降低EC电机的转矩波动的装置及EC电机制造方法及图纸

技术编号:20368682 阅读:36 留言:0更新日期:2019-02-16 19:19
本实用新型专利技术涉及一种降低EC电机的转矩波动的装置及EC电机,该装置通过将电能暂存在单相馈电的EC电机(1)中来降低所述EC电机(1)的转矩波动和噪声形成,所述EC电机在电网输入端(2)上针对确定的电网交变电压UN构造有具有电容器(3)的功率因子修正电路(PFC),其中电容器(CZ)的电容被确定参数为使得在施加所述电网交变电压UN时在中间电路(Z)中产生脉冲式的直流电压,其中由此产生的脉冲式的电能通过对id电流分量的第一调节装置(4)作为磁能至少在预先给定的时间段内被存储在所述EC电机(1)中。本实用新型专利技术提供一种用于具有在电网输入端的功率因子修正(PFC)的单相馈电的EC电机的成本有利并且可靠的解决方案。

Device for Reducing Torque Fluctuation of EC Motor and EC Motor

The utility model relates to a device for reducing the torque ripple of an EC motor and an EC motor. The device reduces the torque ripple and noise formation of the EC motor (1) by temporarily storing electric energy in a single-phase fed EC motor (1). The EC motor constructs a power factor correction circuit (PFC) with a capacitor (3) at the input end (2) of the power grid for the determined alternating voltage UN of the power grid. The capacitance of the CZ is determined to be a parameter such that a pulsed DC voltage is generated in the intermediate circuit (Z) when the alternating voltage of the grid is applied. The resulting pulsed electric energy is stored in the EC motor (1) at least for a predetermined period of time through the first regulating device (4) of the ID current component. The utility model provides a cost-effective and reliable solution for a single-phase fed EC motor with power factor correction (PFC) at the input end of the power grid.

【技术实现步骤摘要】
降低EC电机的转矩波动的装置及EC电机
本技术涉及一种用于降低单相馈电的EC电机的转矩波动的装置。
技术介绍
在通风机中大多被采用的EC电机的电路原理按公知地不是完全对电网没有反作用。由于EC通风机的脉冲形的耗电电流而形成电流谐波。这些电流谐波使供电电网承受负载而且可能导致由于无功功率引起的损耗提高,甚至在设备网中的其它设备都可能受负面影响。此外,这些电流谐波也导致恒定的电流消耗不足并且借此导致电机的转矩波动。为了防止这一点,存在各种各样的集成在电子装置中的解决方案,诸如主动或被动功率因子修正(PFC-PowerFactorCorrection)。为了在单相电网馈电的EC电机中得到电网电流的随时间正弦形的变化过程,为此传统地设置PFC电路,所述PFC电路在其输出端提供被平整的直流电压。在公知的方法中,例如EC电机的脉冲形的耗电电流被转换成正弦形的电流而且接着在随后的第二步骤移动电流曲线的位置,使得所述电流曲线与电压同相。以这种方式,例如可以强烈地减少输入电流中的谐波分量。为了实现这一点,PFC电路在中间电路中需要足够大的设定尺寸的电解质电容器。在电压中间电路-变流器的情况下,这种电容器作为蓄能器被用于使负载侧的整流器与电网侧的整流器解耦合。然而,如果降低了中间电路电容器的电容或者使得所述中间电路电容器如在“简洁的中间电路”中那样完全取消,那么在PFC电路的输出端得到具有被叠加的交变电压的脉冲式的直流电压,所述被叠加的交变电压导致转矩波动。EP0802623A1例如公开了一种变频器,所述变频器以直流电压源来供电而且其中所述变频器包括暂存器,用于存储由于各个相绕组中的转载过程引起的换向能量。从EP0738035A2公知的是构造一种没有整流电容器的变频器。在这种情况下,在转载过程期间的能量被暂存在电容器中,所述电容器接在相接线端子的所切换的负极与直流电压中间电路的负极之间。所述作为暂存器起作用的电容器也必须针对中间电路的总电压来确定参数而且不能任意地被缩小,而不发生所提及的不符合期望的波动,所述总电压由电网电压的峰值与在换向时进行磁化的线圈的电压成分组成。从DE4406546B4公知一种用于驱动电机的变频器,所述变频器包括经整流的并且几乎完全被平整的直流电压之间电路。这里,由变压器和电容器构成的组合形成用于在转载过程期间的能量的共同的暂存器。在这种情况下,变压器借助于另一开关来时控,使得提供对在转载过程期间的能量的经优化的传输。但是,由于附加的传输器,变频器花费相当高并且昂贵。其它替选的解决方案例如规定将EC电机的定子用作电容器(定子电容器)或者将零电感用作暂存器。但是,因为整流电容器是增加成本的,所以值得期望的是实现对在具有电网输入端的功率因子修正(PFC)的EC电机中所建造的电容的降低。为了产生恒定的电机转矩(这对于低噪声的通风机运行来说是强制必需的),需要恒定的直流电压,所述恒定的直流电压导致恒定的电机功率并且借此在转速恒定时导致恒定的电机转矩。然而,只有当电流也脉冲化,使得电流与电压的乘积又是恒定的时,电功率在脉冲式的直流电压的情况下才是恒定的。
技术实现思路
因而,本技术的任务是克服之前提及的缺点,即为了防止EC电机的电路对电网的反作用而设置的PFC电路的电容增加了制造成本,提供一种用于具有在电网输入端的功率因子修正(PFC)的单相馈电的EC电机的成本有利并且可靠的解决方案。该任务通过按照本技术的特征组合来解决。本技术的基本思想在于:将能量存储在电机中而且不仅或不仅仅存储在电解质电容器中,而且通过有针对性地规定动态的id电流轨迹来存储。在此,对EC电机中的在脉冲式的直流电压的情况下的耗电的适配可以在逆变器输入端上通过对形成磁场的id电流的适配来实现。按照本技术,为此设置一种降低EC电机的转矩波动的装置,其特征在于,其通过将电能暂存在单相馈电的EC电机中来降低所述EC电机的转矩波动和噪声形成,所述EC电机在电网输入端上针对确定的电网交变电压UN构造有具有电容器的功率因子修正电路,其中电容器的电容被确定参数为使得在施加所述电网交变电压UN时在中间电路中产生脉冲式的直流电压,其中由此产生的脉冲式的电能通过对id电流分量的第一调节装置作为磁能至少在预先给定的时间段内被存储在所述EC电机中。特别地,设置第二调节装置,以便调整id电流相对于所述电网交变电压UN的振幅和相位。特别地,所述第一调节装置包括状态调节器,所述状态调节器被这样构造用于调节id电流分量,即在状态空间内使用轨迹受控的基于平坦性的非线性的调节。按照本技术的EC电机能单相馈电并具有带中间电路的电路装置,所述电路装置包括:a.电网输入端,用于连接到至少一个确定的电网交变电压UN上,b.带电容器的电网输入侧的功率因子修正电路,其中所述电容器的电容被确定参数为使得在施加所述电网交变电压UN时在中间电路中产生脉冲式的直流电压UZK,c.第一调节装置,其包括轨迹规划和基于平坦性的状态调节器,被构造用于调节id电流分量,使得脉冲式的电能能够作为磁能至少在预先给定的时间段内被存储在所述EC电机中。特别地,设置第二调节装置,以便调整id电流相对于所述电网交变电压UN的振幅和相位。一种用于尤其是单相馈电的EC电机的装置,其中为了降低转矩波动和噪声形成而将电能暂存在EC电机中,所述EC电机利用在电网输入端上的具有电容器的功率因子修正电路(PFC)针对确定的电网交变电压UN来构造,其中电容器的电容被确定大小为使得在施加电网交变电压UN时在中间电路中产生脉冲式的直流电压,其中由此产生的脉冲式的电能通过对id电流分量的第一调节装置至少在预先给定的时间段内作为磁能存储在EC电机中。不同于在具有用于存储(电)能量的足够大地确定参数的中间电路电容器的PFC电路中,在本情况下,电容器按规定地小地被确定参数,使得电能必须另外来存储,也就是说如按照本技术所提出的那样在EC电机中作为磁场能量存储在电机绕组中。这样,id电流的变化引起对磁能的存储。因此,按照本技术,电机转矩的通过直流电压的脉冲引起的不符合期望的脉冲由于低地确定参数的电解质电容器而可以通过对id电流的控制来补偿。为了实现为此所需的高动态的电流变化过程,与PFC电容的降低相关联地在状态空间中使用轨迹受控的基于平坦性的非线性调节。对所述调节思路的使用能够实现对必要的id电流变化过程准确地或符合期望地进行调节。按照本技术的一个优选的设计方案规定,用于存储能量的控制包括对形成磁场的id电流分量的适配,其中此外还有利的是,为了控制id电流而在状态空间中使用之前提到的轨迹受控的基于平坦性的非线性调节。在本技术的一个有利的设计方案中规定,id电流轨迹的频率对应于电网交变电压UN的双倍电网频率而且与电网频率同步。此外还有利的是,id电流相对于电网交变电压UN的振幅和相位由与第一调节装置叠加的第二调节装置装置来调整,使得在中间电路中产生的直流电压的脉冲被降低或者被最小化(优选地最小化到最小值)。因为所提出的调节思路是如下调节,所述调节对两个输出参量(id电流的振幅和相对电网电压的相位)以及一个输入参量(脉冲振幅),所以作为附加的调节条件需要将id电流的振幅保持得尽可能小,以便使由于附加本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种降低EC电机的转矩波动的装置,其特征在于,其通过将电能暂存在单相馈电的EC电机(1)中来降低所述EC电机(1)的转矩波动和噪声形成,所述EC电机在电网输入端(2)上针对确定的电网交变电压UN构造有具有电容器(CZ)的功率因子修正电路(PFC),其中电容器(CZ)的电容被确定参数为使得在施加所述电网交变电压UN时在中间电路(Z)中产生脉冲式的直流电压,其中由此产生的脉冲式的电能通过对id电流分量的第一调节装置(4)作为磁能至少在预先给定的时间段内被存储在所述EC电机(1)中。

【技术特征摘要】
2017.11.08 DE 102017126150.81.一种降低EC电机的转矩波动的装置,其特征在于,其通过将电能暂存在单相馈电的EC电机(1)中来降低所述EC电机(1)的转矩波动和噪声形成,所述EC电机在电网输入端(2)上针对确定的电网交变电压UN构造有具有电容器(CZ)的功率因子修正电路(PFC),其中电容器(CZ)的电容被确定参数为使得在施加所述电网交变电压UN时在中间电路(Z)中产生脉冲式的直流电压,其中由此产生的脉冲式的电能通过对id电流分量的第一调节装置(4)作为磁能至少在预先给定的时间段内被存储在所述EC电机(1)中。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,设置第二调节装置(5),以便调整id电流相对于所述电网交变电压UN的振幅(IA)和相位。3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述第一调节装置(4)包括状态调节...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·维斯塔普
申请(专利权)人:依必安派特穆尔芬根有限两合公司
类型:新型
国别省市:德国,DE

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