻81確定，斜率變化很快。
就在開始下降時(shí)，電容器84使晶體管50柵極上的電壓很快下降，之后，電荷慢慢地通過電阻82排出，該電阻確定了曲線的最后斜率，二極管83被鎖閉。
折回點(diǎn)的位置是由晶體管50柵極的容量與電容器84的容量之間的比確定的。所得曲線接近于理想曲線并且已可能從實(shí)驗(yàn)上得到比通常所遇到的時(shí)間更短的轉(zhuǎn)換時(shí)間，同時(shí)又無明顯的過壓現(xiàn)象。
這里要指出的是，IGBT晶體管50和51每個(gè)都包括一個(gè)并聯(lián)的單向?qū)ǘO管。
在電壓為V的直流線路與地線之間，這里就是在兩個(gè)接線端A與B之間還可安裝圖8所示電路。
該電路有四個(gè)接線端，基中兩個(gè)相對(duì)供電方向來說是下游方的接線端連接到圖8所示的A和B端，也就是分別連接到每個(gè)與直流線相接的轉(zhuǎn)換器50的正極端A及地線端B。
該電路的其它兩個(gè)端C和D，在該電路的上游部分，連接到直流電壓源上和地線上(直流電壓源例如可以是安裝在三相饋電網(wǎng)上的整流器)。
該電路包括三個(gè)支路將并聯(lián)連接在帶有轉(zhuǎn)換器50和51的轉(zhuǎn)換支路上。
這三個(gè)支路中的兩個(gè)分別帶有電容器120和110，第三個(gè)支路串聯(lián)了晶體管130和電阻140。
帶有電容器110和120的兩個(gè)支路的兩個(gè)相應(yīng)接線端利用二極管150相互連接，該二極管是按照從電源向轉(zhuǎn)換支路的方向?yàn)橥☉B(tài)安裝的。
這兩個(gè)支路的兩個(gè)接線端還利用一個(gè)支路與二極管150并聯(lián)連接，該并聯(lián)支路上串聯(lián)一個(gè)場(chǎng)致發(fā)光二極管160和電阻170。
該場(chǎng)致發(fā)光二極管160是按著從轉(zhuǎn)換支路向直流電壓源方向成通態(tài)安裝。
對(duì)該場(chǎng)致發(fā)光二極管160起保護(hù)作用的齊納(zener)二極管與該發(fā)光二極管并聯(lián)連接，齊納二極管利用一個(gè)電阻從源極旁側(cè)與發(fā)光二極管連接。該電阻可限制齊納二極管中的電流。在齊納二極管的兩端可以安接一個(gè)補(bǔ)加電容器以便改善暫態(tài)電壓的功效。
借助該電路，當(dāng)電動(dòng)機(jī)處在制動(dòng)工作方式時(shí)，換句話說就是當(dāng)它成為發(fā)生器(發(fā)電器)時(shí)，向源極提供一定電流強(qiáng)度的信號(hào)，二極管150變成鎖閉狀態(tài)并且在場(chǎng)致發(fā)光二極管160中朝向源極方向重新形成電流，這對(duì)應(yīng)于兩個(gè)電容器110和120負(fù)載的變化。這時(shí)二極管160發(fā)光。
這里該二極管是一種與微控制器10光電耦合的二極管，它，響應(yīng)二極管160的發(fā)光，控制晶體管130的閉合，該晶體管把轉(zhuǎn)換支路的正極接線端接到了地線同時(shí)使電流通過電阻140。
在那種情況下該電阻140利用焦耳效應(yīng)消除了由馬達(dá)提供的能量。由于能量排除支路中的該轉(zhuǎn)換器130是由微控制器10控制的，這就可以控制其閉合的延續(xù)時(shí)間。因此，微控制器以制動(dòng)模式的探測(cè)方式閉合了轉(zhuǎn)換器130一定的時(shí)間，它超過了電流重新從源極流向馬達(dá)的那一瞬間。
這樣就可在頻繁變化方向的情況下避免了將損害晶體管的晶體管130頻率非常高的轉(zhuǎn)換。
有利的是，微控制器10在其與晶體管130相連的控制輸出端上，正好在該輸出端與該晶體管之間連接有一個(gè)緩沖電路80，它與安裝在微控制器10及負(fù)載74饋電轉(zhuǎn)換器50、51之間的電路80相類似。
此外，較有利地是在相對(duì)于轉(zhuǎn)換器130源極一側(cè)安裝一個(gè)電阻140而且還可有利地在安裝一個(gè)單向?qū)ǘO管與電阻140并聯(lián)，要安裝成從該電阻140遠(yuǎn)離正電壓饋電端的一個(gè)接線端導(dǎo)通流向直流電壓饋電端。
該電路組成了一個(gè)頻率變換器它又形成了一個(gè)三相發(fā)生器，采用該發(fā)生器轉(zhuǎn)子電阻的變化對(duì)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩沒有影響。旋轉(zhuǎn)是有規(guī)律的其中包括對(duì)于相當(dāng)于0.25Hz那樣低的頻率也是均勻有規(guī)律的。直流總線電壓只對(duì)最大頻率有影響。
本發(fā)明可以實(shí)施很經(jīng)濟(jì)的周期信號(hào)發(fā)生器，因?yàn)樗恍枰?jì)算機(jī)并且可靈活的采用集成的基于外部量的控制系統(tǒng)。
要產(chǎn)生的周期信號(hào)存儲(chǔ)在微控制器的內(nèi)存表中。微控制器向數(shù)字模擬變換器傳輸按一定規(guī)律間隔取樣的周期信號(hào)，該間隔與所要求的頻率成比例。
來自該變換器的模擬電壓加到一個(gè)比較器的輸入端。該比較器的第二個(gè)輸入端與發(fā)生信號(hào)的測(cè)量裝置連接。微控制器讀出比較結(jié)果而且如果所測(cè)信號(hào)小于期望的信號(hào)就啟動(dòng)或保持轉(zhuǎn)換。當(dāng)所測(cè)信號(hào)大于期望的信號(hào)時(shí)，微控制器就停止或保持不激勵(lì)轉(zhuǎn)換。因而轉(zhuǎn)換是按可變頻率進(jìn)行的并且是可變脈沖寬度的。它伺服于所得到的信號(hào)。其性能狀態(tài)的校正是自動(dòng)進(jìn)行的。
上述電路有利地是用于向感應(yīng)環(huán)饋電，它與該感應(yīng)環(huán)一起構(gòu)成了一種無接觸能源。一種裝置配備了可把磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)變成饋電電流的一些器件就能在無接觸的情況下提取這種能。上述電路有利的一種應(yīng)用是它們可以允許較容易的采用電流伺服，這在這類應(yīng)用中顯得特別有益。
根據(jù)一些變型方案，監(jiān)控電路，例如微控制器、比較器的低壓饋電(供電)都是直接或間接地利用斬波主直流電壓而得到的。
根據(jù)上述電路的另一些應(yīng)用，它們可用于給諸如纜線的長距產(chǎn)品卷繞馬達(dá)供電或用于向低壓直流饋電型馬達(dá)制動(dòng)器供電，該制動(dòng)器是利用斬波主直流電壓的方式供電的。
圖12上示出了該制動(dòng)器的安裝電路。這樣一種制動(dòng)器電路的組成有一個(gè)制動(dòng)線圈90，它安置在支路上的直流電壓源與地線之間，該支路串聯(lián)了該線圈90、電流傳感器91以及控制晶體管92。電流傳感器91向微控制器10提供一個(gè)指示通過線圈90電流值的信號(hào)，并且微控制器10控制晶體管92的轉(zhuǎn)換以便在線圈90中得到所希望的電流。這種電路有利的是與圖6電路相組合以便特別是當(dāng)直流源電壓中斷或下降時(shí)制動(dòng)馬達(dá)74。還要指出的是，該電路包含一個(gè)單向?qū)ǘO管，它是從線圈的下游點(diǎn)返回接到直流電壓源上，這就形成了還包括線圈90及傳感器91的環(huán)路。
這樣，該電路就可以當(dāng)供電網(wǎng)電壓受抑制時(shí)控制繞組線圈。在電纜繞線器的情況下，這就可以在出現(xiàn)過電壓之類的事故時(shí)保護(hù)電纜。
因此人們就可以保持控制直到與100V一樣的低電壓。
在感應(yīng)環(huán)饋電情況下前面所述的產(chǎn)品識(shí)別裝置還可以利用本發(fā)明的發(fā)生器與含有兩個(gè)電容板的負(fù)載配合起來制成。
本發(fā)明發(fā)生器還有利地用于使預(yù)先確定的電鍍鍍層用的電荷數(shù)量通過，或者是用于蓄電池充電。
發(fā)生器較有利的使用是，每次都必需伺服兩個(gè)電學(xué)量即電流強(qiáng)度或電壓中的一個(gè)并且測(cè)量第二個(gè)電學(xué)量可對(duì)圓滿結(jié)束某種處理例如蓄電池充電、電化學(xué)沉積等提供一個(gè)有用的信息，尤其是在直流電情況下的這一過程更是如此。
有利地是，使用發(fā)生器每次都必需伺服三個(gè)電學(xué)量即電流強(qiáng)度或電壓或頻率中的一個(gè)，并且測(cè)量一個(gè)或其它電學(xué)量對(duì)于恰當(dāng)結(jié)束利用周期電流的方法例如金屬識(shí)別可提供一種有利信息。
根據(jù)圖13所示的一種變型例，發(fā)生器給加長形的感應(yīng)環(huán)100供電，該感應(yīng)環(huán)利用其電磁場(chǎng)與一個(gè)或幾個(gè)接收器102耦合，這些接收器又與移動(dòng)體103連在一起，這些移動(dòng)體都是沿著平行于感應(yīng)環(huán)100長度方向安裝的。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)發(fā)生器它包括一個(gè)至少是一個(gè)基準(zhǔn)參考信號(hào)的發(fā)生器，它是由邏輯計(jì)算機(jī)(10)構(gòu)成的；至少一個(gè)斬波轉(zhuǎn)換開關(guān)器(50、51)；至少一個(gè)傳感器(70)可提取至少一個(gè)響應(yīng)于所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器(50、51)的轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的信號(hào)；至少一個(gè)比較器(30)用于輸出一個(gè)與所述至少一個(gè)提取信號(hào)及所述至少一個(gè)參考信號(hào)之間差有關(guān)的數(shù)值；以及一個(gè)所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器(50、51)的控制器(10)，其設(shè)置是為了在所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器(50、51)上輸出一個(gè)或多個(gè)控制電平，這個(gè)或這些電平隨著這個(gè)比較或這些比較的一個(gè)結(jié)果或多個(gè)結(jié)果而變化，其特征在于邏輯計(jì)算機(jī)帶有一個(gè)或多個(gè)輸入端可接收一個(gè)或多個(gè)比較的一種或多種結(jié)果，還帶有一個(gè)或多個(gè)輸出端，通過該一個(gè)或多個(gè)輸出端計(jì)算機(jī)向一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換器輸出一個(gè)或多個(gè)控制電平，特征還在于邏輯計(jì)算機(jī)被編程以為了在一些預(yù)定時(shí)刻更新一個(gè)(或多個(gè))控制電平，該控制電平是隨著所接收到的一個(gè)或多個(gè)比較結(jié)果而變化的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，邏輯計(jì)算機(jī)(10)被編程以為了更新以按有規(guī)律的時(shí)間間隔輸出的一個(gè)或多個(gè)控制電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，邏輯計(jì)算機(jī)(10)包括一個(gè)時(shí)鐘，按照該時(shí)鐘的時(shí)刻啟動(dòng)轉(zhuǎn)換器狀態(tài)的更新的裝置，特征還在于計(jì)算機(jī)包含一種裝置可連續(xù)地輸出一系列參考值作為參考信號(hào)，并且特征還在于可連續(xù)輸出參考值的裝置被編程以為了按時(shí)鐘尋址的方式從一個(gè)參考值轉(zhuǎn)到另一個(gè)參考值，該時(shí)鐘就是按其更新轉(zhuǎn)換器狀態(tài)的同一個(gè)時(shí)鐘。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，邏輯計(jì)算機(jī)包括一種裝置，它連續(xù)的可輸出一系列參考值作為參考信號(hào)，特征還在于這種裝置被設(shè)計(jì)為了按有規(guī)律的時(shí)間間隔輸出參考值。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，邏輯計(jì)算機(jī)包含一種裝置，它在計(jì)算機(jī)輸出端有規(guī)律地輸出一個(gè)參考值以便形成一個(gè)參考信號(hào)，這種裝置能夠在隨后的幾次輸出同一個(gè)參考值，特征還在于邏輯計(jì)算機(jī)包含一種裝置可起動(dòng)從一個(gè)參考值轉(zhuǎn)到下一個(gè)參考值作為要輸出的參考值，這后一種裝置被設(shè)計(jì)為根據(jù)計(jì)算機(jī)輸入端上接收的參考值起動(dòng)參考值的轉(zhuǎn)變。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，邏輯計(jì)算機(jī)帶有一種裝置，它用于計(jì)算在一個(gè)指定時(shí)間間隔中轉(zhuǎn)換器的指定狀態(tài)出現(xiàn)的次數(shù)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，邏輯計(jì)算機(jī)(10)包括一種裝置用于確定一個(gè)時(shí)間間隔，在此時(shí)間間隔中出現(xiàn)指定次數(shù)的轉(zhuǎn)換器(50、51)的指定狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)生器，其特征在于，計(jì)算機(jī)帶有一種裝置用于計(jì)算在一個(gè)周期上出現(xiàn)轉(zhuǎn)換器指定狀態(tài)的次數(shù)，該周期對(duì)應(yīng)于出現(xiàn)預(yù)先確定的一部分參考信號(hào)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器，其特征在于，邏輯計(jì)算機(jī)(10)包含一種裝置，它有規(guī)律地在計(jì)算機(jī)的一個(gè)輸出端上輸出一個(gè)參考值以便形成一個(gè)參考信號(hào)，還有一個(gè)時(shí)鐘，還包含一個(gè)比特位串，一個(gè)數(shù)字值存儲(chǔ)在該比特位串中，還含有一種裝置可按照時(shí)鐘有規(guī)律的使該數(shù)字值遞增，還包括一種裝置用于根據(jù)邏輯計(jì)算機(jī)輸入端上接收的值確定要有規(guī)律地施加的增量值，計(jì)算機(jī)另外還帶有一種裝置用于在每個(gè)比特位串中一個(gè)預(yù)定比特位改變狀態(tài)時(shí)起動(dòng)一個(gè)參考值轉(zhuǎn)到下一個(gè)參考值作為要輸出的參考值。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器，其特征在于，在邏輯計(jì)算機(jī)(10)輸出端處，它還帶有至少一個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(20、21)并且，在該轉(zhuǎn)換器(20、21)的輸出端處，有一個(gè)比較器(30)可在其第一個(gè)輸入端接收該轉(zhuǎn)換器(20、21)的輸出信號(hào)，而在其第二個(gè)輸入端接收提取信號(hào)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的發(fā)生器，其特征在于，它帶有兩個(gè)數(shù)字/模擬變換器(20、21)都安置在邏輯計(jì)算機(jī)(10)的輸出端處，其中一個(gè)變換器(20)從邏輯計(jì)算機(jī)(10)接收一個(gè)數(shù)字值用來確定參考曲線振幅，而另一個(gè)變換器(21)從邏輯計(jì)算機(jī)(10)接收一個(gè)點(diǎn)序列用來確定參考曲線的形狀，另一個(gè)數(shù)字/模擬變換器(21)還從第一個(gè)變換器(20)接收振幅值，在將其傳輸?shù)奖容^器(30)之前把它加到曲線上。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器，其特征在于，它帶有幾個(gè)饋電支路(50、51)，每個(gè)支路都帶有至少一個(gè)分別由邏輯計(jì)算機(jī)(10)控制的轉(zhuǎn)換器，還至少有一個(gè)比較器(30)可在參考信號(hào)與所考慮的一個(gè)支路(50、51)上的提取信號(hào)之間進(jìn)行比較，比較的結(jié)果通過邏輯計(jì)算機(jī)(10)用于控制所考慮支路的轉(zhuǎn)換器狀態(tài)。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的發(fā)生器，其特征在于，它包括一些裝置(10、20、21)用于在所述至少一個(gè)比較器(30)上產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，其形式是一序列交錯(cuò)的間隔，它們對(duì)應(yīng)于幾個(gè)參考信號(hào)并且每個(gè)參考信號(hào)又對(duì)應(yīng)一個(gè)支路，特征還在于邏輯計(jì)算機(jī)(10)被設(shè)計(jì)為對(duì)于控制所考慮的支路來說針對(duì)下列時(shí)間間隔才計(jì)算比較結(jié)果，在這些時(shí)間間隔中比較器(30)接收對(duì)應(yīng)于該支路(50、51)的參考信號(hào)的間隔。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)并且與權(quán)利要求6、權(quán)利要求7或權(quán)利要求8相配合的所述的發(fā)生器，其特征在于已轉(zhuǎn)換的信號(hào)和參考信號(hào)每個(gè)都表示一個(gè)各自的量，其中有處在發(fā)生器輸出端負(fù)載(74)中的電壓和電流強(qiáng)度，而且特征還在于發(fā)生器帶有一種裝置，用于根據(jù)在轉(zhuǎn)換器(50、51)一個(gè)指定時(shí)間間隔中指定狀態(tài)的出現(xiàn)次數(shù)，或者根據(jù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)指定狀態(tài)出現(xiàn)指定次數(shù)所必需的測(cè)量時(shí)間間隔，提供對(duì)在轉(zhuǎn)換器(50、51)所轉(zhuǎn)換的電流強(qiáng)度或電壓以及參考電流強(qiáng)度或電壓之間的畸變的指示或檢測(cè)。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器，其特征在于轉(zhuǎn)換器(50、51)被設(shè)計(jì)成可安置在電壓源與地線之間，并且將與該電壓源及地線之間的第一個(gè)負(fù)載相關(guān)，特征還在于發(fā)生器包含一個(gè)電壓源與地線之間的補(bǔ)充轉(zhuǎn)換器(130)，它與耗能負(fù)載相關(guān)，還包括一個(gè)由二極管構(gòu)成的電流傳感器(160)，用于探測(cè)從所述第一個(gè)負(fù)載(74)輸出的并且正好與發(fā)生器產(chǎn)生的電流相反的電流，還包括一種裝置用于當(dāng)探測(cè)到這種反向電流時(shí)起動(dòng)補(bǔ)充性轉(zhuǎn)換器(130)的轉(zhuǎn)換，以使得電流在耗能負(fù)載中流通，這些探測(cè)及起動(dòng)裝置包含邏輯計(jì)算機(jī)(10)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)生器，其特征在于所述反向電流的探測(cè)裝置包括電流傳感器(160)，它是一種光電耦合二極管，與邏輯計(jì)算機(jī)(10)耦合。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的發(fā)生器，其特征在于，起動(dòng)裝置是邏輯計(jì)算機(jī)(10)，它被設(shè)計(jì)為生成參考曲線。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器，其特征在于它包括第一個(gè)二極管(150)按照從電壓源向饋電轉(zhuǎn)換器(50、51)導(dǎo)通安裝，特征還在于電流傳感器(160)是一個(gè)射極二極管按照從饋電轉(zhuǎn)換器(50、51)向電壓源方向與該第一個(gè)二極管(150)并聯(lián)安裝。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器，其特征在于，它包括一個(gè)二極管(150)從電壓源到轉(zhuǎn)換器(50、51)為通態(tài)安裝，還包括兩個(gè)電容器(110、120)它們各自的第一個(gè)接線端都與二極管(150)各自的接線端相連接，并且它們的第二個(gè)接線端接到地線。
20.一種設(shè)備，包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)該電動(dòng)機(jī)的饋電發(fā)生器，其特征在于，該發(fā)生器是根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，它包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)制動(dòng)器(90、91、92)，特征還在于邏輯計(jì)算機(jī)(10)被設(shè)計(jì)為用于根據(jù)至少一個(gè)響應(yīng)所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的信號(hào)控制該制動(dòng)器(90、91、92)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器是一個(gè)電流測(cè)量裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22與權(quán)利要求6或7相組合的所述的設(shè)備，其特征在于，計(jì)算機(jī)包括一種裝置用于從在一定時(shí)間間隔中感應(yīng)制動(dòng)的激發(fā)態(tài)的出現(xiàn)次數(shù)或從該激發(fā)態(tài)出現(xiàn)一定的次數(shù)所需的時(shí)間間隔推斷出該制動(dòng)的正常運(yùn)行情況，并且輸出一個(gè)指示該正常運(yùn)行的信號(hào)。
24.一種長距產(chǎn)品的繞組裝置，它包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)(74)和一個(gè)該電機(jī)的饋電發(fā)生器，其特征在于發(fā)生器是根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器。
25.一種感應(yīng)制動(dòng)裝置，包括一個(gè)感應(yīng)元件和一個(gè)該感應(yīng)元件的饋電發(fā)生器，其特征在于發(fā)生器是根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器。
26.一種發(fā)生裝置，它包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的發(fā)生器和一個(gè)感應(yīng)環(huán)(100)，它連接在發(fā)生器的輸出端并且將用于以交變磁場(chǎng)的方式給裝置(102、103)供電，此裝置配備有響應(yīng)該交變磁場(chǎng)的電流發(fā)生器。
27.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，它包括一個(gè)加長形狀的感應(yīng)環(huán)(100)，用于利用其電磁場(chǎng)與一個(gè)或多個(gè)接收器(102)耦合，這些接收器與一些移動(dòng)體(103)連接在一起，這些移動(dòng)體都平行于感應(yīng)環(huán)(100)沿著其長度方向移動(dòng)。
28.一種探測(cè)所選擇類型物體的存在的裝置，它包括一個(gè)感應(yīng)環(huán)(74)、感應(yīng)環(huán)(74)的饋電裝置(10、50、51)以及探測(cè)裝置(10)可探測(cè)感應(yīng)環(huán)(74)的兩接線端之間由于響應(yīng)在該環(huán)(74)前存在的一些物體而造成的感應(yīng)變化，饋電裝置和探測(cè)裝置都是由根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)生裝置構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信號(hào)發(fā)生器它包括一個(gè)至少是一個(gè)基準(zhǔn)參考信號(hào)的發(fā)生器，它是由邏輯計(jì)算機(jī)(10)構(gòu)成的；至少一個(gè)斬波轉(zhuǎn)換開關(guān)器(50、51)；至少一個(gè)傳感器(70)可提取至少一個(gè)響應(yīng)于所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器(50、51)的轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的信號(hào)；至少一個(gè)比較器(30)用于輸出一個(gè)與所述至少一個(gè)提取信號(hào)及所述至少一個(gè)參考信號(hào)之間差有關(guān)的數(shù)值；以及一個(gè)所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器(50、51)的控制器(10)，其設(shè)置是為了在所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器(50、51)上輸出一個(gè)或多個(gè)控制電平，這個(gè)或這些電平隨著這個(gè)比較或這些比較的一個(gè)結(jié)果或多個(gè)結(jié)果而變化，其特征在于邏輯計(jì)算機(jī)帶有一個(gè)或多個(gè)輸入端可接收一個(gè)或多個(gè)比較的一種或多種結(jié)果，還帶有一個(gè)或多個(gè)輸出端，通過該一個(gè)或多個(gè)輸出端計(jì)算機(jī)向一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換器輸出一個(gè)或多個(gè)控制電平，特征還在于邏輯計(jì)算機(jī)被編程以為了在一些預(yù)定時(shí)刻更新一個(gè)(或多個(gè))控制電平，該控制電平是隨著所接收到的一個(gè)或多個(gè)比較結(jié)果而變化的。
文檔編號(hào)H02M3/157GK1618163SQ00818588
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2000年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月23日
發(fā)明者吉列斯·拉庫爾 申請(qǐng)人:德拉紹股份有限公司