带有电动马达和切换马达电流的继电器的驱动装置 本发明涉及根据权利要求1前序部分的驱动装置。
EP 0 474 904 A1公开了一种换向器齿轮驱动单元,用于提升驱动汽车的窗户,其中换向器马达的马达轴连接到齿轮单元的蜗轮轴,而换向器马达的换向器固定在用于电刷固定器的电刷插座部分,电刷固定器整体模铸在一维导体盘上。一维导体盘有几个用于控制换向器马达的结构元件,包括两个给马达绕组励磁用于马达状态“静止”、“右转”和“左转”的马达继电器。
马达继电器在导体盘上占相当大的空间,因此基本上决定了整个控制单元的结构尺寸。由于靠近导体盘电子部分,马达继电器的切换过程会引起故障,需要额外的箱体或电路,导致驱动单元结构尺寸的进一步增加。
本发明的目的是简化驱动装置电动马达地控制,并使控制电子设备中发生故障最少的同时减小驱动装置的结构尺寸。
这一点可通过权利要求1的特征部分获得。
利用永磁或电动马达极顶作为磁回路或作为用于继电器电磁逆极,将用于切换马达电流的继电器并入到马达外壳内,结果可减少驱动装置的结构体积,避免切换马达电流引起控制电子设备中的故障,降低继电器的生产成本,不必切换大电流以控制电动马达。
作为这种继电器,具有用于控制换向器马达使马达处于“静止”、“右转”和“左转”状态的三稳态特性的继电器是已知的。DE 324 3266 C2公开了一种极化继电器,它由两个第一轭和第二较小轭构成,两个第一轭具有U形截面且其短臂相互面对,第二较小轭以某一距离被第一轭包围。具有垂直于轭的大表面转动的磁轴的永久磁铁安装在第一与第二轭之间。第二轭还包围一励磁器线圈,励磁器线圈包围一棒状衔铁,棒状衔铁在线圈轴的方向上可移动且其位于励磁器线圈外侧的两端形成板,该板可在形成极表面的第一轭的短臂的内表面和第二轭的端表面之间移动。
衔铁由两半棒构成,它们在励磁器线圈的中心径向分割,且在其间安装线圈压缩弹簧,调节该弹簧的预应力,使得根据电流流动的方向,在励磁器线圈电流较小状态的衔铁的板邻接第一轭的短臂的极表面而在励磁器线圈载荷电流状态的一个或另一个板邻接第二轭的对应端面。
DE 3546382-A1公开了一种极化电力小继电器,它设计为两路反向器继电器。在线圈芯的两自由端的每一端安装薄片衔铁和回流元件。薄片衔铁由串连布置的永久磁铁保持且在线圈励磁期间执行同步切换处理。
该发明解决方法的优点在于继电器的电磁铁绕电动马达的极顶中的轴径向可旋转地安装。电磁铁优选由具有用于继电器线圈的励磁器绕组的槽的软铁衔铁构成且连接至可动隔离继电器触点,该触点可根据继电器线圈的励磁在两局部固定的继电器触点之间旋转。
通过使用存在于具有对应继电器线圈电流的可选择大或小切换力的电动马达中的磁铁系统,该方法可以节省空间的方式布置继电器且可优化利用电动马达外壳内的空间。
电磁铁可与电动马达的马达轴同心地选择安装且可具有嵌入软铁衔铁的两继电器线圈,或电磁铁的旋转轴可离开马达轴而安装且连接至至少一个弹簧,当电动马达永久磁铁的静止磁场中的继电器线圈没有电流时,弹簧中心对准电磁铁的软铁衔铁。
在上述第一情况下,在没有电流经磁阻力至继电器线圈或线圈时,恒定采用中性触点位置,于是不需复归装置。在上述第二种情况下,旋转衔铁由静止磁场中的复归装置定心且有高切换可靠性和抗振动性。
继电器衔铁优选具有相对其极轴对称设置的磁通传导件且其距电动马达永久磁铁的逆极的距离小于继电器衔铁径向外表面的距离。
由于气隙越小,在相对其南北轴对称布置的软铁芯的磁通传导件处的磁感应越高。通过继电器线圈的非励磁状态中的这种布置,使停止动量增加且因此产生安全的零或静止位置。
该发明的再一种解决方法的特征在于电磁铁由继电器衔铁构成,继电器衔铁安装在旋转点且具有继电器线圈,其中继电器衔铁在其两端侧上连接至可动继电器触点,该触点可根据接至电源的两固定触点之间的继电器线圈的电流而旋转。
这种布置结构特别简单且具有对振动灵敏度低的特点。它可变化使用且通过相应的支撑允许在继电器电磁铁的静止状态中马达绕组短路。
该发明方法的有益发展在于继电器设计成双继电器,具有在继电器线圈中线性可动地安装的两继电器衔铁,且每个连接至可动继电器触点和复归装置。从而衔铁相互成直线等高布置且复归装置可由安装在衔铁相对端侧之间的弹簧构成,或衔铁可接至触点盘,触点盘上装有两连接至马达绕组的滑动触点和连接至电源的两滑动路径,且触点盘接至复归装置,复归装置将触点盘定心在中心位置。
具有直线运动且其运动部分转换成旋转运动的电磁铁的继电器的这些变化设置显示该发明方案基本构思的许多通用设计。根据继电器线圈和继电器衔铁以及复归装置的构造设计,切换继电器的特点在于振动灵敏度的多或少,切换时间的大小或切换力的大小。其使用取决于相关的边界条件,如使用地点、切换安全性、造价和可用空间。
继电器线圈和继电器衔铁或每一衔铁能互相相对可线性运动地安装从而具有继电器衔铁接至可动继电器触点的局部固定的继电器线圈,并具有继电器线圈接至可动继电器触点的局部固定的继电器衔铁。
继电器衔铁可相互成直线等高布置,且复归装置可由安装在继电器衔铁相对端侧之间的拉伸或压缩弹簧构成。
在最后所述实施例中,复归件可省去,因为设计为软铁芯的继电器衔铁被静止位置的电动马达的永久磁铁的极吸引,使可动继电器触点与局部固定的继电器触点接触而不需弹开继电器衔铁的压缩弹簧。
该发明方案的再一种变化是继电器设计成越过电动马达的马达轴而安装的滑动继电器,其中两继电器线圈最好与滑动继电器的继电器衔铁整体形成且构成电磁铁,电磁铁安装在电动马达的永久磁铁的磁场中,磁铁设计成北极和南极。
以对电动马达的外壳内现有结构空间节省几何空间的方式采用该实施例,且由于没有电流通过磁阻力至继电器线圈时,一直采用中性触点位置,从而不需复归设备产生中性或静止位置。实际上,移动路径量可由继电器线圈分离控制情况下的继电器线圈的不同励磁而提供。
结合在电动马达外壳中的继电器的控制取决于选择单个或双继电器以及是否考虑附加速度检测,如回波传感器。
为了控制继电器线圈,该继电器线圈安装在晶体管桥的桥对角中且接至不同导电类型的两串连晶体管的每一个的集电极,其中不同导电类型的串连晶体管的发射极接至正与负或集中电位(mass potential)。
为了控制双继电器,继电器线圈由一个接头连接在一起,且相互连接接至其基极接至控制电子设备的晶体管负载路径。
如果以传感器部件检测速度,某些接头可有益地一起使用,连接传感器部件的信号输出和继电器线圈分别至公共驱动器和信号检测相,由此通过连接继电器的两控制信号,且还通过用于继电器的有关未使用控制线,信号被转换,并在此可放大和滤波。
用于在一个或另一方向切换电动马达衔铁电流或短路衔铁绕组的电动马达极顶中的继电器布置包括下述变化:
a)电动马达极顶中任何地方继电器的布置;
b)继电器结合在马达电子设备上和这种结合结构部件在电动马达极顶中的布置,以及
c)继电器和具有电动马达换向器的马达电子设备构成的结合结构部件的连接。
在所有布置中,续流二极管和继电器触点的保护电路也可结合在马达外壳中。将代表控制电子单元内最大结构部件的继电器结合到电动马达外壳中,结构空间产生很大自由。这又使得可将控制电子单元安装在认为不是现有继电器安装地点的地方。
由此,例如,用于汽车座位调节装置的控制电子设备可安装在平衡盘部分或座位调节切换板中。而且,如座位调节、窗口提升电子单元和汽车中的类似物的复杂调节系统的所有电动马达可通过环引线直接接至仪表板电压源,同时控制与传感器信号引线通过分离引线连接至控制电子单元上的每一有关接头。这样,在汽车的相应调节装置中,只需一个具有电源和信号引线的电缆分支。
通过所属权利要求和下述参照附图进一步详细说明的几个实施例的描述,本发明的其它优点将更明显,其中:
图1是通过安装在与马达轴同心的电动马达的极顶中的旋转继电器的横截面图;
图2和图3显示根据继电器线圈电流的图1旋转继电器的转换;
图4显示安装在具有电磁铁偏心轴承的电动马达极顶中的旋转继电器;
图5和图6显示根据继电器线圈电流的图4旋转继电器的转换;
图7显示安装在具有绕组和继电器衔铁的电磁铁偏心定位的电动马达极顶中的旋转继电器;
图8显示安装在按照图7,两个绕组和两个继电器衔铁通过非磁性材料连接在一起的电动马达极顶中的旋转继电器;
图9和图10显示安装在具有可线性移动的继电器衔铁的电动马达极顶中的双继电器;
图11显示安装在具有固定衔铁和可动继电器线圈的电动马达极顶中的继电器;
图12显示结合在电动马达极顶中且越过马达轴安装的滑动继电器;
图13至图15显示安装在连接可动衔铁和旋转盘的电动马达极顶中的双继电器;
图16是通过按照显示电动马达的图14布置的纵向截面图;
图17是控制双继电器的电路图;
图18是控制单个继电器的电路图;
图19是控制结合有回波传感器的双继电器的电路图。
以下术语“电磁铁”指的是一个或多个继电器线圈、一个或多个继电器衔铁、永磁和磁通(极顶)的排列,其中根据本发明后者是电动马达的组成部分。术语“继电器”指包括“电磁铁”和继电器切换触点的组合。
由图1中所示并结合在电动马达极顶10中的继电器2形成一个与马达轴11同心的旋转继电器件,其中两个继电器线圈31,32结合在继电器衔铁21中形成固定于形成北极和南极的电动马达永久磁铁12,13的磁场中的电磁铁。继电器线圈31,32的接点61至64连接到控制电子设备单元(未详细示出),通过继电器线圈31,32适当的励磁,使继电器电磁偏离到永久磁铁12,13磁场中一个或另一个方向。
继电器衔铁21通过隔离器51,52连接到两个可动继电器触点41,42,与之相对的是固定触点43,44,45,46,这些触点用作止动器来限制继电器2的电磁偏离并分别连接到电压的正负极,而可动继电器触点41,42连接到马达绕组或换向器马达的电刷。连接到继电器衔铁21的隔离器53设计成旋转凸缘并固定在弓形支承盘54,55上。继电器衔铁21由软铁衔铁形成,并在几何形状上适合匹配现有的以节约空间设计的电动马达外壳中的安装空间。
在静止或中性位置,继电器2位于由电动马达永磁北、南极12、13形成的磁场内侧最小磁阻区域。为了使继电器2偏离制动位置,需要施加一个与转角成比例的转矩。图1中所示的中性触点位置当没有电流流经继电器线圈31,32时通过阻抗力总被接触,这种布置不需要复归设备来产生中性或静止位置。
图2示出了测量流动方向的继电器线圈31,32的电流源,这样产生了一个相应的极性,此极性根据电磁感应原理产生偏离力。因此,由于电流源或图2中流进的流动方向,继电器2被逆时针偏离,可动继电器触点41,42与固定继电器触点43,45接触。旋转以马达轴或由旋转凸缘53和弓形支承盘54,55形成的部分内侧支承反方向进行。这里旋转支承是电动马达电刷固定器的一个组成部分或一个相应的电子设备组件,如一开始描述的那样。可动继电器触点41,42和固定继电器触点43至45同样有益是电子设备组件的一个整体组成件或在电动马达通过电子设备控制单元不被控制的情况中,是励磁单元的一个组成部件。
对于图3所示继电器线圈31,32的励磁方向,继电器衔铁21被顺时针方向偏离,这样可动继电器触点41,42与局部固定继电器触点44,46接触。
继电器衔铁21以一个或另一个方向偏离决定马达电流流经马达绕组以一个或另一个方向,这样就产生了电动马达的右旋转和左旋转。根据图1继电器2在静止位置时,马达绕组没有电流流过,这样电动马达处于空转状态。为使电动马达从右旋转或左旋转到停止,通过继电器线圈31,32控制电流的相应的短时反向立杆可产生电动马达的反向旋转,这样造成电动马达的加速停止或当驱动装置用于窗户提升机构时产生窗户玻璃打开移动作为抗卡死保护。也可由短路电动马达来产生马达的加速停止。
图4示出了旋转继电器2a的另一个实施例,旋转继电器2a固定在电动马达的极顶10中。
在此实施例中,继电器衔铁设计成相对于马达轴11偏心固定的旋转衔铁22。偏心固定的旋转衔铁22的两个臂部221和222相对于电动马达永磁的北极和南极12,13,并通过基部223连接到支撑71。基部223支撑继电器线圈31,32,它们通过引线6 3互相串联连接,而另一绕组端61、62连接到为继电器线圈31,32提供励磁方向的控制电子设备单元。
相对基部223偏心固定的旋转衔铁22的臂部221、222的端子通过隔离盘54连接在一起,隔离盘中固定了与局部固定继电器触点43至46相对的可动继电器触点41、42,如根据图1的排列。
隔离盘54用于固定复归件81,复归件81被设计成一个弯曲弹簧并牢固地连到隔离器,以固定局部固定继电器触点43至46。
图4示出了带有偏心固定旋转衔铁22的继电器2a的静止位置,其中旋转衔铁22在永磁12、13的静止磁场中通过弯曲弹簧81定心。偏心固定的旋转衔铁22的臂与永磁12、13间的操作气隙相对不变。在此中心位置,继电器2a的非励磁电磁处于平衡,且局部固定继电器触点43至46处于打开状态,这样连到可动继电器触点41,42的马达绕组处于无电流。
为了短路马达绕组,例如稳定静止位置或快速制动马达,继电器触点44和45连到继电器触点41和42,其中继电器触点44和45具有相同的极性。
通过励磁继电器线圈31、32,偏心固定的旋转衔铁22顺时针或逆时针旋转,因此可动继电器触点41、42与一个或另一个局部固定触点43至46接触,这样马达电流以一个或另一个方向流经马达绕组。
作为以一个方向供给继电器线圈31、32电流的结果,图5显示了偏心固定旋转衔铁22的一个位置,在此方向中,面临旋转支撑71的继电器线圈31、32的线圈引线形成北极,这样在旋转衔铁22臂上形成南极。永磁北极12和与此北极相对的旋转衔铁22臂由此互相吸引,而在旋转支撑71的另一侧,永磁南极13和旋转衔铁22的臂的南极互相排斥。作为旋转支撑71上的旋转衔铁22偏离结果,形成的这对力产生一个力矩,这样旋转衔铁22绕旋转支撑71逆时针移动。相应地可动继电器触点41、42与局部固定继电器触点43、45接触。
同时作为复归件的弯曲弹簧81以图5所示方向偏离。
图6显示了以根据图5励磁方向的反方向励磁继电器线圈31、32产生的旋转衔铁的位置。以这样电流供给继电器线圈31、32,面临旋转支撑71的继电器线圈31、32的引线上形成南极,这样旋转衔铁22的臂由此形成北极。类同的北极互相排斥,而非类同北极和相反侧上的南极互相吸引。结合旋转支撑71上旋转衔铁22的偏离,由此引起的力产生一个转矩,通过此转矩旋转衔铁22顺时针转动。这种旋转结果使可动继电器触点41、42与局部固定继电器触点44、46接触,并使电流以根据图5的方向相反方向供给连接可动继电器触点41、42的马达绕组。
磁回路几何结构取决于设计者和当构造一个优化的驱动机器时的相关余度条件。在磁路几何设计中也可包括利用极顶10作为流动路径。
图7显示了相对于马达轴11偏心固定的旋转继电器2b的不同实施例。
在实施例中,继电器衔铁25固定地连接到继电器线圈33主体,而由此连接形成的电磁部分绕轴72旋转固定。根据继电器2b期望的旋转作用,线圈接头63、64连接到正电位或负电位或集中电位(mass potential)。连接到继电器衔铁25端侧的可动继电器触点41、42弹性设计,这样当继电器线圈33没有电流时可动继电器触点41、42处于一个位置,此位置中没有触点与局部固定继电器触点43至46闭合。因此可动继电器触点41、42的触点弹簧拉带有在此连接的继电器线圈33的继电器衔铁25至静止位置。
如果线圈接头63正电位偏置,而线圈接头64负电位偏置或集中电位偏置,那么继电器线圈33的绕组以相应极性励磁,对应继电器线圈33的绕组方向形成磁通,它的磁力线被确定,位于与电动马达的永磁12、13的磁场的磁力线相同的方向。相应地,带有继电器2b的继电器线圈33的继电器衔铁23被顺时针转动,而局部固定触点46、43连接到可动继电器触点41、42。
如果通过线圈接头的极性改变使继电器线圈33以相反方向励磁,那么继电器衔铁25逆时针转动,而局部固定继电器触点45、44与可动继电器触点41、42接触,这样连接马达绕组至可动继电器触点41、42的电动马达的旋转方向被改变。
对于图7中所示的实施例,当继电器线圈33中没有电流时,假定为旋转衔铁的静止位置,在此位置中电动马达的马达绕组没有励磁。但是,以类似方法,为了短路电动马达,在此静止位置可以闭合一个触点。
图8中所示的排列具有根据图7类似的排列,相对于马达轴11偏心固定继电器2c,其中继电器衔铁包括经非磁材料28连接在一起的两个衔铁件26、27和继电器线圈33、34固定连接的每一个支承。继电器衔铁26、27经两个附件75、76连到旋转件73、74,旋转件73、74与可动继电器触点41、42耦合。
根据期望的电磁旋转作用,继电器线圈33和34的绕组接头65、66和67、68连接到正电位或负电位或集中电位。根据继电器线圈33、34的电流,旋转件73、74以一个方向或另一个方向旋转,这样可动继电器触点41、42与一个或另一个局部固定的继电器触点43、44或45、46连接,且相应地改变电动马达的旋转方向。由连接到继电器触点41、42的触点弹簧保持零位置。
图9至图16显示了带有继电器线性可动衔铁的驱动装置,其调节路径也可由相应的耦合件转换成旋转运动。
图9显示了设计成带有两个平移可动继电器衔铁23、24的双继电器2d的极化继电器,平移可动继电器衔铁23、24线性可动且在局部固定继电器线圈31、32中相互成直线等高排列。继电器衔铁23,24的面对端侧经拉伸弹簧82连接在一起,而继电器衔铁23,24的相反端侧与电动马达永磁的北极和南极12,13相反。
继电器衔铁23、24固定地连接到可动继电器触点41、42,它们类似于上述描述的实施例与固定继电器触点43至46相对,且被连接到电动马达或换向器马达的马达绕组或电刷。
如果继电器线圈31以相应的极性充电,那么根据继电器线圈31绕组方向,形成一个磁力线确定的磁通,这样它们位于与永磁12、13磁场的磁力线相同的方向。继电器衔铁23由此从继电器线圈31的主体移出,而可动继电器触点41移开固定继电器触点44并移至固定继电器触点43,这样一个继电器触点打开,另一个继电器触点闭合。中断线圈电流或反转线圈电流方向的极性之后,继电器衔铁24由拉伸弹簧82拉回至停止进入继电器线圈31的线圈主体中,且相应地原先打开的继电器触点闭合,而原先闭合的触点打开。
如果第二继电器线圈32被相应地励磁,那么对继电器线圈32和继电器衔铁24以及连接到继电器衔铁24的可动继电器触点42和局部固定的继电器触点45、46开始进行先前描述的过程。供给电动马达的马达绕组电流由此被改变,即电动马达从静止位置向右或向左旋转。在图8中所示的双继电器2d的静止位置中,马达绕组被短路,
为了获得短切换时间,并避免由外部振荡造成切换错误,需使继电器衔铁23、24尽可能轻并由软铁制成以降低剩磁。拉伸弹簧82相应地应有足够大的弹簧常数以便在关掉或反转线圈电流极性后从电动马达永磁12、13可靠地释放。
图10显示了与图9中所示的双继电器2d类似的双继电器2e。固定在继电器衔铁23、24之间的压缩弹簧83压设有极杆的继电器衔铁23、24,极杆在图10中以对应的极化电动马达的永磁12、13的北极和南极方向进入,相应的电流供给继电器线圈31、32的电动马达克服压缩弹簧83的作用被拉至继电器线圈31、32中,并相应地连接连到局部固定继电器触点44和45的可动继电器触点41、42。
图10中所示的静止位置中,可动继电器触点41、42连接到局部固定的继电器触点43和46,以便提供电动马达的期望的旋转方向。
然而,既然由软铁芯形成的继电器衔铁23、24在静止位置中被电动马达永磁12、13的极12和13吸引,图10中所示的压缩弹簧83可以取消,因此造成可动继电器触点41、42与局部固定继电器触点43、46接触,无需压缩弹簧83压继电器衔铁23、24分离。
图11显示了根据图9和10继电器2f的一个运动反转排列,它显示一个牢固固定在电动马达永磁极12、13之间的继电器衔铁29,且在其(衔铁29)上可动安装继电器线圈35,此线圈可在继电器衔铁29纵向移动。在此实施例中,继电器线圈与可动继电器触点41、42连接,而继电器线圈35以相应的磁场设计根据通过其绕组接头61、62供给继电器线圈35的电流以一个或另一个方向移动。既然局部固定继电器触点43、44和45、46设计为弹性触点,其中内部局部固定继电器触点44、45的弹簧路径被挡板(象征性示出)限制,随着继电器线圈35偏向一个或另一个方向,可动继电器触点41、42连接到局部固定继电器触点44、45,例如根据图11所示位置短路马达绕组或根据相应偏离可动中间触点41、42连到局部固定继电器触点44、46和45、43。
根据图11排列可以修改,这样类似于图10的布置,提供了两个继电器衔铁和两个继电器线圈。在这种排列中,两个继电器衔铁通过非磁材料连接在一起,而继电器线圈纵向可移动地固定在继电器衔铁上,这样对应图10的排列,当适当的电流送到两个继电器线圈时发生了继电器触点接触。
结合在电动马达极顶10中并由图12显示的继电器2设计为滑动继电器2k,横跨固定在马达轴11。以截面显示的两个继电器线圈31、32结合在此滑动继电器2k的继电器衔铁21中,并形成一个电磁铁,它(磁铁)固定在形成为北极和南极12、13的电动马达永磁磁场中。
继电器线圈31、32的接头连到控制电子设备单元(未详细示出),此单元通过适当励磁继电器线圈31、32使继电器2k以一个或另一个方向越过永磁12、13静止磁场偏离90度。
继电器衔铁21经隔离器51、52连到两个与固定继电器触点43、44和45、46相对的可动继电器触点41、42。两隔离器主体53,54设有挡板限制。可动继电器触点41、42连到马达绕组或换向器马达电刷。固定继电器触点43至46与电压源的正负接头相连,另外,隔离件51、52作为滑动件。
继电器衔铁21设计为软铁衔铁,而它的几何结构与现有结构空间相匹配且适合于省空间的电动马达外壳。在静止或中性位置,继电器2k位于由电动马达永磁北极12和南极13形成的内部磁场中最小磁阻区域。为了从此制动位置偏离继电器2k,需要施加一个与移动路径成比例的剪切力。
图12所示的中性触点位置在通过磁阻力继电器线圈非励磁情况下总被采用,这样这种排列无需复归装置来产生中性或静止位置。剪切力F在励磁继电器线圈31、32时产生。极性或电流方向决定位移方向。继电器线圈31、32可以串联或并联,可以分离励磁或一起励磁。于是带有继电器线圈31、32单独控制的继电器线圈31、32的分异励磁使得位移路径量化。
图13中,显示了驱动机器中的继电器2g的一个实施例,其中牢固地连接到继电器衔铁23、24的继电器线圈31、32固定在电动马达永磁12、13的磁场中。由继电器衔铁23、24和继电器线圈31、32形成的继电器2g单元牢固地连接到旋转盘9,此盘可绕轴90旋转且有两个接触路径93、94,此路径可与接触马达绕组或电动马达电刷的滑动触点91、92接触,而电压源连接到接触路径93、94。
此外,旋转盘9连到在此实施例中包括两个固定连接弹簧83、84的复归件。本实施例中旋转盘9的旋转轴90与马达轴11重合没有固定连到同一轴上。
通过在继电器线圈31的线圈接头61上设置对应极,继电器线圈相应地被励磁并在相关的继电器衔铁23中形成磁通,此磁通参与永磁12、13磁场的交变作用,并造成由继电器线圈31和继电器衔铁23形成的电磁相应地逆时针偏离,这样滑动触点91、92被移到触点路径93、94,由此造成电动马达的马达绕组的相应励磁。
如果通过线圈接头62连到相应的极性设定类似此继电器线圈32,继电器线圈32相应地被励磁并与电动马达永磁12、13的磁场交变作用,通过由继电器线圈32和继电器衔铁24形成的电磁产生顺时针偏离,这样连到触点路径93、94的电动马达的马达绕组经受极性变化。
当继电器线圈31、32未被励磁时,两个弹簧83、84将旋转盘9拉回静止位置。在此位置中,滑动触点91、92被置于触点路径93、94的外部,而连到触点路径93、94的电动马达没有通电。同时在这种排列中,通过在静止位置中连接滑动触点91、92的另外触点路径,静止位置中电动马达的短路是可能的。
图15显示了根据图13的实施例的一个变形,这里继电器线圈31、32和继电器2h的继电器衔铁23,24与旋转盘9的旋转轴对称排列,例如与马达轴11。由于对振动的低灵敏性区分此实施例与根据图9的实施例。连接继电器衔铁23、24到继电器线圈31、32产生导致更大切换时间的相当大质量的磁场。
为了减少切换次数,根据图15所示横截面、图16所示纵截面的继电器2i实施例,为相对于保持不变的继电器线圈31、32的平移运动以减少可动量而固定继电器衔铁23、24。根据图14和图15的装置的作用方法对应根据图13上述描述的实施例的作用方法。
通过图15的驱动装置在图16中所描述的纵向截面显示了永磁12、13与电动马达1极靴之间及转子14和电动马达的换向器15之间的继电器2i的排列。继电器线圈31、32固定在换向器15的电刷夹具16上,并电连接到电刷17以及被径向固定在马达衔铁的永磁12、13之间。为了特别省空间排列,继电器线圈31、32和以继电器线圈31、32导向的继电器衔铁23、24可以制成平坦结构。连到继电器衔铁23、24及局部固定触点43至46的可动触点41、42同样位于电刷夹具16上。
图16清楚地显示了驱动机器的紧凑构造,驱动机器由电动马达1和继电器2形成并需仅控制低电流励磁继电器线圈31、32,及从控制电子设备单元释放。
图17至19显示了为控制结合在电动马达中的继电器的各种实施例,并将在下面描述:
图17描述一个电路,此电路用于控制结合在电动马达外壳中并具有双线圈的继电器,其中为每个继电器线圈设有驱动器平台。
驱动机器与电子控制单元间的分离发生在参考数字100所标的点。马达外壳包含带有并联连接的火花熄灭电路的电动马达,连接到电磁31、23和32、24并通过静止继电器触点43至46产生与正电位或负电位连接的可动继电器触点41、42,火花熄灭电路用于切换触点。此实施例中,火花熄灭电路由串联连接的电阻101和电容102组成,并可与变阻器或Z-二极管或单个电阻和电容器一起存在。续流二极管103、104与继电器线圈31、32并联连接,且它们的阳极连到集中电位。
电子控制单元包含两个晶体管105、106,用于每个驱动器平台,其集电极连到电子设备电压的正电位。两个晶体管105、106的基极与电子控制信号偏置以便顺时针及逆时针转动109、110,并经每个电阻107、108连到电子设备电路的集中电位上。
图17所示的电路布置中,续流二极管103、104和本例中由电阻101和电容102串联组成的触点的火花熄灭电路都被结合在马达外壳中。
图18所示的电路用于控制带继电器线圈的继电器。在此电路排列中,继电器线圈33固定在带有晶体管111、112、113和114的晶体管桥电路中,其中马达外壳和电子控制单元间的界面设在参考数字100的地方。除续流二极管外,结合在电动马达1外壳中的元部件对应图17中的结构部件。
固定在晶体管桥电路中的晶体管111至113在发射极侧被连到正电位或集中电位,而集电极引到具有线圈的桥对角线。晶体管的基极由控制信号E1和E4偏置并被控制,这样继电器线圈33根据期望的切换处理而被改变,因为继电器线圈33的励磁经在晶体管112和113或晶体管111和114上的切换而交换进行。
图19显示了控制继电器的一个电路,此继电器结合在带有计算由回波传感器释放的信号的电动马达外壳中,回波传感器用于检测电动马达的旋转速度和/或转数。通过将双继电器结合到电动马达外壳中,在机壳外侧有四个接头,其中两个用于供给操作电压,两个用于控制旋转方向或释放一个回波信号。通常需用于计算由回波传感器释放的信号的两个接头可结合到电路中,这样对于带两个继电器线圈的一个继电器,有可能一起使用某些接头。
在参考数字100处产生马达外壳与电子控制单元的分隔,并使元部件,继电器线圈31、32,续流二极管103、104,电阻116到118及与电动马达耦合的回波传感器115,所有结合在外壳中的元部件与电子控制单元隔离。电子控制单元包括一个与每个继电器线圈31、32关联的驱动器相,带有两个相同导电性类型的晶体管119,120,121,122,它们的集电极被连到电子电路的正电位。电阻123、126连接一个晶体管119或112的发射极与另一个至电子回路集中电位的晶体管121或122的基极的接头,而接至晶体管121、122集电极的两个电阻124、125以电子设备的正电位偏压。继电器控制通过信号引线E1和E2进行,而回波传感器输出信号经接头A1和A2到电子控制单元而释放。
现在将详细描述用于控制马达切换和计算回波传感器输出信号的图19所示电路功能。
通过类似根据图14电路安排的晶体管119、120,由电子控制单元控制继电器线圈31、32。既然每个旋转方向只需要一个引线用于控制继电器线圈31、32,此时另一个引线没有使用。由回波传感器115释放的信号经电阻117、118切换到对应的自由引线,并经晶体管121、122放大,经接头A1和A2在电子计算单元上通过。在每一驱动器相中存在的晶体管119、120在引线上阻断,在引线上由回波传感器115释放的信号被传送。
根据图19的电路安排,如果电子计算单元的输入相相应地设计,晶体管121、122可删除。
回波传感器115连到电动马达的操作电压,其中电阻116用于切换回波传感器115打开集电极输出。这样从回波传感器115释放的传感信号电压不致很大,每个非使用继电器线圈31或32被控制,回波信号电压用电阻116、117和118及电阻123、126固定。
这里应用连到输出侧的滤波器布置可以在经过继电器线圈发生形变的情况下满意地再次产生回波信号。