运行旋转式电机的方法技术

运行旋转式电机的方法，该电机按相与具有直流电路的变换器线路连接，且变换器线路的相根据所选择的开关状态组合与直流电路相连接。为了使电机在开关状态组合具有相应所属的、处于预先给定的数值范围之外的转矩轨迹及定子磁通轨迹时能运行，在Ｌ个扫描时刻上从转矩违反值确定最大值并且从定子磁通违反值确定最大值并将其合计并将一种开关状态组合设置为所选择的开关状态组合，在该开关状态组合中最大值的总和最小。作为替代方案，在Ｌ个扫描时刻上从转矩违反值形成总和并从定子磁通违反值形成总和，然后形成总和的最大值并且将一种开关状态组合设置为所选择的开关状态组合，在该开关状态组合中最大值最小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋转式电机的运行方法的领域。本专利技术涉及一种按独 立权利要求前序部分所述的用于。
技术介绍
今天，在许多应用领域中使用高功率电压变换器线路。 一种这样 的变换器线路通常连接三个电压水平并且经常用于运行尤其在同步电 机及异步电机中的旋转式电机，所述旋转式电机通常具有三个定子绕 组。在一种用于运行旋转式电机的通行的方法中，所述电机按相与这样的具有直流电路的、用于连接一般情况下m个电压水平的变换器线 路相连接，其中m〉2。所述直流电路在用于连接典型地三个电压水平 的变换器线路中由第一电容器和与所述第一电容器串联的第二电容器 构成，此外所述直流电路在所述第一电容器上具有第一主接头、在所 述第二电容器上具有第二主接头并且具有由所述两个串联的电容器构 成的分接头。此外，所述用于连接三个电压水平的变换器线路具有通 常错接的大功率半导体开关。图1为此示出了一种用于连接三个电压 水平的通用的三相变换器线路的实施方式。在方法方面，所述变换器 线路的相通常根据所选择的、由所述变换器线路的大功率半导体开关 的开关状态构成的开关状态组合与所述直流电路相连接。在用于连接 三个电压水平的变换器线路中，所述变换器线路的相根据所选出的由 所述变换器线路的大功率半导体开关的开关状态构成的开关状态组合 相应地与所述第一主接头、所述第二主接头或者所述分接头相连接。 在图2所示的状态图中，示出了这些开关状态组合及其彼此间的过渡， 其中"+"代表相应的相与所述第一主接头连接，"-"代表相应的相 与所述第二主接头连接，并且"0"代表相应的相与所述分接头连接。比如根据公知的"直接转矩调节(DTC-Direct Iorque ￡ontrol)，， 来选择相应的开关状态组合，在所述"直接转矩调节"中，将旋转式 电机的转矩的当前实际值、旋转式电机的定子磁通的当前实际值以及值范围进行:较。所:相-预::定的数值范il随时间变化或者可以随时间变化，并且通常通过上级的调节电路从所述旋转式电机的转矩 的基准值、所述旋转式电机的定子磁通的基准值及在所述分接头上的 电位的基准值中来确定。如果现在当前的实际值超过其所属的预先给 定的数值范围，那就依赖于前面所选择的开关状态组合从表格中选出 一种开关状态组合，使得关于该开关状态组合产生的当前值可能同样 又处于所属的数值范围之内，其中对此没有保证。此外，在超过所属 的数值范围时总是仅仅要么关于转矩的当前实际值和定子磁通的当前 实际值要么关于电位的当前实际值来选出开关状态组合。在此没有一 起考虑转矩的当前实际值、定子磁通的当前实际值及电位的当前实际 值。前面所说明的用于借助于公知的"直接转矩调节"来运行旋转式 电机的方法的问题是，在前面所选择的开关状态组合和当前所选择的开关状态组合之间典型地存在多个在图2中作为在所述开关状态组合 之间的线示出的过渡。所述开关状态组合和从一种开关状态组合到另 一种开关状态组合的过渡通常固定地存放在表格中，其中典型地不是 按图2的开关状态组合的所有组合方案都存放在所述表格中。此外， 在所述"直接转矩调节"中，依赖于前面所选择的具有所属的过渡的 开关状态组合仅仅选出一种开关状态组合，该开关状态组合存放在所属的数值范围之内。有待作为替代方案选择的、尤其i有可能i少的表格中.不过多个在开关状态组合i间的过渡也产生所述变换器线路 的大功率半导体开关的许多切换操作，由此提高所述大功率半导体开 关的开关频率。不过这样高的开关频率在所述变换器线路的大功率半 导体开关中产生热损失(较高的能量消耗)，所述大功率半导体开关 通过所述热损失会更快老化、受损或者甚至毁坏。在EP 1 670 135 Al中为此说明了一种用于运行旋转式电机的方 法，通过该方法可以降低按相与所述旋转式电机相连接的、用于连接 m个电压水平的变换器线路的大功率半导体开关的开关频率，其中m >2。在方法方面，在步骤(a)中，所述变换器线路的相根据所选择 的、由所述变换器线路的大功率半导体开关的开关状态构成的开关状 态组合与所述直流电路相连接。在以下其它步骤中选择该开关状态组合(b) 对于能够选择的N个扫描时刻来说从起始扫描时刻k开始 确定在所述N个扫描时刻中的每个扫描时刻的所有的开关状态组合，其中N>1，(c) 为在起始扫描时刻k的每个确定的开关状态组合形成开关状 态序列，其中每个开关状态序列是N个扫描时刻的属于在起始扫描时 刻k相应的开关状态组合的确定的开关状态组合的相互排列，(d) 为每个开关状态序列从用于所述起始扫描时刻k直到扫描时 刻k+N的所述旋转式电机及所述变换器线路的所求得的状态数值组中 计算所述旋转式电机的转矩轨迹及所述旋转式电机的定子磁通轨迹，(e) 选出开关状态序列，在该开关状态序列中，所属的转矩轨迹 及定子磁通轨迹在第(k+N )个扫描时刻相应地处于预先给定的数值范 围之内并且设置这个所选出的开关状态序列，(f) 重复步骤(a)到(d)，其中k=k+l。在按EP 1 670 135 Al的用于运行旋转式电才几的方法中，仅仅选出 并设置一种开关状态组合，在该开关状态组合中，所属的转矩轨迹和 所属的定子磁通轨迹在第(k+N)个扫描时刻相应地处于预先给定的数 值范围之内。但是每个所属的开关状态组合的转矩轨迹或者定子磁通 轨迹可能在第k个或者在第(k+l)个扫描时刻就已处于预先给定的数 值范围之外，其中按EP 1 670 135 Al的用于无 法操纵一种这样的状态。由此仅仅可以受限制地运行所述旋转式电机。
技术实现思路
因此本专利技术的任务是，说明一种用于，该 方法可以操纵具有相应所属的、处于预先给定的数值范围之外的转矩 轨迹及定子磁通轨迹的开关状态组合。该任务通过权利要求1所述特 征得到解决。在从属权利要求中，说明了本专利技术有利的改进方案。在按本专利技术的用于中，所述旋转式电机按 相与具有直流电路的、用于连接m个电压水平的变换器线路相连接， 其中m>2。在方法方面，在步骤(a)中，所述变换器线路的相根据 所选出的、由所述变换器线路的大功率半导体开关的开关状态构成的 开关状态组合与所述直流电路相连接。在以下其它步骤中选出开关状 态组合(b) 对于能够选择的L个扫描时刻来说从起始扫描时刻k开始 确定在所述L个扫描时刻中的每个扫描时刻的所有的开关状态组合，其中L>1,(c) 为在起始扫描时刻k的每个确定的开关状态组合形成开关状 态序列，其中每个开关状态序列是L个扫描时刻的属于在起始扫描时 刻k相应的开关状态组合的确定的开关状态组合的相互排列，(d) 为每个开关状态序列从用于所述起始扫描时刻k直到扫描时 刻k+L的所述旋转式电机及所述变换器线路的所求得的状态数值组中 计算所述旋转式电机的转矩轨迹及所述旋转式电机的定子磁通轨迹，按本专利技术，现在按以下其它步骤来选出开关状态组合(e) 如果所述转矩轨迹在第k个扫描时刻超过预先给定的数值范 围上限或者低于预先给定的数值范围下限，则为所述扫描时刻k直到 扫描时刻k+L计算关于所述数值范围上限及数值范围下限的转矩违反 值，(f) 如果所述定子磁通轨迹在第k个扫描时刻超过预先给定的数 值范围上限或者低于预先给定的数值范围下限，则为所述扫描时刻k 直到扫描时刻k+L计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于运行旋转式电机（１）的方法，其中该旋转式电机按相与具有直流电路（３）的、用于连接ｍ个电压水平的变换器线路（２）相连接，其中ｍ≥２，　该方法具有以下步骤：　（ａ）将所述变换器线路（２）的相（ｕ、ｖ、ｗ）根据所选择的、由该变换器线路（２）的大功率半导体开关的开关状态构成的开关状态组合（ＳＫ↓［ａ，ｋ］）与所述直流电路（３）相连接，其中在以下其它步骤中选出开关状态组合（ＳＫ↓［ａ，ｋ］）：　（ｂ）对于能够选择的Ｌ个扫描时刻来说从起始扫描时刻ｋ开始：　确定在所述Ｌ个扫描时刻中的每个扫描时刻的所有的开关状态组合（ＳＫ↓［ｋ］、…、ＳＫ↓［ｋ＋Ｌ］），其中Ｌ≥１，　（ｃ）为在起始扫描时刻ｋ的每个确定的开关状态组合（ＳＫ↓［ｋ］）形成开关状态序列（ＳＳＫ），其中每个开关状态序列（ＳＳＫ）是Ｌ个扫描时刻的属于在起始扫描时刻ｋ相应的开关状态组合（ＳＫ↓［ｋ］）的确定的开关状态组合（ＳＫ↓［ｋ］、…、ＳＫ↓［ｋ＋Ｌ］）的相互排列，　（ｄ）为每个开关状态序列（ＳＳＫ）从用于所述起始扫描时刻ｋ直到扫描时刻ｋ＋Ｌ的所述旋转式电机（１）及所述变换器线路（２）的所求得的状态数值组（Ｘ↓［ｅ，ｋ］、…、Ｘ↓［ｅ，ｋ＋Ｌ］）中计算所述旋转式电机（１）的转矩轨迹（Ｍ）及所述旋转式电机（１）的定子磁通轨迹（φ），　其特征在于以下其它步骤：　（ｅ）如果所述转矩轨迹（Ｍ）在第ｋ个扫描时刻超过预先给定的数值范围上限（ｙ↓［Ｍ，ｍａｘ］）或者低于预先给定的数值范围下限（ｙ↓［Ｍ，ｍｉｎ］），则为所述扫描时刻ｋ直到扫描时刻ｋ＋Ｌ计算关于所述数值范围上限及数值范围下限（ｙ↓［Ｍ，ｍｉｎ］、ｙ↓［Ｍ，ｍａｘ］）的转矩违反值（ｖ↓［Ｍ，ｋ］、…、ｖ↓［Ｍ，ｋ＋Ｌ］），　（ｆ）如果所述定子磁通轨迹（φ）在第ｋ个扫描时刻超过预先给定的数值范围上限（ｙ↓［Ｓ，ｍａｘ］）或者低于预先给定的数值范围下限（ｙ↓［Ｓ，ｍｉｎ］），则为所述扫描时刻ｋ直到扫描时刻ｋ＋Ｌ计算关于所述数值范围上限及数值范围下限（ｙ↓［Ｓ，ｍｉｎ］、ｙ↓［Ｓ，ｍａｘ］）的定子磁通违反值（ｖ↓［Ｓ，ｋ］、…、ｖ↓［Ｓ，ｋ＋Ｌ］），　（ｇ）为每个开关状态序列（ＳＳＫ）并且为所述扫描时刻ｋ直到扫描时刻ｋ＋Ｌ从所述转矩违反值（ｖ↓［Ｍ，ｋ］、…、ｖ↓［Ｍ，ｋ＋Ｌ］）及定子磁通违反值（ｖ↓［Ｓ，ｋ］、…、ｖ↓［Ｓ，ｋ＋Ｌ］）中确定最大值（ｖ↓［ｍａｘ］），　（ｈ）为每个开关状态序列（ＳＳＫ）从所述最大值（ｖ↓...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J克利，G帕帕福蒂奥，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]