发明名称 旋转电机的控制器
摘要 本发明涉及旋转电机的控制器,具体而言,涉及旋转电机的运行方法的领域。在用于控制在旋转电磁机和马达中的转矩和电磁通量的直接转矩控制(DTC)中,切换损失相当大。切换损失的减小可引起驱动器的运行成本的显著降低。此外,切换损失的这样的减小可导致更耐用的且更可靠的系统,并且扩展了DTC的使用范围,因为所减小的切换损失允许以更高的功率运行相同的设备。本发明的目的是,提供带有更小的运行成本和提高的功率的电驱动器。为了在旋转电机中使切换损失最小,本发明提出一种迭代控制方法,使得预先计算最佳的切换状态。
申请公布号 CN102158174B 申请公布日期 2015.11.25
申请号 CN201110034791.6 申请日期 2011.01.24
申请人 ABB研究有限公司 发明人 T·盖耶
分类号 H02P27/12(2006.01)I;H02P21/00(2006.01)I 主分类号 H02P27/12(2006.01)I
代理机构 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人 严志军;杨楷
主权项 一种用于运行旋转电机(1)的方法,其中,所述旋转电机由变换器(2)从直流电压电路通过至少一个相(u,v,w)供应电流,并且所述变换器(2)实施成将所述至少一个相切换到至少两个电压电平上,所述方法包括步骤:产生切换序列,其中,每个切换序列包括带有第一切换过渡的变换器的一系列切换过渡;以品质值评价切换序列中的每一个(S20);选取带有最小品质值的切换序列(S22);利用所选取的切换序列的第一切换过渡作为选择的切换过渡来操控所述变换器的切换元件,以使得至少一个相切换到相应于所述切换过渡的电压电平上;其中,以如下方式产生所述切换序列:(a)从较短的切换序列中产生较长的切换序列,其中,使至少一个可行的切换过渡附加于所述较短的切换序列(S14),并且利用先前所选择的切换过渡初始化第一切换序列(S10);(b)基于所述较长的切换序列的切换过渡,为所述较长的切换序列计算电机的输出参数(S14);(c)假如所计算的输出参数没有位于预先限定的极限值内和/或所计算的输出参数随着时间的增长远离于预先限定的极限值,则拒绝所述较长的切换序列(S16);根据步骤(a)至(c)(S12至S18)从未拒绝的切换序列中迭代地产生其它的切换序列,其中,所述方法还包括:基于完整的切换序列的已经计算的品质值,计算针对品质值的下极限值;拒绝这样的切换序列,即,所述切换序列的品质值超过针对品质值的下极限值。2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在相应的切换序列中,所述品质值基于所述变换器的待期待的切换损失或所述变换器的待期待的切换频率。3. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述切换序列在一系列所述切换过渡中包括停顿元素,其中,停顿元素在切换过渡后限定切换停顿;其中,通过计算输出参数确定所述切换停顿;所述输出参数的计算基于所述旋转电机数学模型或逼近法。4. 根据权利要求3所述的方法,所述方法还包括:基于普遍的切换水平线产生由切换过渡和停顿元素组成的切换序列,所述普遍的切换水平线限定以何种顺序将切换过渡和停顿元素结合到所述切换序列处。5. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在计算输出参数时确定,在未来的哪个时刻输出参数的轨线到达预先限定的上或下极限值。6. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在应用用于零点确定的优化方法的情况下,通过使用泰勒级数逼近三角函数和/或通过使用分段多项式函数逼近三角函数,以解析的方式实现确定所述时刻。7. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在确定所述时刻时,定子通量阻抗参与到计算中。8. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,输出参数的轨线的计算以所述旋转机器的数学模型为基础以及以插值为基础,其中,所述输出参数在这样的时间间隔中插值,即,所述时间间隔包括预定数目的离散时间步,其中,在所述间隔中对至少三个时间点利用数学模型来计算输出参数。9. 根据权利要求1或2所述的方法,所述方法还包括:在迭代期间计算用于长度n的切换序列的品质值。10. 根据权利要求1所述的方法,所述方法还包括:在应用针对切换序列的最大期望长度的上极限值的情况下,计算所述品质值。11. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,首先计算有希望的切换序列的品质值;其中,所述有希望的切换序列基于下者中的至少一个:先前的控制循环的最佳的切换序列,这样的最佳的切换序列,即,在先前的优化步骤中利用作为当前切换水平线的较短的切换水平线计算所述最佳的切换序列。12. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,确定以最高优选权待检测的切换序列,其中,在下次迭代期间,所述切换序列以最高优选权被检测。13. 根据权利要求12所述的方法,其特征在于,借助于如下规则中的至少一个来实现区分先后顺序:区分这样的切换序列的先后顺序,对所述切换序列存在较高的概率,使得所述切换序列导致较低的品质值;区分这样的切换序列的先后顺序,对所述切换序列存在较高的概率,使得所述切换序列将所述输出参数保持在预先限定的极限值内和/或使所述输出参数随着时间的增加而接近所述预先限定的极限值;区分这样的切换序列的先后顺序,对所述切换序列由于估算而期望,所述切换序列导致不带切换过渡的长的切换停顿;借助于切换序列的品质值来区分所述切换序列的先后顺序;借助于切换序列的长度来区分所述切换序列的先后顺序。14. 根据权利要求1或2所述的方法,所述方法还包括:如果产生直到预定的长度的所有的切换序列,则结束所述切换序列的产生。15. 根据权利要求1或2所述的方法,所述方法还包括:如果针对所产生的切换水平线的数目达到上极限值或可使用的计算时间用完,则结束所述切换序列的产生。16. 根据权利要求1或2所述的方法,所述方法还包括:如果确定了这样的切换序列,即,所述切换序列的品质值以小于所限定的百分比而超过针对品质值的下极限值,则结束所述切换序列的产生。17. 一种用于电变换器(2)的控制器(10),所述控制器(10)实施成执行根据权利要求1至16中任一项所述的方法。18. 一种马达系统,包括:旋转电机(1);带有根据权利要求17所述的控制器(10)的电变换器(2),所述变换器(2)实施成给所述旋转电机(1)供应电流。
地址 瑞士苏黎世