电驱动系统的运行技术方案

一种电驱动系统，该电驱动系统包括由电控制器控制的电机，所述电控制器需要信号反馈，该信号表示与所述电机运行相关的参量。所述信号可以表示，例如，磁通量、电流和／或转子位置。所述信号的完整性通过对信号设置合适的阈值以及证实信号在适当的时间同时存在而被生效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用在电驱动器的运行的信号生效，例如，驱动器包括由电 控制器控制的电机。更具体地，本专利技术涉及使反馈信号生效，该反馈信号用 于控制应用到所述机器的激励。在相当长的时间里，控制简便的半导体开关的使用使得能够对多种类型 的电机进行电控制，并且因此提供了驱动系统，该系统的速度由用户而非所 供应的电能的频率来控制。所有这些控制器或多或少地依赖于某些类型的反 馈信号。由于不同类型的机器需要不同的控制方法，因此，相比于机器所从 事的应用，被选择用于反馈的参数更大程度上与被控制的电机的类型相关。开关磁阻系统的特性和运行已为本领域所公知并且在多处均有描述，例如，由Stephenson禾口 Blake撰写的"The characteristics, design and application of switched reluctance motors and drives", PCIM，93, Niirnberg, 1993年6月21-24曰，该论文作为引用结合于此。所述驱动器的常规处理可以从多本书中得到， 例女口，由TJE Miller撰写的"Electronic Control of Switched Reluctance Machines" Newnes， 2001作为引用结合于此。所述机器的特性在于逐次激 励的双凸极磁性结构，该结构一般不包括硬磁材料。附图中的图1以示意性的形式显示了典型的开关磁阻驱动器，其中所述 开关磁阻电机12粤动负载19。 f入DC电源11可以为电池或者整流并滤波 后的AC电源。由所述电源11提供的DC电压可以在电控制单元14的控制 下通过功率变换器13在所述电机12的相绕组16两端转换。所述转换必须 正确地与转子的转动角同步以实现所述驱动器的正常运行，并且转子位置检
技术介绍
测器15通常被用来提供对应于所述转子的角位置的信号。精确获知所述转 子位置的重要性促进了用于位置反馈信号的生效的技术的发展，例如，在 US 5723858中所描述的，其中数字信息的次序被监视以使信号的完整性生 效，该专利作为引用结合于此。多种不同的功率变换器拓扑已人所公知，其中的某些拓扑己经在上述引 川的Stephenson的论文中进行了描述。图2屮、^小了 -种多相系统中的单相 的最为普通的配置。所述机器中的相绕组16与两个开关设备21和22相串 联地连接在母线26和27之间。母线26和27共同被描述为所述变换器的"DC 母线"。能量恢复二极管23和24被连接到所述绕组以允许绕组电流在开关 21和22断开时流回所述DC母线。被称为"DC母线电容"的电容25被通 过DC母线连接到电源或者用于降低所述DC母线电流(例如，所谓的"脉 动电流")中的任何交变分量，所述DC母线电流不能从所述电源获得或者 不能被返回到所述电源。实际上，所述电容25可以包括多个相互串联和/或 并联的电容，并且当使用并联连接时， 一些元件可以被分配到所述变换器上。从所述机器到所述变换器的电流反馈通常被认为对于所述控制器的安 全运行是必要的，.并且大量技术已为本领域所公知。在图2中，电阻28被 与下部的开关22串联以提供信号。类似的排布将电阻布置在电路的其他部 分以给出对细微的不同电流的测量，但是所有这些都提供并非与所述主变换 器电路电隔离的信号。可选地，如图1中18所示，隔离形式的电流传感器 可以被用来提供比较易于在控制系统中使用的信号多相系统通常使用图2中的多个"相脚"，各个相脚包括开关和在各个 相绕组周围的二极管对，所述相脚并联连接以激励所述电机的相位。所述幵 关磁阻电机的相位感应周期为特定相位或者各个相位的感应系数变化的周 期，例如，当转子电极和相应的各个定子电极完全匹配时，感应系数在最大限度之间变化的周期。当所述开关21和22闭合时，在导通角为e。期间施加电压。当所述电压被施加时，磁通量几乎线性增长，所述磁通量为所施加电压的时间积分。所述相绕组16中的电流上升到峰值并且之后根据工作点而 F降。在所述导通周期的末端，所述开关被断开并且电流被传送到所述二极 管，将反相母线电压施加到所述绕组两端并且由此将所述磁通量和电流降低 到零。在零电流时，所述二极管停止导通并且所述电路处于非激活状态直到 后续的所述相位的导通周期开始为止。 '多种用于分配转子位置传感器的的方法己经被提出。某些所述方法已经 在W F Ray禾卩I H Al-Bahadly出版在Proceedings of The European Power Electronics Conference, Brighton, UK, 1993年9月13-16日，巻6，第7-13页 上的名为 "Sensorless Methods for Determining the Rotor Position of Switched Reluctance Motors"中进行了介绍，该论文作为引用而结合于此。某些所述用 于电驱动机中的转子的位置估计的方法使用了一个或者多个机器参数的测 量结果，通过该参数可以得到其他值。例如，可以监视相位磁链(例如，所 施加电压相对于时间的积分)以及一个或者多个相位中的电流(例如，通过 图1中的电流传感器18或者图2中的28)。通过使用已知的机器中感应系数 或者磁链的变化与角度和电流的函数关系来计算位置。不管使用什么方法，电流和磁通量信号的精确与可靠都是必要的。电流 传感器中的故障或者反馈通路中的断线可能会对所述控制器造成严重的后 果。如图3和图4所示，为了尝试提供避免上述后果的保护，提出了故障检 测方法。图3显示了在电压被施加到所述相位后的期望电流曲线以及电流阈 值It，该电流阈值It为期望峰值电流的--:小部分，例如为期望峰值电流的2 %-3%。图4显示了包括与门50和计时器52的逻辑电路。所述与门的x输 入端和y输入端由所述相绕组的开关的门信号来驱动，例如，图2中的开关 21和22。当所述控制器决定闭合所述的全部开关时，所述与门的输出触发 所述计时器52,该计时器52由时钟信号来驱动。从而，所述计时器52将加入到输出线路Q。所述计时器52的复位线由所述阈值电流It来驱动，从而 当电流超过所述阈值时，所述计时器52的输出线路Q的输出被保持在零。 因此，所述控制器期望看到计数器的输出在初始周期中上升，但之后被保持 在零。如果此种现象没有发生，则有可能发生了故障，例如，电流反馈信号 丢失，开关闭合失败等等。所述方法在多种应用中都被证实为是有益的。然而， 一个难点在于表示 故障的所述输出线路Q的输出值在各种特定的被控机器中的变化差别很大， 对应于50微秒的输出值可能适于小型高速机器，反之，较大型且转速较低 的机器可能需要30微秒的输出值。另外，出于某些正常原因，电流可能上 升得很慢，例如，如果系统电压显著降低，或者如果转子位于所述相位感应 系数最大的位置。因此，很难选择可靠地表示故障条件的计时器输出值。
技术实现思路
本专利技术由所附的独立权利要求所定义。某些优选的特征在从属权利要求 中进行了叙述。根据一个实施方式，提供一种用于使电驱动器的信号系统生效的方法， 该方法包括监视表示所述驱动器的第一参数存在的第一信号；监视表示所 述驱动器的第二参数存在的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使电驱动器的信号系统生效的方法，该方法包括：　　　　监视表示所述驱动器的第一参数存在的第一信号；　　　　监视表示所述驱动器的第二参数存在的第二信号，其中仅当所述第一参数存在时，所述第二参数具有非零值；以及　　　　如果所述第一信号和所述第二信号的预定条件被满足，则使所述信号系统生效。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PR梅斯，
申请(专利权)人：开关磁阻驱动有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]