[发明专利]控制变频器的装置

说明书

在与电机(2)相关联的逆变器系统(1)中，控制装置(9)包括具有可变频率的脉冲宽度调制技术，以便优化系统的效率。根据本发明，根据其他准则来限制电流开关频率值，其中包括机器(2)的噪声或扭矩变形或施加在滤波级(4)的电容器(8)上的电负载。

技术领域

本发明涉及一种逆变器控制装置，该逆变器控制装置布置在电源与电机之间，用于将由电源输送的一般直流电转换为电机可用的交流电。

背景技术

逆变器包括分别与电机的相线相关联的开关，这些开关的断开与闭合之间的换向是同步的，以便将直流电转换成近似正弦电流，并且每个相具有期望的相移。在这些称为脉冲宽度调制(PWM)的方法中，要考虑的重要参数是电流开关脉冲的频率。理想地，为了获得用于电机的规则扭矩并使其效率最大化，每个相的电流需要尽可能为规则的正弦波，这是通过增大逆变器的开关频率而获得的。然而，开关频率增大也是十分显著地以逆变器效率为代价的。因此，通常寻求最优开关频率(通常定义为包括逆变器和电机的系统的整体效率)，以便最佳地调和这些矛盾的要求。然而，该最优频率根据电机的操作参数，特别是转速ω及其负载而变化，其可以与电源电流的强度I相关。已提出允许根据某种操作参数来调整逆变器的开关频率的方法。可提到文献US-8,456,115B2(其提出了在两个速度范围内控制具有根据发动机工作点选择的可变开关频率的电动机)和文献US-9,024,557B2(其提出了在整个发动机速度或负载范围内控制具有可变开关频率的逆变器)。

本发明基于以下发现：此类方法不管怎样并不足以保证系统在所有情况下的适当操作。因此，提出了用于逆变器的改进的控制装置。

发明内容

在一个总体方面，本发明涉及一种用于属于系统的逆变器的控制装置，该系统特别包括电机和通过逆变器将电流输送到电机的电源，该控制装置被设计为引起逆变器应用电流开关频率，该电流开关频率根据电机的操作参数而变化以便确保最优操作，其特征是，其包括映射图，该映射图为每个参数值提供根据至少一个其他参数的至少一个容许极限频率，这是系统元件的恰当操作的参数。

因此，本发明基于对除了用于选择开关频率的机器的操作参数之外的参数的识别，可能藉由放弃将确保最优系统效率的频率，如果发现其可能导致故障状态或许以任何方式损坏或使其降级。

该映射图可预先生成，并且可在每次系统重启时使用，或者相反，可在每次系统启动时在线(即，在系统操作期间)使用。

结合本发明完善的方法使用的电机的操作参数可以是常规的电机转速和电源电流强度参数。

可使用任何合适的技术，特别是数值解析或模拟，特别是计算机辅助的技术来生成映射图。

容许极限频率可取决于与上述一致的多个参数，每个参数在可能的操作参数值的各个部分中成为主导。然后可以将极限频率函数视为所考虑的每个其他参数的函数的合成或串接。

在许多情形中，极限频率是最小频率。特别对于通常在电源与逆变器之间包括电容器输入滤波器的系统来说，通常是这种情形。适当的操作参数然后可以是到达电容器的有效电流强度或在其端子处的电压变化率。在本发明的其他可能的实施例中，该参数可以是由电机发出的噪声、电机的扭矩变形(不规则性)、电机中循环的电流的总谐波畸变或该畸变的绝对幅度。

附图说明

参照附图，通过阅读以下通过非限制性示例给出的实施例的描述，本发明的其他特征和优点将变得清楚。

图1示出了包括逆变器的系统，

图2a和2b示出了在不同频率下切换直流电的方法，

图3解说了逆变器中的损耗曲线，

图4示出了逆变器控制装置，以及

图5解说了获得频率极限点的曲线。

具体实施方式