MECANISMO DE CONTROL CON UN MOTOR ELÉCTRICO Y UN DISPOSITIVO DE REGULACIÓN PARA LA REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD ANGULAR DE UN MOTOR ELÉCTRICO.

Mecanismo de control con un motor eléctrico (1) para accionar un actuador (5) entre dos posiciones finales utilizables (H0,

H100), y un dispositivo de regulación para la regulación de la velocidad angular del motor eléctrico (1) a través de un bucle de regulación cerrado (80, 61, 63, 8), con lo que el mecanismo de control (60) es accionado a través de una unidad de conmutación (81) en un primer modo de servicio o en un segundo modo de servicio, a elección, y con lo que el dispositivo de regulación (80) regula la velocidad angular a un primer valor nominal (ωSN) en el primer modo de servicio y a un segundo valor nominal (ωSL) en el segundo modo de servicio, con lo que el primer valor nominal (ωSN) se encuentra determinado, considerando un aumento de la fuerza de accionamiento, de manera tal, que el consumo de energía es mínimo al accionar el actuador desde una primera posición final a una segunda posición final y con lo que el segundo valor nominal (ωSL) es menor que el primer valor nominal (ωSN) y se encuentra determinado de manera tal, que un nivel de ruido (L) generado por el mecanismo de control en el segundo modo de servicio es menor que en el primer modo de servicio

La presente invención hace referencia a un mecanismo de control para accionar un actuador conforme al concepto genérico de la reivindicación 1. 5

Un mecanismo de control conforme a la presente invención es eficiente en cuanto a energía y silencioso, y es ventajoso para accionar una válvula en la técnica de calefacción, ventilación, refrigeración y climatización. Con el mecanismo de control se puede controlar a distancia, especialmente, una válvula de radiador.

Válvulas para agua caliente controlables a distancia se conocen, por ejemplo, de la DE2800704A, DE2952695A y DE4221094A. 10

De la WO99/15822A1 se conoce un mecanismo de control para una válvula de termostato en la que se puede regular la velocidad angular de un motor eléctrico.

Para el ámbito doméstico, especialmente dormitorios, los mecanismos de control se deben diseñar de manera tal, que estos funcionen con el menor ruido posible. Los mecanismos de control inalámbricos controlados a distancia generalmente son operados con una batería, cuya sustitución se encuentra relacionada con interrupciones 15 de servicio y costes. Por ello, se debe minimizar el requerimiento de energía en un mecanismo de control controlado a distancia.

Es objeto de la presente invención, crear un mecanismo de control inalámbrico controlable a distancia que sea eficiente en cuanto a energía y trabaje silenciosamente y, por ello, también se pueda utilizar en el ámbito doméstico. 20

El objeto mencionado es resuelto, conforme a la invención, por las características de la reivindicación 1.

Diseños ventajosos resultan de las reivindicaciones dependientes.

A continuación se describen ejemplos de ejecución de la presente invención con ayuda de los dibujos.

Estos muestran:

Fig. 1 un diagrama de bloques de un dispositivo de regulación y control de un mecanismo de control, 25

Fig. 2 un esquema de bloques del modo de funcionamiento de un módulo propulsor de un motor,

Fig. 3 estados de un actuador,

Fig. 4 un diagrama para el recorrido de una fuerza de accionamiento,

Fig. 5 un módulo de cálculo para calcular la fuerza de accionamiento,

Fig. 6 un esquema de bloques para la representación de una asignación optimizada de energía en el 30 mecanismo de control alimentado a batería,

Fig. 7 un esquema de bloques del modo de funcionamiento del mecanismo de control, y

Fig. 8 una variante del mecanismo de control.

En la fig. 1 se encuentra identificado con 1 un motor eléctrico que se encuentra acoplado, mediante un engranaje 2, con un elemento de transformación 3. Un momento de giro MM generado por el motor eléctrico 1 es 35 transformado por el engranaje 2 en un momento de accionamiento MA transferido al elemento de transformación 3. El elemento de transformación 3 transforma un movimiento de giro generado por el motor eléctrico 1 en un movimiento longitudinal con una carrera H. A través de movimiento longitudinal, un alzaválvulas 4 actúa con una fuerza de accionamiento F sobre un actuador 5. El actuador 5 es aquí una válvula con un cuerpo de cierre sobre el que actúa el alzaválvulas 4. Normalmente, la válvula es una válvula de regulación continua en un circuito de agua 40 caliente o refrigerante, por ejemplo una válvula de radiador.

El motor eléctrico 1 es alimentado por un módulo propulsor de motor 7 conectado con una fuente de tensión 6.

En el engranaje 2 se encuentra dispuesto un dispositivo sensor 8 para el registro de un movimiento de giro. Una señal s generada por el dispositivo sensor 8 es conducida, por ejemplo, a un módulo de cálculo 9. De manera 45 ventajosa, en el módulo de cálculo 9 se generan, con ayuda de la señal s, una señal de velocidad angular ω y una señal de posición p.

Un dispositivo de regulación de un mecanismo de control para el actuador 5 presenta un bucle de regulación cerrado interno y, de manera ventajosa, también un bucle de regulación cerrado externo. El bucle de regulación interno conduce, desde el dispositivo sensor 8 a través de la señal de velocidad angular ω transformada 50

por el módulo de cálculo 9 y una primera unidad de comparación 10 a través de un primer módulo de regulación 11, hacia el módulo propulsor del motor 7. El bucle de regulación externo conduce, desde el dispositivo sensor 8 a través de la señal de posición p transformada por el módulo de cálculo 9 y una segunda unidad de comparación 12 a través de un segundo módulo de regulación 13, hacia la primera unidad de comparación 10, y desde allí a través del primer módulo de regulación 11, hacia el módulo propulsor del motor 7. De manera ventajosa, en la segunda unidad 5 de comparación 12 se ingresa, como magnitud de referencia, una señal de posición nominal ps del elemento de control.

En un ejemplo de ejecución ventajoso del mecanismo de control, el motor eléctrico 1 es un motor de corriente continua y el módulo de propulsión del motor 7 presenta una unidad de propulsión 20 (fig. 2) y una conexión en puente 21, que se encuentra en la tensión de la batería UB, para la activación del motor eléctrico 1. 10 Cuatro interruptores eléctricos 22, 23, 24 y 25 de la conexión en puente 21 se pueden activar desde la unidad de propulsión 20. A través de correspondientes estados de los cuatro interruptores 22, 23, 24 y 25 se pueden controlar, desde la unidad de propulsión 20, la duración y la polaridad de una corriente IM a través del motor eléctrico 1. De manera ventajosa, la unidad de propulsión 20 se puede activar mediante una señal de control.

La señal de control m es, por ejemplo, una señal cuya duración de pulso es modulada por el primer módulo 15 de regulación 11.

La unidad de propulsión 20 es, por ejemplo, un módulo integrado, mientras que los interruptores eléctricos 22, 23, 24 y 25 se encuentran realizados, por ejemplo, mediante transistores de efecto de campo MOS.

Básicamente, el módulo de propulsión del motor 7 se debe adecuar en su construcción a un tipo de motor seleccionado, con lo que de acuerdo a las exigencias que se realizan al mecanismo de control se selecciona un tipo 20 de motor adecuado y, por ejemplo, en lugar de la conexión en puente 21 se implementa un circuito electrónico de conmutación adecuado al tipo de motor.

El actuador 5 representado de manera simplificada en las fig. 3a, 3b y 3c es, por ejemplo, una válvula con un cuerpo de cierre 30 que puede ser utilizada como elemento de control y que puede ser desplazada, a través del alzaválvulas 4 y contra la fuerza de un resorte 31, hacia un asiento de la válvula 32. De acuerdo a la dirección de 25 giro de un husillo de accionamiento 33 del motor eléctrico 1, el alzaválvulas 4 se puede desplazar hacia un lado y el otro sobre un eje longitudinal 34 del cuerpo de cierre 30. El elemento de transformación 3 es, en este caso, una rosca externa 35 conformada en el alzaválvulas 4 y en conexión con una rosca interna conformada en una rueda de engranaje 36.

En la fig. 3a la válvula se encuentra representada en estado abierto, el cuerpo de cierre 30 se encuentra 30 entonces en una primera posición final, el flujo posible q para un fluido es del 100%. También el alzaválvulas 4 se encuentra en una posición final, con lo que entre el alzaválvulas 4 y el cuerpo de cierre 30 se forma un espacio de aire 37. Especialmente si el accionamiento de la válvula se puede montar como accionamiento universal en diferentes tipos de válvula, las posiciones finales que pueden alcanzar individualmente el cuerpo de cierre y el accionamiento de la válvula no van a coincidir exactamente. De manera ventajosa, después del montaje se definen, 35 en un procedimiento de calibración, posiciones finales comunes para el accionamiento de válvula y el cuerpo de cierre, y de manera ventajosa se almacenan en un modelo de carrera en el mecanismo de control.

En la fig. 3b el alzaválvulas 4 actúa, con una fuerza de accionamiento FB, sobre el cuerpo de cierre 30, que en el estado representado se apoya en el asiento de la válvula 32. En este estado el flujo q es casi del 0%, la válvula se encuentra prácticamente cerrada. 40

En el estado de la válvula representado en la fig. 3c el alzaválvulas 4 actúa con una mayor fuerza de accionamiento FC, respecto al estado representado en la fig. 3b, sobre el cuerpo de cierre 30, de manera... [Seguir leyendo]

1. Mecanismo de control con un motor eléctrico (1) para accionar un actuador (5) entre dos posiciones finales utilizables (H0, H100), y un dispositivo de regulación para la regulación de la velocidad angular del motor eléctrico (1) a través de un bucle de regulación cerrado (80, 61, 63, 8),

con lo que el mecanismo de control (60) 5

es accionado a través de una unidad de conmutación (81) en un primer modo de servicio o en un segundo modo de servicio, a elección, y

con lo que el dispositivo de regulación (80) regula la velocidad angular a un primer valor nominal (ωSN) en el primer modo de servicio y a un segundo valor nominal (ωSL) en el segundo modo de servicio,

con lo que el primer valor nominal (ωSN) se encuentra determinado, considerando un aumento de la fuerza de 10 accionamiento, de manera tal, que el consumo de energía es mínimo al accionar el actuador desde una primera posición final a una segunda posición final y con lo que el segundo valor nominal (ωSL) es menor que el primer valor nominal (ωSN) y se encuentra determinado de manera tal, que un nivel de ruido (L) generado por el mecanismo de control en el segundo modo de servicio es menor que en el primer modo de servicio.

2. Mecanismo de control conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque 15

el mecanismo de control (60) presenta una unidad transceptora (65) para la comunicación inalámbrica con un aparato (70) separado del mecanismo de control (60), y, porque la unidad de conmutación (81) del mecanismo de control (60) se puede controlar desde el aparato (70) separado.

3. Mecanismo de control conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

el modo de servicio del mecanismo de control (60) se puede controlar, dependiendo de la hora, a través de un 20 control de temporización (84).

4. Mecanismo de control conforme a la reivindicación 3, caracterizado porque el modo de servicio del mecanismo de control (60) se puede controlar a distancia a través de una conexión por radio.

5. Mecanismo de control conforme a la reivindicación 4, caracterizado porque el control de temporización (84) presenta una estructura temporal diaria. 25

6. Mecanismo de control conforme a la reivindicación 4, caracterizado porque el control de temporización (84) presenta una estructura temporal semanal.

“Siguen 6 páginas de dibujos”