[发明专利]用于运行回转式电机的方法

摘要

提供了一种用于运行回转式电机的方法，其中，回转式电机按相地与具有直流电压线路的、用于换接至少两种电压水平的变流器电路相连接，且变流器电路的相按照所选择的、变流器电路的功率半导体开关的开关状态的开关状态组合而与直流电压线路相连接。为了降低功率半导体开关的开关频率，采取了针对总系统的进一步的特性的预测，并且此后，从先前选择的开关状态组合出发并参照于从先前选择的开关状态组合至所选择的开关状态组合的过渡的数量且参照于针对回转式电机的扭矩、针对回转式电机的磁定子通量、以及针对子接头处的电势的相应的预给定的值范围而选择最优的开关状态组合。这些方法步骤借助于数字信号处理器并借助于现场可编程门阵列(FPGA)来实施。

主权项

1.一种用于运行回转式电机(1)的方法，其中，所述回转式电机按相地与具有直流电压线路(3)的、用于换接m种电压水平的变流器电路(2)相连接，其中m≥2，带有如下步骤(a)按照所选择的、所述变流器电路(2)的功率半导体开关的开关状态的开关状态组合(SK_a，k)而将所述变流器电路(2)的相(u，v，w)与所述直流电压线路(3)相连接，(b)从起始采样时间点k开始，针对可选择的采样时间点的数量N：确定在该N个采样时间点中的每一个采样时间点上的、所有的所允许的开关状态组合(SK_k，...，SK_k+N)，其中N≥1，(c)针对在所述起始采样时间点k上的每个所确定的开关状态组合(SK_k)，形成开关状态序列(SSK)，其中，每个开关状态序列(SSK)是该N个采样时间点的、与所述起始采样时间点k上的该相应的开关状态组合(SK_k)相关联的、所确定的开关状态组合(SK_k，...，SK_k+N)的排列，其特征在于，按如下的进一步的步骤来选择开关状态组合(SK_a，k)，(d)借助于现场可编程门阵列(FPGA)，进行根据步骤(b)的确定和根据步骤(c)的形成，(e1)借助于数字信号处理器，针对起始采样时间点k至采样时间点k+N，计算所述回转式电机(1)的和所述变流器电路(2)的状态中间值组(Y_e，k，...，Y_e，k+N)，(e2)借助于FPGA，基于开关状态序列(SSK)并基于所算得的状态中间值组(Y_e，k，...，Y_e，k+N)而计算状态值组(X_e，k，...，X_e，k+N)，(f)针对所述开关状态序列(SSK)中的每一个，针对起始采样时间点k至采样时间点k+N，基于所算得的状态值组(X_e，k，...，X_e，k+N)，借助于FPGA，计算所述回转式电机(1)的扭矩迹线(M)和所述回转式电机(1)的磁定子通量迹线(φ)，(f1)如果扭矩迹线(M)在第k采样时间点上不超出预给定的上侧值范围边界(y_M，max)或不低于预给定的下侧值范围边界(y_M，min)，并且如果磁定子通量迹线(φ)在第k采样时间点上不超出预给定的上侧值范围边界(y_S，max)或不低于预给定的下侧值范围边界(y_S，min)，则按如下的步骤(g)至(k)来选择开关状态组合(SK_a，k)，(g)借助于FPGA选择这样的开关状态序列(SSK_a)，即，在这些开关状态序列(SSK_a)中，相关联的扭矩迹线(M)与磁定子通量迹线(φ)在第k+N采样时间点上各位于预给定的值范围之内，或在这些开关状态序列(SSK_a)中，相关联的扭矩迹线(M)的迹线值(M_T，k，...，M_T，k+N)以及相关联的磁定子通量迹线(φ)的迹线值(φ_T，k，...，φ_T，k+N)参照于第k采样时间点至第k+N采样时间点而言接近相应的预给定的值范围，(h)针对所选择的开关状态序列(SSK_a)中的每一个，借助于FPGA确定时间点数量n，直至关于第k+N-1采样时间点和第k+N采样时间点的、相关联的扭矩迹线(M)的迹线值(M_T，k+N-1，M_T，k+N)的外推或者磁定子通量迹线(φ)的迹线值(φ_T，k+N-1，φ_T，k+N)的外推位于相应的预给定的值范围之外，(i)针对所选择的开关状态序列(SSK_a)中的每一个，借助于FPGA确定相关联的所确定的开关状态组合(SK_k，...，SK_k+N)的开关过渡的总数量s，(j)针对所选择的开关状态序列(SSK_a)中的每一个，借助于FPGA基于时间点的数量n和开关过渡的总数量s计算出质量因数c，(k)借助于FPGA，将所述起始采样时间点k上的这样的所确定的开关状态组合(SK_k)设置为所选择的开关状态组合(SK_a，k)，即，在该开关状态组合(SK_k)中，相关联的所选择的开关状态序列(SSK_a)的质量因数c是最小的，(l)如果扭矩迹线(M)在第k采样时间点上超出预给定的上侧值范围边界(y_M，max)或低于预给定的下侧值范围边界(y_M，min)，则借助于FPGA，针对采样时间点k至采样时间点k+N，计算关于上侧和下侧值范围边界(y_M，min，y_M，max)的扭矩违犯值(v_M，k，...，v_M，k+N)，如果磁定子通量迹线(φ)在第k采样时间点上超出预给定的上侧值范围边界(y_S，max)或低于预给定的下侧值范围边界(y_S，min)，则借助于FPGA，针对采样时间点k至采样时间点k+N，计算关于上侧和下侧值范围边界(y_S，min，y_S，max)的定子通量违犯值(v_S，k，...，v_S，k+N)，按如下的步骤(m)至(o)来选择开关状态组合(SK_a，k)，(m)针对每个开关状态序列(SSK)且针对采样时间点k至采样时间点k+N，借助于FPGA，基于扭矩违犯值(v_M，k，...，v_M，k+N)和定子通量违犯值(v_S，k，...，v_S，k+N)确定最大值(v_max)，(n)针对每个开关状态序列(SSK)，借助于FPGA，由所述最大值(v_max)形成和(S_vmax)，(o)借助于FPGA，将所述起始采样时间点k上的这样的所确定的开关状态组合(SK_k)设置为所选择的开关状态组合(SK_a，k)，即，在该开关状态组合(SK_k)中，所述最大值(v_max)的所述和(S_vmax)是最小的，(p)重复步骤(a)至步骤(o)，其中，k＝k+1。