[发明专利]控制驱动装置的方法，设备，驱动装置和计算机可读介质

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制驱动装置的系统和方法，该驱动装置可以产生驱动负载（如电动机）的电源。更具体地说（但不局限于），该系统和方法使驱动装置多个切换模块的运行能够控制，以便将个别切换模块上的压力降低到最低限度。

背景技术

电动机通常用于诸如驱动泵、移动式起重机和电梯等各种大功率应用装置中。该类电动机由各种驱动装置予以驱动，该类驱动装置针对驱动电动机运行所需的电压与频率改变输入电源。该类驱动装置具有用于驱动交流电动机的交流或直流输入。对于直流-交流式驱动装置而言，该类驱动装置具有将直流电压转变为交流电压和频率的变流器。对于交流-交流式驱动装置而言，该类驱动装置具有将交流输入电压转变为直流电压的整流器，然后使用变流器将直流电压转换为交流电压。

在直流-交流式驱动装置和交流-交流式驱动装置中，变流器都可以被控制去改变用于驱动电动机的输出电源的电压和频率特性。每个变流器通常都包含多个用于切换直流电压的切换部件，例如绝缘栅双极型晶体管（IGBT），该切换部件在产生交流电压的方式下切换直流电压以驱动电动机。

为了获得用于驱动大功率电动机的高输出功率，通常使用并联连接的多个堆栈。也就是说，驱动装置可以包含多组并联的变流器，每个变流器都拥有多个绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。这种布置被设置以精确地满足电动机的功率要求，同时降低驱动装置内部件的额定功率。

为了提高各个变流器的使用寿命，通常都希望平衡通过拓扑结构中各个堆栈间相似位置处绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的电流。通常情况下，各种电流平衡方法都能够对电流在每个脉宽调制（PWM）切换周期进行修正。

这些方法典型地在每个PWM切换周期循环执行，并且不存储任何之前的控制行为。这些方法通常被称为“依照切换周期”方法。该类方法在较高电流下能够提供电流平衡，但在低电流下通常不会执行好，因为由于稳定性问题采用的系统增益和控制措施限制不得不低，从而平衡电流的性能不太好。这些问题源于电流必须被测量的频率，因此容易受到噪音和测量误差的影响。

这些“依照切换周期”方法的一个结果是在低电流需求周期内的较大不平衡，导致其中一个堆栈提供大部分的电源而其它堆栈则提供很少部分的电源。因此，在各个堆栈之间的温度和压力有差异。这经常导致电流需求增加时最热堆栈的过早故障，即使大部分个体堆栈仍在低故障、或者跳闸温度之下。

即使通过每个绝缘栅双极型晶体管（IGBT）传送到输出端的电流是良平衡的，由于不同的热环境（例如不同的冷却设备），在同一驱动装置内一些绝缘栅双极型晶体管（IGBT）比其它绝缘栅双极型晶体管（IGBT）降低速度快。即使所有个体堆栈都安装在同一立方体内，在该立方体内也可能存在不同的温度或者热点。这样，即使输出电流是平衡的，施加在堆栈内部其他组件或堆栈外部其他组件（例如电感线圈等）上的压力间也仍然可能存在差异。

因此，简单地平衡通过每个绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的电流并不是提高电动机驱动装置生命周期和可靠性的完整解决方案。

发明内容

本发明试图减轻至少一些上述问题。根据发明的第一方面，提供了一种控制驱动装置运行的方法，该驱动装置包含多个切换模块。

多个切换模块设置用于接收直流电源，并从所接收的直流电源产生用于驱动负载的交流电源。交流电源是通过对多个切换模块在导通状态和非导通状态之间切换而产生的。该方法包括：接收与每个切换模块相关的一个或多个特征，将多个切换模块中每一个切换模块的一个特征同多个切换模块中一个或多个其它切换模块相关的等效特征进行比较，以及根据比较结果控制多个切换模块中一个或多个切换模块处于导通状态时的时间段。

控制多个切换模块中一个或多个切换模块处于导通状态时的时间段的步骤包括根据比较结果缩短各个切换模块处于导通状态的时间。

根据比较结果，通过延迟所述切换模块的接通时间来缩短各个切换模块处于导通状态的时间段。

所述比较的步骤进一步包括，将多个切换模块中每一个切换模块的特征同与多个切换模块中每一个切换模块相关的等效特征的平均值进行比较。

所述控制多个切换模块中一个或多个切换模块处于导通状态时的时间段的步骤包括；当各个切换模块的特征高于多个切换模块中每个切换模块特征的平均值时，缩短各个切换模块处于导通状态的时间段。

所述一个或多个特征中的其中一个特征是与各个切换模块相关的温度。

所述一个或多个特征中的其中一个特征是与各个切换模块相关的电流。