專利名稱：繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進(jìn)的繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器。
背景技術(shù)：
Scherbius設(shè)備已經(jīng)被用作泵或風(fēng)扇的可變速度驅(qū)動(dòng)控制器。Scherbius設(shè)備使用繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)繞組連接到整流器，并且再生次級(jí)功率通過直流電抗器和逆變器提供到交流電源。Scherbius設(shè)備具有可控性高的優(yōu)勢，因?yàn)樗苯訉⒏袘?yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)電流控制為與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩成比例。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)功率再生到電源，使得有效地執(zhí)行速度控制，并且即使轉(zhuǎn)換器失敗，通過切換到次級(jí)電阻控制模式，操作仍可以繼續(xù)，使得它應(yīng)用于例如供水和排水的公共領(lǐng)域。
常規(guī)Scherbius設(shè)備使用連接到電源的用于逆變器的半導(dǎo)體閘流管，使得它具有缺點(diǎn)，例如逆變器的功率因子低以及設(shè)備受到電源電壓波動(dòng)的影響。進(jìn)一步地，次級(jí)電流通過二極管橋整流為連續(xù)角度為120°的方波，使得次級(jí)電流波形包括諧波漣波(harmonic ripple)，結(jié)果是引起了產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩漣波的問題。
為了避免這種問題，在日本專利出版物(Kokai)No.2003-134871中提出了一種用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器。此控制器具有用于將次級(jí)電流調(diào)整到整流器的輸出側(cè)的次級(jí)斷路器，將二極管和電容器的串聯(lián)電路與次級(jí)斷路器并行連接，將次級(jí)斷路器作為升壓斷路器進(jìn)行操作，從而改進(jìn)逆變器的功率因子。并且提出了對(duì)控制器的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行復(fù)用，以改進(jìn)電流波形。
在上述專利出版物中指出的系統(tǒng)中，需要次級(jí)斷路器電路，由此引起了電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。進(jìn)一步地，該系統(tǒng)構(gòu)造為將次級(jí)斷路器加入常規(guī)Scherbius設(shè)備，使得引起降低轉(zhuǎn)換效率的問題。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)換器的復(fù)用導(dǎo)致電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意圖提供用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，該控制器由相對(duì)簡單的電路組成，用于實(shí)現(xiàn)效率轉(zhuǎn)換并且抑制漣波電流。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，該控制器包括第一電壓類型轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器連接到由交流電源驅(qū)動(dòng)的繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)繞組；電容器，用于平滑來自第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的直流輸出電壓；第二電壓類型轉(zhuǎn)換器，用于從第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的直流功率的輸出為交流電源提供再生功率；速度檢測裝置，用于檢測繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的速度；電流檢測裝置，用于檢測繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)電流；電壓檢測裝置，用于檢測施加在電容器上的直流電壓；速度控制裝置，用于響應(yīng)參考速度，控制速度檢測裝置所檢測的速度，并且用于輸出次級(jí)電流作為參考電流；第一PWM控制裝置，用于響應(yīng)參考電流，控制從電流檢測裝置輸出的電流，并且用于輸出電壓信號(hào)，通過該電壓信號(hào)脈寬調(diào)制控制第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的自熄類型的開關(guān)元件；以及第二PWM控制裝置，用于響應(yīng)參考電壓，控制從電壓檢測裝置輸出的電壓，并且用于由組成第二電壓類型轉(zhuǎn)換器的PWM自熄類型的開關(guān)元件進(jìn)行控制，其中組成第一PWM控制裝置以控制一段期間的通斷比，在該期間中，第一電壓類型轉(zhuǎn)換器使得繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)繞組短路。
根據(jù)本發(fā)明的該方面，可以提供由相對(duì)簡單的電路組成的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，用于實(shí)現(xiàn)有效轉(zhuǎn)換和抑制漣波電流。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
圖2是用于說明圖1所示的控制器操作的電路框圖。
圖3是用于說明圖2所示的電路框圖操作的波形圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
圖5是用于說明圖4所示的控制器操作的波形圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
具體實(shí)施例方式
如下將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)將參照?qǐng)D1至3說明關(guān)于本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器。圖1是關(guān)于本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
在繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1中，功率從交流電源2提供到初級(jí)繞組，且在次級(jí)繞組中感應(yīng)的次級(jí)功率通過由自熄類型開關(guān)元件組成的電壓類型轉(zhuǎn)換器3提供到平滑電容器4。施加到平滑電容器4上的直流電壓通過電壓類型轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換成交流電壓。來自電壓類型轉(zhuǎn)換器5的輸出交流功率通過濾波電抗器6和變壓器7再生到交流電源2。
在前述主電路組成中，存在一種情況，即附加了用于啟動(dòng)和備份操作的次級(jí)電阻開關(guān)電路，在圖中未畫出。將在后面說明電壓類型轉(zhuǎn)換器3的控制部分的組成。
速度檢測器10附加在繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1上。速度控制器11對(duì)速度檢測器10檢測的速度反饋信號(hào)和參考速度信號(hào)SP ref進(jìn)行比較和控制。電流檢測器12A檢測來自繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1的次級(jí)電流，該信號(hào)由二極管整流器電路13轉(zhuǎn)換為直流電流，并且由電流控制器14進(jìn)行與參考電流的比較和控制，該參考電流是速度控制器11的輸出。通過電流控制器14的輸出信號(hào)，通過PWM電路15和選擇開關(guān)電路16對(duì)組成電壓類型轉(zhuǎn)換器3的自熄類型開關(guān)元件的門進(jìn)行PWM控制。在此，PWM控制是通過脈寬調(diào)制的控制，并且它指示了一種用于改變組成轉(zhuǎn)換器的自熄類型開關(guān)元件的脈寬的方法，以控制轉(zhuǎn)換器的平均輸出電壓。
將說明電壓類型轉(zhuǎn)換器5的控制器的組成。次級(jí)側(cè)的變壓器7的交流電源電壓由電壓檢測器17檢測，且通過鎖相環(huán)(PLL)電路18獲得交流功率相位θ。電壓檢測器19檢測平滑電容器4的直流電壓，且電壓控制器20對(duì)直流電壓和參考電壓信號(hào)Vdc_ref進(jìn)行比較和控制，并且獲得再生電流參考信號(hào)。電流檢測器12B檢測電壓類型轉(zhuǎn)換器5的交流輸出電流，且通過一個(gè)用于將前述交流功率相位θ設(shè)定為參考相位的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換電路21，交流輸出電流被分解為直流量的有功電流和無功電流。電流控制器22A對(duì)有功電流和再生電流參考信號(hào)進(jìn)行比較和控制，且電流控制器22B對(duì)無功電流和用于將無功電流控制為零的零電流參考信號(hào)進(jìn)行比較和控制。通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換電路23，電流控制器22A和22B的兩個(gè)控制輸出從兩相位轉(zhuǎn)換為三相位，且獲得3相電壓參考信號(hào)，且通過PWM電路24脈寬調(diào)制控制組成電壓類型轉(zhuǎn)換器5的自熄類型開關(guān)元件的門。
如上說明，電壓類型轉(zhuǎn)換器5將直流電壓控制為參考電壓Vdc_ref，且將無功電流控制為零，使得可以獲得電壓類型轉(zhuǎn)換器5的功率因子為1.0。
將通過參照?qǐng)D2和3說明具有前述組成的電壓類型轉(zhuǎn)換器3的操作。圖2是用于說明電壓類型轉(zhuǎn)換器3的操作的電路框圖。
在圖2中，繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1的次級(jí)繞組在滑差頻率(slipfrequency)產(chǎn)生交流電壓，其幅度與該滑差頻率成比例。次級(jí)繞組具有繞組阻抗，使得它可以通過等效電路30來表達(dá)。如圖2所示，電壓類型轉(zhuǎn)換器3包括橋形狀的六個(gè)自熄類型開關(guān)元件31到36。每一個(gè)自熄類型開關(guān)元件具有反并聯(lián)的調(diào)速輪二極管。自熄類型開關(guān)元件31、32、和33組成電壓類型轉(zhuǎn)換器3的上臂，且自熄類型開關(guān)元件34、35、和36組成其下臂。為了增加繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1的次級(jí)電流，圖1所示的PWM電路15例如接通自熄類型開關(guān)元件31、32、和33并且關(guān)斷自熄類型開關(guān)元件34、35、和36。通過這種操作，從繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1的次級(jí)側(cè)看去，三相被短路，并且按照依賴于次級(jí)繞組電壓和繞組阻抗的電流增加速率，電流增加。
另一方面，為了減小次級(jí)電流，關(guān)斷被短路的自熄類型開關(guān)元件31、32、和33。此時(shí)，流動(dòng)的電流通過圖2所示的調(diào)速輪二極管，為平滑電容器4充電，并且在平滑電容器4中存儲(chǔ)次級(jí)功率。
重復(fù)前述通斷操作，且調(diào)整接通期間(使得短路)的比值，由此，可以控制次級(jí)電流(次級(jí)功率)。
圖3示出了操作中電壓波形和電流波形的例子。這是PWM電路15的調(diào)制頻率高于滑差頻率的例子。在由PWM信號(hào)使次級(jí)繞組短路的接通期間和斷開電路的關(guān)斷期間幾乎相同的狀態(tài)下執(zhí)行開關(guān)操作。附圖示出，每個(gè)相位的電流波形都是與次級(jí)繞組電壓成比例的正弦波形狀。
在上述通斷操作的重復(fù)中，要接通的元件是上臂的自熄類型開關(guān)元件31、32、和33?？梢越油ㄏ卤鄣淖韵愋烷_關(guān)元件34、35、和36。當(dāng)選擇開關(guān)電路16以交替使用上臂和下臂時(shí)，可以平均自熄類型開關(guān)元件31到36的開關(guān)損耗。
將考慮本實(shí)施例中的轉(zhuǎn)換效率。在前述控制下，當(dāng)考慮接通時(shí)間的電流路徑時(shí)，電流流經(jīng)一個(gè)自熄類型開關(guān)元件和一個(gè)二極管。并且，在關(guān)斷時(shí)間，電流流經(jīng)兩個(gè)二極管并對(duì)平滑電容器4充電。另一方面，在前述專利出版物中指出的次級(jí)斷路器系統(tǒng)中，在接通時(shí)間，電流流經(jīng)一個(gè)自熄類型開關(guān)元件和兩個(gè)二極管。并且，在關(guān)斷時(shí)間，電流流經(jīng)三個(gè)二極管并對(duì)平滑電容器4充電。因此，很清楚，電源損耗降低，且本發(fā)明改進(jìn)了轉(zhuǎn)換效率。
根據(jù)此實(shí)施例，當(dāng)上臂和下臂交替使用電壓類型轉(zhuǎn)換器3的短路模式時(shí)，可以平衡開關(guān)損耗，且可以最大限度地有效使用轉(zhuǎn)換器的容量，其中電壓類型轉(zhuǎn)換器3是電動(dòng)機(jī)側(cè)的轉(zhuǎn)換器?？梢允褂门c電源側(cè)的電壓類型轉(zhuǎn)換器5相同的轉(zhuǎn)換器，來代替電壓類型轉(zhuǎn)換器3，由此可以使用包括共享的且標(biāo)準(zhǔn)化的備件的設(shè)備。
如上所說明，根據(jù)本實(shí)施例，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)電流可以被控制為正弦波形，使得獲得極好的一方面，即理論上不會(huì)產(chǎn)生常規(guī)Scherbius設(shè)備的6脈沖二極管轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的滑差頻率的6倍頻率的漣波轉(zhuǎn)矩。
PWM電路15的調(diào)制系統(tǒng)可以通過瞬時(shí)電流比較系統(tǒng)或三角波比較系統(tǒng)進(jìn)行控制。
(第二實(shí)施例)將參考圖4和圖5說明關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器。圖4是關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
對(duì)于第二實(shí)施例中與圖1示出的關(guān)于第一實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖中所示相同的部分，分配了相同參考標(biāo)號(hào)并且將省略其說明。次級(jí)電流的瞬時(shí)值信號(hào)給予到圖4所示的第二實(shí)施例中的選擇開關(guān)電路16A。
次級(jí)電流的瞬時(shí)值信號(hào)輸入到選擇開關(guān)電路16A。選擇開關(guān)電路16A選擇第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的上臂的模式或其下臂的模式，以使得繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)繞組短路，并且選擇該模式以便不切換其中電流的絕對(duì)值在由次級(jí)電流檢測器12A檢測的三相電流當(dāng)中最大化的相位。圖5所示的操作波形圖示出了選擇了上臂或下臂的情形。在T1期間，正電流的相位W取最大絕對(duì)值，使得選擇開關(guān)電路16A選擇第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的下臂。在T2期間，負(fù)電流的相位V取最大絕對(duì)值，使得選擇開關(guān)電路16A選擇第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的上臂，且在T3期間，正電流的相位U取最大絕對(duì)值，使得選擇開關(guān)電路16A選擇第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的下臂，等等。
如上所述，當(dāng)選擇了上臂或下臂以防止其中絕對(duì)電流最大化的相位中的電流接通或關(guān)斷時(shí)，可以接通或關(guān)斷一個(gè)總是被平均的電流。如果要接通或關(guān)斷的電流增大，自熄類型開關(guān)元件的開關(guān)損耗與電流量和電流量平方之間的一個(gè)值成比例地增大，使得根據(jù)第二實(shí)施例，可能進(jìn)一步減小開關(guān)損耗且進(jìn)一步改進(jìn)轉(zhuǎn)換效率。
(第三實(shí)施例)圖6是關(guān)于本發(fā)明的第三實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
對(duì)于第三實(shí)施例中與圖1示出的關(guān)于第一實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖中所示相同的部分，分配了相同參考標(biāo)號(hào)并且將省略其說明。在第三實(shí)施例中，如圖6所示，次級(jí)電流參考信號(hào)通過增益器41加到再生參考電流中，其中次級(jí)電流參考信號(hào)是速度控制器11的輸出，再生參考電流是電壓類型轉(zhuǎn)換器5的電壓控制器20的輸出。這意味著此實(shí)施例使用了所謂的前饋控制。
在平滑電容器4的直流電壓控制下，由于主電路的LC諧振系統(tǒng)，很難如此多地增大響應(yīng)。然而，如圖6所示，當(dāng)引入前饋控制時(shí)，在負(fù)載變化時(shí)刻的瞬變狀態(tài)中，電壓控制器20在電壓類型轉(zhuǎn)換器5的電壓控制系統(tǒng)中被旁路。結(jié)果，很明顯，可以提高響應(yīng)速度而不削弱安全性。
(第四實(shí)施例)圖7是關(guān)于本發(fā)明的第四實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
對(duì)于第四實(shí)施例中與圖1示出的關(guān)于第一實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖中所示相同的部分，分配了相同參考標(biāo)號(hào)并且將省略其說明。在第四實(shí)施例中，如圖7所示，用于輸入次級(jí)電流的瞬時(shí)值信號(hào)的PLL轉(zhuǎn)換電路42被安裝在速度檢測器10的位置，且其輸出用作速度反饋信號(hào)。
電流檢測器12A檢測的次級(jí)交流電流信號(hào)輸入到PLL轉(zhuǎn)換電路42。PLL轉(zhuǎn)換電路42除去噪聲信號(hào)，并且檢測基波，使得通過簡單轉(zhuǎn)換操作將其轉(zhuǎn)換成次級(jí)電流的頻率。次級(jí)電流與次級(jí)繞組電壓成比例，使得從次級(jí)電流檢測出的頻率是滑差頻率。在PLL轉(zhuǎn)換電路42中，從電源頻率中減去檢測到的滑差頻率，由此檢測到電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率。
當(dāng)繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1的負(fù)載在規(guī)則的操作范圍內(nèi)具有例如泵的平方轉(zhuǎn)矩特征時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)無負(fù)載，且次級(jí)電流總是流動(dòng)。因此，根據(jù)第四實(shí)施例，在全部操作范圍中，都可以檢測電動(dòng)機(jī)的速度。
(第五實(shí)施例)圖8是關(guān)于本發(fā)明的第五實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
對(duì)于第五實(shí)施例中與圖1示出的關(guān)于第一實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖中所示相同的部分，分配了相同參考標(biāo)號(hào)并且將省略其說明。如圖8所示，在第五實(shí)施例中使用了PLL電路43、正弦波函數(shù)電路44和45、以及控制器46A和46B。PLL電路43檢測次級(jí)電流的相位θ，且正弦波函數(shù)電路44和45根據(jù)相位θ分別產(chǎn)生正弦波信號(hào)Sinθ和Sin(θ+120°)。正弦波信號(hào)Sinθ和Sin(θ+120°)乘以次級(jí)參考電流，分別基于交流瞬時(shí)值獲得相位U正弦波電流和相位W正弦波電流的參考信號(hào)。相位U正弦波電流的參考信號(hào)與次級(jí)電流檢測信號(hào)iu進(jìn)行比較，且由控制器46A進(jìn)行控制。相位W正弦波電流的參考信號(hào)與次級(jí)電流檢測信號(hào)iw進(jìn)行比較，且由控制器46B進(jìn)行控制?？刂破?6A和46B獲得的輸出被輸入到PWM電路15A中。
可以通過PWM電路15A單獨(dú)控制電壓類型轉(zhuǎn)換器3的每個(gè)相位，使得在三個(gè)相位中，瞬時(shí)值波形可以被控制為正弦波。在此省略相位V的原因是，三相電流的瞬時(shí)值的總和為零，因此可以執(zhí)行操作。
如上所說明，根據(jù)第五實(shí)施例，每個(gè)相位中的電流波形被控制為理想正弦波，且次級(jí)電流的諧波分量基本上減小為零，且不產(chǎn)生漣波轉(zhuǎn)矩。
(第六實(shí)施例)圖9是關(guān)于本發(fā)明的第五實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖。
對(duì)于第六實(shí)施例中與圖1示出的關(guān)于第一實(shí)施例的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器的框圖中所示相同的部分，分配了相同參考標(biāo)號(hào)并且將省略其說明。如圖9所示，在第六實(shí)施例中，參考無功電流設(shè)定為Q_ref，用于消除繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1產(chǎn)生的滯后電流，而不是零。
用于消除繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1產(chǎn)生的滯后電流的無功電流以這種方式流經(jīng)變壓器7的初級(jí)側(cè)，由此整個(gè)系統(tǒng)的功率因子可以控制為1.0。
很明顯，檢測繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1的無功電流，且將與其極性相反的值設(shè)定為參考無功電流，可以獲得相似的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，該控制器包括第一電壓類型轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器連接到由交流電源驅(qū)動(dòng)的繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)繞組；電容器，用于平滑來自第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的直流輸出電壓；第二電壓類型轉(zhuǎn)換器，用于從第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的直流功率的輸出為交流電源提供再生功率；速度檢測裝置，用于檢測繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的速度；電流檢測裝置，用于檢測繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)電流；電壓檢測裝置，用于檢測施加在電容器上的直流電壓；速度控制裝置，用于響應(yīng)參考速度，控制速度檢測裝置所檢測的速度，并且用于輸出次級(jí)電流作為參考電流；第一PWM控制裝置，用于響應(yīng)參考電流，控制從電流檢測裝置輸出的電流，并且用于輸出電壓信號(hào)，通過該電壓信號(hào)脈寬調(diào)制控制第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的自熄類型的開關(guān)元件；以及第二PWM控制裝置，用于響應(yīng)參考電壓，控制從電壓檢測裝置輸出的電壓，并且用于通過脈寬調(diào)制來控制組成第二電壓類型轉(zhuǎn)換器的自熄類型的開關(guān)元件；其中設(shè)置第一PWM控制裝置以控制一段期間的通斷比，在該期間中，第一電壓類型轉(zhuǎn)換器使得繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)繞組短路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，其中第一PWM控制裝置交替使用第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的上臂和第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的下臂，使得繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)繞組短路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，其中第一PWM控制裝置具有模式選擇裝置，用于選擇第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的上臂或者第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的下臂，以使得繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)繞組短路，并且設(shè)置該模式選擇裝置以選擇模式，以便不切換其中電流的絕對(duì)值在由次級(jí)電流檢測裝置檢測的三相電流當(dāng)中為最大的相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，還包含用于檢測第二電壓類型轉(zhuǎn)換器的輸出電流的無功電流檢測裝置，其中設(shè)置所述第二PWM控制裝置，以將第二電壓類型轉(zhuǎn)換器的無功電流基本上控制為零。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，還包括用于檢測第二電壓類型轉(zhuǎn)換器的輸出電流的無功電流檢測裝置，其中設(shè)置所述第二PWM控制裝置，以將第二電壓類型轉(zhuǎn)換器的無功電流控制為消除繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的無功電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，還包括速度補(bǔ)償裝置，用于通過加上來自速度控制裝置的輸出信號(hào)來補(bǔ)償?shù)诙妷侯愋娃D(zhuǎn)換器的電壓輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，其中所述速度檢測裝置包括滑差頻率檢測裝置，用于從次級(jí)電流中檢測繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率，以及速度計(jì)算裝置，用于通過從電源頻率中減去該滑差頻率來計(jì)算繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7的任一項(xiàng)所述的用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，其中第一PWM控制裝置包括在三相當(dāng)中的至少兩相中的比較裝置，用于對(duì)電流檢測裝置檢測的次級(jí)電流的每個(gè)信號(hào)和對(duì)應(yīng)所述每個(gè)信號(hào)的每個(gè)參考信號(hào)進(jìn)行比較，以及在每個(gè)相中的定時(shí)控制裝置，用于響應(yīng)所述比較裝置的輸出，控制第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件的通斷定時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制器，該控制器包括連接到電動(dòng)機(jī)的次級(jí)繞組的第一電壓類型轉(zhuǎn)換器；用于平滑其直流輸出的電容器；向交流電源提供再生次級(jí)功率的第二電壓類型轉(zhuǎn)換器；電動(dòng)機(jī)的速度檢測器；電動(dòng)機(jī)的次級(jí)電流檢測器；施加在電容器上的直流電壓檢測器；用于控制速度檢測器檢測的速度并且輸出次級(jí)參考電流的速度控制器；第一PWM控制器，它響應(yīng)參考電流控制次級(jí)電流，并且輸出電壓信號(hào)，其中PWM通過該輸出電壓信號(hào)控制第一電壓類型轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件；以及第二PWM控制器，它響應(yīng)參考電壓控制從電壓檢測器輸出的電壓，并且通過第二電壓類型轉(zhuǎn)換器的PWM開關(guān)元件進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)H02P27/05GK1770619SQ20051011868
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者黑巖昭彥, 出口和行 申請(qǐng)人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會(huì)社