專利名稱：用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
公布文獻(xiàn)DE 100 61 293 Al示出了用于改善異步電動(dòng)機(jī)效率的方法和設(shè)備。在該情況中，提供三相電源以激活電動(dòng)機(jī)。測量直流電壓和直流電流并且將其用于確定估計(jì)的有功功率。從該估計(jì)的有功功率可得到關(guān)于異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載的結(jié)論。還確定估計(jì)的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生電流值并且與實(shí)際的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生電流值進(jìn)行比較。此外，確定實(shí)際的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生電流值與估計(jì)的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生電流值之差?；谶@個(gè)確定的差來改變估計(jì)的有功功率?？梢曰诖硕淖兿虍惒诫妱?dòng)機(jī)提供的三相電源。用于增加電動(dòng)機(jī)效率的方法和設(shè)備還可從公布文獻(xiàn)DE 10 2005 036 802 B3中得 知。在公布文獻(xiàn)DE 10 2008 018 625 Al中描述了用于操作三相異步電動(dòng)機(jī)的另一現(xiàn)
有設(shè)備。在2006 年 7 月 /8 月的 IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS (第42 卷第 4 號)的 Mark G. Solveson, Behrooz Mirafzal 及 Nabeel A. O. Demerdash 的“Soft-Started Induction Motor Modeling and Heating Issues for DifferentStarting Profiles Using a Flux Linkage ABC Frame of Reference，，中還不出了三相電流控制器的示例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是更有效地運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，其目地由具有權(quán)利要求I所述特征的方法和/或具有權(quán)利要求15所述特征的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。因此提出了一種用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的方法，該方法具有以下步驟。在第一步驟中，設(shè)置異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)變量的范圍。在第二步驟中，在異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間基于所測量變量的至少一個(gè)測量值來計(jì)算電動(dòng)機(jī)變量的值，相應(yīng)的計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量的值與所述范圍之一關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步在第三步驟中，基于與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量關(guān)聯(lián)的范圍而改變控制變量以提供優(yōu)化的控制變量，使得控制變量從為電動(dòng)機(jī)變量的各范圍而設(shè)置的起始值開始直到到達(dá)特定電動(dòng)機(jī)變量的預(yù)定準(zhǔn)則而改變。在第四步驟中，基于與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量關(guān)聯(lián)的范圍，將優(yōu)化的控制變量存儲作為控制變量的連續(xù)最佳特性曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)。還提出一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其在程序控制的器件上使得執(zhí)行如上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品例如計(jì)算機(jī)程序裝置能夠例如作為存儲介質(zhì)(例如存儲器卡、USB棒、軟盤、CD棒、CD-ROM、DVD、或在網(wǎng)絡(luò)中可由服務(wù)器下載的文件的形式)來提供或供應(yīng)。這可例如在無線通信網(wǎng)絡(luò)中通過使用該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)程序裝置傳送對應(yīng)文件來進(jìn)行。還提出了一種用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)備。該設(shè)備具有第一裝置，該第一裝置用于為異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)變量設(shè)置范圍。此外，該設(shè)備包括第二裝置，該第二裝置用于在異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間基于所測量變量的至少一個(gè)測量值來計(jì)算電動(dòng)機(jī)變量的值，電動(dòng)機(jī)變量的相應(yīng)的值與范圍之一關(guān)聯(lián)。該設(shè)備還具有第三裝置，該第三裝置用于基于與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量關(guān)聯(lián)的范圍而改變控制變量以提供優(yōu)化的控制變量。第三裝置改變控制變量，以使得控制變量從為電動(dòng)機(jī)變量的相應(yīng)范圍而設(shè)的起始值開始直到到達(dá)特定電動(dòng)機(jī)變量的預(yù)定準(zhǔn)則而改變。此外，該設(shè)備還具有第四裝置，該第四裝置基于與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量關(guān)聯(lián)的范圍而將優(yōu)化的控制變量存儲作為控制變量的連續(xù)最佳特性曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)。此外，提出了一種用于驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的三相電流控制器，其包括如上描述用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)備。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于異步電動(dòng)機(jī)可通過提供和使用連續(xù)最佳特性曲線而更有效地運(yùn)行。依靠最佳特性曲線，可實(shí)現(xiàn)異步機(jī)器或異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)的適應(yīng)性最優(yōu)化。總的來說，應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法在僅數(shù)個(gè)負(fù)載周期之后就產(chǎn)生了充分優(yōu)化的特性曲線，使用根據(jù)本發(fā)明生成的最佳特性曲線的優(yōu)點(diǎn)在于在優(yōu)化階段結(jié)束之后，不需要以對應(yīng)的恢復(fù)時(shí)間進(jìn)行連續(xù)調(diào)整。相反，根據(jù)所確定的最佳特性曲線，所述優(yōu)化被減至單一調(diào)整過程。因此，可快速且準(zhǔn)確確定異步電動(dòng)機(jī)的最佳電動(dòng)機(jī)電壓。另外的優(yōu)點(diǎn)在于可避免調(diào)整震蕩。異步電動(dòng)機(jī)的特定電動(dòng)機(jī)變量(后續(xù)將要達(dá)到該電動(dòng)機(jī)變量的特定準(zhǔn)則例如閾值)可以是為其設(shè)置范圍的同一電動(dòng)機(jī)變量?？商孢x地，其還可以是異步電動(dòng)機(jī)的不同電動(dòng)機(jī)變量，例如有功功率和無功功率。例如，可為有功功率設(shè)置范圍，并且有功功率的值可例如基于電動(dòng)機(jī)電壓來計(jì)算。還基于與計(jì)算出的有功功率關(guān)聯(lián)的范圍而改變控制變量例如控制角，以使得控制角從為無功功率的相應(yīng)范圍而設(shè)置的起始值開始直到達(dá)到無功功率的預(yù)定準(zhǔn)則而變化。另外可能的電動(dòng)機(jī)變量是功率因數(shù)、電動(dòng)機(jī)電流或預(yù)定角變量。本發(fā)明的有利的構(gòu)造和實(shí)施例可從從屬權(quán)利要求和參考附圖的描述中展現(xiàn)。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，數(shù)據(jù)點(diǎn)被至少外推至與電動(dòng)機(jī)變量的計(jì)算值的范圍相鄰的范圍。結(jié)果，提供了最佳特性曲線上的至少一個(gè)外推的點(diǎn)。此外，相應(yīng)的外推的點(diǎn)被設(shè)作相應(yīng)的相鄰范圍的起始值。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，執(zhí)行第二至第四步驟直到所述范圍中的每一個(gè)已被準(zhǔn)確優(yōu)化一次。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，電動(dòng)機(jī)變量是在異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間記錄的有功功率。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，為在異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間記錄的有功功率設(shè)置多個(gè)范圍。隨后在異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間基于電動(dòng)機(jī)電流的相應(yīng)測量值和/或基于電動(dòng)機(jī)電壓的相應(yīng)測量值來計(jì)算相應(yīng)的有功功率值。相應(yīng)的有功功率值與所述范圍之一關(guān)聯(lián)。所提供的范圍優(yōu)選交疊。由于使用交疊的范圍，在相鄰間隔之間潛在的連續(xù)震蕩被有利地抑制。
控制變量優(yōu)選為控制角、斷開期或切斷角。控制角α或滯燃期角α被定義為在電動(dòng)機(jī)電壓的跨零點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)電流的起始點(diǎn)之間的角度。切斷角Y被定義為在電動(dòng)機(jī)電流的斷流與重新開始之間的角度。斷開期，特別是三相電流控制器的閘流管的斷開期，被定義為與切斷角Y對應(yīng)的時(shí)期。斷開期對應(yīng)于電流間隙的長度。電流間隙是沒有電動(dòng)機(jī)電流流過的時(shí)期。閘流管的截止?fàn)顟B(tài)優(yōu)選由通過檢測截止?fàn)顟B(tài)電壓來確定和評估。特別地，依靠根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備或依靠包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的三相電流控制器，異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電壓減小，以使得可通過根據(jù)本發(fā)明提供的最佳特性曲線而到達(dá)所定義的最佳準(zhǔn)則。最佳準(zhǔn)則可涉及例如所記錄的異步電動(dòng)機(jī)的有功功率，因而涉及異步電動(dòng)機(jī)的能量消耗。如上所述，針對最佳準(zhǔn)則，還可選擇對所記錄的有功功率、電動(dòng)機(jī)電流或從其得到的變量進(jìn)行額外評估。由于要被優(yōu)化的電動(dòng)機(jī)變量其自身嚴(yán)重依賴于運(yùn)行點(diǎn)，所以根據(jù)本發(fā)明不直接調(diào)整要被優(yōu)化的電動(dòng)機(jī)變量，而是根據(jù)本發(fā)明基于另外的電動(dòng)機(jī)變量使用三相電流控制器的校正變量或控制變量的最佳特性曲線。這個(gè)另外的電動(dòng)機(jī)變量例如是記錄的有功功率，其作為異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載狀態(tài)的特征。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，提供了初始特性曲線，其在各情況中包括電動(dòng)機(jī)變量的相 應(yīng)范圍的所設(shè)置的起始值。相應(yīng)的起始值減小了復(fù)雜度，特別是減小了提供優(yōu)化的控制變量的時(shí)間花費(fèi)。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)根據(jù)第二步驟觀測的電動(dòng)機(jī)變量是穩(wěn)定的時(shí)候，開始第三和第四步驟。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，如果所觀測的電動(dòng)機(jī)變量隨時(shí)間的變化處于特定閾值窗口內(nèi)，則根據(jù)第二步驟所觀測的電動(dòng)機(jī)變量被定義為是穩(wěn)定的。特別地，閾值窗口被預(yù)先確定。當(dāng)通過估計(jì)隨時(shí)間的變化而可認(rèn)為所觀測的電動(dòng)機(jī)變量是穩(wěn)定的時(shí)候，開始最佳特性曲線的每一范圍或間隔的優(yōu)化。在這個(gè)情況中，改變?nèi)嚯娏骺刂破鞯男Ｕ兞炕蚩刂谱兞俊σ粌?yōu)化的電動(dòng)機(jī)變量的效果進(jìn)行觀測。如果該效果、進(jìn)而這樣的改變是有利的，則在最佳特性曲線中采用校正變量，該最佳特性曲線在繼續(xù)優(yōu)化期間被至少進(jìn)一步臨時(shí)且潛在地改變，直到到達(dá)或超過最佳準(zhǔn)則。如此確定的控制變量的值被存儲作為最佳特性曲線中的優(yōu)化值或數(shù)據(jù)點(diǎn)。如果定義了范圍的電動(dòng)機(jī)變量的變化已超過預(yù)定閾值，則范圍的優(yōu)化被中斷。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，基于異步電動(dòng)機(jī)的預(yù)定單調(diào)行為對數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行外推。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，在每次對數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行存儲的過程之后，所存儲的數(shù)據(jù)點(diǎn)基于預(yù)定單調(diào)行為被至少外推至與電動(dòng)機(jī)變量的計(jì)算值的范圍相鄰的范圍。通過知曉異步電動(dòng)機(jī)的單調(diào)行為，通過臨時(shí)或確定性優(yōu)化后的值(數(shù)據(jù)點(diǎn))，能夠有利地在最佳特性曲線的每個(gè)改進(jìn)或改變之后推導(dǎo)出相鄰范圍的控制變量。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)檢測到加載步驟時(shí)，背離連續(xù)最佳特性曲線而改變控制變量，以使得電動(dòng)機(jī)電壓增加以防止異步電動(dòng)機(jī)的故障。特別地，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)處于低負(fù)載時(shí)，所述優(yōu)化可導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電壓相當(dāng)多的減小。電動(dòng)機(jī)電壓的這種減小可能如此之強(qiáng)以致于異步電動(dòng)機(jī)可能故障，也就是說，在迅速加載步驟的情況中，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會急劇下降。為了防止異步電動(dòng)機(jī)的故障，當(dāng)檢測到加載步驟時(shí)，短時(shí)間背離最佳特性曲線而改變控制變量或校正變量，以使得電動(dòng)機(jī)電壓迅速增加，從而防止異步電動(dòng)機(jī)的故障。用于檢測加載步驟的方法的示例在公布文獻(xiàn)EP O 113503A中描述。在這個(gè)情況中，評估閘流管的截止?fàn)顟B(tài)電壓以檢測加載步驟。如果截止?fàn)顟B(tài)電壓或從其衍生出的變量(例如三個(gè)相的三個(gè)截止?fàn)顟B(tài)電壓值之和)超過了閾值，則檢測到加載步驟。閘流管的截止?fàn)顟B(tài)電壓可分開檢測?？商孢x地，閘流管的截止?fàn)顟B(tài)電壓還可根據(jù)電源電壓和電動(dòng)機(jī)電壓計(jì)算。在為防止異步電動(dòng)機(jī)故障而進(jìn)行改變之后，控制變量優(yōu)選繼續(xù)返回至所關(guān)聯(lián)范圍的最佳特性曲線的特性曲線值。這個(gè)返回是基于臨時(shí)控制或基于用于檢測加載步驟的信號進(jìn)行的。
在快速反復(fù)改變電動(dòng)機(jī)變量(其確定控制變量)的應(yīng)用中，可能相應(yīng)地頻繁中斷所述優(yōu)化，使得不能充足準(zhǔn)確地確定最佳特性曲線。對于這種類型的應(yīng)用，優(yōu)選從實(shí)驗(yàn)值和/或從計(jì)算中估計(jì)特性曲線，以保證電動(dòng)機(jī)的可靠運(yùn)行。這個(gè)估計(jì)可在異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間或在異步電動(dòng)機(jī)沒有運(yùn)行時(shí)進(jìn)行。出于這個(gè)理由，甚至對于具有頻繁變化的運(yùn)行點(diǎn)的此類應(yīng)用，也可有利地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)行為的改進(jìn)。


下面參照示意圖中示出的實(shí)施例更加詳細(xì)地描述本發(fā)明,在圖示中圖I是根據(jù)本發(fā)明的用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)備的實(shí)施例的示意性框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)最佳特性曲線的示意圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)最佳特性曲線和初始特性曲線的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的方法的第一實(shí)施例的示意性流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的方法的第二實(shí)施例的示意性流程圖；并且圖6是示出異步電動(dòng)機(jī)的角度相關(guān)電動(dòng)機(jī)電壓和角度相關(guān)電動(dòng)機(jī)電流的示意圖。在所有圖示中，除非另有聲明，否則相似或功能相似的裝置和器件設(shè)有相同的參考標(biāo)號。
具體實(shí)施例方式圖I是根據(jù)本發(fā)明的用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)20的設(shè)備10的實(shí)施例的示意性框圖。設(shè)備10具有第一裝置11、第二裝置12、第三裝置13和第四裝置14。第一裝置11被設(shè)計(jì)用于設(shè)置異步電動(dòng)機(jī)20的電動(dòng)機(jī)變量的范圍A(A1-A9)。在這點(diǎn)上，圖2中的x軸示出異步電動(dòng)機(jī)20的電動(dòng)機(jī)變量以及各個(gè)范圍Al至A9。第二裝置12被設(shè)計(jì)用于在異步電動(dòng)機(jī)20的運(yùn)行期間基于所測量變量的至少一個(gè)測量值C來計(jì)算電動(dòng)機(jī)變量的值B。相應(yīng)的計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量的值B與范圍A (A1-A9)中的一個(gè)關(guān)聯(lián)。為了提供測量值C，提供了測量儀器40并且將其耦接在異步電動(dòng)機(jī)20和設(shè)備10之間。設(shè)備10的第三裝置13被設(shè)計(jì)用于基于與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量關(guān)聯(lián)的范圍A來改變控制變量，以提供優(yōu)化的控制變量D。該改變的執(zhí)行使得控制變量從為電動(dòng)機(jī)變量的相應(yīng)范圍A而設(shè)置的起始值E開始直到到達(dá)特定電動(dòng)機(jī)變量的預(yù)定準(zhǔn)則而改變。第三裝置13因而被設(shè)計(jì)用于接收這種類型的所設(shè)置的起始值E。第四裝置14被設(shè)計(jì)用于基于與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量關(guān)聯(lián)的范圍A(A1_A9)將優(yōu)化的控制變量D存儲作為控制變量的連續(xù)最佳特性曲線F的數(shù)據(jù)點(diǎn)。將所提供的連續(xù)最佳特性曲線F提供給三相電流控制器30。三相電流控制器30被設(shè)計(jì)用于基于連續(xù)最佳特性曲線F生成驅(qū)動(dòng)信號G以驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)20。在這點(diǎn)上，圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)最佳特性曲線F的示意圖。如上所述，圖2中的X軸表示電動(dòng)機(jī)變量,而y軸示出控制變量。x軸、進(jìn)而電動(dòng)機(jī)·變量被劃分為不同范圍A1-A9。根據(jù)本發(fā)明的控制變量的最佳特性曲線F是連續(xù)的。特別地，可使用初始特性曲線E，其在各情況中包括電動(dòng)機(jī)變量的相應(yīng)范圍A1-A9的起始值。這種類型的初始特性曲線的使用減小了生成最佳特性曲線F所需的時(shí)間。在這點(diǎn)上，圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)最佳特性曲線F以及初始特性曲線E的示意圖。如圖2中的那樣，X軸表示電動(dòng)機(jī)變量而I軸表示控制變量。圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)20的方法的第一實(shí)施例的示意性流程圖。圖4中的第一實(shí)施例具有以下步驟S41至S44，并且將參照圖I來描述。步驟S41 為異步電動(dòng)機(jī)20的電動(dòng)機(jī)變量設(shè)置范圍A(A1_A9)。步驟S42 在異步電動(dòng)機(jī)20的運(yùn)行期間基于所測量變量的至少一個(gè)測量值C計(jì)算電動(dòng)機(jī)變量的值B。電動(dòng)機(jī)變量的各計(jì)算出的值B與范圍A (A1-A9)中的一個(gè)關(guān)聯(lián)。例如，為在異步電動(dòng)機(jī)20的運(yùn)行期間記錄的有功功率設(shè)置多個(gè)范圍A1-A9 (見圖2和圖3)。在運(yùn)行期間記錄的有功功率因此是電動(dòng)機(jī)變量的合適示例。隨后在異步電動(dòng)機(jī)20的運(yùn)行期間基于電動(dòng)機(jī)電流I的相應(yīng)測量值C和/或基于電動(dòng)機(jī)電壓U的相應(yīng)測量值C來計(jì)算相應(yīng)的有功功率值B。有功功率的相應(yīng)的計(jì)算值B因此與范圍A1-A9中的一個(gè)關(guān)聯(lián)。步驟S43 基于與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量B關(guān)聯(lián)的范圍A(A1_A9)改變控制變量以提供優(yōu)化的控制變量D，使得控制變量從為電動(dòng)機(jī)變量的相應(yīng)范圍A而設(shè)置的起始值E開始直到到達(dá)特定電動(dòng)機(jī)變量的預(yù)定準(zhǔn)則而改變。初始特性曲線E優(yōu)選被用來為電動(dòng)機(jī)變量的各范圍A1-A9提供設(shè)置的起始值(見圖3)?？刂谱兞坷缡强刂平铅?、切斷角Y、或斷開期的形式。在這點(diǎn)上，圖6是示出異步電動(dòng)機(jī)20的角度相關(guān)電動(dòng)機(jī)電壓U和角度相關(guān)電動(dòng)機(jī)電流I的示意圖。在這個(gè)情況中，圖6還示出控制角α，其被定義為電動(dòng)機(jī)電壓U的跨零點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)電流I的流起點(diǎn)之間的角度。圖6還示出切斷角Y，其被定義為電動(dòng)機(jī)電流I的斷流與重新開始之間的角度。步驟S44 基于與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量B關(guān)聯(lián)的范圍A (Α1-Α9)，將優(yōu)化的控制變量D存儲作為控制變量的連續(xù)最佳特性曲線F的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
優(yōu)選執(zhí)行步驟S42至S44直到范圍A1-A9中的每個(gè)已被準(zhǔn)確優(yōu)化一次。此外，優(yōu)選當(dāng)根據(jù)步驟S42所觀測的電動(dòng)機(jī)變量穩(wěn)定時(shí)開始步驟S43和S44。特別地，如果所觀測的電動(dòng)機(jī)變量隨著時(shí)間的變化處于特定閾值窗口內(nèi)，則所觀測的電動(dòng)機(jī)變量被定義為穩(wěn)定的。特別地，預(yù)先確定或設(shè)置這個(gè)閾值窗口。此外，當(dāng)檢測到加載步驟時(shí)，背離連續(xù)最佳特性曲線F而改變控制變量，以使得電動(dòng)機(jī)電壓U增加以防止異步電動(dòng)機(jī)20的故障。在為防止異步電動(dòng)機(jī)20故障而進(jìn)行的改變之后，控制變量繼續(xù)返回至相關(guān)范圍A1-A9的最佳特性曲線F的特性曲線值。此外，圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)20的方法的第二實(shí)施例的示意性流程圖。圖5中的步驟S51至S54與圖4中的步驟S41至S44對應(yīng)，并因而將不再描述。圖5中的第二實(shí)施例與圖4中的第一實(shí)施例的差別因而在于增加的步驟S55和 S56。步驟S55 根據(jù)步驟S42或S54存儲的數(shù)據(jù)點(diǎn)被至少外推至與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量的值B的范圍(例如范圍Al)相鄰的范圍(例如范圍A2)，以提供最佳特性曲線F上至少一個(gè)外推的點(diǎn)。數(shù)據(jù)點(diǎn)外推優(yōu)選是基于異步電動(dòng)機(jī)20的預(yù)定單調(diào)行為來執(zhí)行的。步驟S56 相應(yīng)的外推數(shù)據(jù)點(diǎn)被設(shè)為相應(yīng)的相鄰范圍(例如范圍A2)的起始值。優(yōu)選地，在根據(jù)步驟S54的存儲數(shù)據(jù)點(diǎn)的每個(gè)過程之后，所存儲的數(shù)據(jù)點(diǎn)基于異步電動(dòng)機(jī)20的預(yù)定單調(diào)行為被至少外推至與計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量的值B的范圍Al相鄰的范圍A2。盡管參考優(yōu)選實(shí)施例在上文中描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此，而是能夠以各種方式修改。參考標(biāo)號列表10設(shè)備
11第一裝置
12第二裝置
13第三裝置
14第四裝置
20異步電動(dòng)機(jī)或異步機(jī)器
30三相電流控制器
40測量器件A;A1-A9為電動(dòng)機(jī)變量設(shè)置的范圍
B電動(dòng)機(jī)變量的計(jì)算值
C所測量變量的測量值
D優(yōu)化的控制變量
E起始值或初始特性曲線
F最佳特性曲線
G驅(qū)動(dòng)信號
U電動(dòng)機(jī)電壓
I電動(dòng)機(jī)電流
α控制角
γ切斷角
權(quán)利要求
1.一種用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)(20)的方法，包括以下步驟 a)為所述異步電動(dòng)機(jī)(20)的電動(dòng)機(jī)變量設(shè)置范圍(A，A1-A9)， b)在所述異步電動(dòng)機(jī)(20)的運(yùn)行期間基于所測量變量的至少一個(gè)測量值(C)計(jì)算電動(dòng)機(jī)變量的值(B)，相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)變量的值(B)與所述范圍(A，A1-A9)之一關(guān)聯(lián)， c)基于與所計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量(B)關(guān)聯(lián)的范圍(A，A1-A9)改變控制變量以提供優(yōu)化的控制變量(D)，使得所述控制變量從為所述電動(dòng)機(jī)變量的相應(yīng)范圍(A，A1-A9)而設(shè)置的起始值(E)開始直到到達(dá)特定電動(dòng)機(jī)變量的預(yù)定準(zhǔn)則而改變，并且 d)基于與所計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量(B)關(guān)聯(lián)的范圍(A，A1-A9)，將所述優(yōu)化的控制變量(D)存儲作為所述控制變量的連續(xù)最佳特性曲線(F)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特征在于所述方法還包括以下步驟 e)將所述數(shù)據(jù)點(diǎn)至少外推至與所計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量值(B)的范圍(Al)相鄰的范圍(A2)，以提供所述最佳特性曲線(F)上的至少一個(gè)外推的點(diǎn)，并且 f)將相應(yīng)的外推數(shù)據(jù)點(diǎn)設(shè)為相應(yīng)的相鄰范圍(A2)的起始值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特征在于執(zhí)行步驟b)至步驟d)直到所述范圍(A，A1-A9)中的每一個(gè)已被準(zhǔn)確優(yōu)化一次。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，特征在于執(zhí)行步驟b)至步驟f)直到所述范圍(A，A1-A9)中的每一個(gè)已被準(zhǔn)確優(yōu)化一次。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，特征在于，為在所述異步電動(dòng)機(jī)(20)的運(yùn)行期間記錄的有功功率設(shè)置多個(gè)范圍(A1-A9)，在所述異步電動(dòng)機(jī)(20)的運(yùn)行期間基于所述電動(dòng)機(jī)電流⑴的相應(yīng)測量值(C)和/或基于所述電動(dòng)機(jī)電壓⑶的相應(yīng)測量值(C)計(jì)算所述有功功率的相應(yīng)的值(B)，所述有功功率的相應(yīng)的值(B)與所述范圍(A，A1-A9)中的一個(gè)關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，特征在于所述控制變量為控制角(α)、斷開期或切斷角U)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，特征在于提供了初始特性曲線(E)，其在各情況中包括所述電動(dòng)機(jī)變量的相應(yīng)范圍(Α1-Α9)的所設(shè)置的起始值。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，特征在于當(dāng)根據(jù)步驟b)觀測的所述電動(dòng)機(jī)變量穩(wěn)定時(shí)開始步驟c)和步驟d)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，特征在于如果所觀測的電動(dòng)機(jī)變量隨時(shí)間的改變處于特定閾值窗口內(nèi)，則將根據(jù)步驟b)觀測的所述電動(dòng)機(jī)變量定義為穩(wěn)定的。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中的任一項(xiàng)所述的方法，特征在于基于所述異步電動(dòng)機(jī)(20)的預(yù)定單調(diào)行為而外推所述數(shù)據(jù)點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，特征在于，在每個(gè)根據(jù)步驟d)對數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行存儲的過程之后，所存儲的數(shù)據(jù)點(diǎn)基于所述預(yù)定單調(diào)行為被至少外推至與所述電動(dòng)機(jī)變量的計(jì)算值的范圍(Al)相鄰的范圍(A2)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，特征在于，當(dāng)檢測加載步驟時(shí)，背離所述連續(xù)最佳特性曲線(F)而改變所述控制變量，以使得所述電動(dòng)機(jī)電壓⑶增加以防止所述異步電動(dòng)機(jī)(20)的故障。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，特征在于，在為防止所述異步電動(dòng)機(jī)(20)的故障而進(jìn)行的改變之后，所述控制變量不斷返回至相關(guān)范圍(A，A1-A9)的最佳特性曲線(F)的特性曲線值。
14.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其在程序控制的器件上使得執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求1-13中的任一項(xiàng)所述的方法。
15.一種用于更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)(20)的設(shè)備(10)，包括 第一裝置(11)，其用于為所述異步電動(dòng)機(jī)(20)的電動(dòng)機(jī)變量設(shè)置范圍(A，A1-A9)， 第二裝置(12)，其用于在所述異步電動(dòng)機(jī)(20)的運(yùn)行期間基于所測量變量的至少一個(gè)測量值(C)計(jì)算電動(dòng)機(jī)變量的值(B)，相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)變量的值⑶與所述范圍(A，A1-A9)之一關(guān)聯(lián)， 第三裝置(13)，其用于基于與所計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量關(guān)聯(lián)的所述范圍(A，A1-A9)而改 變控制變量以提供優(yōu)化的控制變量(D)，以使得所述控制變量從為所述電動(dòng)機(jī)變量的相應(yīng)范圍(A，A1-A9)而設(shè)置的起始值(E)開始直到到達(dá)特定電動(dòng)機(jī)變量的預(yù)定準(zhǔn)則而改變， 第四裝置(14)，其用于基于與所計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)變量關(guān)聯(lián)的范圍(A，A1-A9)而將所述優(yōu)化的控制變量(D)存儲作為所述控制變量的連續(xù)最佳特性曲線(F)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及更高效運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的方法和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)規(guī)格的范圍被指明。此外，在異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間取決于測量參數(shù)的至少一個(gè)測量值來計(jì)算電動(dòng)機(jī)規(guī)格的值，其中，電動(dòng)機(jī)規(guī)格的相應(yīng)計(jì)算值被分配給所述范圍之一，此外，取決于所計(jì)算的電動(dòng)機(jī)參數(shù)所分配的范圍而改變控制參數(shù)以提供最佳控制參數(shù)，使得控制參數(shù)從為電動(dòng)機(jī)變量的相應(yīng)范圍而設(shè)置的起始值開始直到達(dá)到特定電動(dòng)機(jī)變量的預(yù)定準(zhǔn)則而改變。此外，取決于所計(jì)算的電動(dòng)機(jī)參數(shù)所分配的范圍，最優(yōu)控制參數(shù)被存儲為控制參數(shù)的連續(xù)最佳特性曲線的支持點(diǎn)。因而依靠提供的連續(xù)最佳特性曲線，能通過驅(qū)動(dòng)而更有效地運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明還涉及對應(yīng)設(shè)備的框圖、對應(yīng)方法的過程圖、以及用于執(zhí)行所述方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
文檔編號H02P1/42GK102844978SQ201080062740
公開日2012年12月26日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者貝恩德·尼茨, 諾貝特·呂迪格·克萊斯 申請人:Mk控制股份有限公司