专利名称：用于可配置的电机控制器设定值的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机控制器并且更特别地涉及一种配置电机控制器设定值的方法和系统。
背景技术：
固态起动器/控制器已经在将电源施加到AC感应电机的控制中建立了广泛的使用。传统的起动器/控制器(在下文中简称为控制器)使用固态开关以控制将AC线电压施加到电机。该开关可以是半导体闸流管，例如可控硅整流器(SCR)或三端双向可控硅开关元件。
传统的控制器包括装入固态开关和用于控制该固态开关的操作的控制电路的壳体。为了配置控制器的工作，电机控制器可以包括数字选择器开关等，用来设置功能和范围。指示灯、例如LED可以用于状态指示。
对于这样一种传统的控制器，用户可调整的参数数量有限。例如，用户可以选择起动电流极限、过载电流、线旋转以及允许或禁止使用关闭延迟。但是，这些参数中任何一种的调整都是有限的。例如，对于起动电流极限，用户可以从某一范围内的多个不连续值中选择。这使得用户可以将过程调整到某个值，例如起动电流极限。但是，如果用户想要选择与该范围内预先选择的不连续的值不同的值，或者如果用户想要修改其它的配置参数，那么就必须使用自定义软件或电路来满足这些需求。
本发明针对配置电机控制器的改进。
发明内容
根据本发明，提供了一种配置电机控制器设定值的系统和方法。
大致地，根据本发明的一个方面，公开了一种配置电机控制器的方法，包括提供电机控制器，以包括用于在AC线和电机端子之间进行连接以便控制将AC电源施加到电机上的固态开关，和用于控制固态开关的操作的控制电路，该控制电路包含用于命令固态开关的操作的可编程处理器和连接到该可编程处理器上的存储器，该存储器存储与固态开关的操作有关的配置信息；提供用户配置装置，用于为所存储的配置信息选择数值，该配置信息包括不连续的数值或者在某个范围内的可调整的数值，该配置装置适于在该范围内选择任意可调整的数值；并且使用该配置装置以利用所选择的参数来更新所存储的配置信息。
本发明的特点是从起动电流极限、过载电流、启动延迟、关闭延迟、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平中选择可调整的数值。
本发明的另一个特点是提供配置装置包括提供使用无线接口的远程配置装置。
本发明进一步的特点是提供配置装置包括提供连接到可编程处理器上的辅助键盘。
本发明再进一步的特点是在该范围内选择任意可调整的数值包括在上限和下限之间选择任意值。
本发明的另一个特点是用户配置装置使得用户能够配置起动电流极限、过载电流、线旋转、关闭延迟、启动延迟、平均或单个绕组过载保护、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平。
根据本发明的另一个方面，公开了一种包括固态开关的可配置的电机控制器，该固态开关用于在AC线和电机端子之间进行连接，以控制将AC电源施加到电机上。控制电路控制该固态开关的操作。存储器连接到存储配置信息的可编程处理器上，该配置信息与固态开关的操作有关。用户配置装置为所存储的配置信息选择数值。该配置信息包含在某个范围内可调整的数值。该配置装置适于在该范围内选择任意可调整的数值。
根据本发明的又一方面，公开了一种包括壳体的可配置的电机控制器。固态开关在该壳体内用于AC线和电机端子之间的连接，以控制将AC电源施加到电机上。该壳体内的控制电路控制固态开关的操作。该控制电路包含用于控制固态开关操作的可编程处理器和连接到可编程处理器上的存储器，该存储器存储与固态开关的操作有关的配置信息。用户配置装置为所存储的配置信息选择数值。配置信息包括不连续的数值和在某个范围内可调整的数值。该配置装置适于在该范围内选择任意可调整的数值。
本发明的进一步特点和优点将从说明书和附图中变得更明显。
图1是根据本发明的可配置的电机控制器系统的透视图；图2是图1中的电机控制器系统的框图；图3是阐明由图2中的电机控制器系统实施的配置模块的流程图；图4-11是阐明由图3中的配置模块实施的用户界面菜单操作的单独的流程图。
具体实施例方式
首先参考图1，阐明了根据本发明的用户可配置的电机控制器系统16。用户可配置的电机控制器系统16包括远程配置装置18和固态起动器/控制器20，在下文中简称为起动器或控制器。
电机控制器20由包括壳体底座24的壳体22、散热片26和盖子28组成。电机控制器20包括多个半导体闸流管形式的固态开关32，例如反向连接的可控硅整流器(SCR)对，参见图2。在此为了简化起见，SCR对32简称为SCR。还可以使用三端双向可控硅开关元件。SCR32控制将三相AC线电压施加到三相电机上。很显然，可以使用不同数量的SCR 32来控制不同数量的相，正如对于本领域的技术人员是显而易见的那样。
SCR 32安装在壳体20内的散热片26上。同样参考图2，控制电路34也被装入壳体20。控制电路34控制SCR 32的操作。特别地，控制电路34包括可编程处理器36，例如数字信号处理器，用于控制SCR 32的操作。存储器38连接到处理器36上并且存储关于固态开关的操作的配置信息，如下所述。
处理器36连接到三个接口电路40上，每个接口电路用于与一个SCR 32相连接。特别地，接口电路40包含用于驱动SCR 32的缓冲器电路和用于检测SCR 32上的电压的电压检测电路。电流互感器42检测每个SCR 32上的电流并且被连接到电流检测电路44上。也可以使用其它类型的电流传感器。电流检测电路44也连接到处理器36上。
参见图1，在盖子22上的LCD显示器44连接到处理器36上。显示器44用来指示配置设定值、工作值、故障状态等等。用户可致动开关46电连接到处理器36上。用户可致动开关46由位于壳体盖子22上的致动器元件48驱动，参见图1，致动器元件48形成辅助键盘49。特别地，辅助键盘49操作开关46，用于在本地选择所存储的配置信息的参数。
根据本发明，电机控制器系统16适合于增强的用户配置，或者在本地使用辅助键盘49，或者使用远程配置装置18形式的外部装置。特别地，在所阐明的本发明的实施例中，远程配置装置18包含个人数字助理(PDA)。PDA 18包括支撑显示器52并且具有按钮54形式的用户输入装置的壳体50。PDA 18的结构本质上是传统的并且不构成本发明的部分。替代地，本发明涉及使用PDA 18作为外部装置，用于配置电机控制器20的操作。
同样参考图2，PDA 18包括处理器和存储器56，输入/输出(I/O)块58和红外(IR)模块60。I/O块58包括显示器52和按钮54。IR模块60包含红外通信模块，它是市售的PDA上的标准元件。
根据本发明，红外模块62被安装到电机控制器盖子22上并且通过连接器64电连接到处理器36上。IR模块62允许通过无线通信路径63与PDA 18进行通信。红外模块62提供与PDA 18的必要的电压隔离。
本发明描述了利用具有红外通信的PDA 18。显然地，使用红外通信的膝上型计算机等形式的外部装置也可以被使用。替代地，外部装置可以硬线连接到连接器64上以进行配置。虽然所阐明的本发明的实施例示出了使用红外通信的无线接口，但是也可以使用其它形式的无线接口，正如对本领域技术人员是显而易见的那样。
根据本发明，电机控制器系统16包括具有按钮48的辅助键盘49形式的本地用户接口和在壳体22上的显示器44，用于更新存储器38内所存储的配置信息。可替换地，以外部计数器远程配置装置18的形式提供远程用户接口，用于选择所存储的配置信息的参数。
正如传统的那样，处理器36根据存储在存储器38中的不同程序工作来控制SCR 32。根据本发明，软件程序包括配置模块64。配置模块64包含用于更新例如功能和范围以及诊断信息等配置信息的程序，如下所述。配置模块64存储操作参数和工作值，其可以通过本地接口或远程接口来访问。特别地，在正常运行情况下，使用本地接口。如果远程配置装置被定位在接近电机控制器20的地方，那么软件配置模块64替代地使用远程接口I/O块58来进行配置。但是，正如将被意识到的那样，可以配置具有较大显示器52的PDA 18来显示比本地显示器44更详细的信息。为了做到这些，PDA处理器和存储器56还必须包括用户接口模块66形式的软件来与电机控制器用户接口模块64一起操作。PDA用户接口模块66本质上是用于显示来自电机控制器20的信息并且将输入信息传输到电机控制器20的例行程序。
参考图3，流程图阐明了配置模块64的操作。如上面所讨论的，操作参数和工作值被存储在电机控制器存储器38中。用于配置这些参数的软件通常存在于电机控制器配置模块64中。与用户接口相关的软件部分存在于电机控制器存储器38和外部装置处理器和存储器56之中。图3-11所阐明的软件在模块64和66之间是如何分割的可以根据存储器要求等确定，以便在通信路径63上提供有效的通信。
如图3所示，配置模块软件使用菜单分级系统。首先，用户可以使用上下开关(up and down switch)在本地或远程地进行滚动以便在不同的菜单中进行选择，菜单包括显示菜单70、配置菜单71、程序菜单72、诊断菜单73、故障菜单74、系统菜单75和工程菜单76。从这些菜单70-76中的任何一个，用户可以使用本地或远程用户接口的左右开关(left and right switch)来选择特定的菜单。
例如，如果选择了显示菜单70，那么用户可以使用右箭头键访问显示项目程序78。显示项目程序在图4中被示出。首先显示项目程序示出了默认显示80。在图5中示出的默认显示包含一系列显示，用户可以在其中滚动以便为电机控制器20的操作提供状态信息。从默认显示80中，用户可以使用上下键(如图4中的上下箭头所示)滚动并且观察特定的工作值。例如，块81阐明了相间线电压的工作值。块82阐明了每一相的电机电流。对于这些块中的许多，可以使用左右箭头键回到显示菜单70，参见图3。显示项目块包括图4所示的并且没有在此详细说明的其它工作值。
如果用户选择了配置菜单71，参见图3，那么程序移动到配置项目程序84。在图6中阐明了配置项目程序84。配置项目程序被用于为电机控制器20及其控制的电机显示操作参数。例如，在配置项目中有电流额定值86、额定安培值88和额定电压值90。这些被用于观察正被控制的特定电机的不同的工作值。这些值在电机工作过程中被使用。
当用户选择程序菜单72时，程序参数程序92被启动。当程序参数程序92被启动后，在块93中可以进行程序参数输入。在图7中阐明了程序参数块92，在图7的左栏中列出了多种可以改变的程序参数并且在右栏93中阐明了如何实现程序参数输入。
如上所述，用户可以使用上下键在可配置的程序参数的目录中滚动。从这个菜单中，可以使用左箭头键回到图3的主菜单。可以使用右箭头键为所选择的程序参数选择在栏93中的程序参数输入。在块94起动，可以使用到提供数字输入的块95的右箭头键选择起动电流极限。起动电流极限或者可以以安培为单位在标准单元的115％-425％的范围内进行调节，或者可以在过载设置的150％-450％的百分比范围内进行调节。显而易见，也可以使用其它的范围。
可以选择过载安培块110以便在块111中在设置过载电流值的范围内选择任意值。可以选择线旋转块112以便在块113中为线旋转提供用于在不连续的选项中进行选择的目录输入。线旋转选择允许用户选择输入功率的旋转顺序。关闭延迟菜单块114使得用户能够在块115在例如0到5秒钟的范围内选择任意值。当关闭延迟定时的时侯电机将继续运行。启动延迟菜单块116允许用户在块117在例如0到5秒钟的范围内选择任意值，来设置在实际起动电机之前处理器36在接收到运行信号后等待的时间。
起动模式菜单块118使得用户能够在块119中从不连续的目录输入选择起动模式是否将基于例如平均电流或峰值电流。过载模式菜单块120允许用户在块121使用不连续的目录输入选择过载模式，该不连续的目录输入包括例如平均电流或所有的三相。
电流不平衡菜单块122允许用户在块123中在例如从0.1到0.75的范围内选择任意的跳闸水平。通过用具有最高电流的绕组中通过的电流的RMS值除具有最低电流的绕组中电流的RMS值获得该水平来确定是否出现了不平衡。不平衡使能菜单块124使用在块125的数字输入选择任意水平，在该水平电流不平衡故障被禁止。当电流小于所选定的值和过载设置的等效值的乘积时，电流不平衡故障可以被禁止。
低安培UTS菜单块126提供目录输入，用于在块127使能或禁止。周期故障控制菜单块128在块129提供目录输入用于使能或禁止。
参考图7A，阐述了用于配置过载安培的数字输入范例。正如显而易见的那样，这个范例能够被应用于数字输入的其它的设置。在这个范例中，用户从程序菜单块72开始并且首先压下右箭头键以转换到程序参数块92并且特别转换到起动安培块94。然后，压下下箭头键来加亮过载安培块110。然后，压下右箭头键以便在块130开始数字输入。在登陆模式中，最左边的数位开始闪烁，正如放大的字符所指示的。第四，下键使最左边的数位减值，如在块132中所阐明的。在第五步骤中，右箭头键在块134使闪烁数位向右移动一个数位。在第六步骤中，上键使该一个数位增值，如块136所示。在第七步骤中，上键在块138中再次使该一个数位增值。在第八步骤中，左箭头保存块110中的新的过载安培值，并且在第九步骤中左箭头键回到主程序菜单72。
如上所述，用户可以更新所存储的配置信息，该配置信息包括不连续的数值或目录或在某范围内可调节的数值。或者使用本地用户接口或者使用远程接口，以便在所确定的范围内选择任何可调节的数值。从而，连续可变的设置可以达到该范围的上限和下限之间的任意值。
当用户选择了诊断菜单73时，参见图3，执行诊断项目程序96。在图8中阐明了诊断项目程序96。该程序被用于显示诊断信息，包括开机时间运行时间起动时间起动次数UPS电源故障总数如果用户选择了故障菜单74，参见图3，程序就移动到包括故障显示项目程序99的故障目录程序98。故障目录程序98在图9中被示出并且包括最右边的一栏，该栏示出了故障显示项目99。正如显而易见的那样，故障目录示出了与电机控制器20检测出的故障有关的特定信息。
参见图3，如果选择了系统菜单程序75，那么系统功能程序100和相关的系统功能输入101就被选择了。系统功能程序与示出了系统功能输入101的最右栏一起在图10中被阐明了。系统功能程序100用于将故障、默认值和密码输入进行重置。
最后，参见图3，如果选择了工程菜单程序菜单76，那么就进入了工程参数程序102，它包括工程参数输入103。工程参数程序102与阐明了工程参数输入103的最右栏一起在图11中被阐明。连同为特定类型的装置选择配置一起，工程参数用于为控制器电机操作配置比例因子和整因子，该特定类型的装置由电机控制器20操作。例如，电机控制器20可以用作电梯起动器。配置块104可以用于在为特定的电梯制造商提供的标准配置中进行选择。
从而，终端用户具有改进的、本地接口和远程接口形式的用户接口。用户实际上可以改变任何控制参数并且具有更高的精确度。特别地，在某个范围内可变的参数可以使用该范围内的任意值。
因此，可以理解到，用于配置电机控制器设定值的新的和新颖的系统及方法已经被说明了。本领域技术人员将会认识到，已知这里的教导，将会看到存在多种替代或等价物，它们结合了所公开的发明。结果，本发明将不受上述范例性实施例所局限，但是仅受下面的权利要求的限制。
权利要求
1.一种配置电机控制器的方法，包括提供所述电机控制器，以包括用于在AC线和电机端子之间进行连接以便控制将AC电源施加到电机上的固态开关，和用于控制所述固态开关的操作的控制电路，所述控制电路包含用于命令所述固态开关的操作的可编程处理器，和连接到所述可编程处理器上的存储器，其存储与所述固态开关的操作有关的配置信息；提供用户配置装置，用于为所存储的配置信息选择数值，所述配置信息包括不连续的数值或者在某个范围内可调整的数值，所述配置装置适于在该范围内选择任意可调整的数值；以及使用所述配置装置以利用所选择的参数来更新所存储的配置信息。
2.如权利要求1的配置电机控制器的方法，其中，从起动电流极限、过载电流、启动延迟、关闭延迟、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平中选择所述可调整的数值。
3.如权利要求1的配置电机控制器的方法，其中，提供配置装置包括提供使用无线接口的远程配置装置。
4.如权利要求1的配置电机控制器的方法，其中，提供配置装置包括提供连接到所述可编程处理器上的辅助键盘。
5.如权利要求1的配置电机控制器的方法，其中在该范围内选择任意可调整的数值包括在上限和下限之间选择任意值。
6.如权利要求1的配置电机控制器的方法，其中，所述用户配置装置使得用户能够配置起动电流极限、过载电流、线旋转、关闭延迟、启动延迟、平均或单个绕组过载保护、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平。
7.一种可配置的电机控制器，包括固态开关，用于在AC线和电机端子之间进行连接以便控制将AC电源施加到电机上；控制电路，用于控制所述固态开关的操作，所述控制电路包含用于命令所述固态开关的操作的可编程处理器，和连接到所述可编程处理器上的存储器，所述存储器存储与所述固态开关的操作有关的配置信息；以及用户配置装置，用于为所存储的配置信息选择数值，所述配置信息包含在某个范围内可调整的数值，所述配置装置适于在该范围内选择任意可调整的数值。
8.如权利要求7的可配置的电机控制器，进一步包括运转地连接到所述可编程处理器上的无线通信模块，并且用户装置使用所述无线通信模块与所述可编程处理器进行通信。
9.如权利要求7的可配置的电机控制器，其中，所述用户配置装置包括运转地连接到所述可编程处理器上的辅助键盘和显示器，用于为所存储的配置信息选择参数。
10.如权利要求7的可配置的电机控制器，其中，从起动电流极限、过载电流、启动延迟、关闭延迟、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平中选择所述可调整的数值。
11.如权利要求7的可配置的电机控制器，其中，所述用户配置装置在该范围内选择任意可调整的数值包括在上限和下限之间选择任意值。
12.如权利要求7的可配置的电机控制器，其中，所述用户配置装置使得用户能够配置起动电流极限、过载电流、线旋转、关闭延迟、启动延迟、平均或单个绕组过载保护、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平。
13.一种可配置的电机控制器，包括壳体；位于所述壳体内的固态开关，用于在AC线和电机端子之间进行连接以便控制将AC电源施加到电机上；位于所述壳体内的控制电路，用于控制所述固态开关的操作，所述控制电路包含用于命令所述固态开关的操作的可编程处理器，和连接到所述可编程处理器上的存储器，所述存储器存储与所述固态开关的操作有关的配置信息；用户配置装置，用于为所存储的配置信息选择数值，所述配置信息包括不连续的数值和在某个范围内可调整的数值，所述配置装置适于在该范围内选择任意可调整的数值。
14.如权利要求13的可配置的电机控制器，进一步包括运转地连接到所述可编程处理器上的无线通信模块，并且所述用户装置使用所述无线通信模块与所述可编程处理器进行通信。
15.如权利要求13的可配置的电机控制器，其中，所述用户配置装置包括运转地连接到所述可编程处理器上的辅助键盘和显示器，用于为所存储的配置信息选择参数。
16.如权利要求13的可配置的电机控制器，其中，从起动电流极限、过载电流、启动延迟、关闭延迟、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平中选择所述可调整的数值。
17.如权利要求13的可配置的电机控制器，其中，所述用户配置装置在该范围内选择任意可调整的数值包括在上限和下限之间选择任意值。
18.如权利要求13的可配置的电机控制器，其中，所述用户配置装置使得用户能够配置起动电流极限、过载电流、线旋转、关闭延迟、启动延迟、平均或单个绕组过载保护、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平。
19.一种配置起动器设定值的系统，包括多个固态开关装置，用于在AC线和电机端子之间进行连接，以便控制将AC电源施加到电机上；控制电路装置，用于控制所述固态开关的操作，所述控制电路装置包含用于命令所述固态开关装置的操作的处理器装置以及存储配置信息的存储器装置，该配置信息与所述固态开关装置的操作有关；用户配置装置，用于为所存储的配置信息选择数值，所述配置信息包括不连续的数值或在某个范围内可调整的数值，所述配置装置适于在该范围内选择任意可调整的数值。
20.如权利要求19的系统，其中，从起动电流极限、过载电流、启动延迟、关闭延迟、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平中选择所述可调整的数值。
21.如权利要求19的系统，其中，所述用户配置装置包括使用无线接口的远程配置装置。
22.如权利要求19的系统，其中，所述用户配置装置包括连接到所述可编程处理器上的辅助键盘。
23.如权利要求19的系统，其中，所述用户配置装置使得用户能够配置起动电流极限、过载电流、线旋转、关闭延迟、启动延迟、平均或单个绕组过载保护、电流不平衡跳闸水平、和电流不平衡禁止水平。
全文摘要
可配置的电机控制器包括用于AC线和电机端子之间的连接的固态开关，以便控制将AC电源施加到电机上。控制电路控制该固态开关的操作。该控制电路包括用于命令固态开关的操作的可编程处理器。存储器连接到该可编程处理器上，该存储器存储与固态开关的操作有关的配置信息。用户配置装置为所存储的配置信息选择数值。该配置信息包含在某个范围内可调整的数值。该配置装置适于在该范围内选择任意可调整的数值。
文档编号H04Q7/00GK1685603SQ03822582
公开日2005年10月19日 申请日期2003年8月12日 优先权日2002年9月23日
发明者S·梅休, S·瓦克菲尔德, D·祖祖利, G·荣松 申请人:西门子能量及自动化公司