DISPOSITIVO PARA ALIMENTACIÓN DE UN SERVO ACCIONAMIENTO CONTROLADO SIN CABLES.

Dispositivo para la alimentación de un servo accionamiento controlado sin cables La invención se refiere a un dispositivo para la alimentación de un servo accionamiento controlado sin cables de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Tales dispositivos se emplean con ventaja en accionamientos de válvulas accionados con batería, controlados sin cables, por ejemplo en una válvula de radiador controlada por radio. Los servo accionamientos controlados sin cables son accionados de manera más ventajosa como aparato isla, lo que significa aquí, equipar tales servo accionamientos también localmente con una fuente de energía eléctrica, en general, con una batería. Se conoce alimentar aparatos sin hilos con energía. Así, por ejemplo, en el documento DE 28 00 704 A se propone equipar un servo accionamiento de válvula con un receptor de ultrasonido y alimentar al servo accionamiento de válvula también energía para la carga de una batería c través de ultrasonido por medio de una red de tuberías. Se conoce a partir del documento US 2004/0222767 A1 un convertidor de corriente continua a corriente alterna para un motor de vehículo. Para la consecución de una separación galvánica entre una parte de alta tensión y una parte de baja tensión, un microordenador de comunicaciones y un microordenador de control están conectados a través de un optoacoplador que actúa como separación galvánica. En un accionamiento, la necesidad de energía, que se requiere para movimientos, es, en general, esencialmente mayor que la energía que debe aplicarse para una comunicación de datos sin cables con un entorno del sistema. En particular, en un accionamiento, en el que en lugar de una alimentación de energía eléctrica por cable a través de una alimentación de energía o a través de un bus de datos- se emplea una batería, resulta la necesidad de tratar de forma ahorradora la energía acumulada en la batería, para realizar un cambio de la batería lo más escasamente posible. La invención tiene el cometido de crear un servo accionamiento controlado sin hilos y alimentado con una batería, cuyo consumo de energía está optimizado. El cometido mencionado se soluciona de acuerdo con la invención por medio de las características de la reivindicación 1. Las configuraciones ventajosas se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes. En este caso: La figura 1 muestra un diagrama de bloques de una instalación de regulación y de control de un servo accionamiento. La figura 2 muestra un diagrama de bloques sobre el modo de funcionamiento de un módulo de excitación de motor. La figura 3 muestra estados de un elemento regulador. La figura 4 muestra un diagrama sobre el desarrollo de una fuerza reguladora. La figura 5 muestra un módulo de cálculo para el cálculo de la fuerza reguladora, y La figura 6 muestra otro diagrama de bloques para la representación de una asignación óptima de energía en servo accionamientos alimentados con batería. En la figura 1, se designa con 1 un motor eléctrico que está acoplado a través de un engranaje 2 con un elemento de transformación 3. Un par motor MM generado por el motor eléctrico 1 es convertido a través de la caja de cambios 2 en un par de accionamiento MA transmitido al elemento de transformación 3. El elemento de transformación 3 convierte un movimiento giratorio generado por el motor eléctrico 1 en un movimiento longitudinal con una carrera H. A través del movimiento longitudinal, un empujador 4 actúa con una fuerza reguladora F sobre el elemento regulador 5. El elemento regulador 5 es aquí una válvula con un cuerpo de cierre, sobre el que actúa el empujador 4. La válvula es típicamente una válvula regulable sin escalonamiento en un circuito de agua de calefacción o de agua de refrigeración, por ejemplo una válvula de radiador. El motor eléctrico 1 es alimentado a través de un módulo de excitación del motor 7 conectado con una fuente de tensión 6. En la caja de cambios 2 está dispuesta una instalación de sensor 8 para la detección de un movimiento giratorio. Una señal s, generada por la instalación de sensor 8, es conducida, por ejemplo, sobre un módulo de cálculo 9. Con ventaja, en el módulo de cálculo 9 se generan con la ayuda de la señal s una señal de la velocidad y una señal de 2 E05011436 10-11-2011   posición p. E05011436 10-11-2011 Una instalación de regulación de un servo accionamiento para el elemento regulador 5 presenta un bucle de regulación cerrado interior y con ventaja también un bucle de regulación cerrado exterior. El bucle de regulación interior conduce desde la instalación de sensor 8 a través de la señal de velocidad convertida por el módulo de cálculo 9 y a través de una primera instalación de comparación 19 sobre un primer módulo de regulación 11 sobre módulo de excitación del motor 7. El bucle de regulación exterior conduce desde la instalación de sensor 8 a través de la señal de posición p convertida por el módulo de cálculo 9 y a través de una segunda instalación de comparación 12 por medio de un segundo módulo de regulación 13 sobre la primera instalación de comparación 10, y desde allí a través del primer módulo de regulación 11 sobre el módulo de excitación del motor 7. En la segunda instalación de comparación 12 se alimenta como variable de guía con ventaja una señal de la posición teórica ps del elemento regulador. En un ejemplo de realización ventajoso del servo accionamiento, el motor eléctrico 1 es un motor de corriente continua y el módulo de excitación del motor 7 presenta una unidad de excitación 20 (figura 2) y un circuito de puente 21, que se encuentra en la alimentación de la batería UB para la activación del motor eléctrico 1. Cuatro conmutadores electrónicos 22, 23, 24 y 25 del circuito puente 21 se pueden activar desde la unidad de excitación 20. A través de estados correspondientes de los cuatro conmutadores 22, 23, 24 y 25, se pueden controlar la duración y la polaridad de una corriente IM a través del motor eléctrico 1 desde la unidad de excitación 20. La unidad de excitación 20 es controlable con ventaja a través de una señal de control. La señal de control m es a modo de ejemplo una señal, cuya anchura del impulso es modulada a través del primer módulo de regulación 11. La unidad de excitación 20 es a modo de ejemplo un módulo integrado, mientras que los conmutadores electrónicos 22, 23, 24 y 25 se realizan, por ejemplo, a través de transistores de efecto de campo MOS. En principio, el módulo de excitación del motor 7 se puede adaptar en su estructura a un tipo de motor seleccionado, en el que de acuerdo con el requerimiento planeado al servo accionamiento se selecciona un tipo de motor adecuado y se emplea, por ejemplo, en lugar del circuito puente 21, un circuito de conmutación electrónico adaptado al tipo de motor. El elemento regulador 5, representado de forma simplificada en las figuras 3a, 3b y 3c es, por ejemplo, una válvula con un cuerpo de cierre 30 utilizable como servo elemento, que es móvil a través del empujador 4 en contra de la fuerza de un muelle 31 hacia un asiento de válvula 32. El empujador 4 es móvil, de acuerdo con el sentido de giro del husillo de accionamiento 33 del motor eléctrico 1, en vaivén sobre un eje longitudinal 34 del cuerpo de cierre 30. El elemento de transformación 33 del motor eléctrico 1, es móvil en vaivén sobre un eje longitudinal 34 del cuerpo de cierre 30. El elemento de transformación 3 es aquí un a rosca exterior 35 configurada en el empujador 4 en conexión con una rosca interior configurada en una rueda de engranaje 36. En la figura 3a, la válvula se representa en el estado abierto, el cuerpo de cierre 30 está, por lo tanto, en una primera posición final, un caudal de flujo posible q para un fluido es 100 %. También el empujador 4 está en una posición final, formándose un intersticio de aire 37 entre el empujador 4 y el cuerpo de cierre 30. Especialmente cuando el accionamiento de la válvula se puede montar como accionamiento universal sobre diferentes tipos de válvula, las posiciones finales alcanzables individualmente en el cuerpo de cierre y el accionamiento de a válvula no coinciden con exactitud. Con ventaja, las posiciones finales comunes del accionamiento de la válvula y del cuerpo de cierre se definen después del montaje en un procedimiento de calibración y se registran en memoria de manera más ventajosa en un modelo de carrera en el servo accionamiento. En la figura 3b, el empujador 4 actúa con una fuerza reguladora FB sobre el cuerpo de cierre 30, que se apoya en el estado representado en el asiento de la válvula 32. El caudal de flujo q es en este estado aproximadamente 0 %, la válvula está prácticamente cerrada. En el estado de la válvula representado en la figura 3c, el empujador 4 actúa con una fuerza reguladora... [Seguir leyendo]

1.- Aparato de accionamiento (60) que puede ser alimentado a través de una batería (6) para un elemento regulador (5), con una unidad de accionamiento (61) para la activación del elemento regulador (5) y con una unidad de control y regulación (62), apta para la comunicación sin cables con una estación externa (70) y que presenta una unidad de microordenador (66), para el control y regulación de la unidad de accionamiento (61), en el que la unidad de accionamiento (61) presenta un motor eléctrico (1) controlado a través de la unidad de control y regulación (62) y una unidad de excitación (7) para el motor eléctrico (1) y la unidad de control y regulación (62) se puede alimentar a través de una instalación de regulación de la tensión (64) conectada con la batería (6), en el que la unidad de accionamiento (61) está conectada directamente en la tensión de salida (UB) de la batería (6), y en el que a través de la unidad de control y regulación (62) se puede generar una señal de control (m) para la unidad de excitación (7), de tal manera que se puede regular el número de revoluciones del motor eléctrico (1) a través de un bucle de regulación cerrado (8, 9, 10, 7) a un valor constante (s), en el que la unidad de accionamiento (61) y una unidad de sensor (8) son controladas de forma secuencial por la unidad de microordenador (66), de tal manera que la energía eléctrica tomada a través de la unidad de accionamiento (61) y la unidad de sensor (8) desde la batería (6) se produce de una materia desplazada en el tiempo y no acumulativa. 2.- Aparato de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control y regulación (62) presenta una unidad de emisión y recepción (65) para la comunicación sin cables con la estación exterior (70). 3.- Aparato de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de emisión y recepción (65) está conectada a través de una interfaz de datos (68) con la unidad de microordenador (66). 4.- Aparato de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque un valor teórico de posición, transmitido sin cables a la unidad de emisión y recepción (65), se puede transmitir desde la unidad de emisión y recepción (65) a la unidad de microordenador (66). 5.- Aparato de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque un valor teórico de la temperatura transmitido sin cables a la unidad de emisión y recepción (65) se puede transmitir desde la unidad de emisión y recepción (65) a la unidad de microordenador (66). 6.- Aparato de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la instalación de regulación de la tensión (64) puede ser puenteada a través de una señal de desactivación generada por la unidad de control y regulación (62). 7.- Aparato de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de sensor (8) sirve para la detección de la frecuencia de rotación del motor eléctrico (1). 8.- Aparato de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de sensor (8) presenta una fuente luminosa controlada por impulsos. 9.- Aparato de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la unidad de excitación (7) es controlable para la optimización del consumo de energía a través de una señal de control (m) generada por la unidad de microordenador (66). 10.- Aparato de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la fuente luminosa (73) de la instalación de detección (8) es controlable para la optimización del consumo de energía a través de una señal de sincronización (c) generada por la unidad de microordenador (66). 9 E05011436 10-11-2011   E05011436 10-11-2011   11 E05011436 10-11-2011   12 E05011436 10-11-2011   13 E05011436 10-11-2011