根据平均整流电压来调整电动机的减速制造技术

本发明专利技术涉及一种用于调整由变速驱动器供电的电动机的减速的方法，变速驱动器包括多个串联链接的至少N个低电压功率单元，N大于或等于1，所述方法包括在电动机的减速的周期期间执行以下操作：根据给定周期内在电动机的端子处测量的电动机电压值来确定(507)给定周期内至少一个平均电动机电压；根据所确定的平均电动机电压来确定(508)平均整流电压值，其中整流电压对应于在每个功率单元的整流器的输出端处获得的电压；根据平均整流电压值来调整电气设备的减速(509)。

【技术实现步骤摘要】
根据平均整流电压来调整电动机的减速
本专利技术涉及对诸如电动机的设备的电力供应的控制，尤其是对电动机的变速驱动器的控制电压的控制。
技术介绍
根据变速驱动器的电力拓扑，通过在变速驱动器中串联一定数量的低电压转换器(被称为“功率单元(powercell)”)来提供高电压。对这些功率单元的控制使得可以提供具有若干电平或多电平的电压，每个功率单元添加电压，使得可以达到连续的电压电平。根据欧洲标准，低电压被理解为指在交流电压情况下介于0至1000伏之间以及在直流电压情况下介于0至1500伏之间的电压。高电压被理解为在交流电压情况下大于1000伏以及在直流电压情况下大于1500伏的电压。低电压可变驱动器可以具有类似的结构，但是具有单个功率单元。减速包括从机械系统(电动机的转子轴和驱动负载)到电气系统(变速驱动器的电容器)的能量转移。因此，系统的电能和机械能的时间微分(因此对应的功率)之和等于系统损失的功率的相反数。当电动机是驱动负载或惯性负载的致动器时，在减速阶段，会出现以下情况之一：-所提供的机械功率大于总的电损耗，并且有必要耗散多余的能量。电能然后可以返回到电网、变速驱动器，或者可替换地，可以使用制动电阻器来热耗散电能。在低电压下，制动电阻器可以串联地放置在变速驱动器的外部，在变速驱动器和电动机之间。在中/高电压下，这种电阻器不能使用，因为它体积太大；-所提供的机械功率小于总的电损耗(电动机运转)；-所提供的机械功率等于电损耗(零总损耗)。因此，电动机提供制动功率，不需要耗散能量。为了管理减速阶段，存在多种策略。在减速阶段，电动机可以切换到发电动机模式，并将电能返回到可变驱动器。因此，每个功率单元上的电压增加，并且需要被控制，以便避免损坏甚至损毁功率单元的电容器。因此，大多数策略是基于对直流DC总线电压的测量。这些电压对应于变速驱动器的每个功率单元的输入端处的整流电压。根据这些解决方案，整流电压互锁，并且变速驱动器的控制变量变成电动机的输出扭矩。例如，通过将最大DC总线电压设置为800伏，使电动机减速，直到其接近该值，然后通过降低电动机扭矩将整流电压调节到该值以下。然而，测量每个功率单元上的这种整流电压是笨重且成本高的。那么，在不获取(access)这些电压的情况下，解决方案提供将减速时间设置为非常高的值，以便不会在功率单元的电容器上引起过电压，从而避免损坏它们。然而，电动机的减速非常慢，这在某些应用的上下文中是不可接受的。因此，需要在没有能量耗散系统的情况下使电动机快速地减速，同时保护变速驱动器的功率单元的电容器。本专利技术解决了上述缺点。
技术实现思路
本专利技术的第一方面涉及一种用于调整由变速驱动器供电的电动机的减速的方法，变速驱动器包括多个串联链接的至少N个低电压功率单元，N大于或等于1，该方法包括在电动机减速期间的以下操作：根据给定周期内在电动机端子处测量的电动机电压值来确定该给定周期内的至少一个平均电动机电压；根据所确定的平均电动机电压来确定平均整流电压值，其中整流电压对应于在每个功率单元的整流器的输出端处获得的电压；根据平均整流电压值来调整电气设备的减速。因此，本专利技术使得可以获取整流电压(平均值)，而不需要每个功率单元上的传感器。根据一个实施例，平均整流电压值的确定是平均电动机电压、参考电动机电压和参考整流电压的函数，参考电动机电压是从在变速驱动器的输入端处接收到的命令获得的，并且参考整流电压是默认值。这种实施例使得可以快速地获取平均整流电压值。作为变型，该方法可以包括确定至少一个参考电动机电压，参考电动机电压与通过生成校正电动机电压而测量的平均电动机电压互锁，控制电动机电压是从参考电动机电压和从校正电动机电压获得的，并且平均整流电压可以从平均电动机电压、控制电动机电压和参考整流电压获得，参考整流电压是默认值。该实施例使得可以获取平均整流电压值，同时互锁参考电动机电压。根据一个实施例，减速的调整包括对平均整流电压与至少一个预定义阈值进行比较，以及根据比较结果来修改施加到电动机的扭矩。因此，优化了对电动机的减速的控制。此外，阈值可以根据变速驱动器的功率单元的电容器的最大电压来预定义。因此，该实施例使得可以确保对功率单元的保护。根据一个实施例，减速的调整可以包括在随后的周期内用平均整流电压替换参考整流电压，以便确定变速驱动器的功率单元的控制命令(commandorder)，参考整流电压是默认值。因此，在电动机电压的实现时，对功率单元的控制被优化。根据一个实施例，给定周期可以等于在变速驱动器的输入端处的参考电动机电压的采样周期。这种同步使得可以促进平均整流电压的确定。根据一个实施例，变速驱动器可以包括3×N个功率单元，其中三相各自包括串联链接的N个功率单元，并且每一相的相应输出端可以以星形配置或三角形配置链接到电动机。此外，可以从参考电动机电压和从三相共用的附加策略电压确定功率单元的控制命令，确定附加策略电压以便最小化功率单元的开关的切换次数。因此，在不改变被施加到电动机的电压的情况下，可以最小化功率单元的开关的切换次数。本专利技术的第二方面涉及一种计算机程序，该计算机程序可以由处理器执行并且包括在由处理器执行时用于实施根据本专利技术的第一方面的方法的步骤的指令。本专利技术的第三方面涉及一种用于调整由变速驱动器供电的电动机的减速的控制设备，变速驱动器包括串联链接的N个低电压功率单元，N大于或等于2。该控制设备包括：被配置成在电动机的减速的周期期间、根据给定周期内在电动机端子处测量的电动机电压值来确定该给定周期内的至少一个平均电动机电压的单元；被配置成根据所确定的平均电动机电压来确定平均整流电压值的单元，其中整流电压对应于在每个功率单元的整流器的输出端处获得的电压；被配置成根据平均整流电压值来调整电气设备的减速的单元。附图说明纯粹作为示例，将参考附图描述本专利技术的实施例，其中：图1示出了根据本专利技术实施例的用于控制电动机的电力供应的系统；图2示出了根据本专利技术实施例的控制设备的结构；图3示出了根据本专利技术实施例的控制设备的单元的结构；图4示出了根据本专利技术实施例的电动机电压的实现和变速驱动器的平均整流电压的计算之间的同步；图5是示出根据本专利技术实施例的方法的步骤的图。具体实施方式图1呈现了由三相可变电源供电的电动机100(诸如感应电动机)的电力供应系统。变速驱动器102包括从输电干线110接收三相可变电源的变压器111。变压器111的次级被链接到变速驱动器102的功率级。变压器111可以是多绕组变压器，以便将电压传递到下面描述的几个功率单元。变速驱动器102的功率级可以包括一个或多个低电压功率单元101。在电动机接收三相电源的情况下，变速驱动器102包括3×N个功率单元，其中N个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调整由变速驱动器(102)供电的电动机(100)的减速的方法，所述变速驱动器包括多个串联链接的至少N个低电压功率单元(101)，N大于或等于1，所述方法包括在所述电动机的减速的周期期间执行以下操作：/n-根据给定周期内在所述电动机的端子处测量的电动机电压值来确定(507)所述给定周期内的至少一个平均电动机电压；/n-根据所确定的平均电动机电压来确定(508)平均整流电压值，其中整流电压对应于在每个功率单元的整流器的输出端处获得的电压；/n-根据所述平均整流电压值来调整(509)所述电动机的减速。/n

【技术特征摘要】
20181221 FR 18737551.一种用于调整由变速驱动器(102)供电的电动机(100)的减速的方法，所述变速驱动器包括多个串联链接的至少N个低电压功率单元(101)，N大于或等于1，所述方法包括在所述电动机的减速的周期期间执行以下操作：
-根据给定周期内在所述电动机的端子处测量的电动机电压值来确定(507)所述给定周期内的至少一个平均电动机电压；
-根据所确定的平均电动机电压来确定(508)平均整流电压值，其中整流电压对应于在每个功率单元的整流器的输出端处获得的电压；
-根据所述平均整流电压值来调整(509)所述电动机的减速。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述平均整流电压值的确定(508)是所述平均电动机电压、参考电动机电压和参考整流电压的函数，所述参考电动机电压是从所述变速驱动器(102)的输入端处接收的命令获得的，并且所述参考整流电压是默认值。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括确定(502)至少一个参考电动机电压，其中，所述参考电动机电压与通过生成校正电动机电压而测量的所述平均电动机电压互锁，控制电动机电压是从所述参考电动机电压和所述校正电动机电压获得的，
其中，所述平均整流电压是从所述平均电动机电压、所述控制电动机电压和参考整流电压获得的，所述参考整流电压是默认值。


4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述减速的调整(509)包括将所述平均整流电压与至少一个预定义阈值进行比较，以及根据比较结果来修改施加到所述电动机的扭矩。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述阈值是根据所述变速驱动器(102)的功率单元的电容器的最大电压来预定义的。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：F马尔莱特，A杜特雷，
申请(专利权)人：施耐德东芝换流器欧洲公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR