[发明专利]变速驱动器的活动功率单元数量的管理

说明书

本发明涉及一种用于控制向电动机提供电力的变速驱动器的方法，该变速驱动器包括多个串联连接的至少Ni个低电压功率单元，该方法包括：在接收到速度命令时，确定足以以基于速度命令确定的目标电压V向电动机提供电力的功率单元的数量Mi；激活Ni个功率单元当中的Mi个功率单元并且停用Ni‑Mi个其它功率单元，以便根据速度命令向电动机提供电力。

技术领域

本发明涉及负责向电气设备(诸如例如电动机)提供电力的变速驱动器的管理。

背景技术

在电力拓扑结构中，由变速驱动器通过放置串联的一定数量的低电压转换器(称为功率单元)来提供高电压。控制这些功率单元使得可以提供若干级的电压或多级电压，每个功率单元增加一个电压，使得可以实现连续的电压电平。

根据欧洲标准，低电压被理解为指AC电压操作中0到1000伏之间的电压和DC电压操作中0到1500伏之间的电压。高电压被理解为指AC电压操作中大于1000伏和DC电压操作中大于1500伏的电压。

变速驱动器可以例如包括N个功率单元，N大于或等于1。当变速驱动器提供三相电源时，它包括3*N个功率单元，N个功率单元专用于三相中的每一相。

在实践中，通常情况下，每一相上的N个功率单元不需要生成所要求的电压。

具体而言，施加到电动机的电压电平大致与电动机速度成比例。因此，在低速时，与当N个功率单元处于活动状态且处于全功率时可能传递的最大电压相比，电压较低。然后，N个单元中的每一个单元都传递低电压，这仍然具有老化功率单元的组件和加剧功率级缺陷的影响的趋势，并且电源系统的操作因此是次优的。

此外，一些应用要求连续的电源。因此，如果一个或多个功率单元发生故障，可以实施旁路有故障的一个或多个功率单元的解决方案。

此外，当变速驱动器的输出端要求高电压时，在包括N个功率单元的配置中，旁路其中一个会导致电压电平下降，并且然后系统在降级模式下工作，并且不能提供全电压。

为了克服这个缺点，可以存在定义“N+1”或“N+2”配置的规定，该“N+1”或“N+2”配置包括添加附加功率单元，该附加功率单元在正常操作期间不被使用，而在一个或两个功率单元出现故障时被投入工作，使得电源系统总是能够提供全电压。

因此，需要优化负责向诸如电动机的电气设备提供电力的变速驱动器的功率单元的使用。

本发明解决了上述缺点。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种用于控制向电动机提供电力的变速驱动器的方法，该变速驱动器针对索引i的至少一相包括多个串联连接的至少Ni个低电压功率单元，该方法包括:

在接收到速度命令时，确定足以以基于速度命令确定的目标电压V向电动机提供电力的功率单元的数量Mi；

激活Ni个功率单元当中的Mi个功率单元并且停用Ni-Mi个其它功率单元，以便根据速度命令向电动机提供电力。

因此，与现有技术的解决方案相比，没有设置活动功率单元的数量，这具有能够使活动功率单元的数量适应变速驱动器提供给电动机的输出电压的优点。这具有减小功率单元损耗、改善变速驱动器的热状态、改善电动机过压保护以及减小功率转换级的不完美对目标输出电压的影响的优点。

Ni个功率单元可以对应于三相电源的相i，其他相可以包括相同数量的Ni个功率单元。作为变型，变速驱动器的功率单元的数量Ni不同。

根据一个实施例，变速驱动器包括多个相，其中，索引j的每一相具有Nj个功率单元，并且针对索引i的每一相的所述数量Mi可以低于针对在1和变速驱动器的相数之间变化的j的值Nj的最小值。

这样的实施例使得可以保证变速驱动器的各相之间的平衡电压。