[发明专利]对电感性负载提供最佳功率的方法和装置

说明书

本发明涉及对一种由直流/交流及交流/直流/交流静止变频器驱动的交流电动机提供最佳功率的方法，以及实施该方法的一种装置。

借助于频率及幅度均可变的交流电压波对一电动机供电的原理是已知的。它是用这样的方式对直流电压源斩波的问题；即在电动机的端子上获得一种具有所需综合形状的波形，以便使电动机的供电电压与其负载转矩相匹配。这种为本技术领域技术人员所公知的技术被描述在伊万·皮尔斯(Yvon PEERS)所著的题为“变速”(Speed Variation“)的著作中。这种装置通常是由用脉宽调制(PWM)类型的方法控制的一种变频器组成的，该变频器被设置在供电电源及驱动-应用对象的电动机之间。

为了在控制器-电动机机组中获得满意的效率，所公知的是将这种控制过程基于由一模块处理的一个或多个监控参数，该模块分析这些参数并在优化和/或收敛判据的基础上得出用于调节装置的元件的参数。表示这种方法的各个步骤的方框图给在图1中。基于该装置的物理现象11，例如电流、电压或温度，对监控参数12进行测量，然后对其整形(框13)，将其与基准值或优化和/或收敛判据(框14)进行比较(框15)，接着对其结果作出判断(框16)，然后作出对装置的调节参数18中的一个可能改变的决定17，并由相应的控制部分将其发送到随动装置(框19)。

这个随动控制通常是由作为流过晶体管的电流的函数的频率变化来完成的，并且是基于Um=H(f,p1,p2,……Pn)形式的定律，其中Um是电动机端子上的综合电压，f为该电压的频率，及P1,P2,……Pn为监控参数。这种形式的定律作为公知装置的准则，经常会导致电动机的过供电，因而导致元件的尺寸过大，由此提高了制造成本。某些准标准定律可使过供电的危险实质性地下降，但总之未能令人满意地消除这些缺点。

这种类型的随动控制的另一主要缺点是：这些参数必须用与监控参数量同样多的传感器及连接导线进行测量。此外，所作出的最佳化必须考虑元件的容差，例如电容器、大功率晶体管或电动机物理特性的容差，及电动机大批量生产分散度的容差和被电动机驱动的负载的容差。为了考虑这些制约量的总和及不冒扰乱控制-电动机-应用对象机组工作的危险，这样地作出随动控制，即电动机施加的实际转矩大于工作范围中负载的最大转矩。这种类型的随动控制被证实是不合适的，因为它在所有包括在工作范围中的可能情况下均不能获得最佳效率。同时，这种类型的随动控制常常在起动时导致从电网吸取非常大数值的电流。这就产生过余的能量损耗及有不符合关于在供电网中产生不可容许干扰的特定标准的危险。

公知的装置不可能在满足欲被驱动的应用对象的要求以生成一可变换的机组的同时，使电装置与驱动电动机之间的平衡最佳化，该机组具有在电子部分-电动机-应用对象链中的部件的生产中可能出现的分散性。

本发明的目的是克服这些缺点，提出一种根据控制部分-电动机-应用对象装置上监控参数的不同部位，无需用上述类型的定律事先监控电压及频率，能自动地、连续地搜索待提供给电动机的最佳电压-频率对的供电方法和供电装置。

本发明提出一种对与一应用对象耦合的电感性负载提供最佳功率的方法，该负载由被一电子模块控制的静止变频器驱动，该方法构成了电子负载控制装置，该方法在于测量监控参数并根据预定的准则从监控参数中得出用于调整电源的参数，该方法包括下列步骤：测量所述负载、所述静止变频器或电源上的监控参数；将所述监控参数加权和/或组合在一起，并得出一个或多个所述被加权和/或组合的监控参数在对应于被负载吸收的最小功率的极限处附近的变化方向；以及将根据所述变化方向确定的调节参数提供给所述变频器，使得所述静止变频器向负载提供使其吸收最小功率的电压。