用于变速传动装置的混合脉宽调制方法制造方法及图纸

一种基于PWM技术控制变速传动装置的系统或方法，其中，当输入电流小于预定门限值时，为了较高的效率和较低的总谐波失真(THD)，使用第一PWM方法；以及当输入电流大于预定门限值时，为了较高的效率，使用包括非连续调制信号的第二PWM方法。通过这么做，能够实现整个工作范围内的VSD的最大效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关专利申请的交叉引用该专利申请要求2013年2月7日递交的、题为“(HYBRID PULSE WIDTH MODULAT1N METHOD FOR VARIABLE SPEED DRIVE)” 的序列号为61/762，080的美国临时专利申请的优先权和权益，其通过引用并入本文。
技术介绍
本申请大体上涉及一种用于控制变速传动(VSD)的方法和系统。本申请更具体地涉及一种用于控制VSD的混合脉宽调制(PWM)方法和系统。脉宽调制(PWM)是一种功率调制技术，其已经以变速传动(VSD)方式改变功率输出很长时间了。尽管存在几个不同的PWM方案，但是，在整个工作范围内通常仅使用一种方法来操作VSD。所公开的系统和/或方法的预期优点满足这些需求中的一个或多个，或提供其他有利的特征。根据本专利技术，其他特征和优点将被认为是显而易见的。所公开的教导延伸到落进权利要求的范围内的那些实施例，不管它们是否实现了一个或多个前述需求。
技术实现思路
本公开定义用于变速传动(VSD)的最佳脉宽调制(PWM)方案。在所公开的系统中，当输入电流小于预定门限值时，为了较高的效率和较低的总谐波失真(THD)而使用第一 PWM方法。当输入电流大于预定门限值时，为了较高的效率而使用第二 PWM方法。第二PWM方法优选地为非连续的PWM信号。一个实施例涉及一种用于使用混合脉宽调制(PWM)方法控制VSD的方法，包括提供连接在闭合制冷剂回路中的压缩机、冷凝器和蒸发器；被连接至压缩机以给压缩机提供动力的马达；以及被连接至马达的变速传动，该变速传动被配置为接收固定输入交流电压和固定输入频率的输入交流电并向马达提供变压和变频的输出功率；为变速传动确定最佳门限输入电流值；测量变速传动的实际输入电流值；将VSD的实际电流输入值与VSD的最佳门限电流输入值进行比较；响应于输入电流小于预定门限输入电流值，应用第一 PWM方法；以及响应于输入电流大于预定门限值，应用第二 PWM模式。另一实施例涉及一种用于控制变速传动(VSD)的方法，包括提供用于驱动压缩机的马达的VSD ;配置VSD以用固定交流输入电压的输入交流电压运行并提供变压和变频的输出交流电；为至VSD的输入电流确定门限值；测量至VSD的输入电流；将所测量的输入电流与门限值进行比较；响应于输入电流小于门限值，将连续的PWM方法应用于VSD ;以及响应于输入电流大于或等于门限值，应用非连续的PWM方法。还有另一实施例涉及一种用于控制VSD的方法，包括当输入电流小于预定门限值时应用连续的PWM方案，以提供较高的效率和较低的总谐波失真(THD);以及当输入电流大于预定门限值时应用包括非连续的调制方案的非连续的PWM方法。本文所描述的实施例的某些优点是通过降低开关损耗来改善整个变速传动的效率，以及改善THD。本公开使变速传动能够实现最大的总效率以及其整个工作范围内的最小总谐波失真(THD)。如大体上在权利要求中所引用的，替代的作为例证的实施例涉及其他特征和特征的组合。【附图说明】图1A和IB大体上示出了用于由变速传动提供动力的HVAC系统的配置。图2A和2B概略地示出了变速传动的实施例。图3概略地示出了制冷系统。图4是一种用于使用混合PWM技术控制VSD的方法的流程图。图5是表示针对各种PWM方法的百分比THD对VSD输出电流的图。图6是针对各种PWM方法的百分比(％ ) THD对VSD输入电流的图。图7是针对各种PWM方法的效率百分比对马达功率(KW)的图。图8是示出实际的PWM信号波形、电压输出波形和调制指数波形的作为例证的连续的PWM模式的图。图9是示出实际的PWM信号波形、电压输出波形和调制指数波形的作为非连续的PWM模式的图。【具体实施方式】在转向详细地举例说明作为例证的实施例的图之前，应当理解，该申请不限于下面的描述中所提出的或图中所举例说明的细节或方法。还应当理解，本文所使用的用语和术语仅是为了描述而不应当被认为是限制。图1A和IB大体上示出了系统的配置。将交流电源102供给变速传动(VSD) 104，该变速传动给马达106 (参见图1A)或多个马达106 (参见图1B)提供动力。(多个)马达106优选地被用于驱动制冷或冷却器系统(大体上参见图3)的相应压缩机。交流电源102自存在一地点处的交流电力网或配电系统向VSD 104提供单相或多相(例如，三相)、固定电压和固定频率的交流电。交流电源102依靠相应的交流电力网优选地能够以50Hz或60Hz的线频率向VSD 104提供200V、230V、380V、460V或600V的交流电压或线电压。VSD 104自交流电源102接收具有特定的固定线电压和固定线频率的交流电，并向(多个)马达106提供期望电压与期望频率的交流电，能够改变所期望的电压和所期望的频率以满足特定需求。优选地，VSD 104可以向(多个)马达106提供具有比(多个)马达106的额定电压和频率更高的电压与频率以及更低的电压与频率的交流电。在另一实施例中，VSD 104可以另外提供比(多个)马达106的额定电压与频率相比更高的和更低的频率但仅相同的或更低的电压。(多个)马达106是永磁式马达或感应马达，但可以包括能以变速运转的任意类型的马达。马达可以具有包括两极、四极或六极的任意合适的极安排。图2A和2B举例说明VSD 104的不同实施例。VSD 104可以具有三个阶段:转换器阶段202、直流环节阶段204和具有一个逆变器(参见图2A)或多个逆变器206 (参见图2B)的输出阶段。转换器202将来自交流电源102的固定线频率、固定线电压的交流电转变为直流电。直流环节204过滤来自转换器202的直流电并提供能量储备部件。直流环节204可以由电容器、电感器或其组合组成，它们是呈现高可靠率和非常低的故障率的无源器件。最后，在图2A的实施例中，逆变器206将来自直流环节204的直流电转变为用于马达106的变频、变压的交流电，并且在图2B的实施例中，逆变器206被并联地连接到直流环节204上，并且每个逆变器206都将来自直流环节204的直流电转变为用于相应的马达106的变频、变压的交流电。(多个)逆变器206可以是电源模块，其可以包括用焊线技术互相连接的功率晶体管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)电源开关和反向二极管。此外，应当理解，VSD104的直流环节204和(多个)逆变器206能够合并来自上述的不同部件，只要VSD 104的直流环节204和(多个)逆变器206能够为马达106提供合适的输出电压和频率。关于图1B和2B，由控制系统联合控制逆变器206，以便每个逆变器206都基于提供给每个逆变器206的公共控制信号或控制指令向相应的马达提供相同的期望电压与频率的交流电。在另一实施例中，由控制系统分别控制逆变器206，以允许每个逆变器206基于提供给每个逆变当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用混合脉宽调制(PWM)方法控制变速传动(VSD)的方法，包括：提供连接在闭合制冷剂回路中的压缩机、冷凝器和蒸发器；被连接至所述压缩机以为所述压缩机提供动力的马达；以及被连接至所述马达的所述变速传动，所述变速传动被配置为接收固定输入交流电压和固定输入频率的输入交流电并向所述马达提供变压和变频的输出功率；为所述变速传动确定最佳门限输入电流值；确定所述变速传动的实际输入电流值；将所述VSD的实际电流输入值与所述VSD的最佳门限电流输入值进行比较；响应于所述输入电流小于所述预定门限输入电流值，应用第一PWM方法；以及响应于所述输入电流大于所述预定门限值，应用第二PWM模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志峤，A·W·凯恩，S·阿蒂加曼诺，
申请(专利权)人：江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US