用于控制操作电动机的电源的受控开关的方法技术

本发明专利技术提供了用于控制受控开关（10）的方法，受控开关操作来自AC电压源（2）的电动机的电力供给。该方法包括驱动所述受控开关闭合的步骤，驱动时刻取决于所述受控开关的端子之间的电压值的特征值。本发明专利技术还提供了用于这种受控开关的控制装置（11），包括用于实现所述方法的硬件元件（111，112，113）和软件元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制操作电动机的电源的受控开关的方法
本专利技术涉及用于控制操作来自AC电压源的电动机的电力供给的受控开关的方法。本专利技术还涉及可由计算机读取的数据记录介质，其中，将包括用于实现这种方法的步骤的软件元件的程序记录在该数据记录介质上。本专利技术进一步涉及操作来自AC电压源的电动机的电力供给的受控开关的控制装置。本专利技术最终涉及包括一个这种控制装置的系统。
技术介绍
电动机的启动会产生某些问题。实际上，当启动电动机时，电动机会从为其供电的电力系统吸收很大的浪涌电流。这会导致电力系统上的压降，从而可能导致某些敏感负载的故障。这可能还会导致电力系统的负载脱落。为了避免这种问题，众所周知，当启动电动机时，不将电动机直接连接至电力系统。为此，电动机经由启动系统连接至电力系统，以能够避免上述缺陷。例如，电动机经由能够控制电动机的转速的设备而连接至电力系统。例如，这种设备包括频率变换器。该装置成本高昂，尤其是如果仅在启动阶段使用该装置。因此，为了避免高成本，电动机还可以经由受控开关的渐进启动系统而连接至电力系统，该受控开关能够使施加给电动机的电压的rms值逐渐增大。具体地，通过文献WO01/89074已知这种系统。在这种系统中，受控开关通过半导体部件，具体地通过晶闸管来实现。因此，当换向发生时，受控开关对会影响它们的暂态电压和电流脆弱并且敏感。通常使用相同的渐进启动系统来以顺序的方式启动几个电动机。因此，可以理解，启动系统的故障会导致在某些应用中的大幅度的生产损失。因此，很明显，至关重要的是，基于在以下这些情况下影响受控开关的暂态电压和电流的值，确保这些启动系统的操作可靠性，具体地，确保额定电压大于500V、甚至大于1000V，或者甚至等于或大于5.5kV的启动系统的操作可靠性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是为了提供一种用于控制受控开关的方法，所述受控开关能够解决前文中所指出的问题并且改善已知的现有技术的控制方法。具体地，本专利技术提出了能够提高受控开关的寿命的简单有效的控制方法，从而使集成这种受控开关的系统更可靠。通过控制操作来自AC电压源的电动机的电力供给的受控开关的方法来实现该目的，该方法包括驱动所述受控开关闭合的步骤，驱动时刻取决于所述受控开关的端子之间的电压值的特征值。优选地，所述控制方法包括以下步骤：确定所述受控开关的端子之间的所述电压值的变化的至少一个特征值的步骤，通过所述特征值来确定第一时间范围的步骤，以及驱动在所述第一时间范围期间所执行的所述受控开关的闭合的步骤。有利地，在所述方法的配置阶段，具体地，在所述方法的测试阶段或者实现阶段，通过测量和/或计算来实现确定所述变化的至少一个特征值的步骤。有利地，所述变化的特征值包括：在所述受控开关断开以后，表示所述受控开关的端子之间电压值的变化的时间周期的值。优选地，根据权利要求2至4中任一项所述的控制方法，其特征在于，将所述第一时间范围限定为包括验证以下公式的时间t的集合：其中，tI0：所述受控开关断开发生的时刻，TK：所述受控开关的端子之间的所述电压值的变化的周期，n：自然整数，例如，n=10。有利地，x包括在0和0.3之间，优选地，包括在0和0.25之间，优选地，包括在0和0.2之间和/或y包括在0和0.3之间，优选地，包括在0和0.25之间，优选地，包括在0和0.2之间。优选地，所述方法包括限定第二时间范围的触发时间值的使用，一旦所述第一时间范围和所述第二时间范围共有的时间出现，就进行驱动所述受控开关的闭合步骤。优选地，所述第二时间范围被限定为包括验证以下公式的时间t的集合：其中，TV0：所述电源的AC电压为0的时间，TK：所述受控开关的端子之间的所述电压值的变化周期，α：短于所述电源的AC电压的半周期的时间。一种可通过计算机读取的根据本专利技术的数据记录介质，其中，在其上记录包括用于实现如前文中所限定的方法步骤的软件元件的程序。一种受控开关的控制设备，所述受控开关操作来自AC电压源的电动机的电力供给，所述控制设备包括用于实现如前文中所限定的方法的硬件元件和/或软件元件。优选地，所述受控开关包括晶闸管。一种系统，具体地，根据本专利技术的电动机启动系统，包括如前文中所限定的控制设备。本专利技术还涉及包括计算机程序代码装置的计算机程序，该计算机程序代码装置适用于当程序在计算机上运行时，执行如前文中所限定的方法的步骤。附图说明为了举例说明的目的，附图表示根据本专利技术控制受控开关的方法的执行模式以及根据本专利技术控制受控开关的设备的实施例。图1是包括根据本专利技术控制受控开关的设备的实施例的装置的电气图。图2是在半周期时间段内流经受控开关的电流、和来自受控开关的上游和下游电压的变化的时间曲线图。图3是当晶闸管中电流降至0并且自然中断时，以及然后当受控开关结束换向发生时，流经受控开关的电流和来自受控开关的上游和下游电压的变化的时间曲线图。图4是当受控开关的结束换向发生时，流经受控开关的电流和来自受控开关的上游和下游电压的变化的时间曲线图。图5是如图1中所示的电装置的等效接线图。图6是当受控开关闭合发生时，电装置的等效接线图。图7是当受控开关断开发生时，电装置的等效接线图。图8是表示电动机的等效电感与其旋转速度的变化的曲线图。图9是根据本专利技术控制受控开关的方法的执行模式的流程图。图10是在较后的开始进行换向以后，用于确定受控开关的端子之间的电压的变化周期的过程的示例的流程图。图11是在较后的开始进行换向以后，受控开关的端子之间的电压变化的时间曲线图。具体实施方式下文中参照图1描述根据本专利技术的装置1的实施例。该装置主要包括通过电压源2供电的电动机9。例如，电压源由变压器形成，该电压源经由第一电缆3连接至断路器4。该断路器经由第二电缆5连接至电动机启动系统6。该启动系统经由第三电缆8连接至电动机9。接触器设备被配置为与启动系统并联。一旦电动机达到足够的转速，启动系统就被短路。电动机是AC型的，尤其是异步的。电动机是三相电动机。电动机的额定电压大于500V，或者甚至大于1000V，或者甚至大于或等于5.5kV。因此，电动机经由电动机启动系统6连接至电力系统，具体地，电压源2。电动机启动系统主要包括电动机的每条电源线上的受控开关10，例如，三相电动机的三相电源的每相上的受控开关。受控开关可以是功率晶体管。有利地，受控开关包括晶闸管12a、12b，具体地，首尾并联连接的两个晶闸管12a、12b。电动机启动系统还包括受控开关的控制设备11。在所表示的情况下，控制设备包括均连接（attack）晶闸管12a、12b的触发端的两个输出端。控制设备因此能够生成脉冲，以命令每个晶闸管从其截止状态至其导通状态的换向触发。为此，控制设备11包括根据要进一步详细描述的逻辑而确定第一时间范围的第一模块111，该第一时间范围用于电压源的AC电压的每个半波。控制设备进一步包括从专用于获得适用于启动电动机的rms电压值的、触发受控开关本身的换向的角度α的值来确定针对电压源的AC电压的每个半波的第二时间范围的第二模块112。例如，当电压源为0时，限定关于最后时刻的角度α。π角度表示全波。清楚的是，在整个电动机启动阶段，该角度α的值改变，使得应用于电动机的rms电压逐渐增大。将继续进一步地对确定第二时间范围的逻辑进行详细说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制受控开关（10）的方法，所述受控开关操作来自AC电压源（2）的电动机的电力供给，该方法包括驱动所述受控开关闭合的步骤，驱动时刻取决于所述受控开关的端子之间的电压值的特征值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.13 FR 11027671.一种用于控制受控开关(10)的方法，所述受控开关操作来自AC电压源(2)的电动机的电力供给，该方法包括驱动所述受控开关闭合的步骤，驱动时刻取决于所述受控开关的端子之间的电压值的特征值，所述方法还包括以下步骤：确定所述受控开关的端子之间的所述电压值的变化的至少一个特征值(TK)的步骤，通过所述特征值来确定第一时间范围的步骤，以及驱动在所述第一时间范围内所执行的所述受控开关的闭合的步骤，其中将所述第一时间范围限定为包括验证以下公式的时间t的集合：其中，tI0：所述受控开关断开的时刻，TK：所述受控开关的端子之间的所述电压值的变化的周期，n：自然整数，x：包括在0和0.3之间，y：包括在0和0.3之间。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过测量和/或计算来实现确定所述变化的至少一个特征值的步骤。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述变化的特征值包括：在所述受控开关断开以后，表示所述受控开关的端子之间电压值的变...

【专利技术属性】
技术研发人员：D彭科夫，A科特，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR