[发明专利]基于整流电压控制变速驱动器的功率单元

说明书

本发明涉及一种用于控制变速驱动器的方法，该变速驱动器针对多相中的每一相包括串联连接的Ni个低电压功率单元，i是相索引。该方法包括重复P次迭代，包括：‑激活(201)一个或多个相的至少一个单元，并且停用变速驱动器的其他功率单元，其中基于取决于迭代索引的预定义激活控制来选择至少一个激活的单元；‑在电气设备的端子上针对至少一个相接收(205)在变速驱动器的至少一个输出电压；此外，该方法包括，在P次迭代结束时，根据所测量的变速驱动器的输出电压，确定(206)变速驱动器的功率单元的各个整流级的输出端的整流电压值，并且存储所获得的整流电压，这些整流电压分别与变速驱动器的功率单元相关联。

技术领域

本发明涉及负责向电气设备(诸如电动机)供电的变速驱动器的管理。

背景技术

根据一种电力拓扑，变速驱动器通过串联一定数量的低电压转换器(这些转换器被称为功率单元)来提供高电压。对这些功率单元的控制允许提供多个级的电压或多级电压，每个功率单元增加一个电压，允许达到连续的电压电平。

根据欧洲标准，低电压被理解为指AC在0到1000伏之间，DC在0到1500伏之间的电压。高电压被理解为指AC高于1000伏和DC高于1500伏的电压。

例如，变速驱动器可以包括N个功率单元，N大于或等于2。当变速驱动器提供三相电源时，它可以包括3*N个功率单元，N个功率单元专用于三相中的每一相。

在多级变速驱动器拓扑中，只有电动机电压测量可用于降低产品成本，而不是单个整流电压或DC总线电压DC。这些整流电压对应于变速驱动器的每个功率单元的输入端的整流桥(主要是二极管桥或晶闸管桥)的输出端的电压。

在上述多级架构中，通过将占空比(duty cycle)施加到功率单元的整流电压来生成每个功率单元的输出电压。因此，每个功率单元的整流电压或DC总线电压是必要的，以便计算要施加的占空比，从而达到电动机上的目标输出电压。

根据现有技术的解决方案，考虑所有功率单元共有的固定整流电压，其基于理想情况下DC总线的理论值。

然而，这种解决方案导致施加到电动机的输出电压出现误差，因为在实践中，功率单元的整流电压彼此不同。这是因为存在各种扰动并影响每个功率单元的整流电压的电平(变速驱动器、变压器等的输入端的电压)。

这种误差可以通过电动机电压测量来补偿，但这需要有精确的电动机电压传感器，以便校正器能够约束在变速驱动器的输出端生成的电压。因此，电压参考可以由两个项组成：直接项和从校正器导出的校正。

利用整流电压的知识，直接项中的误差幅度越大，校正器就越需要采取措施来抑制该误差。因此，电压的产生将取决于校正器的动态性，并影响整体控制性能。

此外，可以提供额外的传感器，以便为功率单元提供诊断。例如，温度探头可以设置在例如变速驱动器上游的变压器上。然而，没有为变速驱动器的输入级提供诊断。

因此，需要通过抑制电力转换系统的各种扰动(变压器的可变增益、功率单元的开关的切换动作的停机时间)来改善对变速驱动器传递给电动机的输出电压的控制。

本发明克服了上述缺点。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种用于确定负责向电气设备供电的变速驱动器的功率单元(power cell)的整流电压的方法，变速驱动器针对多相中的每一相包括串联连接的Ni个低电压功率单元，N大于或等于2，i是相索引。该方法包括以下操作：

重复以下P次迭代，P是大于或等于2的预定义整数：

-激活一个或多个相的至少一个单元，并且停用变速驱动器的其他功率单元，其中基于取决于迭代索引的预定义激活控制来选择至少一个激活的单元；