專利名稱：高能效的致動器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的一種包括至少一個致動器和相關(guān)聯(lián)控制鏈的致動器系統(tǒng)，其被設(shè)計用于至少兩種操作模式，其中的至少一種操作模式可以被停用。
背景技術(shù)：
通常并且在這里也同樣，“致動器”被理解為具有相關(guān)的能量調(diào)整器(典型地為放大器)的能量變換器，其將典型地由控制或調(diào)控系統(tǒng)供應(yīng)的命令變量變換為例如用于機械系統(tǒng)的控制變量。一般地，這同樣要求要向該致動器供應(yīng)的輔助能量?！爸悄苤聞悠鳌北焕斫鉃殚]環(huán)系統(tǒng)，其預(yù)先確定考慮了任何干擾的具有所定義精度的所需控制信號。智能致動器使能受控制的或受調(diào)控的操作。除了致動任務(wù)之外，整合了用于自監(jiān)控的診斷功能。在各種技術(shù)范圍中(例如，在制造或運輸領(lǐng)域中)，使用致動器例如以施加力(物質(zhì)運輸或混合、結(jié)構(gòu)支撐或定位等)或者進行振動阻尼(例如，作為渦輪機轉(zhuǎn)子的振動降低中的傳統(tǒng)擠壓膜阻尼器的替代品)。總體而言，致動器被用在諸如機械工程、加工工程或醫(yī)藥工程之類的實質(zhì)上所有技術(shù)領(lǐng)域中。致動器可以例如根據(jù)操作原理被分類如電磁致動器、壓電致動器、電致或磁致伸縮致動器、氣動致動器、液壓致動器等。圖1為了圖示說明而通過示例示意性地示出了在機電一體化系統(tǒng)1中嵌入的致動器2(然而，也可以提供幾個致動器幻。經(jīng)由連接3，致動器2向例如機械基礎(chǔ)系統(tǒng)4提供控制變量，基于此，進一步在5處機械、電、和/或化學(xué)變量以及在6處外部干擾變量可以作用(act)。利用一個或幾個傳感器9在控制或調(diào)控鏈8中檢測利用輸出7所指示的反應(yīng) (reaction)，所述傳感器一般包括換能器或轉(zhuǎn)換器(transformer) 10、測量放大器11和信號處理單元12。對應(yīng)的傳感器或測量信號被經(jīng)由連接13饋送到控制或調(diào)控系統(tǒng)14，該控制或調(diào)控系統(tǒng)14還包括用于設(shè)置值選擇的輸入15。該控制或調(diào)控系統(tǒng)14在16處將命令 (參考)值遞送到制動器2，該致動器2包括信號處理單元17、能量調(diào)整器18、以及能量變換器和/或能量轉(zhuǎn)換器19，并且能量在20處被供應(yīng)到致動器2。電磁致動器的具體設(shè)計是例如主動磁軸承，其充當(dāng)例如旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)的無接觸支撐。從EP 1 460 293 A2已知例如如上面給出的磁軸承形式的致動器，其被用于電動機/泵系統(tǒng)，具體地用于半導(dǎo)體制造中的氣體抽取。為了降低由于噪聲引起的不利振動，為磁軸承提供兩種操作模式，即高性能模式和低功率模式。具體地，為每個繞組分配切換系統(tǒng)，以便取決于功率需求將具有高電壓的電壓源或者具有低電壓的電壓源連接至磁軸承的繞組。取決于所檢測的電流改變速度，而實現(xiàn)切換。DE 10 2006 029 514 B3還描述了機動車輛中致動器的控制，其中，也提供了兩種操作模式，即，用于正常操作的操作模式和第二操作模式，在諸如微控制器之類的其它組件不處于用于控制致動器的正常操作模式而例如實施自測試時，該第二工作模式具有重要性。上面敘述的兩種系統(tǒng)沒有提及降低能量消耗。用于旋轉(zhuǎn)軸的徑向支撐的主動磁軸承典型地包括控制器、用于確定要支撐的結(jié)構(gòu)距參考位置的距離的傳感器、功率放大器、電流傳感器、以及軸承磁鐵，所述軸承磁鐵由軸承殼體中的帶有被安裝在磁極腿部上的線圈的鐵磁定子元件、以及被安裝在軸上的鐵磁轉(zhuǎn)子元件組成。與電動機的制造相似，該定子元件和該轉(zhuǎn)子元件優(yōu)選地每個由獨立的薄鐵磁金屬片制成，每個薄鐵磁金屬片用于降低渦流。轉(zhuǎn)子元件的金屬片被圓形地設(shè)計為具有由期望的軸承負載預(yù)先確定的必要磁流量所需的板片厚度(web thickness)。軸承磁鐵的定子元件同樣主要由沖壓的圓形獨立金屬片組成，所述金屬片具有借助于夾鉗設(shè)備被保持在一起的朝向內(nèi)側(cè)的突出(pronounced)磁極腿部。線圈位于獨立的磁極腿部上，根據(jù)起重磁鐵的原理通過所述線圈借助電流在轉(zhuǎn)子部分上施加力。這在該示例中使能了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的無接觸支持。取代傳統(tǒng)軸承中存在的軸承部分，在磁軸承中，由于包括磁滯損耗和渦流損耗的周期性磁化損耗而出現(xiàn)了制動轉(zhuǎn)矩。借助于開關(guān)放大器的電磁鐵控制使得能夠?qū)⒃陔姼兄写鎯Φ哪芰勘恢匦鹿?yīng)到中間電流。因此在電磁鐵、供電線和插頭連接中僅出現(xiàn)與負載電流成比例的歐姆損耗。通過所謂的混合磁軸承來使得能夠降低支撐所需的能量量，所述混合磁軸承包括用于提供靜態(tài)支承力的永磁軸承、和主動磁軸承。在該連接中通過在靜態(tài)負載條件下相當(dāng)?shù)偷木€圈電流來節(jié)省能量。開關(guān)放大器中的損耗實質(zhì)上包括傳導(dǎo)損耗、切換損耗以及驅(qū)動器電路損耗。傳導(dǎo)損耗與在相應(yīng)的操作狀態(tài)下導(dǎo)通的相應(yīng)的功率半導(dǎo)體上的電壓降成比例，并且與負載電流成比例。切換損耗取決于負載電流，并且與切換頻率和中間電路電壓直接成比例。在利用直接數(shù)字控制的已知開關(guān)放大器概念中，中間電路電壓的額定值(rating) 以及切換頻率的額定值與所需的最大控制動態(tài)范圍(dynamics)協(xié)調(diào)地出現(xiàn)。在部分負載條件下，即在不需要主動磁軸承的完全控制動態(tài)范圍時，例如在比最大轉(zhuǎn)子速度小的速度處，將出現(xiàn)不必要的高損耗。總體而言，可以說通常的致動器被設(shè)計為針對最差情況的操作狀態(tài)，例如，最大所需力、橫動速率、功率、動態(tài)范圍等。在部分負載范圍中，這導(dǎo)致高能量固有消耗，這是因為控制、功率控制和致動器典型地利用對于最差情況所需的恒定參數(shù)來工作，所述恒定參數(shù)諸如數(shù)字控制的采樣速率、功率開關(guān)放大器或功率變換器(逆變器)的切換頻率、中間電路電壓等等。對于具有不同操作狀態(tài)的應(yīng)用，以及在諸如結(jié)構(gòu)的主動磁支撐之類的所有應(yīng)用中，其中，當(dāng)經(jīng)過臨界轉(zhuǎn)子速度時，需要非常高的支承力，然而在大多數(shù)操作模式中，需要大大降低的支承力，結(jié)果將是偏離最差情況操作點的致動器的不必要的高功率損耗。因此，通過致動器連同控制的專門設(shè)計，期望使得能夠大量降低部分負載范圍中的功率損耗，并且以此使能對于致動器應(yīng)用的生態(tài)且經(jīng)濟的解決方案。除了基于已經(jīng)被使用了超過30年的P(I)D位置控制器的控制之外，很長時間，現(xiàn)在已經(jīng)使得使用以下可能性選擇性地修改軸承剛度以及借助于主動磁軸承進行阻尼和/ 或?qū)⒘κ┘釉谵D(zhuǎn)子上，以便改進運行特性。支承力的大量降低以及因此支撐所需的能量需求的大量降低源自轉(zhuǎn)子關(guān)于其慣性主軸的支撐。從陷波濾波器的典型應(yīng)用(參見，Knospe,C. R.，"Reducing unbalance response with magnetic bearings，，，Int. Rep. , Center for Magnetic Bearings, University of Virginia, VA, 1992)開始，已經(jīng)開發(fā)了多種用于不平衡補償?shù)淖赃m應(yīng)方法。在例如 Herzog, R.等的"Unbalance compensation using generalized notch filters in the multivariable feedback of magnetic bearings，，；IEEE Transactions on control systems technology, vol.4, No. 5，1996年9月中，提出了利用“一般化陷波濾波器”的概念，其使用兩級調(diào)制方法，所述兩級調(diào)制方法通過引入取決于速度的因子而被適配于不平衡勵磁的可變頻率。為了控制混合磁軸承而提出的“Adaptive Vibration Control" (AVC) (參見 Betschon, F. , "Design Principles of Integrated Magnetic Bearings，，， Dissertation, ETH Zurich, 2000, pp 78-86 ；99-102)使得能夠相對于停用 AVC 將線圈電流降低高達90%。這進一步示出對于最優(yōu)AVC功能，相對于轉(zhuǎn)子速度，傳感器信號的數(shù)字化速率、控制采樣速率、以及切換頻率要被選擇為高出至少因子6倍。顯著的是理想化結(jié)構(gòu)在空閑期間的開關(guān)放大器損耗和鐵損耗之和已經(jīng)達到在平均轉(zhuǎn)子速度處出現(xiàn)的總能量消耗的92%。關(guān)于在現(xiàn)有技術(shù)中使用的功率放大器，模擬放大器一般具有尤其在部分負載范圍中具有高功率損耗的缺點對于感應(yīng)負載而言，將在該感應(yīng)負載中存儲的能量重新饋送到中間電路是不可能的，這導(dǎo)致功率損耗的進一步增加；以及數(shù)字控制器的直接數(shù)字控制是不可能的，這要求附加組件并且可能導(dǎo)致更差的信號質(zhì)量。G類放大器要么具有不同的固定的中間電路電壓(包括缺點高開銷以及因此用于實現(xiàn)通常所需的多個中間電路電壓電平的高成本)，要么具有可變的中間電路電壓(由此中間電路電壓電平取決于輸入信號電平，具有以下缺點信號增加速度以及因此動態(tài)范圍受限于中間電路電壓的轉(zhuǎn)變速率)。如果D類放大器具有不同的固定的中間電路電壓，則該缺點也導(dǎo)致在D類放大器形式下的開關(guān)放大器的情況。在音頻放大器中，通過修改中間電路電壓來控制音量，其具有以下缺點不可獲得中間電路電壓控制的高控制動態(tài)范圍(盡管在用于音量控制的應(yīng)用中不以此為目的)。還提出了作為模擬放大器和數(shù)字放大器的組合的混合放大器，參見例如ERTL，H.， J. KOLAR禾口F. ZACH，“A New Ikff Class-D Supported Linear Power Amplifier Employing a Self-Adjusting Ripple Cancellation Scheme，，，Proc. of the 29th International Conference on Power Electronics and Intelligent Motion (PCIM), Nuremberg, Germany, 1996年5月21-23日?；旌戏糯笃?H類放大器)的基本思想在于如圖2中所示，作為“主”的線性放大器21在輸出端22給出輸出電壓(或輸出電流Ilin_)，作為“從” 的開關(guān)放大器23為負載M供應(yīng)必需的輸出電流Iswit。h。整體上，電流
Itotal I linear+1 switch
被供應(yīng)給該負載Μ。因此，混合放大器組合了低功率損耗和高輸出信號質(zhì)量的優(yōu)點。線性放大器21可以被看作有源濾波器，其盡可能好地補償開關(guān)放大器的電流波動部分(“電流紋波”)和調(diào)制噪聲。然而，缺少直接控制的可能性構(gòu)成了混合放大器的缺點。在WASSERMANN，J.禾口 SPRINGER，H. 〃 A Linear Power Amplifier with Current Injection(LACI) for Magnetic Bearings” (SCHWEITZER, G.，R. SIEGffART 禾口R. HERZOG(編輯):Proc. of Fourth Int. Symp. on Magnetic Bearings，pp 371-376， Zurich，Switzerland,1994 年 8 月 23-26 日.Int.Center for Magnetic Bearings，Swiss Federal Institute of Technology (ETH) Zurich, Hochschulverlag, ETH Zurich)中提出了混合放大器的替代概念。這里，取決于操作條件(靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)、或高動態(tài))的邏輯控制要么激活模擬放大器部分(具有低中間電路電壓)，要么激活開關(guān)放大器部分(具有高中間電路電壓)。該概念使能了用于基本負載的高輸出信號質(zhì)量；然而，無論何時需要高力增加速度，信號質(zhì)量都由于開關(guān)放大器的自動接通而劣化。因此，盡管存在依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于獲得具有較低功率損耗的致動器系統(tǒng)的許多和多種多樣的提議，仍繼續(xù)需要高能效的致動器系統(tǒng)，由此進一步希望高控制動態(tài)范圍、以及在加速時對應(yīng)信號管理還連同對應(yīng)信號質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，本發(fā)明目的是提出一種上面給定類型的致動器系統(tǒng)，其通過高能效和/或低能量消耗和低功率損耗而區(qū)分，由此同樣能夠獲得高控制動態(tài)范圍。為了解決所提出的目的，本發(fā)明提供了如權(quán)利要求1給定的致動器系統(tǒng)。在從屬權(quán)利要求中限定了有利實施例和進一步發(fā)展。在所提出的致動器系統(tǒng)中，控制鏈被設(shè)計用于兩種或多種操作模式，其中的至少一種操作模式可以取決于需要而被停用和/或激活，一種操作模式是高效率操作模式，其中確保了具有盡可能低的功率損耗以及具有高度效率的操作模式，其中影響變量和參數(shù)被最優(yōu)地適配于每種操作條件。另一操作模式優(yōu)選地是高功率操作模式，無論何時要求高功率都激活該模式。在正常操作期間，當(dāng)不需要這種高功率或最大功率時，該高功率操作模式被得當(dāng)?shù)赝Ｓ谩榱藢τ诿糠N操作模式使能被最優(yōu)化的適當(dāng)操作，為每種操作模式提供其自身的相關(guān)致動器同樣是有利的。取決于致動器系統(tǒng)，該致動器被以本身已知的方式(例如利用壓力汽缸)設(shè)計為壓電變換器等。然而，利用具體優(yōu)點，可以將本發(fā)明與電磁鐵聯(lián)合應(yīng)用 (具體地用于磁軸承(優(yōu)選地混合磁軸承))；例如，磁軸承可以分配給儲能轉(zhuǎn)子(所謂的 “飛輪”)。儲能轉(zhuǎn)子可以包括由碳纖維材料(使能尤其高的速度)制成的主體。以此方式， 例如可以獲得以20，000到40，000轉(zhuǎn)每分(以及更高)運行的轉(zhuǎn)子，由此首先在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度中存儲了動能。另一優(yōu)點是當(dāng)控制鏈被布置來控制、搜索并保持具體地針對最優(yōu)能效的相應(yīng)最優(yōu)操作點時。在該實施例中，例如在操作點由于溫度改變等而偏移時，控制鏈找到新操作點， 然后再次將操作穩(wěn)定化在最小的能量開銷處。相應(yīng)地，具體有利的實施例的區(qū)別在于控制鏈包括調(diào)整在下游連接的控制器的設(shè)置值的最優(yōu)化控制器，由此致動器及其能量調(diào)整器的能量消耗將變得最小。具體地，在飛輪轉(zhuǎn)子的情況下(但在其它應(yīng)用下同樣)，如果針對任何故障提供優(yōu)選地具有高功率控制的至少一個冗余的可連接致動器，則對于安全因素而言是更合適的。優(yōu)選地，控制鏈中的至少一個元件被一式兩份地設(shè)計以便獲得兩種操作模式；然而，可能有利的是一式兩份或一式多份地提供控制鏈中的所有元件從而確保相應(yīng)操作模式下的最優(yōu)化操作模式。具體地，如果控制鏈被設(shè)計為檢測要求激活非活動操作模式的操
6作情況，也是有利的。優(yōu)選地，為致動器控制提供開關(guān)放大器全橋。本致動器系統(tǒng)還可以在優(yōu)選實施例中看到，所述致動器系統(tǒng)包括至少一個部分致動器，其在所述致動器系統(tǒng)的所有操作模式下在每種情況下工作于最優(yōu)(尤其最高能效的)操作模式，從而確保盡可能高的效率程度和/或盡可能低的功率損耗?？删唧w想到下面的實施例和/或因變量和參數(shù)-致動器的簡單或多種構(gòu)造；例如，致動器可能包括用于生成力的兩類控制元件， 即一方面，用于例如主動磁或混合軸承中的標(biāo)準(zhǔn)操作的具有低力和最小損耗的高效率致動器元件；另一方面，用于在需要時(例如，在啟動轉(zhuǎn)子時，在吸收外部擾動力(例如，地震)時，或者在應(yīng)急運行期間)生成大力的高功率致動器元件。-借助于高效的開關(guān)放大器/DC斬波器變換器組合，以盡可能低的功率損耗控制致動器，具體地利用眷被適配于相應(yīng)的操作條件下所需的動態(tài)范圍的(最小)中間電路電壓、以及在需要的情況下實施的到最大中間電路電壓的立即切換；眷用于可變中間電路電壓的DC/DC變換器的并且被適配于相應(yīng)的操作條件的可變(最小需要的)切換頻率；·(感應(yīng))負載的能量重新饋送；以及/或者 用于盡可能低的切換損耗的、被適配于相應(yīng)的操作條件的可變(最小需要的) 晶體管切換頻率。至于例如磁軸承(具體地主動磁軸承)中的機械構(gòu)造和材料選擇，以下手段是有利的-至少在高效率致動器中，具有最小渦流和周期性磁化損耗的電磁鐵的鐵芯材料是優(yōu)選的；此外，用于降低周期性磁化損耗的單極磁布置是有利的。-還優(yōu)選地提供具有用于提供靜態(tài)支承力的永磁磁鐵和用于提供動態(tài)力的電磁鐵的混合磁軸承。此外，有利的是提供以下部件的被適配于電流操作狀態(tài)的操作頻率_(多個)數(shù)字控制器，-模擬/數(shù)字變換器，以及-以下部件的功率半導(dǎo)體控制信號的切換頻率和脈沖形式 功率開關(guān)放大器，以及/或者眷(用于(多種)可變中間電流電壓的)直流變換器。 同樣有利的是在高效率/高功率操作模式之間的切換、以及/或者使開關(guān)放大器中間電路電壓為用于最大系統(tǒng)動態(tài)范圍的最大值。有利地，所有組成部分被優(yōu)化達到對于所有操作條件確保最大能效的效果、以及在操作中可變的參數(shù)被自動地適配于損耗最小化的效果。與之前概念相比，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的主要優(yōu)點在于致動器系統(tǒng)的實質(zhì)上較低的能量消耗，其被降低至致動器系統(tǒng)的每種操作模式下的最小值。


下面將基于具體有利的實施例更詳細地描述本發(fā)明，但本發(fā)明將不限于此。更具體地，在附圖中圖1以框圖形式示意性地示出了具有上面已經(jīng)解釋的嵌入致動器的一般機電一體化系統(tǒng)；圖2示出了用于上面還描述了的混合放大器的切換示例；圖3以框圖形式示出了本發(fā)明的具有組合的高效率/高功率能量調(diào)整器的實施例，該能量調(diào)整器可關(guān)于中間電路電壓切換；圖4以更詳細的開關(guān)配置示出了根據(jù)圖3的該系統(tǒng)的控制器和組合能量調(diào)整器；圖5示出了組合能量調(diào)整器的實施例，與圖4相比已經(jīng)通過提供并列系統(tǒng)而改進了所述組合能量調(diào)整器；圖6以與圖3相似的示意性框圖形式示出了根據(jù)本發(fā)明的致動器系統(tǒng)的另一實施例，其具有能量調(diào)整器和能量變換器的副本以便獲得高效率系統(tǒng)和/或高性能(功率)系統(tǒng)；圖7示出了與圖4和5相似的、與圖6相對應(yīng)的致動器系統(tǒng)的更具體開關(guān)配置；圖8與圖7相比示出了進一步發(fā)展，其中控制鏈的未被激活的(或可能有缺陷的) 元件的能量供應(yīng)在高性能能量調(diào)整器中被切斷；圖9通過根據(jù)圖8的實施例的進一步發(fā)展示出了具有冗余的附加系統(tǒng)從而使得在包括高效率能量調(diào)整器和高性能能量調(diào)整器的系統(tǒng)故障情況下能夠切換至附加的冗余系統(tǒng)的實施例；圖10以根據(jù)圖6的實施例的修改以框圖形式示出了進一步發(fā)展，由此現(xiàn)在也在控制鏈內(nèi)一式兩份地配置實際控制器；圖11示出了用于混合磁軸承的無冗余高性能系統(tǒng)的一般致動器系統(tǒng)的圖；圖12以圖形式示出了根據(jù)本發(fā)明的在被應(yīng)用于儲能飛輪時的致動器系統(tǒng)的實施例，所述儲能飛輪處于借助于主動混合磁軸承支撐的飛輪存儲設(shè)備的形式；圖13以框圖形式示出了最優(yōu)化控制電路的實施例，所述最優(yōu)化控制電路可以特別有利地用于本發(fā)明中；圖14示出了圖示在不同操作點處例如混合磁支撐轉(zhuǎn)子的必要的保持力的圖，可以利用根據(jù)圖13的最優(yōu)化控制電路來確定所述不同操作點；以及。圖15以流程圖形式示出了與根據(jù)圖10的致動器系統(tǒng)相聯(lián)系的、用于例如將根據(jù)本發(fā)明的致動器系統(tǒng)從高效率操作模式切換至高性能操作模式或者組合的高效率和高性能操作模式的過程。
具體實施例方式上面已經(jīng)解釋了圖1和2，并且不需要再次描述圖1和2。在圖3中，以與圖1相似的表示形式，示出了基礎(chǔ)系統(tǒng)25，這里利用已經(jīng)內(nèi)置的傳感器，經(jīng)由(與圖1中的實際值連接13相似的)實際值連接13從該基礎(chǔ)系統(tǒng)25向差值生成器沈供應(yīng)真實值，設(shè)置值15被供應(yīng)到差值生成器沈的另一輸入端。然后，差值信號被供應(yīng)到控制器27。所述控制器27和差值生成器沈因此形成根據(jù)圖1的控制系統(tǒng)14。在控制器27下游布置組合的高效率/高性能(功率)能量調(diào)整器觀，其輸出被施加到能量調(diào)整器四；兩個組件28和四因此(除了在圖3中未更具體地示出的信號處理之外)形成根據(jù)圖1的表示中的致動器2。在根據(jù)圖3的實施例中，(參見圖4)在最大中間電路電壓Uzm和最優(yōu)化中間電路電壓Uzv之間提供高動態(tài)切換，以便能夠在由能量調(diào)整器部件觀提供的兩種操作模式之間切換。在圖4中更具體地示出了所述切換和不同的中間電路電壓^和Uzv。具體地，在圖4中，圖示了組件27 (控制器)和觀(能量調(diào)整器或致動器)?？梢哉J識到，控制器27包括用于模擬信號的輸入端30、以及用于數(shù)字信號的輸入端/輸出端31。 在控制器27中，模擬信號經(jīng)由模擬通道32和AD變換器33供應(yīng)給控制器模塊34。所述控制器模塊34還包括數(shù)字輸入端/輸出端35，其經(jīng)由驅(qū)動器電路和/或緩存器級36連接，從輸入端31向該驅(qū)動器電路和/或緩存器級36供應(yīng)數(shù)字信號。此外，與控制器27相聯(lián)系， 示意性地示出了干線(mains)濾波器37、AC/DC變換器38、監(jiān)視電路(“看門狗”)39、定時信號電路40、以及通信模塊41，控制器27可以經(jīng)由通信模塊41與主計算機(未更具體地示出，參見連接4 通信。組合能量調(diào)整器28包括線路濾波器43以及整流器和軟啟動單元44，在該整流器和軟啟動單元44的輸出端供應(yīng)最大中間電路電壓在需要的情況下，借助于向其分配了用于接通和切斷的柵極驅(qū)動器45的晶體管Tzm，來傳遞該最大中間電路電壓UZM。另一方面， 可以經(jīng)由開關(guān)晶體管Tzv和二極管Dzvk來傳遞降低的、可變的、最優(yōu)化的中間電路電壓Uzvo 在節(jié)點47，作為中間電路電壓Uz，要么在能量調(diào)整器觀的高效率操作模式的情況下，在晶體管Tzv和二極管Dzvk上施加最優(yōu)化的中間電路電壓Uzv,而阻斷晶體管Tzm ；要么在高性能操作模式的情況下，導(dǎo)通晶體管Tzm，而阻斷晶體管Tzvk，從而在節(jié)點47處施加最大中間電路電壓Uzmo在高效率情況下，在最優(yōu)化的中間電路電壓Uzv被施加到隨后的全橋48和/或49 時，借助于(取決于電流方向)與晶體管T1和T3以及/或者T2和T4并聯(lián)連接的續(xù)流二極管，可以從負載重新供應(yīng)能量(圖4中未示出)，由此在具有柵極驅(qū)動器46的導(dǎo)通晶體管 Tzve的情況下，電流增加與在中間電路電壓Uzv下大致相同(然而是負的)，由此能量從感應(yīng)負載重新供應(yīng)到電容器Czv。在晶體管Tzvk未被激活的情況下，如上所述，經(jīng)由與晶體管T1和T3以及/或者T2 和T4并聯(lián)連接的續(xù)流二極管，并且在此情況下經(jīng)由與電容器Czm中的晶體管Tzm并聯(lián)連接的二極管，能量被重新供應(yīng)。對于全橋電路而言，根據(jù)圖4，可獲得兩個被基本相同地設(shè)計的全橋48、49，全橋 48和49的下游分別存在輸出濾波器50和51。在每個全橋48、49中，在橋式電路中存在并聯(lián)連接的每個具有續(xù)流二極管的晶體管I\、T2、T3和T4,相關(guān)的柵極驅(qū)動器52被提供用來切換晶體管T1-T415各個能量變換器(圖3中的四)中的每個將被連接到或者連接到輸出濾波器50、51。根據(jù)圖4的電路被設(shè)計用于4象限操作；對于2象限操作而言，該電路要被相應(yīng)地簡化，并聯(lián)連接到晶體管T1和T4的晶體管T2和T3以及續(xù)流二極管被省略。在操作期間，在30處讀入模擬實際值，其中這些模擬實際值可以涉及例如位置、 電流、溫度等參數(shù)。所述實際值來自傳感器(圖1中的9)，并且經(jīng)由模擬通道32在經(jīng)由A/ D變換器33進行的模擬信號處理、濾波下供應(yīng)到控制器34。數(shù)字實際值在31進入控制器 27，并且這些數(shù)字實際值可以例如來自光學(xué)旋轉(zhuǎn)角度編碼器?？刂破髂K34中的控制算法可用作軟件，由此控制器模塊34不僅可以由數(shù)字信號處理器構(gòu)造，而且還可以由微控制器和FPGA單元構(gòu)造。在根據(jù)圖3和4的本控制鏈中，元件53被一式兩份地設(shè)計，借助于元件53來施加中間電路電壓Uzm或υζγ，即，一個時間利用分支Tzm而另一時間利用分支Tzv和Dzvk，由此正常操作模式是具有優(yōu)化中間電路電壓Uzv的高效率操作模式，其中開關(guān)晶體管Tzvk導(dǎo)通而Tzm 截止。通過柵極驅(qū)動器45來實現(xiàn)晶體管的動態(tài)接通和切斷。將與輸出濾波器50、51連接或與輸出濾波器50、51連接的能量變換器四可以例如是磁軸承的軸承磁鐵。經(jīng)由連接42到主計算機的可選通信可以服務(wù)于控制、顯示和/或監(jiān)視的目的。根據(jù)圖5的實施例實際上與根據(jù)圖4的實施例相對應(yīng)，其提供有幾個(例如兩個) 并列的能量調(diào)整器系統(tǒng)；就此而論，可以提供兩個組合能量調(diào)整器觀之一用于轉(zhuǎn)子或否則軸的徑向支撐，而另一組合能量調(diào)整器觀’用于轉(zhuǎn)子或否則軸的軸向支撐。由于能量調(diào)整器 28,28'與根據(jù)圖4的能量調(diào)整器基本相同地構(gòu)造，因此無需再次對它們進行描述。同樣情況也適用于控制器27。應(yīng)指出，中間電路電壓可能被不同地選擇用于能量調(diào)整器觀、28’， 由此依賴于主動能量調(diào)整器(軸承磁鐵)來選擇最優(yōu)中間電路電壓。在圖5中，恰恰如圖4中所示，具有控制鏈的元件(即開關(guān)部分)的雙重配置的區(qū)域被另外地圖示為元件53。在根據(jù)圖6和7的實施例中，控制鏈中的其它元件(圖1中的8)被一式兩份地設(shè)計，從而連接分離的系統(tǒng)，即聯(lián)合控制器27下游的高效率系統(tǒng)M以及高性能系統(tǒng)Μ’。與上面關(guān)于圖4已經(jīng)描述的高效率系統(tǒng)相似，高效率系統(tǒng)M包括能量調(diào)整器觀，其具有可變中間電路55，具有全橋電路48、49 (具有晶體管T1至T4)，并且具有輸出濾波器50、51，如圖 4中所示。在高性能系統(tǒng)54’中，其自己的恒定中間電路55’被分配給實際能量調(diào)整器觀’， 以便在該高效率系統(tǒng)54’中提供恒定的最大中間電路電壓UZM。參考標(biāo)號四和29’繼而指定能量調(diào)整器，例如軸承磁鐵，并且最終在圖6中也示出了基礎(chǔ)系統(tǒng)25。此外，從控制器27 開始，示意性地提供連接56和56’，用于激活和停用相應(yīng)系統(tǒng)，即高效率系統(tǒng)M和高性能系統(tǒng)M’，以及提供用于可變中間電路陽的控制的連接57。在圖7中，示出了(與根據(jù)圖5的電路設(shè)計相似的)與圖6相對應(yīng)的更具體的電路設(shè)計。在高效率能量調(diào)整器M的區(qū)域中，圖示了可變中間電路55、另一全橋48和49、以及輸出濾波器50和51，由此參考圖4獲得更具體的說明。高性能系統(tǒng)54’包括恒定中間電路55’，(當(dāng)設(shè)想不存在開關(guān)晶體管Tzm或Tzv、TzvR時)類似于源自圖4的可變中間電路 55，并且提供另外的對應(yīng)全橋連接48’、49’以及輸出濾波器50’、51’。高性能能量調(diào)整器 29’連接到這些輸出濾波器50’或51’，而高效率能量調(diào)整器四連接到高效率系統(tǒng)M的輸出濾波器50或51 (參見圖6)。同樣應(yīng)用于這里，即，(例如對于每個全橋)中間電路電壓
或^可以非常不同。在根據(jù)圖6和7的實施例中的控制器27配備有對應(yīng)的高效率和高性能算法以便操作高效率系統(tǒng)M以及高性能系統(tǒng)Μ’?？刂破?7可以為高效率系統(tǒng)M提供最優(yōu)化控制，如下面將基于圖13和14具體說明的。這也應(yīng)用于至今為止說明的實施例。根據(jù)圖8的實施例實質(zhì)上對應(yīng)于根據(jù)圖7的實施例，區(qū)別在于在恒定中間電路55， 中提供了開關(guān)晶體管T/，使得能夠切斷用于高效率系統(tǒng)54’的控制鏈的未激活和/或有缺陷元件的能量供應(yīng)。以類似方式，對于高效率系統(tǒng)54，也提供借助于晶體管Tx進行的控制鏈的未激活和/或有缺陷元件的切斷。在每個可變或恒定中間電路55和55’的輸出側(cè)上分別提供這些晶體管Tx、Tx‘，并且繼而分別經(jīng)由柵極驅(qū)動器46和46’控制這些晶體管Τχ、
T χ 。在圖9中，從根據(jù)圖8的實施例開始，其對應(yīng)于在圖9的上部中圖示的主要系統(tǒng) 60，另外示出了包括其自己的控制器27a及其自己的冗余高性能能量調(diào)整器Ma的冗余控制系統(tǒng)61。冗余系統(tǒng)61經(jīng)由連接62與主要系統(tǒng)60通信，由此在主要系統(tǒng)60中出現(xiàn)任何錯誤或任何混亂的情況下，控制可以被切換至冗余系統(tǒng)61。借助于從現(xiàn)有技術(shù)已知的技術(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)60、61的本地錯誤檢測以及相互錯誤檢測。冗余系統(tǒng)61的高性能系統(tǒng)能量調(diào)整器5 可以被與主要系統(tǒng)的高性能能量調(diào)整器54’相同地構(gòu)造。在根據(jù)圖10的實施例中，與根據(jù)圖6的實施例相比，還另外提供了實際控制器的副本，參見控制器27 (在高性能系統(tǒng)M中)以及27’(在高性能系統(tǒng)M’中)。此外，一式兩份地提供能量調(diào)整器觀、28’以及能量變換器四、29’。另外，在高性能系統(tǒng)M’中，在控制器27’的上游連接辨別與激活/停用單元63，在實際值(連接1 距設(shè)置值25存在大偏差(參見差值生成器26)的情況下，所述辨別與激活/停用單元63例如另外地激活了高性能系統(tǒng)M’的控制鏈，由此高效率系統(tǒng)M繼續(xù)被激活。所述辨別與激活/停用單元63可以例如借助于窗口比較器而實現(xiàn)。在圖11中，在用于轉(zhuǎn)子的無接觸磁性支撐的電磁致動器(混合磁軸承)的基礎(chǔ)上，示出了本高能效致動器系統(tǒng)的示例應(yīng)用。主動磁軸承(AMB-active magnetic bearing)的應(yīng)用基于電磁鐵的原理。借助于線圈，生成磁通，在由被要支撐的結(jié)構(gòu)(這里是轉(zhuǎn)子)的氣隙分開的鐵磁定子和鐵磁元件之間施加吸引力。除了能量變換器四、29’，必要的裝配件組包括控制器27、傳感器9(典型地， 距離和電流，也參見圖11中的示例傳感器連接線64)、以及能量調(diào)整器(功率放大器)28、 28，。根據(jù)圖11，在數(shù)字控制器27的上游連接傳感器信號調(diào)節(jié)單元65以及A/D變換器 66。此外，利用塊67來示意性地指示諸如旋轉(zhuǎn)角度、溫度、以及錯誤辨別和停用之類的參數(shù)的檢測。此外，在控制器27中，利用塊69指示自適應(yīng)振動控制(AVC)；利用塊70指示用于自適應(yīng)控制器采樣速率的組件；利用塊71指示自適應(yīng)中間電路電壓控制；以及利用塊72 指示至主計算機的通信。能量調(diào)整器觀和觀’繼而分別包含可變中間電路55和恒定中間電路陽’，以及另外的能量調(diào)整器觀中的自適應(yīng)PWM(脈沖寬度調(diào)制)模塊73和高性能能量調(diào)整器沘，中的PWM模塊73’。本致動器系統(tǒng)使得具有比具有傳統(tǒng)磁軸承系統(tǒng)實質(zhì)上更高的能效以及具有最小周期性磁化損耗的磁性支撐成為可能。在該連接中，致動器具體地(如下面基于圖12將圖示的)包括級聯(lián)的混合磁軸承系統(tǒng)，該級聯(lián)的混合磁軸承系統(tǒng)包括以下三者的組合用于生成靜態(tài)支承力的永磁軸承；用于動態(tài)力的操作調(diào)平的具有最小能量消耗的高效率AMB ； 用于啟動、吸收大偏轉(zhuǎn)和/或應(yīng)急操作的高性能AMB。在正常操作中，僅使用高效率AMB或系統(tǒng)。只要控制檢測到由此生成的支承力不足以防止轉(zhuǎn)子的任何不可允許的偏差，將自動地接通在正常操作期間停用的高性能AMB或系統(tǒng)。同時，為了獲得最大可能支承力，高效率
11AMB的功率開關(guān)放大器的中間電路電壓Uz被從實際操作狀態(tài)開始增加至最大值UZM。只要高效率AMB的必要支承力再次足夠，高性能AMB將自動地被切斷至待機模式。借助于完全自適應(yīng)的數(shù)字控制器27來實現(xiàn)對級聯(lián)的混合磁軸承系統(tǒng)的控制，并且所述控制包括以下核心問題主動振動控制(模塊69)、用于數(shù)字控制器27的盡可能低的能量消耗的自適應(yīng)控制器采樣速率(模塊70)、為了柵極驅(qū)動器和功率半導(dǎo)體中盡可能低的損耗的用于控制功率開關(guān)放大器的自適應(yīng)脈沖寬度調(diào)制頻率(模塊73)、取決于高效率AMB 28J9的電流操作模式的用于功率開關(guān)放大器的最小損耗和高性能AMB 28’和四’ 的自動接通的自適應(yīng)中間電路電壓控制(模塊71)。冗余高性能AMB系統(tǒng)(圖9和12中的61)的控制實質(zhì)上對應(yīng)于高性能AMB 54’ 的控制；然而，另外，在組合的高效率AMB/高性能AMB系統(tǒng)故障的情況下實現(xiàn)接通。作為最小數(shù)量的組件以及最大信號質(zhì)量和相對強壯的外部干擾信號輸入的結(jié)果， 為了盡可能低的能量消耗，可以通過使用3電平PWM(參見模塊73、73’)來提供對功率晶體管的直接數(shù)字控制。該3電平PWM尤其針對低切換損耗而設(shè)計，統(tǒng)一地將切換損耗劃分至所有的全橋晶體管T1-T4以及放大器輸出信號中的低高頻干擾信號部分。關(guān)于上面描述的開關(guān)放大器全橋48、49和48，、49，，在用于控制高效率AMB和高性能AMB的電磁鐵的功率放大器中追求的目標(biāo)是不同的。高效率AMB的功率放大器具有高效率，這是因為中間電路電壓Uzv適配于增加在相應(yīng)的操作模式下所需速度的力、以及脈沖寬度頻率適配于旋轉(zhuǎn)速度，尤其在部分負載操作范圍中。例如，在降低的轉(zhuǎn)子速度處和/或在增加速度的降低的力處的切換損耗可能由此被實質(zhì)性的降低。針對傳輸損耗、切換損耗、柵極容量以及反向恢復(fù)損耗的最優(yōu)化，得當(dāng)?shù)剡x擇功率半導(dǎo)體。關(guān)于高性能AMB28’、29’的功率放大器，關(guān)注點主要在于安全的連接斷開能力，而不管任何可能的柵極驅(qū)動器或功率半導(dǎo)體的故障。在該情況下，在幾微秒內(nèi)斷開連接是有利的，從而避免要支撐的轉(zhuǎn)子的任何失穩(wěn)定化。功率損耗具有次重要性，這是因為在正常操作期間不接通高性能AMB。高性能AMB的中間電路不具有任何電壓控制。在用于4象限操作的高能效致動器控制的可能實施例的圖4和圖5的基礎(chǔ)上討論的示例具有獨立全橋的高動態(tài)的可切換中間電路電壓Uz，所述全橋例如可以包括對于任何突然需求的最大動態(tài)范圍采用最大值Uzm的電壓、并且包括對于相應(yīng)的操作狀態(tài)而被最優(yōu)化的可控制電壓Uzv。然而，例如，經(jīng)由耦合電感而并聯(lián)連接或者用于驅(qū)動不同的致動器(例如，高效率/高性能致動器，參見圖7到9)，還可以使用若干開關(guān)放大器全橋。通過利用關(guān)于晶體管Tzv的裝配件組形成的DC/DC變換器生成可變中間電路電壓Uzv。就此而論，功率開關(guān)晶體管以及柵極驅(qū)動器電路可以被可選地適配為所述橋的必要功率需求。圖12圖示了本高效能致動器系統(tǒng)的特別有利的應(yīng)用，即用于飛輪存儲設(shè)備中的支撐。在圖12中，左上側(cè)的框60對應(yīng)于根據(jù)圖11的(不帶致動器四、29’)的混合的高效率/高性能AMB(閉環(huán)控制和控制)。此外，如上面已經(jīng)基于圖9描述的，提供冗余的高性能AMB 61 (閉環(huán)控制和驅(qū)動)，由此這里還圖示了用于傳感器信號處理的模塊65、A/D變換器模塊66、用于錯誤檢測和停用的模塊68、以及在控制器27內(nèi)的AVC模塊69和用于AMB 間通信的模塊72。此外，如所圖示的，高性能放大器28’被提供為能量調(diào)整器。圖12中的連接80、81、64、82和83以此順序指示高效率電磁鐵的控制、高性能電磁鐵的控制、距離傳感器信號的傳輸、以及此外冗余的高性能電磁鐵的控制、和冗余的距離傳感器信號的傳輸。(在圖11中也指示了對應(yīng)的控制連接80、81)。在圖12的右手側(cè)，圖示了包括轉(zhuǎn)子86的上述飛輪儲能器85，該轉(zhuǎn)子86被磁性地支撐并且包括機械應(yīng)急軸承(在圖12中未更具體地示出)。提供具有根據(jù)以上原理的永磁支撐和主動電磁支撐的混合磁支撐以便支撐轉(zhuǎn)子86。在圖12中在87、87’處指示混合軸承 (例如，徑向穩(wěn)定的、軸向不穩(wěn)定的、主動穩(wěn)定化的)。永磁支撐被設(shè)計為使得轉(zhuǎn)子86的軸承在特定操作點(位置)處在其六個自由度中的某些自由度方面具有穩(wěn)定平衡、而在其余自由度方面具有亞穩(wěn)定的或不穩(wěn)定的平衡。此外，在圖12中，圖示了兩個軸向高性能軸承88、88’以及兩個徑向高性能軸承 89,89',就像用于冗余的磁支撐的電源的電動機/發(fā)電機90和發(fā)電機91、此外的功率變換器92和應(yīng)急功率變換器93 —樣。轉(zhuǎn)子86 (即飛輪)是具有基本上傳統(tǒng)構(gòu)造的環(huán)形外部轉(zhuǎn)子，由此可以使用例如碳 /Kevlar/玻璃纖維材料作為材料。轉(zhuǎn)子86的主體優(yōu)選地由具有高撕裂強度的碳纖維材料構(gòu)成，其在這里希望的高速度00，000-40，OOOrpm及更高)中特別重要。支撐對于高效能飛輪存儲設(shè)備特別重要，并且無接觸磁軸承(特別是AMB)已經(jīng)被證明是用于作為目標(biāo)的高速度的最優(yōu)技術(shù)。這里描述的高效能致動器系統(tǒng)以特別有利的方式適合于此?；旧?，利用飛輪存儲器可獲得的儲能時間除了取決于上述的由于周期性磁化損耗引起的軸承損耗之外，還取決于由于旋轉(zhuǎn)引起的大氣摩擦損耗(取決于空氣壓力并取決于外形(form))和電動機/發(fā)電機90的制動轉(zhuǎn)矩。為了以優(yōu)選地?zé)o空氣摩擦的方式執(zhí)行快速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子86有利地被容納在密封容器94中，所述密封容器94有利地被排空。而且， 為了安全因素，在任何擾動的情況下，該容器94關(guān)于高速度是有利的。具體地，在用于飛輪儲能器的本高效能致動器系統(tǒng)的該應(yīng)用中(但是也在其它情況下)，已經(jīng)被參考多次并且在圖13中示意性地示出的最優(yōu)化控制電路100是特別有利的。 利用該控制電路100，提供控制鏈來控制、確定并保持(特別是關(guān)于最優(yōu)能效的)相應(yīng)的最優(yōu)操作點。相應(yīng)地，在根據(jù)圖13的控制電路100中，經(jīng)由輸入端101輸入例如關(guān)于能量消耗的最優(yōu)值，并且要被最優(yōu)化的變量(例如能量消耗)經(jīng)由連接102從控制路徑103供應(yīng)到差值生成器104 ；最優(yōu)化控制器105連接到所述差值生成器以便經(jīng)由連接15將每個最優(yōu)化設(shè)置值供應(yīng)到在開頭提及的差值生成器26 (參見圖3)。如所描述的，控制器27確定必要校正變量(然而現(xiàn)在取決于要被最優(yōu)化的變量(例如能量消耗))，并且將其供應(yīng)到控制路徑103，該控制路徑103實質(zhì)上包括根據(jù)圖3的組合的能量調(diào)整器觀、能量變換器四和基礎(chǔ)系統(tǒng)25?？傊@導(dǎo)致了級聯(lián)的控制電路105-27。利用該最優(yōu)化控制電路10，能量調(diào)整器觀的能量消耗的時間平均值可以達到關(guān)于某一實際值的最小值，由此以此方式能量調(diào)整器觀的輸出值的時間平均值呈現(xiàn)某一值； 要以此方式作為目標(biāo)的實際值不是從一開始以及/或者在操作期間是恒定的，并且不是直接已知的，而是可以取決于不同的影響變量(諸如時間、溫度以及老化)。這可以從例如根據(jù)圖14的圖中看出，在圖14的圖中，利用分別具有對應(yīng)的兩個操作點Al和A2的兩個一般化保持特性線Ll和L2圖示了必要保持力F(以kN為單位)相對于實際值Δ s(以mm為單位)的關(guān)系。在靜態(tài)情況下，必要保持力F在位置偏差A(yù)s = O 處具有零點。由于各種影響，操作點可以從Al偏移至A2，由此從保持特性線Ll偏移至特性線L2，例如作為取決于溫度的漂移的結(jié)果。在根據(jù)圖13的最優(yōu)化控制電路100的幫助下，借助于“最優(yōu)化跟蹤”，控制器找到新的操作點A2 (例如在Δ s = 0. 5mm處)以便再次利用
最小能量將轉(zhuǎn)子86等穩(wěn)定化。圖15最后示出了作為控制過程的示例的流程圖，由此在開始步驟110和初始化步驟111之后，系統(tǒng)初始地進入等待循環(huán)112。作為定時器中斷113的結(jié)果，根據(jù)塊 (field) 114，控制周期開始。結(jié)果，根據(jù)塊115，實際值(參見圖3中的連接13)被讀入并且根據(jù)塊116被供應(yīng)至控制器，由此也讀入設(shè)置值(根據(jù)圖3中的連接15)。在形成差值之后，在塊117中檢查命令變量或控制變量位于預(yù)定間隔之內(nèi)還是之外，所述預(yù)定間隔是在118處依據(jù)高能效致動器系統(tǒng)而確定的。如果控制變量(或命令變量)在該間隔之內(nèi)， 依據(jù)塊119，首先將高性能致動器29’的命令變量設(shè)置至零(并且因此高性能致動器四’被停用)，并且根據(jù)塊120，確定用于高效率致動器四的命令變量。隨后，在121處到達控制周期的結(jié)束，并且根據(jù)塊122，該流程返回等待環(huán)112。然而，如果在根據(jù)塊117的詢問中控制變量或命令變量位于給定間隔之外，則根據(jù)塊123，首先高效率致動器四的命令變量或控制變量被設(shè)置至根據(jù)該給定間隔的最大或最小值，以便利用該受限的控制變量來控制高能效致動器(能量變換器四)。然而，隨后，在依據(jù)塊124為高性能能量變換器29’定義了控制變量之后，高性能能量變換器29’被另外地控制。隨后，再次到達控制循環(huán)的結(jié)束121。
權(quán)利要求
1.一種致動器系統(tǒng)O)，包括至少一個致動器09二9’)及相關(guān)聯(lián)的控制鏈(8)，該控制鏈(8)被設(shè)計用于至少兩種操作模式，其中的至少一種操作模式可以被停用，其特征在于 操作模式之一是高效率操作模式。
2.如權(quán)利要求1所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于另一操作模式是高功率操作模式。
3.如權(quán)利要求2所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于該高功率操作模式可以被停用。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于對于每種操作模式提供相關(guān)聯(lián)的致動器。
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于每個致動器09二9’)用電磁鐵形成。
6.如權(quán)利要求5所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于電磁鐵屬于磁軸承，優(yōu)選地屬于混合磁軸承。
7.如權(quán)利要求1至6任一項所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于控制鏈(8； 100)被適配為控制、搜索并保持優(yōu)選地關(guān)于最優(yōu)能效的相應(yīng)最優(yōu)操作點。
8.如權(quán)利要求7所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于控制鏈(8； 100)包括最優(yōu)化控制器 (105)，其設(shè)置在下游連接的控制器(XT)的設(shè)置值，由此致動器09)或能量調(diào)整器08)的能量消耗將變得最小。
9.如權(quán)利要求1至8任一項所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于提供優(yōu)選地具有高功率控制的至少一個冗余的可連接致動器(61)。
10.如權(quán)利要求6至9任一項所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于所述磁軸承支撐儲能轉(zhuǎn)子(86)。
11.如權(quán)利要求1至10任一項所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于控制鏈中的至少一個元件(5 被一式兩份地提供以便獲得兩種操作模式。
12.如權(quán)利要求11所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于至少一式兩份地提供控制鏈中的基本上所有元件(27，27' ,28,28' ,29,29')。
13.如權(quán)利要求1至12任一項所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于控制鏈被適配為檢測 (63)要求激活未激活的操作模式的操作情況。
14.如權(quán)利要求1至13任一項所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于提供開關(guān)放大器全橋 (48，49)用于驅(qū)動所述致動器。
15.如權(quán)利要求1至13任一項所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于提供混合放大器或純模擬放大器(48，49)用于控制所述致動器。
全文摘要
本發(fā)明涉及致動器系統(tǒng)(2)，其包括至少一個最終控制元件(29，29’)及相關(guān)聯(lián)的控制鏈(8)，該控制鏈(8)被設(shè)計用于至少兩種操作模式，其中的至少一種操作模式可以被停用，其中所述操作模式之一是高效率操作模式。
文檔編號F16F15/315GK102460318SQ201080028539
公開日2012年5月16日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者A.舒爾茨, J.沃瑟曼, M.紐曼, M.韋斯 申請人:A.舒爾茨, J.沃瑟曼, M.紐曼