本发明专利技术涉及一种用于驱动电力桥（１）的方法，该电力桥用于控制多相位电负载（３），并经由多个臂可连接到所述电负载（３），并且可由开关函数驱动，该开关函数确定续流控制矢量并对控制负载起作用。本发明专利技术的方法包括选择第一开关函数产生方法，该方法产生与续流控制矢量相对应的开关函数的数量减少的组合，或选择第二开关函数产生方法，该方法产生仅与有效控制矢量相对应的开关函数的组合，其中所述方法根据给定的参考电压矢量被限定并使用所述选出的用于从产生的开关函数的组合中产生一系列控制矢量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种控制电力桥的方法，该电力桥被设计为控制包括多相的 电负载，该电力桥被设计为经由多个臂连接到电负载，每相至少一臂，并且 该电力桥被设计为受开关函数控制，该开关函数确定用于控制负载的控制矢 量，所述控制矢量细分为续流控制矢量和有效控制矢量。本专利技术非排它地在汽车领域和航空领域具有特别有用。本专利技术还涉及一种实施控制电力桥的所述方法的装置和一种包括该装 置的旋转电机。
技术介绍
通常多相电压电力桥用于驱动多相电负载。这些电负载例如是诸如交流发电机-起动机(alternator starter)的可逆机器。电桥上游连接到DC电源且 下游连接到多相负载的相绕组。电力桥在马达模式中由DC电源供应能量而 在交流发动机模式中由交流发电机-起动机供应能量。电力桥包括多个桥臂，每个桥臂例如包括两个设置有续流二极管的开 关。这种类型的电桥是两电平电桥。同一桥臂上的每对开关的中点连接到负 载的相绕组。控制逻辑电路使得可以控制同 一桥臂上的开关。当前能够产生桥臂上的开关的多种组合，对此可以与逆变器(inverter) 的输出电压的矢量表示相关联，这可称为电力桥的控制矢量。这些控制矢量 包括有效矢量(active vector)和续流矢量(freewheeling vector )。现有技术中，各种类型的技术已经公知用于控制多相逆变器，其中的一 篇文献是A. M. Hava， R. J. Kerkman and T. A. Lipo, "A high performance generalized discontinuous pwm algorthim", IEEE Trans, on Industry Applications Vol. 34 (No. 5) September/October 1998。该文献描述了特别地-使用不连续脉冲 宽度调制策略的控制技术， 一方面控制电力桥的下游部分且另一方面控制电 桥自身。这些控制技术分别通过在一个电周期上使电力桥的多个桥臂中的 一个受到约束。为此，根据采用的脉冲宽度调制策略，对负载的相中的每个电压-电流相差确定中性量(a quantity of neutral )。对于负载的各相，确定调制量 并通过增加中性量而平移该调制量。对于这些控制技术，当桥臂的调制量在 十l或-l处饱和时，该桥臂受到约束。这样的控制技术具有缺点。这是因为系统不处于永久模式中时，不可能 确定增加到调制量中的中性量。此外，在永久模式中，中性量要么依次地(in line)计算，但这需要相当长的计算时间；要么列表计算，但这将引起内存 的大量消耗。此外，对于引用的现有技术中的这些控制技术，对多相负载中电压-电 流相差的认识是必须的。然而，非常难于实现该相差的计算和测量。同样地，这些技术的数值建立(implantation)造成实施问题。这是因为 在它们建立期间，首先需要考虑多相负载的许多功能点(例如马达、交流发 电机、具有交流发电机-起动机的不同速度和扭矩的起动机)，以便使用相应 的优选中性量；并且其次要考虑与每个使用的中性量相对应的不同策略。因 而使数值建立有效的算法冗长而难于实现。此夕卜，当前才艮据文献Falker Renken, "Analytical Calculation of the DC-Link Capacitor Current for Pulsed Three陽Phase Inverters", proceedings of E.RE. Power Electronics and Motion Control, Riga, Latvia, 2004，为了在电力 桥的上游侧上稳定电压，所述电桥在上游包括去耦电容器。该去耦电容器对 电力桥的经历高度不连续性的输入电流进行滤波。该去耦电容器具有大电容 量用于使电力桥的输入电压保持恒定并防止振荡效应。去耦电容器的实际尺 寸非常大。因而该去耦电容器造成在受限的空间中应用的空间需求问题。去耦电容器中的有效电流表示源电流在其均值附近的紋波(ripple )。在 现有技术中，观察到源电流经常在零值附近跳动，因而导致巨大的紋波。当 前，在现有技术中，没有措施能够减小去耦电容器的有效电流以便减小这些 紋波。因而，介绍的控制技术既不能够允许减少逆变器的开关损耗，也不能减 少去耦电容器中的有效电流。
技术实现思路
确切地说，本专利技术的目的是改善上述技术的缺点。为此，本专利技术意图改进现有的逆变器控制技术，以便使电力桥的桥臂中的开关损耗最小化，减少滤波电容器(filtering capacitor)中的有效电流，并/人而稳定电力桥上游的电 压，同时保持对电力桥下游的多相负载的控制。更确切地，本专利技术的第一个目的涉及一种控制电力桥的方法，所述方法 包括步骤-选择产生开关函数的第一方法或产生开关函数的第二方法，该第一 方法产生与续流控制矢量相对应的开关函数的数量减少的组合，该第 二方法产生仅与有效控制矢量相对应的开关函数的组合，所述这些方 法根据给定的设定电压矢量被限定，并包括根据标量电压设置值确定 与电桥的每个臂相关联的调制量的步骤；和 -应用所选的产生开关函数的所述方法，以根据产生的开关函数的组 合来产生一系列控制矢量。 如以下将详细了解到，本专利技术意图尽可能地不使用零矢量或续流矢量。 这是因为，当实施本专利技术时，所显现出的进入电力桥的电流在零处跳动的事 实，是由于在控制多相负载中使用续流矢量而导致的。设定电压矢量之后在 由有效控制矢量形成的六边形的部分中被分解。通过设定电压矢量的矢量位 置，从其可以推导出平移的调制量是与单载波进行比较还是与双载波进行比 较。根据该比较可推导出电力桥的桥臂的控制命令。双载波的使用确保在六 边形的特定区域中不使用续流矢量。因而减少了所述续流矢量的使用。因而，实际上，该第一方法使得可以将桥臂约束在给定状态，并因为其 中的一个臂不再切换任何电流，从而减少开关损耗。该第二方法还使得可以 限制去耦电容器中的有效电流。根据非限制性实施例，根据本专利技术的方法包括下列附加特征 -对产生开关函数的方法的选择是基于设定电压矢量在由控制矢量限定的 平面区域(zone)的范围中的位置做出的，该设定电压矢量由标量电压设 定值确定。因而，通过将六边形划分为多个子部分，在两个前述方法中选 择出优化的方法，同时确保产生用于下游电负载的正确控制所必须的设定 电压矢量的平均值。-该平面域划分成第一区域和第二区域，其中，如果设定电压矢量定位在该 第一区域中，那么选择产生开关函数的第一方法，而如果设定电压矢量定 位在该第二区域中，那么选择产生开关函数的第二方法。因而，通过将六边形仅划分为两个部分，简化了设定电压矢量在区域中的定位。 -该平面域划分为第一区域、第二区域和第三区域，其中，如果设定电压矢 量定位在该第一区域中，那么选择产生开关函数的第一方法。因而，通过 将六边形划分为三个部分，检测给定电压矢量所处的区域稍加复杂，但是 损耗的减少更多。-该平面域划分为第一区域、第二区域和第三区域，其中，如果设定电压矢 量定位在该第二区域或第三区域中，那么选择产生开关函数的第二方法。-产生开关函数的方法包括将平移有中性量的调制量与载波进行比较的步 骤，该调制量与每个臂相关联，所述比较本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制电力桥（１）的方法，该电力桥被设计为控制包括多相的电负载（３），所述电力桥（１）被设计为经由多个臂（Ｂ１，…，Ｂ３）连接到所述电负载（３），每相至少一臂，并且所述电力桥被设计为由开关函数（ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３）控制，所述开关函数确定用于控制所述负载的控制矢量（＊０，…，＊７），所述控制矢量（＊０，…，＊７）被细分为续流控制矢量（＊０，＊７）和有效控制矢量（＊１，…，＊６）， 其特征在于，所述方法包括步骤： －选择产生开关函数的第一方法或产生开关函数的第二方法，该第一方法产生与续流控制矢量（＊０，＊７）相对应的开关函数的数量减少的组合，该第二方法产生仅与有效控制矢量（＊１，…，＊６）相对应的开关函数的组合，所述这些方法根据给定的设定电压矢量（＊＊）被限定，并包括根据标量电压设置值（Ｖ１＊，Ｖ２＊，Ｖ３＊）来确定与所述电桥的每个臂相关联的调制量（ｍｏｄ１，ｍｏｄ２，ｍｏｄ３）的步骤；和 －应用所述被选择的方法，用于根据所产生的开关函数的组合来产生一系列控制矢量。
【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：让保罗维莱恩，朱利恩霍布赖希，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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