[发明专利]电驱动系统的运行

说明书

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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和Blake撰写的“The characteristics，design and application ofswitched reluctance motors and drives”，PCIM’93，Nürnberg，1993年6月21-24日，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，例如，由TJE Miller撰写的“Electronic Control of Switched ReluctanceMachines”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驱动负载19。输入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，其中的某些拓扑已经在上述引用的Stephenson的论文中进行了描述。图2中显示了一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。所述开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θ_c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下降。在所述导通周期的术端，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。