用于三相再生驱动器的转换器脉冲宽度调制策略制造技术

使用多个转换器脉冲宽度调制(PWM)策略的三相再生驱动器。所述驱动器包括：三相转换器，所述三相转换器具有用于连接至三相AC源的输入，所述三相转换器具有三个相脚；DC总线，所述DC总线可操作地连接至所述三相转换器，其中所述三相转换器被配置成将电流从所述三相AC源引导至所述DC总线；以及三相逆变器，所述三相逆变器可操作地连接至所述DC总线和马达，所述三相逆变器被配置成从所述DC总线汲取电流并且将三相命令信号提供至所述马达。所述三相转换器使用第一PWM策略来将电流供应至所述DC总线，并且如果所述三个相脚中的总电流超过选定阈值，则所述转换器使用第二PWM策略来将电流供应至所述DC总线。

【技术实现步骤摘要】
用于三相再生驱动器的转换器脉冲宽度调制策略
本文所公开的主题大体上涉及传送系统，并且更具体地说，涉及具有再生三相驱动器的传送系统，所述再生三相驱动器选择性地使用多个脉冲宽度调制(PWM)技术来控制有源转换器。
技术介绍
电动马达是众所周知的并且被广泛使用。它们有各种大小和款式。电动马达的一个示例性用途是用于电梯机器中，所述电梯机器移动驱动滑轮，用于例如向上或向下推动电梯轿厢穿过井道。电动马达的另一用途是用于加热通风、空气调整或制冷系统(HVACR)中。近来，再生驱动机器已经特别地引入至电梯系统中。再生驱动机器包括电动马达，所述电动马达从电源汲取电力以便使轿厢和配重在第一方向上移动穿过井道，并且当允许轿厢和配重在相反方向上移动时生成提供回到电源的电力。只要驱动机器允许驱动滑轮相应地移动，再生驱动器就利用电动马达在轿厢和配重的重量引起所需移动时充当发电机的能力。这种再生驱动机器通常在三相电力输入上操作。驱动器中的有源前端(AFE)转换器使用脉冲宽度调制(PWM)开关整流器来转换输入AC电力并且将DC电力提供至总线。此外，逆变器开关装置接着将电压DC总线转换为AC输出电流以驱动负载，例如马达。这种有源前端转换器通常与输入滤波器联接，例如连接至每个功率相的LCL滤波器电路。由于前端整流器是开关电路，因此输入滤波器用于防止将不需要的谐波内容引入至电网中。滤波器部件(包括滤波器电感器)和转换器开关装置通常根据功率转换器额定值加以设计。超大的输入滤波器部件和开关装置增大了系统成本并且占用了宝贵的机箱空间。在某些应用中，可能需要操作较高电压的马达或其它负载(即使电源电压较低，例如400V输入电压)来驱动460V马达。在这些情况下，有源前端整流器可以在升压模式下操作，以提供额外的升压来增大前端转换器的增益，从而提高DC总线电压。同样，在某些条件下，可能需要在从DC总线汲取的电流超过额定值或开关装置中的电流超出额定值的条件下操作逆变器和马达。在这种条件下，有源前端和整流器/转换器还可能表现出与转换器开关装置的操作相关联的增大的开关损耗。此外，有源前端电力转换系统在升压模式下的操作可能需要转换器的输入和输出能力的整体降额。具体地说，当有源前端在升压模式下操作时，可能需要降低可从功率转换器获得的最大输出电流，以便减轻或避免滤波器电感器过热和/或减少整流器开关损耗。然而，这种降额固有地是低效的，并且可能致使功率转换系统对于给定应用不适合或不具有成本效益。因此，需要改进功率转换器设备和操作技术以便于利用有源前端进行操作，同时减轻或避免滤波器电感器热应力和/或整流器开关损耗以实现改进的功率额定值。
技术实现思路
根据一个实施方案，本文中描述一种使用多个转换器脉冲宽度调制(PWM)策略的三相再生驱动器。所述驱动器包括：三相转换器，所述三相转换器具有用于连接至三相AC源的输入，所述三相转换器具有三个相脚；DC总线，所述DC总线可操作地连接至所述三相转换器，其中所述三相转换器被配置成将电流从所述三相AC源引导至所述DC总线；以及三相逆变器，所述三相逆变器可操作地连接至所述DC总线和马达，所述三相逆变器被配置成从所述DC总线汲取电流并且将三相命令信号提供至所述马达。所述三相转换器使用第一PWM策略来将电流供应至所述DC总线，并且如果所述三个相脚中的总电流超过选定阈值，则所述转换器使用第二PWM策略来将电流供应至所述DC总线。除了上文或下文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括所述三相转换器的所述三个相脚中的每个相脚包括第一开关装置和第二开关装置，所述三个相脚中的每一个具有被配置成感测所述三个相脚中的每个相脚的相电流的发射器侧电阻器。除了上文或下文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括控制器，所述控制器用于基于所述第一PWM策略和所述第二PWM策略中的至少一个将转换器PWM信号提供至所述三相转换器。除了上文或下文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括所述第一PWM策略是基于空间向量PWM和混合空间向量PWM技术中的至少一个。除了上文或下文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括所述第二PWM策略是基于不连续PWM技术和空间向量PWM技术中的至少一个。除了上文或下文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括所述控制器被配置成生成对所述三相逆变器的逆变器PWM控制信号。除了上文或下文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括转换器PWM控制信号的频率与所述逆变器PWM控制信号的频率不同。除了上文或下文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括所述转换器PWM控制信号的频率是所述逆变器PWM控制信号的频率的两倍。除了上文或下文所述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括插入于所述AC源与所述三相转换器之间的滤波器。除了上文或下文所述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括所述滤波器包括至少两个串联电抗器，所述串联电抗器被配置成将电流从所述AC源传递至所述三相转换器的每个相脚。除了上文或下文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，其它实施方案可以包括所述转换器PWM策略提供的驱动器比仅使用空间向量PWM技术的三相再生驱动器的效率高约25％。本文还在一个实施方案中描述了一种操作三相再生驱动器以从三相AC源驱动马达的方法。所述驱动器包括三相转换器、三相逆变器和连接在所述转换器与所述逆变器之间的DC总线。所述驱动器还包括控制器，其中所述控制器执行所述方法，所述方法包括：确定所述DC总线上的电流负载；用第一脉冲宽度调制(PWM)技术控制所述三相转换器，以使所述三相转换器将电力供应至所述DC总线。所述方法还包括如果所述DC总线上的电流负载超过选定阈值，则控制所述三相转换器以使用第二PWM策略来将电流供应至所述DC总线。通过本公开的技术实现了额外的特征和优点。本文详细描述了本公开的其它实施方案和方面。为了更好地理解具有优点和特征的本公开，参考说明书和附图。附图说明在说明书结尾处的权利要求中特别指出并且清楚地要求保护所描述的主题。通过以下结合附图的详细描述，前述和其它特征以及优点是显而易见的，其中：图1是根据实施方案的马达驱动系统的部件的框图；图2是根据实施方案的三相驱动器的3相转换器的简化示意图；图3A是根据实施方案的常规SVPWM的PWM波形的图和曲线图；图3B是根据实施方案的用于SVPWM的常规混合的PWM波形的图和曲线图；图3C是根据实施方案的常规DPWM的PWM波形的图和曲线图；以及图4描绘了根据实施方案的使用多个转换器脉冲宽度调制(PWM)策略控制三相再生驱动器的方法的流程图。具体实施方式大体上，本文的实施方案涉及一种再生驱动器，其使用有源转换器来为DC总线供电，所述DC总线又将电压提供至逆变器，所述逆变器生成马达激励信号以驱动马达。只要驱动机器允许驱动滑轮相应地移动，再生驱动器就利用电动马达在轿厢和配重的重量引起所需移动时充当发电机的能力。这种再生驱动机器通常使用三相转换器来为DC总线供电。在若干实施方案中描述控制转换器的开关装置以减少选定条件下的开关损耗并且提高效率以实现在升压模式下或超本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用多个转换器脉冲宽度调制(PWM)策略的三相再生驱动器，所述驱动器包括：三相转换器，所述三相转换器具有用于连接至三相AC源的输入，所述三相转换器具有三个相脚；DC总线，所述DC总线可操作地连接至所述三相转换器，其中所述三相转换器被配置成将电流从所述三相AC源引导至所述DC总线；三相逆变器，所述三相逆变器可操作地连接至所述DC总线和马达，所述三相逆变器被配置成从所述DC总线汲取电流并且将三相命令信号提供至所述马达；并且其中所述三相转换器使用第一PWM策略来将电流供应至所述DC总线，并且如果所述三个相脚中的总电流超过选定阈值，则所述转换器使用第二PWM策略来将电流供应至所述DC总线。

【技术特征摘要】
2017.12.05 US 15/8322161.一种使用多个转换器脉冲宽度调制(PWM)策略的三相再生驱动器，所述驱动器包括：三相转换器，所述三相转换器具有用于连接至三相AC源的输入，所述三相转换器具有三个相脚；DC总线，所述DC总线可操作地连接至所述三相转换器，其中所述三相转换器被配置成将电流从所述三相AC源引导至所述DC总线；三相逆变器，所述三相逆变器可操作地连接至所述DC总线和马达，所述三相逆变器被配置成从所述DC总线汲取电流并且将三相命令信号提供至所述马达；并且其中所述三相转换器使用第一PWM策略来将电流供应至所述DC总线，并且如果所述三个相脚中的总电流超过选定阈值，则所述转换器使用第二PWM策略来将电流供应至所述DC总线。2.如权利要求1所述的三相再生驱动器，其中所述三相转换器的所述三个相脚中的每个相脚包括第一开关装置和第二开关装置，所述三个相脚中的每一个具有被配置成感测所述三个相脚中的每个相脚的相电流的发射器侧电阻器。3.如权利要求1所述的三相再生驱动器，所述三相再生驱动器还包括控制器，所述控制器用于基于所述第一PWM策略和所述第二PWM策略中的至少一个将转换器PWM信号提供至所述三相转换器。4.如权利要求3所述的三相再生驱动器，其中所述第一PWM策略是基于空间向量PWM和混合空间向量PWM技术中的至少一个。5.如权利要求1所述的三相再生驱动器，其中所述第二PWM策略是基于不连续PWM技术和空间向量PWM技术中的至少一个。6.如权利要求3所述的三相再生驱动器，所述三相再生驱动器还包括所述控制器，所述控制器被配置成生成对所述三相逆变器的逆变器PWM控制信号。7.如权利要求6所述的三相再生驱动器，其中转换器PWM控制信号的频率与所述逆变器PWM控制信号的频率不同。8.如权利要求7所述的三相再生驱动器，其中所述转换器PWM控制信号的频率是所述逆变器PWM控制信号的频率的两倍。9.如权利要求1所述的三相再生驱动器，所述三相再生驱动器还包括插入于所述AC源与所述三相转换器之间的滤波器。10.如权利要求9所述的三相再生驱动器，其中所述滤波器包括至少两个串联电抗器，所述串联电抗器被配置成将电流从所述AC源传递至所述三相转...

【专利技术属性】
技术研发人员：I阿吉尔曼，
申请(专利权)人：奥的斯电梯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US