[发明专利]受控整流器和用于运行马达集成式整流器的方法

说明书

受控整流器和用于运行马达集成式整流器的方法。提供了一种受控整流器（20；20A；20C）和一种用于运行马达集成式整流器（20；20A；20C）的方法。该受控整流器包括：由至少两个二极管（22、24；22、24、26；21至24；21至26）构成的桥式电路，所述至少两个二极管形成该桥式电路的至少一个第一半桥；至少两个晶体管（22M、24M；22M、24M、26M；21M至24M；21M至26M），所述至少两个晶体管中，第一晶体管（22M；23M）与在第一半桥中的第一二极管（22；23）并联，而第二晶体管（24M）与在第一半桥中的第二二极管（24）并联；和控制装置（28），用于根据所并联的二极管的运行状态来控制对所述至少两个晶体管的导通切换，以便降低所述整流器在部分负载运行时的损耗功率。

技术领域

本发明涉及一种受控整流器和一种用于运行马达集成式整流器的方法。

背景技术

对于变流器、如变频器或伺服转换器来说，通常使用B6U二极管整流器。在B6U二极管整流器的情况下，六个二极管以桥式电路接在3相系统的三条线路上。

由于整流二极管的特性曲线，典型的B6U整流器在部分负载运行时造成高损耗功率。这一点在大多数在部分负载运行下运行的所有应用中都不符合期望。这种应用的示例是电驱动系统，尤其是多轴伺服驱动器，例如搬运系统、机器人、包装机、塑料注塑机等等。

如果整流器必须满足高过载系数（持续负载到过载）并且冷却途径严格受限，则在部分负载运行时的高损耗功率特别成问题。这尤其是在马达集成式驱动器或者被动冷却的分散式驱动器的情况下如此，其中在持续负载的情况下的损耗功率对于用于冷却驱动器的冷却系统的设计来说重要。因此，整流器或驱动系统的功率密度相对低。另外，用于所需的冷却系统的散热器或通风装置的成本和空间需求相对高。

发明内容

因而，本发明的任务是：提供一种受控整流器和一种用于运行马达集成式整流器的方法，利用该受控整流器和该方法可以解决前文提到的问题。尤其应该提供一种受控整流器和一种用于运行马达集成式整流器的方法，其中尤其是在驱动器的部分负载运行时，简单且成本低廉地实现对组件中的损耗功率的显著降低。

该任务通过根据权利要求1所述的受控整流器来被解决。该受控整流器具有：由至少两个二极管构成的桥式电路，所述至少两个二极管形成该桥式电路的至少一个第一半桥；至少两个晶体管，所述至少两个晶体管中，第一晶体管与在第一半桥中的第一二极管并联，而第二晶体管与在第一半桥中的第二二极管并联；和控制装置，用于根据所并联的二极管的运行状态来控制对所述至少两个晶体管的导通切换，以便降低整流器在部分负载运行时的损耗功率。

利用所描述的整流器，实现了混合式受控整流器，该混合式受控整流器尤其适合于具有高过载的应用。该受控整流器由于其构造而产生更少的损耗功率，尤其是在部分负载范围内产生更少的损耗功率。由于该整流器的该构造，利用该整流器可以实现更高的功率密度。根据应用情况，还可以完全省去用于作为负载的驱动器的冷却系统的散热器或通风装置，该整流器给该驱动器或该负载供应电流。至少可以使得用于驱动器或负载的冷却系统的散热器或通风装置缩小。由此，显著降低了用于驱动系统或负载的空间需求和成本。

有利地，利用所描述的受控整流器，在空载运行或部分负载运行时能实现比在例如不受控整流器或B6U整流器的情况下更低的总损耗功率。因此，特别是在主要在该工作点运行的设备或系统的情况下，利用之前描述的受控整流器可以实现对所使用的能量的显著节约。这导致在该整流器或上级设备运行时所造成的电成本降低，而且由此也许导致二氧化碳排放减少。

该受控整流器的其它有利的设计方案在从属权利要求中说明。

按照一个实施例，该桥式电路是具有四个二极管的单相桥式电路，其中这四个二极管中的每个二极管都与晶体管并联。

按照另一实施例，该桥式电路是具有六个二极管的三相桥式电路，其中这六个二极管中的每个二极管都与晶体管并联。