用于整流器阀的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于整流器阀（３７）或由它构成的整流器（３６）的控制装置，该装置包括请求单元（１０），请求单元至少包括一个数字计算单元（１１）和一个与计算单元相连接的数字式接口（１４），以及数字式接口控制装置（１５）。本发明专利技术所述的控制装置还包括数字式数据传输线（例如ＩＥＥＥ１３９４）（２２）和控制单元（３０），在控制单元一侧至少包括一个数字式接口（３２）及其控制装置（３３），一个数字计算单元（３４），以及用于直接控制整流器阀（３７）的模拟元件（３５）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于整流器阀的控制装置，这些整流器阀例如应用在不同类型的整流器中。同种类型的控制装置例如由U.Nicolai等所著的“Applikationshandbuch IGBT-und MOSFET-Leistungsmodule”，ISBN3-932633-24-5，第192-196页已知。根据现有技术(参照附图说明图1)，用于整流器阀的控制装置包括一个由应用所指定的请求单元和一个由系统所指定的功率半导体模块的控制单元。这里的“由应用所指定”是指特别地与整流器阀或整流器的应用范围相匹配，“由系统所指定”是指特别地与整流器阀的组成部件或由组成部件构成的单元相匹配，其中的“单元”例如为功率半导体模块形式的整流器。控制单元通常具有某种保护功能，例如短脉冲抑制和/或短路识别功能。此外，控制单元将请求单元所产生的模拟控制信号转发至整流器阀的驱动器。控制单元将误差和/或各个测量值，如温度或输出的电流，同样以模拟信号方式报告给请求单元。由应用所指定的请求单元产生由系统所指定的模拟开关信号，即在时间点上、并在持续时间内应使整流器阀导通的开关信号。这些开关信号作为连续的模拟信号被传送到控制单元。这样，请求单元借助于由其产生的模拟信号直接控制整流器阀。图1表示了根据现有技术用于一种借助于整流器阀所形成的整流器的控制装置的实施例。根据现有技术，这种整流器由一个或多个功率半导体模块组成。这里涉及到一种用于三相整流器的控制装置，该整流器用于驱动电机40。请求单元10由数字计算单元11、后接的模拟信号处理或生成装置12组成，产生用于整流器36的3个顶部和3个底部开关的控制信号。该信号以0/15V的模拟值作为输出信号被施加到请求单元10的接口13。所施加的信号直接导致开关整流器36相应的整流器阀的切换。这里必须将6个整流器阀的每一个控制信号接到接口13的一个触点上，因为只要连接有相应的控制信号，分别要控制的整流器阀就一直保持闭合的状态。请求单元10的接口13也具有至少一个输入信号。下面以示例的方式表示了现有技术中的模拟输入信号●整流器阀的温度监测信号●整流器阀的过电流监测信号●各个半桥的输出电流●中间环路的电压由于可能受到干扰的数据传输(如下所述)不能保证所有输入信号可在请求单元中被正确评估，并转换为相应变化的控制脉冲。此外，现有技术的缺点在于，请求单元必须产生由系统所指定的信号，并且因而在不同的整流器中，例如在新一代整流器中，请求单元也必须匹配于新的由系统所指定的控制信号。而且，在输入请求单元的信号的可能的新的实施方式中，要求由应用所指定的请求单元匹配于由系统所指定的信号。控制单元30在其一侧具有一个模拟接口31，用于与请求单元10的通信。这个接口接收请求单元的模拟控制信号，并连续发送上面所提到的信号，如整流器阀的温度监测信号、整流器阀的过电流监测信号、各个半桥的输出电流和/或中间环路的电压。为此控制单元30或整流器36具有各种不同的传感器。基于这些传感器值，控制单元还具有用于整流器阀的内部保护功能，利用此功能，整流器例如可以通过在受到干扰时关断而受到保护。对于内部保护功能，除了自身的传感器值之外，由请求单元瞬时给出的控制信号也可以作为基础数据被评估。由于错误的值，所展示的保护功能对于将来的整流器阀控制装置的应用可能很有限。因为每个由应用所指定的请求单元10都产生各自的控制脉冲，同样，由系统所指定的控制单元30在原理上或系统上不能识别或不总是能识别请求单元的错误，因为如上所述每次只有一个瞬时值可用，而不可能预先给出将来的控制脉冲。因而整流器不能通过由系统所指定的控制装置完全避免由应用所指定的请求单元的错误。同样不能保证所有向由应用所指定的请求单元10报告的错误信息都被正确地评估，并转换为相应地变化的控制脉冲。此外，引入的干扰可能(如下所述)被识别为信号，或者与引入的干扰一起传输的信号不能以原样被识别。这样会导致整流器发生不希望的切换，并由此引起干扰或发生故障。根据现有技术，在请求单元和控制单元之间的所有信号以连续的模拟值，通过设计为点到点连接的常规的多芯电缆20传输。这里对于每个整流器阀的控制信号必须要有一根单独的电缆芯线，即总共为六根芯线，因为在整流器阀应该闭合的时间内，必须一直接有控制信号。电缆20其余的芯线对于整流器阀的温度监测信号、整流器阀的过电流监测信号、各个三相半桥的输出电流(3根芯线)、以及中间环路的电压是必须的。因此，为了能够传输所希望的模拟信号，传输电缆具有多根芯线。这种类型的传输线20只有在以米为数量级的短距离内才在技术上是有意义的。随着长度的增长，模拟信号传输表现出了众所周知的缺点。特别是在恶劣的环境条件下使用整流器36，例如在风力发电站中，这种做法特别不利。此外，模拟传输线20的缺点是缺乏信号的抗干扰能力。通过引入的干扰，信号可能不会以原样被识别，或者将干扰本身识别为信号。这种情况会导致整流器发生不希望的闭合，并由此导致干扰或发生故障。这种模拟传输不太可能检测到或者纠正传输错误。综上所述，现有技术的缺点在于对功能安全性，以及由此产生的整流器可用性的原理性限制。图2表示了根据现有技术来控制多个整流器36的另一种实施例。为此，通过电路技术上的扩展来达到其他整流器所必需的接口13的数目，需要请求单元10的匹配(如图2a所示)。可选地，提供了如图2b所示的适配器21，它将控制信号分别转发并仅转发至整流器36的控制单元30。为此，与仅仅控制整流器相比，同样需要请求单元10在电路技术上的匹配。这种将控制装置扩展至多个整流器的可定标方法按照现有技术仅仅是得不偿失的可能。除了上面所提到的缺点外，需要另外的模拟控制线是其主要的缺点。本专利技术的目的在于，提供一种用于整流器阀或由整流器阀构成的整流器的控制装置，它被设计得更为安全，并可以识别错误，与现有技术相比，请求单元所需的开销更小，并且可以定标。该任务通过权利要求1中所述的措施来解决。其他具有优点的实施例在从属权利要求中提及。本专利技术的基本思想在于，请求单元仅将用于控制一个或多个整流器阀的参数以数字值的形式向控制单元传输，在那里才产生用于控制一个或多个整流器阀的相应的模拟信号，参数的传输借助于适当的数字式的、抗干扰的、并且可识别错误的数据传输来实现。本专利技术的解决方案借助附图3和4进一步说明。其中作为示例表示了一个三相电机的控制装置。图3表示一种用于控制电机40的三相电机的控制装置，该装置包括对于控制整流器阀至少所需的元件所构成的请求单元10、数字计算单元11、以及与数字计算单元相连接的数字式接口14，以及接口控制装置15。请求单元10自身完全没有用于控制整流器阀37或整流器36的模拟信号处理装置。数字计算单元11仅仅通过数字式接口14接收来自控制单元30、至整流器或至其控制单元30的标准化的数字信号。由这些输入信号以及由应用所指定的数据产生数字输出信号，它根据请求通过控制单元30的数字式接口14来传送。通过这些信号传送的数据仅包含标准化数字形式的整流器阀的控制参数。请求单元10在其一侧同样接收标准化数字形式的所有所需的整流器36的工作参数，用以产生对于所希望的工作方式所需的输出信号。通过标准化数字形式的数据交换，由应用所指定的请求单元10完全不需本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于控制一个或多个整流器阀（３７），或者控制一个或多个由整流器阀构成的整流器（３６）的控制装置，它包括：请求单元（１０），在请求单元一侧包括至少一个数字计算单元（１１），还包括至少一个与计算单元相连接的数字式接口（１４），以及数字式接口 控制装置（１５）；至少一个数字式数据传输线（２２）；以及至少一个控制单元（３０），它包括至少一个数字式接口（３２），以及数字式接口的控制装置（３３），还包括至少一个数字计算单元（３４），以及用于直接控制整流器阀（３７）的模拟元件（３ ５）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢蒂格波德，昆泽凯岑伯格，
申请(专利权)人：塞米克朗电子有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]