[发明专利]逆变器控制器及控制逆变器的开关频率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器控制器以及控制逆变器的方法。

背景技术

逆变器是众所周知的用于从直流源（例如整流源）向负载（例如，电机）提供交流电力的装置。

参照图1，如在100处所示，简单的逆变器配置包括绝缘栅双极晶体管（IGBT）102、二极管104和栅极驱动器106。对于本领域技术人员来说该配置是众所周知的，并且在此不详细描述该配置，而且该配置可以包括多个二极管、IGBT和驱动器。

根据已知的系统，为了避免性能劣化或故障，装置的峰值温度或绝对温度被保持在故障温度（例如，150°C）或低于故障温度的阈值温度（例如，135°C）以下。一个已知的装置为可以从Control Techniques有限公司得到的Unidrive M700产品。其中，如根据图1与图2可以理解的，由模块（例如，热敏电阻108）获得外壳的温度反馈，热敏电阻108将该值馈送至温度监视和脉冲宽度调制（PWM）控制器110，控制器110接收另外的所测量的操作条件和控制参数以如下面所描述的对装置温度进行建模。具体地，可以通过经由控制器110减小逆变器的开关频率来降低温度。可以根据图2进一步理解该过程，其中将装置结壳（junction-to-case）温度得出为包括直流链电压和装置电流（其与来自控制器204的电流开关频率一起馈送至功率损耗模块202）的所测量的操作条件200以及可选地另外的控制参数（例如，有效地作为另外的模型参数的调制深度）的函数。结合热敏电阻模型206，在208处结合来自电机控制算法210的输出频率计算峰值温度以补偿功率损耗随时间的变化来提供作为输出频率的函数的峰值温度的更准确的表示。该峰值温度与来自热敏电阻108的外壳温度反馈212在214处相加以获得结壳温度加上外壳温度的温度评估216，即，被馈送给开关频率控制的绝度温度上升。将开关频率馈送回功率损耗模块以及PWM控制器110，PWM控制器110生成适当的栅极信号218以控制逆变器的开关频率。

该方法借助于通过开关频率的减小来将功率损耗最小化以延长开关装置的寿命，尤其防止当达到故障温度时装置停止运转。然而，已知的装置没有以根据本方法的最佳性能操作并且例如仍然会面临缩短的寿命。

发明内容

在权利要求中阐述了本发明。具体地，认识到有时被称为“温度纹波”的温度的变化（即使低于阈值温度）可以导致装置的过早失效。通过监视温度纹波和相应地控制开关频率，从而可以延长寿命同时保持最佳操作。

根据第一方面，提供了一种控制逆变器的开关频率的方法，该方法包括以下步骤：对表示第一开关频率下的温度变量的信号进行测量以确定所测量的温度变量；将所测量的温度变量与第一阈值进行比较；确定所测量的温度变量是否大于第一阈值；如果所测量的温度变量不大于第一阈值，则计算第二开关频率下的温度变量；如果在第二开关频率下计算的温度变量小于第一阈值，将逆变器的开关频率设置为第二开关频率。

可选地，比较所测量的温度变量的步骤包括将所测量的温度变量与第一阈值和第二阈值进行比较，并且如果所测量的温度变量不在第一阈值与第二阈值之间，该方法进行到确定所测量的温度变量是否大于第一阈值的步骤。

可选地，如果所测量的温度变量在第一阈值与第二阈值之间，则在预定时间之后再次确定所测量的温度变量。

可选地，该预定时间为温度变化监视器的采样率。

可选地，第一阈值高于第二阈值。

可选地，第一阈值和第二阈值使得：如果所测量的温度变量低于第二阈值，则在第二开关频率下计算的温度变量低于第一阈值。

可选地，如果所测量的温度变量大于第一阈值，则该方法还包括减小开关频率的步骤。

可选地，减小开关频率包括将开关频率减小至下一个最低开关频率或减小至最小开关频率。

可选地，如果开关频率处于最小开关频率，则减小开关频率的步骤包括将开关频率保持在最小开关频率。

可选地，第二开关频率高于第一开关频率。

可选地，对表示温度变量的信号进行测量包括对表示逆变器的温度变量的信号或表示逆变器的部件的温度变量的信号进行测量。

可选地，对表示温度变量的信号进行测量包括对逆变器的具有最大温度变量的部件进行测量。

可选地，温度变量包括温度纹波和/或峰值温度。

可选地，计算温度变量的步骤包括在线（online）计算该温度。

根据第二方面，提供了一种逆变器控制器，该逆变器控制器被设置成执行在第一方面中定义的方法。