变速驱动器制造技术

示例包括变速驱动器和用于控制驱动电动机的这种变速驱动器的方法。变速驱动器包括逆变器，并且能够检测逆变器的特定开关的特定组件(IGBT或续流二极管)何时越过预定电压阈值。示例方法允许基于越过的检测来确定特定组件的状态。的状态。的状态。

【技术实现步骤摘要】
变速驱动器


[0001]本专利技术涉及变速驱动器以及用于监测变速驱动器的组件的状态的方法。

技术介绍

[0002]连接到电网的许多三相电动机由变速驱动器驱动。变速驱动器允许修改由电网提供的电信号的频率、幅度和/或相位，以便控制电动机。
[0003]驱动三相电动机的变速驱动器包括使用脉冲宽度调制PWM功能控制的六个开关。开关的组件可能疲劳，并且可能导致开关故障和电动机控制的劣化。
[0004]本专利技术旨在减轻这些问题。

技术实现思路

[0005]因此，本公开的目的是提出一种用于驱动三相电动机的变速驱动器，该变速驱动器包括逆变器、适于用显著连续的电压供应逆变器的DC链路、中断控制器、调节级、硬件阈值检测器单元、触发器单元和中断使能单元，由此：
[0006]该逆变器包括连接到电动机的三个相的三个支路，
[0007]每个支路在一侧连接到显著连续的电压的正总线，并且在另一侧连接到所述显著连续的电压的负总线，每个支路包括顶部开关和底部开关；由此
[0008]每个开关包括两个组件，第一组件是由PWM控制器控制的绝缘栅双极型晶体管IGBT，并且第二组件是与IGBT并联连接的续流二极管FD；
[0009]该调节级包括连接到逆变器的特定开关的集电极的输入电阻和连接到该输入电阻的运算放大器OPA；
[0010]由此，该调节级适于将该OPA的输入电压钳位在OPA电源电压；
[0011]该硬件阈值检测器单元连接到调节级的OPA的输出，该阈值检测器单元包括特定比较器；
[0012]由此，该特定比较器适于将特定开关的组件中的特定组件两端的电压和与该特定组件相关联的预定电压阈值进行比较，并且该特定比较器适于基于该比较将逻辑边沿发送到触发器单元的特定同步触发器；
[0013]由此，该特定同步触发器适于从中断使能单元接收中断使能信号，并且该特定同步触发器适于在接收到该逻辑边沿时基于该中断使能信号的逻辑电平将高逻辑电平发送到中断控制器的中断端口；以及
[0014]该中断使能信号的逻辑电平基于开关的换向信息来确定。
[0015]包括上述特性的变速驱动器允许检测电压何时越过变速驱动器的开关的特定组件(续流二极管或IGBT)两端的预定电压阈值。考虑到当特定组件“关断”时，特定组件支持高电压，而当这样的特定组件“导通”时，特定组件支持低电压，该越过的检测在技术上是复杂的。因此，允许检测越过的电子组件应当适于精确地在低电压和高电压下工作，同时被保护免受大且快速的电压波动。预定电压阈值的这样的越过可以用于基于专用参数(例如基
于特定组件的结温或连接到特定组件的支路的电动机的相中的电流)来监测特定组件的状态。
[0016]包括上述特性的变速驱动器还允许在检测预定电压阈值的越过时考虑由开关的换向引起的电压扰动。实际上，电压扰动可能导致特定组件两端的电压不期望地越过预定电压阈值。具体地，当特定组件与具有很少或不具有由于开关的换向引起的外部电压干扰的专用电压相关联时，可以确定这样的组件的专用参数，例如与参考参数进行比较以便确定特定组件的状态。
[0017]可选地，开关的换向信息包括特定组件的组件通过状态和IGBT组件换向之后的时间段。这样的选项允许在特定组件的导通状态期间、在特定组件两端的电压具有减小的或可忽略的由换向引起的电压干扰并且要比较的电压应该稳定的时间段期间使能中断协议。
[0018]可选地，特定同步触发器适于在中断使能信号的高逻辑电平期间将高逻辑电平发送到中断控制器的中断端口，以及中断使能信号的高逻辑电平在以下情况时被确定：
[0019]‑
特定组件的组件通过状态为“导通”，
[0020]‑
特定开关的换向之后的时间段大于特定开关延迟，以及
[0021]‑
开关的换向之后的时间段大于开关延迟。该选项允许当由于开关的换向引起的特定组件两端的电压干扰减小或可忽略时发送中断使能信号。这还允许在要被比较的电压(在OPA的输出处)稳定时发送中断使能信号。具体地，这样的选项允许考虑两个不同的延迟。特定开关延迟链接到与特定组件相关联的特定开关的换向。这样的特定开关延迟可以允许等待在特定开关换向时跟随电容器负载的要比较的电压变得更稳定。开关延迟与任何开关的换向相关联，并且可以允许等待特定组件两端的电压中的由开关的换向引起的电压干扰减小或变得可忽略。
[0022]可选地，特定开关的特定组件是特定开关的IGBT，特定比较器是与特定开关的IGBT相关联的IGBT比较器，特定同步触发器是与特定开关的IGBT相关联并连接到IGBT比较器的输出的IGBT同步触发器；该阈值检测器单元包括与特定开关的FD相关联的FD比较器；以及该触发器单元包括与特定开关的FD相关联的FD同步触发器，该FD同步触发器连接到FD比较器的输出，并且适于在接收到FD比较器的逻辑边沿时基于专用中断使能信号的逻辑电平将高逻辑电平发送到中断控制器的中断端口。这样的选项允许检测特定开关的续流二极管和IGBT组件两者两端的相应预定电压阈值的越过。这样的选项还允许在特定开关的两个组件之间共享公共调节级。共享公共调节级允许避免调节级的电子组件的复制，并因此减少了用于检测预定电压的越过的成本，减少了维护操作的成本并减少了组件更换的成本。
[0023]可选地，触发器单元包括OR逻辑门，该OR逻辑门在一侧连接到FD和IGBT触发器，并且在另一侧连接到中断控制器的中断端口。对于特定开关的两个组件(续流二极管和IGBT)，OR逻辑门例如允许触发同一中断协议，以便确定同一专用参数，例如同一相中的电流。
[0024]可选地，变速驱动器的每个支路包括相应的调节级、相应的阈值检测器单元和相应的触发器单元，其中，与相应的支路相关联的每个相应的触发器单元适于在接收到其相应的特定比较器的逻辑边沿时将相应的高逻辑电平发送到中断控制器的相应的特定中断端口。这允许基于中断控制器的专用中断协议来监测与电动机的相位相关联的专用参数。
[0025]可选地，变速驱动器包括用于每个开关的相应的调节级、相应的阈值检测器单元
和相应的触发器单元。这允许在越过相应的预定电压阈值时为电动机的开关的每个组件确定相应的专用参数。
[0026]可选地，中断使能单元包括与开关相关联的定时器。这允许例如基于已经包括开关的换向信息的PWM控制器的现有定时器来实现中断使能单元。
[0027]可选地，特定开关与特定开关定时器和另一开关定时器相关联，特定开关定时器适于在特定开关的第一次切换时开始计数时间，并且适于在特定开关的第二次切换时重置计数，该特定开关的第二次切换直接在特定开关的第一次切换之后，以及另一开关定时器适于在任何开关的第一次切换时开始计数时间，并且适于在任何开关的第二次切换时重置计数，该任何开关的第二次切换直接在任何开关的第一次切换之后。该选项允许驱动与特定开关相关联的定时器，以便当由换向引起的特定组件两端的电压扰动减小或可忽略时并且当要比较的电压稳定时，将中断使能信号发送到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于驱动三相电动机(2)的变速驱动器(1)，所述变速驱动器(1)包括逆变器(13)、适于用显著连续的电压供应所述逆变器(13)的DC链路(12)、中断控制器(IPROC)、调节级(7)、硬件阈值检测器单元(8)、触发器单元(9)和中断使能单元(10)，由此：所述逆变器(13)包括连接到所述电动机的三个相的三个支路，每个支路在一侧连接到所述显著连续的电压的正总线，并且在另一侧连接到所述显著连续的电压的负总线，每个支路包括顶部开关(130t)和底部开关(130b)；由此每个开关(130)包括两个组件，第一组件是由脉冲宽度调制PWM控制器控制的绝缘栅双极型晶体管IGBT，并且第二组件是与所述IGBT并联连接的续流二极管FD；所述调节级(7)包括连接到所述逆变器(13)的特定开关(130s)的集电极的输入电阻(IR)和连接到所述输入电阻(IR)的运算放大器OPA；由此所述调节级(7)适于将所述OPA的输入电压(Vin)钳位在OPA电源电压；所述硬件阈值检测器单元(8)连接到所述调节级(7)的所述OPA的输出，所述阈值检测器单元(8)包括特定比较器(sComp)；由此所述特定比较器(sComp)适于将所述特定开关(130s)的所述组件中的特定组件两端的电压和与所述特定组件相关联的预定电压阈值进行比较，并且所述特定比较器(sComp)适于基于所述比较将逻辑边沿(LE)发送到所述触发器单元(9)的特定同步触发器(sFF)；由此所述特定同步触发器(sFF)适于从所述中断使能单元(10)接收中断使能信号(IES)，并且所述特定同步触发器(sFF)适于在接收到所述逻辑边沿(LE)时，基于所述中断使能信号(IES)的逻辑电平向所述中断控制器(IPROC)的中断端口发送高逻辑电平(LS)；以及所述中断使能信号(IES)的所述逻辑电平基于开关(130)的换向信息来确定。2.根据权利要求1所述的变速驱动器，其中，开关(130)的换向信息包括所述特定组件的组件通过状态和IGBT组件的换向之后的时间段。3.根据前述权利要求中任一项所述的变速驱动器，其中，所述特定同步触发器(sFF)适于在所述中断使能信号(IES)的高逻辑电平期间将所述高逻辑电平(LS)发送到所述中断控制器(IPROC)的所述中断端口，以及其中，所述中断使能信号(IES)的所述高逻辑电平在以下情况时被确定：
‑
所述特定组件的组件通过状态为“导通”，
‑
所述特定开关(130s)的换向之后的时间段大于特定开关延迟，以及
‑
开关(130)的换向之后的时间段大于开关延迟。4.根据前述权利要求中任一项所述的变速驱动器，其中，所述特定开关(130s)的所述特定组件是所述特定开关(130s)的所述IGBT，所述特定比较器(sComp)是与所述特定开关(130s)的所述IGBT相关联的IGBT比较器(igbtComp)，所述特定同步触发器(sFF)是与所述特定开关(130s)的所述IGBT相关联并且连接到所述IGBT比较器(igbtComp)的输出的IGBT同步触发器(igbtFF)；其中，所述阈值检测器单元(8)包括与所述特定开关(130s)的所述FD相关联的FD比较器(fdComp)；以及其中，所述触发器单元(9)包括与所述特定开关(130s)的所述FD相关联的FD同步触发
器(fdFF)，所述FD同步触发器(fdFF)连接到所述FD比较器(fdComp)的输出，并且适于在接收到所述FD比较器(fdComp)的逻辑边沿(LE)时，基于专用...

【专利技术属性】
技术研发人员：R弗兰奇诺，PY博耶，A邓特拉，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：