用于电机的制动能量回收系统及方法技术方案

一种用于电机(62)的制动能量回收系统(50)，包括第一调节器(52)、能量存储设备(54)、第二调节器(56)、传感器(60)以及控制器(58)。第一调节器(52)将DC链路电压输出到能量存储设备(54)。第二调节器(56)耦合到能量存储设备并向电机(62)输出电机驱动信号。传感器(60)感测电机的操作特性。控制器(58)向第一调节器输出能量管理信号(74)，所述能量管理信号包括作为(i)电机速度和/或(ii)经由感测的特性确定的反向EMF的函数的时变信号，由此第一调节器动态地调节DC链路电压以将能量平衡保持为基本上恒定，所述能量平衡包括以下项的总和：(a)电机的旋转动能和/或线性动能，以及(b)存储在能量存储设备中的能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电机的制动能量回收系统及方法
本实施例涉及电机，并且具体而言涉及一种用于电机驱动控制电路的制动能量回收系统和一种制动能量回收的方法。
技术介绍
常规电机驱动器，例如永磁无刷电机驱动器，由以相对恒定的电压电平供电的输入电力总线驱动。如图1所示，常规电机驱动控制电路10包括电压调节器12、DC链路电容器14、电机调节器16、传感器20和永磁电机22。如本领域中已知的，电机22包括转子和定子。此外，电机22包括单相、双相、3相或其他构造中的任一个，其中，相数对应于具有相同绕组数的电机定子。仍然参考图1，电压调节器12将输入电压V主要调节成经调节的固定输出电压V链路，本文中也称为固定DC链路电压。固定DC链路电压包括恒定的电压电平V链路，并被存储在DC链路电容器14上。在启动序列之后，在电机驱动控制电路10的操作期间，电压调节器12操作为保持DC链路电容器14上的固定DC链路电压电平。响应于独立电机控制输入(例如，循环负载控制输入)ACCEL/DECEL，电机调节器16操作为使电机22加速或减速。为了使电机22加速，控制输入ACCEL/DECEL经由信号线26将控制信号提供到电机调节器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机(62)的制动能量回收系统(50)，包括：第一调节器(52)，其具有用于接收输入电压的输入端和用于输出DC链路电压的输出端；能量存储设备(54)，其耦合到所述第一调节器(52)的所述输出端；第二调节器(56)，其具有耦合到所述能量存储设备(54)的输入端和用于将电机驱动信号输出到所述电机(62)的输出端；用于感测(60)响应于所述电机驱动信号而操作的所述电机(62)的特性的模块；以及控制器(58)，其用于接收感测的特性并且响应于所述感测的特性而将能量管理信号(74)输出到所述第一调节器(52)，其中，所述能量管理信号包括作为(i)电机速度和(ii)经由所述感测的特性而确定的反向EM...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.28 US 62/197,7591.一种用于电机(62)的制动能量回收系统(50)，包括：第一调节器(52)，其具有用于接收输入电压的输入端和用于输出DC链路电压的输出端；能量存储设备(54)，其耦合到所述第一调节器(52)的所述输出端；第二调节器(56)，其具有耦合到所述能量存储设备(54)的输入端和用于将电机驱动信号输出到所述电机(62)的输出端；用于感测(60)响应于所述电机驱动信号而操作的所述电机(62)的特性的模块；以及控制器(58)，其用于接收感测的特性并且响应于所述感测的特性而将能量管理信号(74)输出到所述第一调节器(52)，其中，所述能量管理信号包括作为(i)电机速度和(ii)经由所述感测的特性而确定的反向EMF中的至少一个的函数的时变信号，并且其中，所述第一调节器(52)响应于所述能量管理信号，以动态地调节所述DC链路电压，以将能量平衡保持为基本上恒定，所述能量平衡包括以下项的总和：(a)所述电机的旋转动能和线性动能中的至少一个，以及(b)存储在所述能量存储设备中的能量。2.根据权利要求1所述的系统(50)，其中，基本上恒定包括比包含在所述电机的所述旋转动能和所述线性动能的所述至少一个中的总能量由于变化的速度而造成的变化的幅度更小的变化。3.根据权利要求1所述的系统(50)，其中，所述电机速度包括至少第一速度和比所述第一速度更慢的第二速度，另外其中，(i)响应于针对所述第一速度而确定的能量管理信号(74)，所述DC链路电压包括第一电压电平，并且(ii)响应于针对所述第二速度而确定的能量管理信号，所述DC链路电压包括高于所述第一电压电平的第二电压电平。4.根据权利要求1所述的系统(50)，其中，所述能量管理信号(74)包括从包含以下项的组中选择的一项：(i)根据电机速度和DC链路电压值的查找表而确定的电压调节器设置点，(ii)根据电机速度到DC链路电压值的能量管理传递函数而动态地确定的电压调节器设置点，以及(iii)操作为使针对电机速度的预定范围的所述能量存储设备所需的总能量存储容量最小化的算法。5.根据权利要求1所述的系统(50)，其中，所述第一调节器(52)包括升压式转换器和降压式转换器(88)中的至少一个，并且其中，所述能量管理信号(74)包括作为电机速度或反向EMF的函数的调节设置点信号。6.根据权利要求5所述的系统(50)，其中，所述第一调节器(52)还包括电压调节器，所述电压调节器包括升压转换器(88)和耦合到所述升压转换器(88)的降压开关(90)，其中，所述控制器(58)还将升压电力使能信号(92)输出到所述电压调节器，并且其中，响应于所述升压电力使能信号，所述降压开关(90)使能针对所述升压转换器(88)的输入电压。7.根据权利要求1所述的系统(50)，其中，所述第二调节器(52)包括电机调节器，所述电机调节器包括电流调节器(94)和换向开关(96)，并且其中，响应于由所述电机调节器(52)接收到的电机调节器控制信号，(i)所述电流调节器(94)向所述换向开关(96)供应电流，并且(ii)所述换向开关(96)将相位相关电机驱动信号输出到所述电机(62)。8.根据权利要求7所述的系统(50)，其中，所述相位相关电机驱动信号包括梯形电机驱动信号和正弦电机驱动信号中的一个。9.根据权利要求1所述的系统(50)，其中，所述感测模块(60)包括从包含以下项的组中选择的至少一项：霍尔传感器、光学编码器、旋转编码器，电流传感器以及电机反向EMF传感器。10.根据权利要求1所述的系统(50)，其中，所述DC链路电压的时间相关曲线的斜率，以及与所述DC链路电压的所述时间相关曲线同步的所述电机速度或所述反向EMF的时间相关曲线的斜率，在电机加速的时段和电机减速的时段期间以正或负的相反符号基本上彼此匹配。11.根据权利要求1所述的系统(50)，还包括：电机(62)，其中，所述电机包括从包含以下项的组中选择的一项：无刷电机和有刷电机。12.根据权利要求11所述的系统(50)，其中，所述无刷电机还包括从包含以下项的组中选择的一项：单相电机、双相电机、3相电机以及12相电机。13.根据权利要求1所述的系统(50)，其中，所述电机(62)形成用于医学通气机的鼓风机单元的部分，所述医学通气机包括能用于生成气体流的叶轮，并且其中，所述电机(62)的旋转动能和线性动能中的所述至少一个还包括所述电机、所述叶轮以及任何其他耦合的旋转或线性运动部分中的一个或多个的旋转动能和线性动能中的至少一个。14.根据权利要求1所述的系统(50)，其中，所述电机(62)形成用于机动车辆的传动系统的部分，所述机动车辆包括动力传动系和轮子，并且其中，所述电机(62)的旋转动能和线性动能中的所述至少一个还包括所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·M·林德贝格，N·达贝尔科，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL