[发明专利]高能效的异步电机

说明书

在一种用于确定异步电机(1)的通量(4)的方法中，根据异步电机(1)的损耗(7)来设定通量(4)。因此，用于确定异步电机(1)的通量(4)的装置具有用于根据异步电机的通量计算异步电机(1)的损耗(7)的模型(5)和用于根据损耗来选择通量(7)的选择装置(8)。

技术领域

本发明涉及一种异步电机。异步电机可以在一个运行点或不同的运行点中运行。为此可以设置各种控制器或调节器。

背景技术

已知有用于异步电机的控制和/或调节的各种概念。

EP 0 019 138 B1示出了一种用于调节由逆变器供电的异步电机的方法。在不检测转子转速的情况下，由预定的转速额定值与替换实际值之间的调节偏差形成与额定有效电流相对应的电流控制参量。根据由额定有效电流和与预设通量相对应的额定磁化电流形成的额定定子电流的振幅，来调节逆变器输出电流的振幅。由定子电流和定子电压的实际值计算有效电流和通量值的实际值，并由此作商形成负载状态变量，其在稳定运行中对应于负载角的切线。逆变器输出电流的频率基于频率控制参量来进行控制，该频率控制参量由实际值和由电流控制参量形成的负载状态参量的额定值的调节偏差形成。频率控制参量用作替换实际值。

从WO 2005/018086 A1中已知一种方法，该方法用于受控地施加用于由变流器供电的感应电机的定子电流额定值和转矩额定值，其中，根据预定的转子通量额定值和确定的转子通量实际值计算定子电流额定值的形成磁场的电流分量，并且根据预定的转矩额定值、所确定的转子通量实际值和所测量的定子电流的所确定的形成转矩的电流分量来计算定子电流额定值的形成转矩的电流分量，其中，根据所确定的转子滑差频率和角频率来确定定子角频率实际值，其中，由这些计算出的值根据与频率相关的漏感和定子电阻的参数计算出定子电压的积分作为调节参量，并由此导出从存储的离线优化通量曲线中选择出的通量曲线。

从DE 4138066 B4中也已知另一种磁场定向的调节。磁场定向的调节的结构对于有效电流实际值和通量ψ的准确性至关重要，因此也对适应过程的准确性至关重要。转子温度模型可用于提高精度。

从DE 195 24 654 A1中已知一种用于异步电机的无传感器的磁场定向的调节方法。在此使用机器模型来形成例如用于定子电阻的估计值。

由EP 0 771 067 B1已知另一种用于转子电阻的温度模型。

发明内容

在异步电机的情况中，越来越需要以高能效的方式运行它们。本发明的目的是改善异步电机的调节和/或控制。这实现了对异步电机的更高效的运行。

本发明的目的由根据本发明第一方面的用于确定异步电机的通量的方法或根据本发明第二方面的用于确定异步电机的通量的设备来实现。为此，本发明的目的还通过用于调节异步电机的方法来实现，其中使用了确定异步电机的通量的方法。该方法尤其用于使异步电机的损耗最小化和/或优化异步电机的效率。

异步电机可以在电压设定范围内以异步电机的额定通量运行。但是，预定的负载状态(固定转矩和固定转速)也可以利用不同的通量值实现。通量值可以在大约50％到120％的范围内自由选择(根据负载状态)。此自由度可被用于优化，例如用于效率优化。

在用于确定异步电机的通量的方法中，根据异步电机的损耗来设定通量。通过减少/最小化异步电机的损耗，可以提高/优化异步电机的效率(损耗优化)。

在该方法的一个设计方案中，在此使用了非线性饱和特性曲线。借助于非线性饱和特性曲线可以更精确地计算损耗。

在异步电机中，存在有可能与损耗相关的不同区域。这些区域例如是定子中的欧姆损耗、转子中的欧姆损耗、铁损、机械损耗等。