PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LA POSICIÓN ANGULAR DE UN EJE DE ACCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONMUTADO.

Procedimiento para determinar la posición angular de un eje de accionamiento de un motor de corriente continua conmutado mediante el análisis del rizado contenido en la corriente de inducido,

realizándose en dicho procedimiento la corrección de la cuenta de los rizos en el caso de rizos fallidos o de rizos dobles caracterizado porque después de la detección de un rizo de corriente en un instante (t0), en un instante posterior o en varios instantes posteriores (t1...n), siendo el intervalo de tiempo entre cada instante posterior (t1...n) y el instante de la detección anterior (t0) de un rizo de corriente, inferior al período del rizado de corriente, se calcula el ángulo de giro recorrido desde el instante (t0) de la detección del rizo de corriente y el instante esperado (tR) para la detección del rizo de corriente siguiente, a partir de los datos característicos actuales de la corriente y del motor, y de modo que se realiza una corrección del resultado de la cuenta de rizos de corriente en el caso de que haya una coincidencia insuficiente entre el instante esperado (tR) a partir del cálculo y el instante de la detección efectiva de un rizo de corriente

La invención se refiere a un procedimiento para determinar la posición angular de un eje de accionamiento de un motor de corriente continua conmutado mediante el análisis del rizado contenido en la corriente de inducido, realizándose en dicho procedimiento la corrección de la cuenta de los rizos en el caso de rizos fallidos o de rizos dobles. 5

La señal de corriente de inducido de un motor de corriente continua comprende una componente continua y una componente alterna superpuesta con la componente continua. Cuando funciona el motor de corriente continua, la componente alterna se genera por la interacción entre el imán (el campo), el devanado del inducido y el conmutador del motor de corriente continua. Esto se manifiesta por una breve variación de la tensión inducida de lo que resulta la ondulación de la señal de corriente de inducido. Los picos de corriente 10 contenidos en la señal de corriente de inducido – llamados a continuación rizos de corriente – y generados del modo descrito aparecen en una revolución del inducido con una frecuencia que depende del número de delgas del colector. Por ejemplo, si el colector de inducido tiene diez delgas, entonces se encontrarán 10 rizos en la señal de salida del inducido. La cuenta de los rizos puede proporcionar información sobre la posición angular actual del inducido del motor de corriente continua y de este modo sobre la del elemento accionado por el mismo 15 dentro de su intervalo de movimiento predeterminado. Con este objeto y para poder realizar la cuenta correspondiente, se digitaliza la señal analógica del inducido.

Durante el funcionamiento de un motor de corriente continua, puede ocurrir especialmente bajo carga, que los rizos de corriente contenidos en la señal de corriente de inducido aparezcan distorsionados, manifestándose esta distorsión a través de dos picos de corriente. Estos picos de corriente se conocen como 20 rizos dobles. Como consecuencia de la digitalización de una señal de corriente de inducido de este tipo, debido a esta distorsión, en lugar de registrarse un pico de corriente en esta posición, se detecta una señal de rizos de corriente con dos rizos. La cuenta de este rizo doble conduce a una determinación errónea de la posición del elemento accionado. Lo mismo vale para la ausencia de un rizo de corriente cuando el eje está efectivamente girando, lo que en este caso se denomina rizo fallido. Estos errores están condicionados por el conmutador y no 25 se pueden eliminar si no es mediante un procesado de la señal de corriente de inducido.

Se conoce por el documento DE 197 29 238 C1 una medida correctiva según la cual la ausencia de un rizo de corriente esperado se corrige en la cuenta únicamente cuando el rizo esperado no se detecta dentro de un intervalo de tolerancia alrededor del instante esperado. El intervalo de tolerancia está fijado previamente. En el procedimiento conocido por este documento, el instante calculado para el siguiente punto de conmutación más 30 probable se amplía en la magnitud del intervalo de tolerancia. De este modo los rizos de corriente que no aparecen en o antes del instante calculado se reconocen como rizos fallidos, únicamente cuando además no se detecta un rizo de corriente dentro del intervalo de tolerancia. Con este procedimiento es posible una detección de rizos satisfactoria en el caso de un funcionamiento estacionario o casi estacionario del motor de corriente continua, en el que los rizos fallidos o dobles se corrigen correspondientemente. Si se detecta un rizo de 35 corriente después del límite superior del intervalo de tolerancia, el sistema concluye que no ha aparecido el rizo de corriente por fallo y el resultado de la cuenta se corrige correspondientemente. Sin embargo, durante el funcionamiento de un motor eléctrico de corriente continua pueden aparecer modos de funcionamiento en los cuales la duración del periodo del rizado de corriente aumenta de forma brusca. Un modo de funcionamiento de este tipo aparece por ejemplo cuando el aumento del momento de carga tiene forma de salto, por ejemplo 40 porque el motor eléctrico trabaja contra un tope. Puesto que en una situación de este tipo el rizo de corriente se detecta después de concluido el intervalo de tolerancia, el sistema realiza una falsa corrección de la cuenta. En consecuencia la determinación de la posición del inducido es falsa. Si se repiten sucesos de este tipo el resultado final se falsea de forma creciente.

Se conoce por el documento DE 198 34 108 A1 un procedimiento para la determinación del número de 45 vueltas en motores eléctricos a partir de los rizos de corriente. En este procedimiento se determina un intervalo de tiempo dentro del cual se ha de detectar el rizo siguiente. El tamaño de este intervalo de tiempo a explorar se determina en función del rizo detectado anteriormente, por ejemplo usando para el cálculo la distancia entre los dos últimos rizos detectados. En el caso de que falte un rizo ya no es posible el cálculo del siguiente intervalo pues falta la distancia temporal, es decir a medida que aumenta el número de rizos fallidos aumenta la 50 imprecisión, pues se ha de recurrir a la distancia temporal entre rizos muy anteriores.

Partiendo del estado de la técnica comentado, el objeto de la invención consiste en desarrollar el anterior procedimiento explicado al inicio de tal modo que se evite la interpretación errónea de los rizos fallidos del estado de la técnica anterior, o por lo menos que la reduzca ampliamente.

Según la invención este objeto se consigue de modo que después de la detección de un rizo de 55 corriente en un instante, en un instante posterior o en varios instantes posteriores, siendo el intervalo de tiempo entre cada instante posterior y el instante de la detección anterior de un rizo de corriente, inferior al período del rizado de corriente, se calcula el ángulo de giro recorrido desde el instante de la detección del rizo de corriente y el instante esperado para la detección del rizo de corriente siguiente, a partir de los datos característicos actuales de la corriente y del motor, y de modo que se realiza una corrección del resultado de la cuenta de rizos de 60 corriente en el caso de que haya una coincidencia insuficiente entre el instante esperado a partir del cálculo y el instante de la detección efectiva de un rizo de corriente.

En el procedimiento según la invención se calcula el ángulo de giro recorrido entre el instante de la última detección de un rizo y el instante actual, a partir de los datos característicos actuales de la corriente y del motor en uno o en varios instantes después de una primera detección de un rizo de corriente y antes de la detección de otro rizo de corriente. Puesto que se conoce el recorrido angular que falta hasta la próxima detección de un rizo de corriente, y dado que a partir de los datos característicos del motor se conoce la distancia 5 angular entre dos rizos de corriente sucesivos, es posible determinar el instante esperado para la próxima detección de un rizo de corriente mediante los datos característicos del motor, por ejemplo la velocidad de giro o la aceleración angular. Únicamente en el caso de que la coincidencia entre el instante esperado por cálculo y el instante de la detección efectiva del rizo de corriente no coincidan suficientemente, se corrige el resultado de la cuenta consecuentemente. El cálculo puede realizarse en cada instante del muestreo digital de la señal 10 analógica de la corriente del inducido. En el cálculo entran regularmente los datos del motor actuales, de manera que las variaciones del estado de funcionamiento que se producen transitoriamente se toman en cuenta inmediatamente y por ejemplo, cuando el motor funciona contra un tope, como es el caso de un atrape al utilizar el motor de corriente continua como elevalunas, se produce un desplazamiento del instante esperado para la próxima detección de un rizo. Mediante el procedimiento reivindicado se realiza casi una prueba de plausibilidad 15 del rizo de corriente detectado efectivamente. En el caso de un rizo de corriente fallido, el instante esperado por cálculo para la detección del siguiente rizo de corriente está tan naturalmente separado del instante de la detección efectiva del rizo de corriente siguiente, que se corrige consecuentemente el resultado de la cuenta de rizos. Lo mismo se aplica cuando aparecen rizos dobles.

Fundamentalmente, el procedimiento descrito no precisa trabajar necesariamente con un valor de 20 tolerancia, mediante el cual deban compensarse las variaciones del estado de funcionamiento dentro de un periodo de rizado, en particular no es necesario cuando el cálculo se realiza al ritmo...

1. Procedimiento para determinar la posición angular de un eje de accionamiento de un motor de corriente continua conmutado mediante el análisis del rizado contenido en la corriente de inducido, realizándose en dicho procedimiento la corrección de la cuenta de los rizos en el caso de rizos fallidos o de rizos dobles caracterizado porque después de la detección de un rizo de corriente en un instante (t0), en un instante posterior o en varios 5 instantes posteriores (t1...n), siendo el intervalo de tiempo entre cada instante posterior (t1...n) y el instante de la detección anterior (t0) de un rizo de corriente, inferior al período del rizado de corriente, se calcula el ángulo de giro recorrido desde el instante (t0) de la detección del rizo de corriente y el instante esperado (tR) para la detección del rizo de corriente siguiente, a partir de los datos característicos actuales de la corriente y del motor, y de modo que se realiza una corrección del resultado de la cuenta de rizos de corriente en el caso de que haya 10 una coincidencia insuficiente entre el instante esperado (tR) a partir del cálculo y el instante de la detección efectiva de un rizo de corriente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los instantes del muestreo de la señal analógica de la corriente de inducido del motor de corriente continua se corresponden con los instantes (t1…n) siguientes al instante (t0) de una detección de rizo de corriente para el cálculo del ángulo de giro recorrido y del 15 instante esperado para la siguiente detección de un rizo.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó la 2, caracterizado porque el instante calculado para la siguiente detección esperada de un rizo forma parte de un intervalo de tolerancia que lo contiene.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque a medida que aumenta el intervalo de tiempo entre el instante del cálculo (t1…n) y el instante anterior (t0) de la última detección de un rizo de corriente, el 20 intervalo de tolerancia del instante calculado para la siguiente detección esperada de un rizo de corriente se hace más pequeño

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado porque este procedimiento se aplica en el caso de que se detecte una variación de corriente que sobrepase una medida definida, mientras que en el funcionamiento estacionario o casi estacionario del motor de corriente continua, después de una detección 25 de un rizo de corriente, se calcula el instante para la siguiente detección esperada de un rizo de corriente, estando comprendido dicho instante calculado dentro de un intervalo de tolerancia, y la amplitud del intervalo de tolerancia que se extiende a un lado y al otro del instante para la detección esperada de un rizo de corriente, intervalo dentro del cual no se precisa una corrección del resultado de la cuenta, se adapta dinámicamente a las condiciones de funcionamiento variables del motor de corriente continua. 30

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el intervalo de tolerancia se ajusta en función de la magnitud de una modificación del valor medio de la señal de corriente de inducido, aumentando el intervalo de tolerancia cuando crece el valor medio y disminuyendo cuando disminuye el valor medio.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque en el tratamiento del valor medio de la señal de corriente de inducido se toma en cuenta un intervalo de tiempo constante que precede al instante actual. 35

8. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque en el tratamiento del valor medio de la señal de corriente de inducido se toma en cuenta un intervalo de tiempo que precede al instante actual y de amplitud ajustable en función del estado de funcionamiento del motor de corriente continua.

9. Procedimiento según la reivindicación 7 ó la 8, caracterizado porque un ajuste de la amplitud del intervalo de tolerancia se realiza por pasos. 40