專利名稱：用于風(fēng)力或水力發(fā)電站的能夠進(jìn)行緊急操作的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備的制作方法
用于風(fēng)力或水力發(fā)電站的能夠進(jìn)行緊急操作的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種能夠進(jìn)行緊急操作以用于調(diào)整風(fēng)力或水力發(fā)電站的轉(zhuǎn)子葉片槳距的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備。這種屬類(lèi)的設(shè)備用于相對(duì)于一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的流動(dòng)的空氣或水媒介來(lái)改變槳距角(槳距)，以便驅(qū)動(dòng)一個(gè)能量產(chǎn)生設(shè)備，具體來(lái)說(shuō)是驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)?，F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)披露了在機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中使用DC和AC異步電動(dòng)機(jī)(ASM)來(lái)調(diào)整風(fēng)力或水力發(fā)電站的一個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子葉片，這可以是依據(jù)旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制的。使用DC機(jī)器的原因在于，即使在控制電子設(shè)備和電力電子設(shè)備故障的情況下，它們也允許轉(zhuǎn)子葉片的能量移動(dòng)到翼片位置，其中在電力系統(tǒng)故障的情況下，一個(gè)蓄能器組或電池組供應(yīng)直流電壓。經(jīng)常使用AC機(jī)器的原因在于，AC機(jī)器實(shí)際上無(wú)需維護(hù)并且具有成本效益，而且可以使高轉(zhuǎn) 矩的功率水平可供使用。作為一個(gè)原則的是，旋轉(zhuǎn)速度可以由電力電子設(shè)備控制的異步電動(dòng)機(jī)在大多數(shù)情況下用作AC機(jī)器，其中所述電力電子設(shè)備通常包括一個(gè)整流器設(shè)備和一個(gè)逆變器設(shè)備，以及用于電動(dòng)機(jī)繞組的PWM致動(dòng)的一個(gè)控制設(shè)備。對(duì)于緊急操作模式，在許多情況下提供了替代的DC驅(qū)動(dòng)器，這些DC驅(qū)動(dòng)器在電源故障的情況下可以借助于直流電壓源來(lái)執(zhí)行緊急移動(dòng)。作為一個(gè)原則基于從旋轉(zhuǎn)速度傳感器或者位置傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)速度。在傳感器故障的情況下，在v/f操作模式(電壓/頻率控制)中控制的ASM可以移動(dòng)到安全位置，具體來(lái)說(shuō)是移動(dòng)到翼片位置。在DC和AC電動(dòng)機(jī)類(lèi)型中，即使在低直流電壓中間電路電壓的情況下也可以使場(chǎng)減弱以便允許高旋轉(zhuǎn)速度。場(chǎng)減弱模式意味著在旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí)，驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度減弱，同時(shí)電流保持恒定。在此上下文中，可以輸出的轉(zhuǎn)矩也減小，因?yàn)檗D(zhuǎn)矩是磁場(chǎng)與電流的乘積?，F(xiàn)有技術(shù)中存在若干缺點(diǎn)DC電動(dòng)機(jī)非常昂貴并且需要大量維護(hù)。由于DC電動(dòng)機(jī)的低功率密度，其質(zhì)量慣性矩一般是高的。結(jié)果是，這些電動(dòng)機(jī)不適合于動(dòng)態(tài)應(yīng)用，例如在換向模式中的連續(xù)個(gè)別葉片控制。AC機(jī)器具有的缺點(diǎn)在于，理論峰值轉(zhuǎn)矩隨著電壓的二次方而下降。由于在故障情況下小于400伏的低中間電路電壓VZK，AC機(jī)器必須針對(duì)低電壓進(jìn)行配置，并且強(qiáng)制地帶動(dòng)逆變器必須生成以供使用的一個(gè)高電流流動(dòng)。這些缺點(diǎn)由如獨(dú)立權(quán)利要求I所述的設(shè)備解決。有利的發(fā)展是附屬權(quán)利要求的標(biāo)的物。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種能夠進(jìn)行緊急操作以用于調(diào)整風(fēng)力或水力發(fā)電站的轉(zhuǎn)子葉片的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括至少一個(gè)逆變器設(shè)備和一個(gè)三相電流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。該三相電流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)被實(shí)施成一個(gè)永磁體激勵(lì)的三相電流IPM (內(nèi)部永磁體式)同步電動(dòng)機(jī)。IPM同步電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子配備有多個(gè)永磁體，這些永磁體埋入在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部中，該IPM同步電動(dòng)機(jī)在下降的中間電路電壓的情況下，例如在一個(gè)三相電流電力系統(tǒng)供應(yīng)的一個(gè)或兩個(gè)電力系統(tǒng)相故障、一個(gè)整流器的一個(gè)分支中的或逆變器的缺陷的情況下或者在借助于一個(gè)中間電路緊急操作直流電壓源的緊急操作的情況下，可以達(dá)到比具有被供應(yīng)直流電流的一個(gè)移動(dòng)的線圈轉(zhuǎn)子或SPM (表面附接永磁體)轉(zhuǎn)子的一個(gè)相當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)同步電動(dòng)機(jī)更高的轉(zhuǎn)矩。結(jié)果是，在下降的供應(yīng)電壓的情況下，尤其在故障的情況下可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)高轉(zhuǎn)矩，并且在故障的情況下可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的快速緊急移動(dòng)或調(diào)整。結(jié)果，轉(zhuǎn)子葉片調(diào)整設(shè)備的穩(wěn)健性顯著增強(qiáng)，并且發(fā)電站的安全性得到改善。針對(duì)緊急操作模式，一個(gè)直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備可以有利地實(shí)質(zhì)上直接連接到位于一個(gè)整流器設(shè)備與該逆變器設(shè)備之間的一個(gè)直流電壓中間電路，以便至少短暫地將能量供應(yīng)到該同步電動(dòng)機(jī)，結(jié)果是即使當(dāng)中間電路電壓Vzk正在下降，該IPM同步電動(dòng)機(jī)也可以至少短暫地在旋轉(zhuǎn)速度控制下操作。因此，至少在緊急操作模式中，能量存儲(chǔ)設(shè)備可以將DC能量直接饋送到整流器設(shè)備與逆變器設(shè)備之間的中間電路中，并且同步電動(dòng)機(jī)可以在旋轉(zhuǎn)速度控制下操作，只要能量存儲(chǔ)設(shè)備可以生成可供使用的能量即可。本發(fā)明是基于組合了多種不同優(yōu)點(diǎn)的一個(gè)系統(tǒng)概念。一種有利的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括三個(gè)核心部件具有永磁體轉(zhuǎn)子的一個(gè)同步機(jī)器，該同步機(jī)器具有埋入的磁體并且充當(dāng) 槳距驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；一個(gè)逆變器單元，該逆變器單元作為一個(gè)伺服功率逆變器；以及最后，一個(gè)直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備，該直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備作為備用能量存儲(chǔ)器，有利地包括多個(gè)高電容量電容器。直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備直接耦合到整流器單元與逆變器單元之間的中間電路上，而無(wú)需例如現(xiàn)有技術(shù)中已知必須使用的隔離二極管。這意味著功率逆變器設(shè)備與能量存儲(chǔ)設(shè)備的中間電路的電壓水平Vzk是標(biāo)稱上相同的。在電力系統(tǒng)供應(yīng)故障的情況下，直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備通常無(wú)法維持560V DC的中間電路電壓的高水平，結(jié)果是直流電壓Vzk可能隨著槳距驅(qū)動(dòng)器的能量消耗以及存儲(chǔ)容量的能量消耗而下降到100V。在此情形中，常規(guī)的SPM (表面永磁體式)同步電動(dòng)機(jī)只能不足夠地并且在窄限制內(nèi)受到旋轉(zhuǎn)速度控制，這些電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)歷了一個(gè)嚴(yán)重的減小并且存在著槳距驅(qū)動(dòng)器故障的高風(fēng)險(xiǎn)。同步電動(dòng)機(jī)一般具有的優(yōu)點(diǎn)是，定態(tài)轉(zhuǎn)矩只取決于可用的電動(dòng)機(jī)電流，并且對(duì)可用電壓不具有任何依賴性，例如在復(fù)合繞組的情況下或者在異步機(jī)器中。根據(jù)本發(fā)明，同步電動(dòng)機(jī)是具有埋入在內(nèi)側(cè)上的多個(gè)轉(zhuǎn)子磁體的IPM (內(nèi)部永磁體)同步電動(dòng)機(jī)。IPM同步電動(dòng)機(jī)具有高磁阻，結(jié)果是IPM同步電動(dòng)機(jī)具有與磁阻電動(dòng)機(jī)相似的性質(zhì)。在此上下文中，由于埋入的磁體帶來(lái)的磁阻特性提供了兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)在低中間電路電壓的情況下機(jī)器的峰值功率高于配備有表面磁體的機(jī)器的峰值功率。此外，機(jī)器的磁阻效應(yīng)可以用來(lái)在低旋轉(zhuǎn)速度下用大的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備來(lái)控制機(jī)器而無(wú)需使用傳感器。因此，在旋轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生器故障的情況下，葉片仍可以可靠地移動(dòng)到翼片位置中。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)通過(guò)IPM電動(dòng)機(jī)的以下性質(zhì)而成為可能IPM同步電動(dòng)機(jī)在縱向電感Ld與橫向電感Lq之間具有顯著的差異，其中作為一個(gè)原則Lq>Ld。Ld和流過(guò)它的電流Id描述磁場(chǎng)的場(chǎng)形成分量，并且Lq和Iq描述轉(zhuǎn)矩形成分量。由于此差異，在相對(duì)低旋轉(zhuǎn)速度的情況下以及在減小的電壓的情況下，如圖6中圖解說(shuō)明的IPM電動(dòng)機(jī)極為適合于使相對(duì)高的轉(zhuǎn)矩可供使用，并且適合于在無(wú)傳感器的情況下受到控制。在IPM設(shè)計(jì)的情況下，這些永磁體配合到轉(zhuǎn)子中的多個(gè)切口中，如圖5中圖解說(shuō)明。結(jié)果是，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)小的機(jī)械氣隙，這導(dǎo)致對(duì)定子繞組的電感值的相對(duì)大的影響。由于這種永磁體安排，在轉(zhuǎn)子通量軸線的方向(d方向)上的有效氣隙大于q方向上的有效氣隙，結(jié)果，與q橫向軸線中的電感相比，d方向上的電感下降。機(jī)器的這種不對(duì)稱性(LcKLq)帶來(lái)一個(gè)額外的磁阻轉(zhuǎn)矩并且允許了上文提到的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備、下文描述的有利發(fā)展以及先前的系統(tǒng)特征具有以下目的增加系統(tǒng)效率在換向期間產(chǎn)生的能量不會(huì)如先前制動(dòng)斬波器(制動(dòng)電阻器)的情況那樣轉(zhuǎn)換為熱，而是可以存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)單元中，優(yōu)選一個(gè)電容器安排中。由于同步電動(dòng)機(jī)、尤其是一個(gè)IPM (集成永磁體式)同步電動(dòng)機(jī)的特殊特性，可以在給定一個(gè)對(duì)應(yīng)的負(fù)載的情況下使電動(dòng)機(jī)的功率耗用最小。
由于中間電路輸入電流的限制，可以通過(guò)能量存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的能量來(lái)吸收必要的負(fù)載峰值?；h(huán)上以及電力系統(tǒng)上的最大加載下降。功率損失減少，并且轉(zhuǎn)子滑環(huán)受到保護(hù)。由于這種設(shè)計(jì)帶來(lái)的同步電動(dòng)機(jī)的低質(zhì)量慣性矩，在驅(qū)動(dòng)器的加速以及制動(dòng)期間的損失可以減少。增加系統(tǒng)安全性由于在無(wú)傳感器的情況下控制同步電動(dòng)機(jī)的可能性，至少在緊急操作模式中，SP使在旋轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生器故障的情況下在非常低的旋轉(zhuǎn)速度下，槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備也可以自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)入安全翼片位置的受控移動(dòng)。當(dāng)電力系統(tǒng)側(cè)電壓供應(yīng)故障時(shí)，也可以使必要的輸出側(cè)功率/轉(zhuǎn)矩峰值可供使用。如果能量存儲(chǔ)單元故障，則仍然可以借助于一個(gè)有利的緊急制動(dòng)電阻器單元來(lái)確保制動(dòng)功能性。仍然可以執(zhí)行進(jìn)入翼片位置的受控緊急移動(dòng)。概括來(lái)說(shuō)，本發(fā)明允許在下降的中間電路電壓Vzk的情況下槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備在旋轉(zhuǎn)速度控制下具有高轉(zhuǎn)矩的至少一個(gè)緊急操作模式，其中作為能量緩沖器的這種直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備改善了效率，并且減少了經(jīng)由轉(zhuǎn)子滑環(huán)的電流傳輸。根據(jù)一個(gè)有利發(fā)展，IPM同步電動(dòng)機(jī)可以針對(duì)300到3000rpm的一個(gè)大的旋轉(zhuǎn)速度范圍來(lái)配置，其中在較低旋轉(zhuǎn)速度范圍中，尤其是在500rpm的一個(gè)額定旋轉(zhuǎn)速度的范圍中應(yīng)當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)最佳效率。具體來(lái)說(shuō)，在緊急移動(dòng)的情況下，可以使用2500rpm或者更高的高旋轉(zhuǎn)速度來(lái)在短時(shí)間內(nèi)將轉(zhuǎn)子葉片移動(dòng)到翼片位置中。如果IPM同步電動(dòng)機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩是借助于逆變器設(shè)備的對(duì)應(yīng)地修改的控制來(lái)利用的，那么IPM電動(dòng)機(jī)在一個(gè)直流中間電路電壓的情況下具有的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)速度范圍大于具有安排在表面上的多個(gè)磁體(SPM表面永磁體)的一個(gè)相當(dāng)?shù)耐诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)速度范圍。大的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)矩范圍的這種性質(zhì)是有利的，尤其是對(duì)于用作轉(zhuǎn)子葉片驅(qū)動(dòng)器而言，因?yàn)樵诰o急行程期間必須在短時(shí)間內(nèi)使大的功率儲(chǔ)備可供使用，即，必須在高旋轉(zhuǎn)速度下使峰值力矩可供使用。通過(guò)IPM同步電動(dòng)機(jī)而可供使用的場(chǎng)減弱模式的可能性允許即使在能量存儲(chǔ)設(shè)備(尤其是一個(gè)電容器安排)的中間電路電壓已經(jīng)下降到一個(gè)低值(100到200V DC)的情況下也能夠利用一個(gè)大的轉(zhuǎn)矩/旋轉(zhuǎn)速度范圍。由于利用一個(gè)大電壓范圍的可能性，可以使能量存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)容量比使用常規(guī)槳距驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的存儲(chǔ)容量更小。另一方面，有可能用一個(gè)非常大的轉(zhuǎn)矩來(lái)配置IPM同步電動(dòng)機(jī)。大的轉(zhuǎn)矩常量意味著IPM同步電動(dòng)機(jī)允許針對(duì)給定的電流流動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)大的轉(zhuǎn)矩。迄今為止，這個(gè)常量的量值是受到限制的，因?yàn)檗D(zhuǎn)矩常量的增加會(huì)直接影響最大旋轉(zhuǎn)速度。如果例如在標(biāo)準(zhǔn)SPM (表面永磁體)同步電動(dòng)機(jī)的情況下，轉(zhuǎn)矩常量增加40%，那么由于相對(duì)大的感應(yīng)電壓，最大可能旋轉(zhuǎn)速度會(huì)下降大約40%。然而,如果在IPM電動(dòng)機(jī)的建議的使用的情況下，高達(dá)30%的轉(zhuǎn)矩是源自于所謂的磁阻力矩的，該磁阻力矩對(duì)感應(yīng)電壓不具有任何影響。如果如以上實(shí)例中的希望使轉(zhuǎn)矩常量增加例如40%，那么最大旋轉(zhuǎn)速度僅減少28%。結(jié)果，變得清楚的是由于IPM電動(dòng)機(jī)的使用，可以針對(duì)一個(gè)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩使功率耗用最小，并且確保了實(shí)現(xiàn)所希望的功率目標(biāo)值(MmaxONniax)t5根據(jù)一個(gè)有利發(fā)展，該直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備可以是一個(gè)高電容量電容器安排。該電容器安排可以實(shí)質(zhì)上直接連接到中間電路，結(jié)果是整個(gè)中間電路電壓存在于這些電容器處。在轉(zhuǎn)子葉片的調(diào)整期間，連續(xù)的換向過(guò)程、即旋轉(zhuǎn)方向的頻繁反轉(zhuǎn)過(guò)程，典型地發(fā)生在同步電動(dòng)機(jī)處，其結(jié)果是產(chǎn)生多個(gè)電壓峰值以及反饋再生能量或者制動(dòng)能量。高電容量電容器安排能夠吸收再生能量或者電壓峰值，結(jié)果是再生能量或者電壓峰值不必如同迄今為止那樣通過(guò)一個(gè)制動(dòng)電阻器來(lái)消除并且轉(zhuǎn)換為熱。這增加了系統(tǒng)的效率并且用以使能量最小。此外，對(duì)于轉(zhuǎn)子葉片驅(qū)動(dòng)器的短暫的功率峰值而言這些電容器是可供使用的，并且因此使來(lái)自電力系統(tǒng)的功率流最小并且因此減輕將能量從固定短艙(gondola)傳輸?shù)揭苿?dòng)的 轉(zhuǎn)子軸中的系統(tǒng)滑環(huán)上的負(fù)載。在此上下文中，根據(jù)一個(gè)有利的發(fā)展，該直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備可以針對(duì)100V DC到600V DC的一個(gè)中間電路電壓Vzk來(lái)配置。槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的電能存儲(chǔ)設(shè)備具有以下功倉(cāng)泛I.在電力系統(tǒng)側(cè)供應(yīng)故障的情況下(高達(dá)20秒的時(shí)間范圍)，使能量可供使用來(lái)執(zhí)行逆變器控制的緊急移動(dòng)；2.供應(yīng)短暫的功率峰值(超過(guò)4秒、至少3秒的時(shí)間范圍)；3.存儲(chǔ)在槳距驅(qū)動(dòng)器被制動(dòng)時(shí)發(fā)生的全部能量。(換向過(guò)程)。迄今為止，已知的能量存儲(chǔ)設(shè)備，優(yōu)選為電容器安排僅僅是針對(duì)在I中指定的功能來(lái)配置的。這只涉及無(wú)源能量存儲(chǔ)器，即電池或蓄能器，這些無(wú)源能量存儲(chǔ)器僅在緊急行程期間作用，以便執(zhí)行在I中指定的功能。這些已知能量存儲(chǔ)設(shè)備的電壓水平通常低于大約560V DC的標(biāo)稱中間電路水平，并且所述設(shè)備因此借助于隔離二極管而受到保護(hù)以避免通過(guò)中間電路進(jìn)行的不希望的充電，并且常常僅在緊急操作模式中連接至中間電路。此外，針對(duì)已知的能量存儲(chǔ)設(shè)備，一個(gè)分離的充電單元通常對(duì)于對(duì)備用蓄能器安排進(jìn)行充電并且維持備用蓄能器安排的電荷來(lái)說(shuō)是必要的。另外，存在能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中執(zhí)行電容器安排到中間電路的直接耦合以便執(zhí)行在2.和3.中指定的功能，但這些并不丨兩足在I.中指定的功能。在此上下文中，明顯地針對(duì)大約100V的減小的中間電路電壓來(lái)配置這些電容器安排。以下是與先前的現(xiàn)有技術(shù)相比，有利的能量存儲(chǔ)設(shè)備、尤其是這種提出的電容器安排的特定特征能量存儲(chǔ)設(shè)備的標(biāo)稱電壓是慣常的中間電路電壓VZK，具體來(lái)說(shuō)是大約560V ；能量存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)際上直接連接至中間電路；再生能量主要由能量存儲(chǔ)設(shè)備收集。中間電路電壓對(duì)應(yīng)地增加，并且可以省卻制動(dòng)電阻器；
在電力系統(tǒng)側(cè)電壓供應(yīng)故障的情況下，能量存儲(chǔ)設(shè)備電壓、并且因此還有中間電路電壓可以從初始560V DC下降到150V DC ；允許緊急移動(dòng)期間的這種電壓下降意味著電容器安排的電容可以是最小化的，因?yàn)樵谙鄬?duì)高電壓的情況下，可以用較小的電容存儲(chǔ)更多能量。與先前的“低電壓”配置相比，電容器安排的電容可以變小高達(dá)50倍，因此，可以實(shí)現(xiàn)非常大的成本節(jié)省。減小的電容要求使得能夠使用替代的具有成本效益的電容器技術(shù)來(lái)用于電容器安排，并且?guī)?lái)了槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備的成本的減少。根據(jù)一個(gè)有利的發(fā)展，該直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備可以經(jīng)由一個(gè)耦合單元、尤其是一個(gè)基于二極管的耦合單元而連接到中間電路以便抑制干擾電壓峰值，其中為了增加中間電路電容器的電容，該耦合單元優(yōu)選可以包括至少一個(gè)另外的中間電路電容器。耦合單元確保切換損失可以由內(nèi)部中間電路電容器涵蓋而不是由能量存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)涵蓋，因?yàn)檫@提供了關(guān)于EMC (對(duì)電磁兼容性做出的要求)以及效率的優(yōu)點(diǎn)。在此上下文中，耦合單元可以允許在Vf的電壓水平下能量存儲(chǔ)設(shè)備與中間電路的去耦，其中耦合，即電流流動(dòng)僅在Vzk與能量存儲(chǔ)設(shè)備的電壓之間存在差異時(shí)且發(fā)生大于Vf的電壓差的情況下發(fā)生。由于基于二極管的耦合單元，能量存儲(chǔ)設(shè)備不會(huì)被電流紋波加載，只要中間電路電壓不下降到低于耦合單 元的部件特定值Vf即可。此外，耦合單元可以優(yōu)選通過(guò)連接于中間電路的這些DC線之間的另外的中間電路電容器來(lái)擴(kuò)展，其結(jié)果是，內(nèi)部中間電路電容可以通過(guò)多個(gè)相應(yīng)合適的電容器來(lái)擴(kuò)展，以便進(jìn)一步減小中間電路的電壓波動(dòng)。替代地或者另外地，這種耦合單元可以包括一個(gè)電感電路，以便抑制高頻干擾并且使電流平滑，結(jié)果是能量存儲(chǔ)設(shè)備可以被較輕地加載以及卸載。還有可能的是在串聯(lián)電路中在中間連接一個(gè)齊納二極管電路或相當(dāng)?shù)碾娐?，例如一個(gè)或多個(gè)齊納二極管，這些齊納二極管的齊納電壓Vz可以對(duì)應(yīng)于例如電壓Vf。優(yōu)選可以包括無(wú)源耦合單元中的以上組成元件的組合。根據(jù)一個(gè)有利的發(fā)展，耦合單元可以包括一個(gè)控制裝置和一個(gè)切換裝置，其結(jié)果是，至少一個(gè)充電電流Ie可以從直流電壓中間電路切換到直流電壓存儲(chǔ)設(shè)備。這個(gè)發(fā)展的耦合單元包括有源部件，這些有源部件可以用任何可能的組合連接到上述無(wú)源部件，并且可以切換至少該充電電流Ie。切換裝置可以是一個(gè)機(jī)電切換裝置，例如接觸器或繼電器，或者一個(gè)電子半導(dǎo)體切換裝置，例如IGBT (絕緣柵極雙極型晶體管)、功率FET或類(lèi)似物?？刂蒲b置可以是一個(gè)電子控制電路、FPGA、微控制器或類(lèi)似物?？刂蒲b置可以接收來(lái)自外部監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備的切換命令，并且例如在緊急情況中、當(dāng)中間電路電壓下降時(shí)、當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正在啟動(dòng)時(shí)、在電力系統(tǒng)故障、整流器設(shè)備處的缺陷或類(lèi)似的情況下激活，即接通切換裝置，并且例如在正常操作模式中或者在IPM電動(dòng)機(jī)的特殊負(fù)載范圍(其中在中間電路中發(fā)生高電流脈沖)期間停止激活該切換裝置。能量存儲(chǔ)設(shè)備的受控充電和/或中間電路的再生能量的受控吸收通過(guò)切換裝置的選擇性激活而成為可能?？刂蒲b置可以基本上用兩種不同方式激活切換裝置一方面借助于一種控制方法，例如用于借助于類(lèi)似PWM的控制概念或類(lèi)似物來(lái)控制充電電流Ie的閉合控制回路。另一方面，借助于基于外部控制信號(hào)對(duì)切換裝置的靜態(tài)激活/停止激活，例如通過(guò)一個(gè)高層級(jí)的槳距電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備?？梢越柚谑紫忍岬降目刂品椒▉?lái)使能量存儲(chǔ)設(shè)備的充電控制成為可能(對(duì)中間電路的恒定電流或恒定電壓的調(diào)整)。在其次提到的可能性的范圍內(nèi)，有可能在每當(dāng)再生能量從能量存儲(chǔ)器流回到中間電路中時(shí)便激活切換裝置，即閉合切換裝置。
可以類(lèi)似于逆變器中的斬波器IGBT的常規(guī)控制來(lái)控制切換裝置。結(jié)果，可以將再生能量存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)器中，并且可以在再生階段(例如IPM電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的再生階段)結(jié)束之后將這能量供應(yīng)回到電動(dòng)機(jī)。可以在逆變器正在啟動(dòng)時(shí)激活切換裝置。因此，切換裝置可以通過(guò)中間電路的預(yù)充電而允許并且?guī)椭妱?dòng)機(jī)的電流受限的啟動(dòng)。在預(yù)充電過(guò)程期間，可以閉合切換裝置，并且在正常操作模式中，可以對(duì)能量存儲(chǔ)器進(jìn)行再充電。結(jié)果是，可以帶來(lái)能量存儲(chǔ)設(shè)備與中間電路的可切換的耦合和去耦，并且因此能量存儲(chǔ)設(shè)備繼續(xù)受到保護(hù)免于在電動(dòng)機(jī)操作期間發(fā)生的電流峰值。這允許能量存儲(chǔ)設(shè)備的使用壽命增加并且改善緊急情況運(yùn)行能力。根據(jù)一個(gè)有利的發(fā)展，包括用于對(duì)直流電壓中間電路供應(yīng)一個(gè)電源電流Im的一個(gè)耦合二極管的一個(gè)旁路分支可以與該切換裝置并聯(lián)連接，結(jié)果是一個(gè)供應(yīng)電流Im可以與該切換裝置的切換狀態(tài)無(wú)關(guān)地流動(dòng)。因此，只要中間電路的電壓Vzk小于能量存儲(chǔ)設(shè)備的電壓Vb,便可以用純無(wú)源方式對(duì)中間電路供應(yīng)來(lái)自能量存儲(chǔ)設(shè)備的能量，而無(wú)需激活切換裝置， 結(jié)果是在無(wú)需主動(dòng)介入的情況下整個(gè)設(shè)備的操作可靠性以及緊急情況運(yùn)行能力增加?？刂蒲b置可以通過(guò)控制電流Ie來(lái)主動(dòng)地控制能量存儲(chǔ)設(shè)備的充電，并且中間電路的緊急情況供應(yīng)與切換裝置的切換位置無(wú)關(guān)地發(fā)生。根據(jù)一個(gè)有利的發(fā)展，至少該切換裝置可以是一個(gè)半導(dǎo)體切換裝置，并且連同逆變器設(shè)備的半導(dǎo)體切換裝置和/或整流器設(shè)備的半導(dǎo)體橋二極管一起集成在一個(gè)半導(dǎo)體功率模塊的一個(gè)殼體中，優(yōu)選在一個(gè)IPM (集成功率模塊)殼體中。常規(guī)的IPM、尤其是DIP-IPM (雙列直插封裝IPM)不僅包括用于逆變器設(shè)備和/或整流器設(shè)備的多個(gè)功率半導(dǎo)體部件，而且包括例如用于制動(dòng)斬波器的獨(dú)立的半導(dǎo)體切換裝置，其中這些半導(dǎo)體切換裝置可以至少部分地用作用于有源耦合單元的半導(dǎo)體切換裝置。因此可以實(shí)現(xiàn)緊湊并且有利的設(shè)計(jì)。根據(jù)一個(gè)有利的發(fā)展，逆變器設(shè)備可以包括一個(gè)場(chǎng)定向向量控制單元以用于在無(wú)傳感器的情況下控制同步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，這個(gè)向量控制單元可以至少在一個(gè)操作模式中并且優(yōu)選在該同步電動(dòng)機(jī)的300到700rpm的一個(gè)較低旋轉(zhuǎn)速度范圍中、尤其是在500rpm的額定旋轉(zhuǎn)速度下執(zhí)行旋轉(zhuǎn)速度控制。然而，應(yīng)確保的是在緊急操作模式中，在無(wú)傳感器的情況下可以實(shí)現(xiàn)關(guān)于超過(guò)1500rpm、尤其是在2500rpm的范圍內(nèi)的高旋轉(zhuǎn)速度的快速調(diào)整。一個(gè)向量控制單元可以執(zhí)行IPM電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度控制，尤其是在基于傳感器的控制器故障的情況下，例如在旋轉(zhuǎn)速度傳感器或旋轉(zhuǎn)角度傳感器故障的情況下?；旧?，旋轉(zhuǎn)速度無(wú)傳感器控制可以在所有操作模式中、即在未受干擾的正常操作模式中、在故障發(fā)生的情況下(故障操作模式)或者在緊急操作模式中控制同步電動(dòng)機(jī)。這種無(wú)傳感器控制將優(yōu)選地至少用在故障模式中，其中例如一個(gè)傳感器支持的控制器的一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)速度傳感器或旋轉(zhuǎn)角度傳感器故障，至少一個(gè)電力系統(tǒng)相故障，或者當(dāng)在電力系統(tǒng)操作模式與自供電操作模式之間切換時(shí)等等。此外，無(wú)傳感器控制可以有利地帶來(lái)在具有高風(fēng)力載荷的緊急操作模式中、在電壓供應(yīng)故障的情況下等等將轉(zhuǎn)子葉片快速調(diào)整到翼片位置中?！愕兀瑢⑾蛄靠刂评斫鉃殡S著電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的空間向量的移動(dòng)。它一般是基于來(lái)自電動(dòng)機(jī)的控制回路的反饋以及測(cè)得的定子電流的連續(xù)變換。在向量控制的情況下，借助于所謂的d/q變換，在永磁體激勵(lì)的三相電流同步機(jī)器中，僅借助于定子電流的q分量來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)矩，并且d分量接近于零。如果在同步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的D-Q場(chǎng)(借助于來(lái)自3相系統(tǒng)的d/q變換)中的定子流和定子電流是平行的，那么轉(zhuǎn)矩等于零。另一方面，在處于直角的空間向量的情況下，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。在此情況下，勵(lì)磁器流以及穿過(guò)電樞的流彼此垂直，類(lèi)似于直流電流機(jī)器。因此，這是控制的目標(biāo)狀態(tài)。常規(guī)上，為了補(bǔ)償處于直角的空間向量，需要一個(gè)控制回路，這個(gè)控制回路具有反饋并且指示磁極輪的位置。這個(gè)反饋通常是借助于旋轉(zhuǎn)速度傳感器或編碼器(解算器、光學(xué)增量和絕對(duì)值傳感器，或電感式傳感器)來(lái)執(zhí)行。所提出的無(wú)傳感器控制器可以通過(guò)返回測(cè)量在電動(dòng)機(jī)中感應(yīng)的相反電壓而以阻塞換相(PWM電動(dòng)機(jī)致動(dòng))來(lái)實(shí)施。這個(gè)反饋在常規(guī)SPM電動(dòng)機(jī)中尤其是在低速下缺點(diǎn)增加,但是尤其是在IPM電動(dòng)機(jī)中可以非常有利地使用，如下文所解釋逆變器設(shè)備可以具有一個(gè)微控制器的經(jīng)適配的控制軟件，這個(gè)微控制器控制換向過(guò)程(旋轉(zhuǎn)方向的反轉(zhuǎn))，這個(gè)軟件一方面使得有可能控制該同步電動(dòng)機(jī)(優(yōu)選為IPM同步電動(dòng)機(jī))而無(wú)需傳感器，以及在正常操作模式期間利用磁阻轉(zhuǎn)矩來(lái)增加電動(dòng)機(jī)的效率。另外，向量控制單元可以能夠借助于對(duì)應(yīng)的場(chǎng)減弱而補(bǔ)償在緊急移動(dòng)期間從500V以上(具體來(lái)說(shuō)是560V)下降到300V以下(具體來(lái)說(shuō)是200V)的電壓，以便繼續(xù)使必要的峰值功率在輸出側(cè)上可供使用。當(dāng)然，同步電動(dòng)機(jī)(具體來(lái)說(shuō)是IPM同步電動(dòng)機(jī))具有大小不同的多個(gè)電 感Ld和Lq，并且具有所謂的磁阻轉(zhuǎn)矩。這些不同的電感可以用來(lái)在無(wú)傳感器的情況下操作電動(dòng)機(jī)，即使在低旋轉(zhuǎn)速度下也是如此。在傳統(tǒng)的機(jī)器類(lèi)型中，這僅對(duì)于高旋轉(zhuǎn)速度為可能的。在此上下文中，一個(gè)正弦注入電流被疊加于設(shè)定點(diǎn)電流上，這個(gè)注入電流的測(cè)量使得在驅(qū)動(dòng)器中計(jì)算的技術(shù)控制觀察器可以估計(jì)當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度。在此描述的IPM同步電動(dòng)機(jī)尤其良好地適合于所描述類(lèi)型的無(wú)傳感器控制。所使用并且以逆變器設(shè)備的軟件實(shí)施的電動(dòng)機(jī)控制器可以有利地具有以下性質(zhì)一般存在兩種影響電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的方式磁通量形成轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)電流Iq。當(dāng)控制AC電動(dòng)機(jī)時(shí)，在磁通量與所謂的d電流Id以及形成轉(zhuǎn)矩的電流Iq之間存在著一種直接關(guān)系。獲得機(jī)器的總電流耗用如下/秦二 ///+ //隨著電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前工作點(diǎn)(Mac;t，nac;t)(轉(zhuǎn)矩、旋轉(zhuǎn)速度)的變化使此電流值最小化是損失優(yōu)化型控制器的功能。當(dāng)控制優(yōu)選的IPM同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，這種類(lèi)型的控制因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)性質(zhì)而尤其有利。這要求IPM同步電動(dòng)機(jī)尤其在這里描述的應(yīng)用中的場(chǎng)減弱操作的優(yōu)良可能性。在緊急移動(dòng)期間請(qǐng)求的旋轉(zhuǎn)速度比在操作期間的平均旋轉(zhuǎn)速度高兩到三倍。出于此原因，應(yīng)當(dāng)尤其針對(duì)低旋轉(zhuǎn)速度來(lái)配置電動(dòng)機(jī)，但是電動(dòng)機(jī)必須即使在兩倍到四倍速度(優(yōu)選三倍速度)下也短暫地能夠操作(至少10秒以上，優(yōu)選至少20秒)，以便能夠執(zhí)行快速緊急移動(dòng)。IPM電動(dòng)機(jī)出于結(jié)構(gòu)原因而極為良好地適合于這些要求，因?yàn)樗鲭妱?dòng)機(jī)具有埋入式磁體的穩(wěn)固附接，并且因此允許高的超速，并且磁路在場(chǎng)減弱模式中以及在過(guò)載范圍中相對(duì)于去磁現(xiàn)象均是穩(wěn)健的。由于q與d電感之間的較大差異，即使在低旋轉(zhuǎn)速度下也有可能執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的無(wú)傳感器控制。為此目的，在低旋轉(zhuǎn)速度范圍中所謂的注入信號(hào)被施加于電動(dòng)機(jī)電流上，借助于這個(gè)注入信號(hào)，技術(shù)控制觀察器可以基于結(jié)構(gòu)上調(diào)節(jié)的磁不對(duì)稱性來(lái)檢測(cè)當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置。由于無(wú)傳感器控制的可能性，槳距驅(qū)動(dòng)器可以至少在緊急移動(dòng)中得到調(diào)整，并且在全負(fù)載的影響下移動(dòng)到所謂的翼片位置，即使在旋轉(zhuǎn)速度傳感器故障的情況下也是如此。根據(jù)一個(gè)有利的發(fā)展并且由于先前的示例性實(shí)施方案，逆變器設(shè)備可以包括一個(gè)常規(guī)傳感器控制單元并且包括一個(gè)控制切換單元，這個(gè)傳感器控制單元連接到一個(gè)或多個(gè)機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度傳感器(編碼器)上以用于控制同步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，并且這個(gè)控制切換單元可以在用于在正常操作模式中的旋轉(zhuǎn)速度控制的傳感器控制單元與用于在緊急操作模式中的旋轉(zhuǎn)速度控制的向量控制單元之間切換。這種傳感器控制單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度傳感器的測(cè)得的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制逆變器設(shè)備的PWM切換過(guò)程，并且可以作為額外的槳距控制單元而優(yōu)選地執(zhí)行同步電動(dòng)機(jī)在正常操作模式中的致動(dòng)。這種控制切換單元可以自主地或根據(jù)請(qǐng)求在正常操作模式中起作用的常規(guī)傳感器控制單元與向量控制單元之間執(zhí)行電動(dòng)機(jī)控制的切換。這意味著如果在正常操作模式期間發(fā)生傳感器的故障，那么這個(gè)故障會(huì)報(bào)告給高層級(jí)的控制器或控制器切換單元，并且會(huì)發(fā)生進(jìn)入無(wú)傳感器操作模式的自動(dòng)切換。根據(jù)一個(gè)有利的發(fā)展，整流器設(shè)備可以包括一個(gè)電流控制單元以用于限制拾取的電力系統(tǒng)電流和/或用于直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備、中間電路電容器以及逆變器設(shè)備的電流受控充電，其中在正常操作模式中，這個(gè)電流控制單元可以將中間電路電壓Vzk調(diào)整到一個(gè)可預(yù)設(shè)的值。整流器設(shè)備的完全受控輸入橋可以確保尤其在放電的直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備·的情況下，可以將輸入電流限于一個(gè)最大可允許的值，其中在能量存儲(chǔ)設(shè)備的充電期間，可以限制電流流動(dòng)以便防止過(guò)載情形。電流控制單元可以執(zhí)行以下功能和任務(wù)將整個(gè)中間電路(逆變器、DC中間電路以及能量存儲(chǔ)設(shè)備)電流受控充電到具體來(lái)說(shuō)為560V的標(biāo)稱中間電路電壓Vzk ；將來(lái)自電力系統(tǒng)的最大功率耗用限制于一個(gè)可調(diào)整的值=Imax=K2 Inmi，其中K2=L . . 2 ；可以借助于預(yù)充電電路將中間電路電壓Vzk設(shè)定于一個(gè)可調(diào)整的值；如果發(fā)生電流控制單元的過(guò)載，那么可以短暫地激活一個(gè)有利的緊急制動(dòng)電阻單
J Li o根據(jù)一個(gè)有利的發(fā)展，一個(gè)緊急制動(dòng)電阻器單元可以按一種方式連接到直流電壓中間電路以使得這個(gè)緊急制動(dòng)電阻器單元可以被激活以便使電能轉(zhuǎn)向而用于同步電動(dòng)機(jī)的快速制動(dòng)，其中可以尤其在一個(gè)增加的中間電路電壓Vzk的情況下激活這個(gè)制動(dòng)電阻器單元。因此，在能量存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)生故障或者電流控制單元中發(fā)生故障的情況下，仍可以執(zhí)行電力系統(tǒng)支持的緊急移動(dòng)，包括制動(dòng)過(guò)程。


在附圖的當(dāng)前描述中可以發(fā)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)。附解說(shuō)明了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施方案。附圖、描述以及權(quán)利要求書(shū)含有許多特征的組合。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還將方便地分別考慮這些特征并且將這些特征組合以形成適當(dāng)?shù)钠渌M合。在附圖中圖I所示為根據(jù)本發(fā)明的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備的第一示例性實(shí)施方案；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備的第二實(shí)施方案；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備的一個(gè)示例性實(shí)施方案的第一到第四耦合單元；
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備的一個(gè)示例性實(shí)施方案的有源耦合單元；圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備的一個(gè)示例性實(shí)施方案的IPM同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的基本草圖；圖6所示為相當(dāng)?shù)腎PM/SPM同步電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)矩/旋轉(zhuǎn)速度區(qū)別圖。
具體實(shí)施例方式相同部件或者同一類(lèi)型的部件在圖中由相同的參考符號(hào)表示。以下圖式用于提供示意性圖解說(shuō)明，并且因此，例如，一條連接線表明兩個(gè)電設(shè)備之間的電連接并且作為一個(gè)原則包括至少一條前向的線和一條返回的線。切換符號(hào)不僅表示個(gè)別部件，而且表示可以包括一個(gè)或多個(gè)部件的電路組件。圖I是根據(jù)本發(fā)明的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備10的第一示例性實(shí)施方案的示意性表示。槳 距驅(qū)動(dòng)設(shè)備10包括一個(gè)實(shí)施為IPM電動(dòng)機(jī)的同步電動(dòng)機(jī)12，以及一個(gè)直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備20和一個(gè)逆變器設(shè)備14，這個(gè)逆變器設(shè)備借助于一個(gè)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64經(jīng)由PWM (脈寬調(diào)制)電動(dòng)機(jī)致動(dòng)線60來(lái)致動(dòng)電動(dòng)機(jī)12，以便設(shè)定轉(zhuǎn)子葉片48的所需轉(zhuǎn)子葉片調(diào)整。槳距電動(dòng)機(jī)12經(jīng)由一個(gè)用于轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)速度的槳距齒輪機(jī)構(gòu)56而聯(lián)接到轉(zhuǎn)子葉片48的受支撐的根部點(diǎn)，其中槳距電動(dòng)機(jī)12的一種受控制的操作模式可以改變風(fēng)力發(fā)電站或者水力發(fā)電站的轉(zhuǎn)子葉片48的槳距角(槳距)。為了確定電動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)位置，旋轉(zhuǎn)速度傳感器46、旋轉(zhuǎn)角度傳感器50以及可以指示轉(zhuǎn)子葉片48的終點(diǎn)停止位置的終點(diǎn)位置傳感器52經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)傳感器線72、優(yōu)選地經(jīng)由一條傳感器總線連接到電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64上，其結(jié)果是，包含在電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64中的一個(gè)傳感器控制單元32可以接收電動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)角度。電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64可以借助于傳感器設(shè)備而執(zhí)行包含在逆變器設(shè)備14中的一個(gè)逆變器的正確定相的致動(dòng)，以便設(shè)定電動(dòng)機(jī)12的所希望的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度。電動(dòng)機(jī)12可以另外借助于制動(dòng)器54來(lái)制動(dòng)，并且制動(dòng)器54又由電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64來(lái)激活。在正常操作模式中，經(jīng)由一個(gè)供應(yīng)電力系統(tǒng)64汲取電能，其中一個(gè)上游熔絲元件F保護(hù)槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備10免于過(guò)電壓。供應(yīng)電壓經(jīng)由風(fēng)力發(fā)電站的固定短艙的系統(tǒng)滑環(huán)傳輸?shù)叫D(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸線上。在槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備10內(nèi)，借助于整流器設(shè)備16將電力系統(tǒng)側(cè)400V三相振蕩電流整流成中間電路18的直流電壓，該電壓一般為Vzk=560V (400V*1. 41)。整流器設(shè)備16還包括一個(gè)電流控制單元36，這個(gè)電流控制單元監(jiān)測(cè)并且限制電流流動(dòng)，從而使得當(dāng)槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備10啟動(dòng)時(shí)，一個(gè)減小的電流流動(dòng)，具體來(lái)說(shuō)用于對(duì)能量存儲(chǔ)設(shè)備20進(jìn)行充電并且用于產(chǎn)生一個(gè)所希望的中間電路電壓VZK。中間電路電容器26用于使整流器設(shè)備16的整流的電壓Vzk平滑并且用于將由逆變?cè)O(shè)備14的高頻切換過(guò)程引起的電壓峰值帶走，該中間電路電容器被連接到中間電路18，位于中間電路18的這些電位導(dǎo)體之間。此外，制動(dòng)電阻單元38連接到中間電路18上的方式是使得可以借助于一個(gè)制動(dòng)開(kāi)關(guān)元件62來(lái)使這個(gè)制動(dòng)電阻單元移位工作，該制動(dòng)開(kāi)關(guān)元件可以是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件。電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64可以通過(guò)激活制動(dòng)開(kāi)關(guān)元件62來(lái)將來(lái)自中間電路18的電流傳導(dǎo)到制動(dòng)電阻器單元38中，其結(jié)果是，中間電路18可以變?yōu)闊o(wú)能量的，并且槳距電動(dòng)機(jī)12可以因此被電制動(dòng)。至少在緊急操作模式中，直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備20可以經(jīng)由接觸器觸點(diǎn)Ktl和耦合單元24直接連接到中間電路18。接觸器觸點(diǎn)Ktl和必須手動(dòng)激活的開(kāi)關(guān)Q1充當(dāng)能量存儲(chǔ)切換設(shè)備66起作用，這些能量存儲(chǔ)切換設(shè)備允許例如在修理或維護(hù)的情況下能量存儲(chǔ)設(shè)備20從中間電路18上的斷開(kāi)電連接。能量存儲(chǔ)設(shè)備20包括電容器到高電容量電容器安排22的一種串聯(lián)和并聯(lián)連接，該能量存儲(chǔ)設(shè)備20能夠在中間電路18的電位水平Vzk上存儲(chǔ)能量，其中在緊急操作模式中，存儲(chǔ)的電能可以被短暫地饋送到中間電路18中，以便至少允許電動(dòng)機(jī)12的緊急運(yùn)動(dòng)。能量存儲(chǔ)設(shè)備20經(jīng)由一個(gè)耦合單元24耦合到中間電路18，其中耦合單元24具有如下功能在中間電路電壓Vzk與能量存儲(chǔ)設(shè)備20的電壓之間存在略微的電壓波動(dòng)的情況下，抑制電流流動(dòng)以便減少能量存儲(chǔ)設(shè)備20的加載，其中電壓波動(dòng)可以由中間電路電容器26吸收。耦合單元24因此用以用確定的方式在能量存儲(chǔ)設(shè)備20與中間電路電容器24之間分配功能。電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64還包括一個(gè)控制切換單元34，這個(gè)控制切換單元在從正常操作模式轉(zhuǎn)變到緊急操作模式的情況下可以在 傳感器控制單元32與場(chǎng)定向向量控制單元30之間切換。場(chǎng)定向向量控制單元30基于測(cè)得的電動(dòng)機(jī)電流來(lái)執(zhí)行IPM電動(dòng)機(jī)12的無(wú)傳感器控制，其中IPM電動(dòng)機(jī)的特性配置允許了對(duì) 槳距驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)行為的精確控制，尤其是在低旋轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)。在緊急操作模式中，例如當(dāng)供應(yīng)電力系統(tǒng)68、整流器設(shè)備16、旋轉(zhuǎn)速度傳感器46、旋轉(zhuǎn)角度傳感器50、終點(diǎn)位置傳感器52等等發(fā)生故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64的控制切換單元34從傳感器控制設(shè)備32切換到一個(gè)向量控制單元30，這個(gè)向量控制單元基于測(cè)得的注入電流來(lái)控制IPM電動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)速度。在這種情況下，來(lái)自能量存儲(chǔ)設(shè)備20的能量被傳導(dǎo)到中間電路18中，其中中間電路18的電壓Vzk可以下降到200V以下。由于電動(dòng)機(jī)12的IPM特性，即使在減小的中間電路電壓Vzk和低旋轉(zhuǎn)速度的情況下也可以執(zhí)行場(chǎng)定向PWM致動(dòng)，結(jié)果是可以采取轉(zhuǎn)子葉片48的至少一個(gè)翼片位置。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備10的一個(gè)另外的示例性實(shí)施方案。圖2中圖解說(shuō)明的這個(gè)槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備10實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于圖I中圖解說(shuō)明的實(shí)施方案，并且因此較多地省略了對(duì)這些單獨(dú)部件的描述。整流器設(shè)備16包括一個(gè)三相橋整流器，以便從供應(yīng)電力系統(tǒng)68的該三相電力系統(tǒng)電壓對(duì)中間電路18的直流電壓中間電路電壓Vzk進(jìn)行整流。在中間電路18中，一個(gè)或多個(gè)電流傳導(dǎo)二極管44接通，以便防止電流從逆變器設(shè)備到整流器設(shè)備16的回流，結(jié)果是出現(xiàn)的電壓峰值可以單獨(dú)地由中間電路電容器26吸收。逆變器設(shè)備14包括一個(gè)三橋逆變器,這個(gè)三橋逆變器含有六個(gè)半導(dǎo)體切換兀件,優(yōu)選為IGBT切換兀件，以便將中間電路18的直流電壓Vzk轉(zhuǎn)換為經(jīng)PWM調(diào)制的致動(dòng)位置電壓而用于在旋轉(zhuǎn)速度控制下操作同步電動(dòng)機(jī)12。逆變器設(shè)備14的這些半導(dǎo)體切換元件在正常操作模式中由傳感器控制單元32并且在緊急操作模式中由向量控制單元30以正確的相位來(lái)切換，其中控制切換單元34在從正常操作模式轉(zhuǎn)變到緊急操作模式時(shí)在這兩個(gè)控制單元30、32之間切換。然而，還可以設(shè)想向量控制單元30在正常操作模式中以及在緊急操作模式中均執(zhí)行旋轉(zhuǎn)速度控制。整流器設(shè)備16包括一個(gè)電流控制單元36，這個(gè)電流控制單元可以控制流入中間電路18中的電流的水平并且可以防止過(guò)量的電流流動(dòng)，尤其是當(dāng)槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備10啟動(dòng)時(shí)，并且可以設(shè)定中間電路電壓Vzk的水平。為了測(cè)量由整流器設(shè)備16饋送的電流，將電流的水平以信號(hào)方式發(fā)送到電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64的一個(gè)電流測(cè)量設(shè)備42被連接到DC中間電路18中，該電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備64又可以致使電流控制單元36控制這個(gè)電流的水平。能量存儲(chǔ)設(shè)備20經(jīng)由耦合設(shè)備24直接連接到中間電路18，其中該耦合設(shè)備24不允許能量在中間電路18與能量存儲(chǔ)設(shè)備20之間交換，直到超過(guò)可預(yù)定的電位差Vf為止。在設(shè)計(jì)、產(chǎn)生功能的方法以及緊急操作模式中的順序方面，圖2中的示例性實(shí)施方案在較大程度上對(duì)應(yīng)于圖I中的示例性實(shí)施方案。圖3是一個(gè)無(wú)源耦合單元24的四個(gè)示例性實(shí)施方案的示意圖，這個(gè)無(wú)源耦合單元允許能量存儲(chǔ)設(shè)備20耦合到槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備10的中間電路18。在一些情況下，可以補(bǔ)償電壓波動(dòng)、使中間電路電壓Vzk平滑并且吸收電壓峰值的一個(gè)中間電路電容器26被連接到中間電路18。能量存儲(chǔ)設(shè)備20包括一個(gè)電容器安排22,這個(gè)電容器安排借助于串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的多個(gè)電容器而允許備用能量存儲(chǔ)器的高電容能量存儲(chǔ)。能量存儲(chǔ)設(shè)備20具有的功能是使能量可供使用于槳距驅(qū)動(dòng)器12的臨時(shí)通知的緊急操作移動(dòng)、在換向過(guò)程的情況下吸收再生的能量，以及在高轉(zhuǎn)矩要求的情況下使能量可供使用于功率峰值。離合器單元24用于在中間電路18與能量存儲(chǔ)設(shè)備20的內(nèi)部電容器電壓之間的有小的電壓差的情況下防止電流流動(dòng)，因?yàn)橹虚g電路電容器26將會(huì)用于補(bǔ)償這些電壓差。本發(fā)明的耦合單元24可以含有多個(gè)單獨(dú)的元件或者下文呈現(xiàn)的耦合單元24的多個(gè)元件的一種組合。圖3a圖解說(shuō)明一個(gè)耦合單元24的第一示例性實(shí)施方案，這個(gè)耦合單元包括兩個(gè)互連的半導(dǎo)體功率二極管，它們?yōu)榫哂虚撝惦妷篤f的耦合二極管40。在電位差超過(guò)耦合單元24的閾值電壓Vf之前，不會(huì)發(fā)生能量存儲(chǔ)設(shè)備20與中間電路18之間的電流流動(dòng)。此閾值電壓Vf可以如所希望的通過(guò)串聯(lián)連接多個(gè)二極管來(lái)增加，結(jié)果是在適當(dāng)?shù)那闆r下，在中間電路電容器26與能量存儲(chǔ)設(shè)備20之間可能出現(xiàn)一種“工作劃分”。圖3b圖解說(shuō)明一個(gè)耦合單元24的第二示例性實(shí)施方案，這個(gè)耦合單元24包括一個(gè)或多個(gè)另外的中間電路電容器28，這一個(gè)或多個(gè)中間電路電容器并聯(lián)連接在互連耦合二極管40的上游，位于中間電路30的電位軌之間。這些另外的中間電路電容器28增加了中間電路電容器26的電容，從而使得可以減輕相對(duì)高的電壓峰值，并且使得改善的紋波抑制以及較穩(wěn)定的中間電路電壓Vzk成為可能。圖3c圖解說(shuō)明一個(gè)耦合單元24的第三示例性實(shí)施方案，這個(gè)耦合單元包括一個(gè)電感器電路90。電感器電路90可以包括一個(gè)或多個(gè)電感器，電流可以經(jīng)由這一個(gè)或多個(gè)電感器在直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備20與直流電壓中間電路18之間流動(dòng)。電感器電路90使功率峰值平滑，并且對(duì)例如在逆變器設(shè)備14的快速切換過(guò)程、網(wǎng)絡(luò)線的故障、電動(dòng)機(jī)12的負(fù)載改變或者其他故障的情況下可能發(fā)生的諧波進(jìn)行阻尼。因此，能量存儲(chǔ)設(shè)備20是被恒定地加載的并且受保護(hù)免于高頻電流波動(dòng)的，其結(jié)果是增加了使用壽命。此外，圖3d所示為一個(gè)耦合單元24，這個(gè)耦合單元包括一個(gè)齊納二極管開(kāi)關(guān)92。齊納二極管開(kāi)關(guān)92可以包括一個(gè)或多個(gè)齊納二極管或者相當(dāng)?shù)牟考詽M足如下目的不會(huì)出現(xiàn)在中間電路18的方向上來(lái)自能量存儲(chǔ)設(shè)備20的電流流動(dòng)，直到中間電路電壓Vzk比直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備20的電壓Vb小了齊納電壓Vz的絕對(duì)值為止。由于齊納二極管的特定特性，中間電路18的可更新能量傳送到能量存儲(chǔ)設(shè)備20中。只要能量存儲(chǔ)器20的電壓Vb比中間電路電壓Vzk高Vz，包含在能量存儲(chǔ)器20中的能量就可以輸出到中間電路18。在操作期間，這意味著能量存儲(chǔ)器20的電壓Vb可以在VZK+Vz與VBmax (能量存儲(chǔ)器20的最大電壓)之間變化。圖4圖解說(shuō)明一個(gè)有源耦合單元24，通過(guò)該有源耦合單元，中間電路18的能量存儲(chǔ)設(shè)備20可以接通和斷開(kāi)，結(jié)果是能量存儲(chǔ)設(shè)備20可以與中間電路18去耦。耦合單元24包括一個(gè)控制裝置94，這個(gè)控制裝置連接到一個(gè)切換裝置96，這個(gè)切換裝置在此情況下為功率晶體管，例如IGBT。此外，控制裝置94包括一個(gè)電流傳感器100，該電流傳感器用于感測(cè)充電電流Ie，在中間電路18的接通狀態(tài)下，這個(gè)充電電流可以流動(dòng)到能量存儲(chǔ)設(shè)備24 ;以及兩個(gè)電壓測(cè)量傳感器，這兩個(gè)電壓測(cè)量傳感器可以檢測(cè)能量存儲(chǔ)設(shè)備20處的電壓Vb以及中間電路18處的VZK。最后，耦合單元24包括一個(gè)電感電路90和一個(gè)旁路分支102，這個(gè)旁路分支含有一個(gè)耦合二極管40并且旁路通過(guò)切換裝置96，結(jié)果是只要UB>UZK，電流Im便可以從能量存儲(chǔ)設(shè)備20流動(dòng)到中間電路18。由于切換裝置96由控制裝置94接通，因此再生電流或者充電電流Ie可以從中間電路18流動(dòng)到能量存儲(chǔ)設(shè)備20中。如果中間電路電壓Ub下降到能量存儲(chǔ)電壓Uzk的水平以下，那么能量存儲(chǔ)設(shè)備經(jīng)由二極管40對(duì)中間電路18供應(yīng)電流。切換裝置94可以經(jīng)由一個(gè)高層級(jí)的控制器連接到例如一個(gè)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備(未圖解說(shuō)明)，并且可以接收與能量存儲(chǔ)器20的普通的和/或受控的充電、在逆變器14的加電期間的激活、或者在電動(dòng)機(jī)操作模式期間或在電動(dòng)機(jī)12的特定操作范圍的情況下(例如在高負(fù)載操作模式或高頻操作模式期間)的斷開(kāi)相關(guān)的外部命令。控制裝置94可以例如當(dāng)接收到一個(gè)外部接通或斷開(kāi)信號(hào)時(shí)靜態(tài)地激活切換裝置96，或者例如借助于一種控制方法來(lái)執(zhí)行切換裝置96的受控激活，例如借助于一個(gè)用于控制充電電流Itj的閉合控制回路。 圖5是IPM同步機(jī)器的永磁體轉(zhuǎn)子74的基本設(shè)計(jì)的示意圖。轉(zhuǎn)子74具有轉(zhuǎn)子軸線80并且包括一個(gè)轉(zhuǎn)子疊片鐵芯76，這個(gè)轉(zhuǎn)子疊片鐵芯具有對(duì)應(yīng)于隱蔽磁體的數(shù)目的異型極凸出部。轉(zhuǎn)子疊片鐵芯76經(jīng)層壓以便抑制渦電流損失。在各自情況下均圍繞轉(zhuǎn)子軸線80偏移90°的四個(gè)永磁體78被埋入在轉(zhuǎn)子疊片鐵芯的內(nèi)部中，即，徑向向內(nèi)偏移，這與SPM電動(dòng)機(jī)相反。由于此設(shè)計(jì)，此類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的磁阻效應(yīng)，并且顯著適合于無(wú)傳感器控制，尤其是在低旋轉(zhuǎn)速度范圍中以及在場(chǎng)減弱操作模式中(在通過(guò)能量存儲(chǔ)設(shè)備20而可供使用的低中間電路電壓的情況下)。在圖6中，用相同的功率數(shù)據(jù)對(duì)一個(gè)優(yōu)選IPM電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩/旋轉(zhuǎn)速度M/rpm特性曲線與一個(gè)SPM電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了對(duì)比。這個(gè)IPM電動(dòng)機(jī)針對(duì)相同的功率耗用具有較高的額定旋轉(zhuǎn)速度范圍，并且針對(duì)相同的旋轉(zhuǎn)速度rpm具有顯著較高的轉(zhuǎn)矩M，并且因此顯著優(yōu)于SPM電動(dòng)機(jī)，尤其是在場(chǎng)減弱操作模式中。因此尤其在具有通過(guò)能量存儲(chǔ)設(shè)備20而可供使用的減小的中間電路電壓Vzk的緊急操作模式中，可以針對(duì)高旋轉(zhuǎn)速度rpm下的緊急移動(dòng)而使高轉(zhuǎn)矩M可供使用，其中在旋轉(zhuǎn)傳感器故障的情況下，即使在低旋轉(zhuǎn)速度rpm下也可以借助于優(yōu)良的磁阻效應(yīng)來(lái)執(zhí)行無(wú)傳感器場(chǎng)定向向量控制。
權(quán)利要求
1.一種槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備(10)，該槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備能夠進(jìn)行緊急操作以用于調(diào)整一個(gè)風(fēng)力發(fā)電站或一個(gè)水力發(fā)電站的一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片，該槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括一個(gè)逆變器設(shè)備(14)和一個(gè)三相電流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是一個(gè)三相電流IPM (內(nèi)部永磁體式)同步電動(dòng)機(jī)(12)。
2.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，至少針對(duì)一個(gè)緊急操作模式，一個(gè)直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備(20)能夠?qū)嵸|(zhì)上直接連接到位于一個(gè)整流器設(shè)備(16)與該逆變器設(shè)備(14)之間的一個(gè)直流電壓中間電路(18)上，以便至少短暫地將能量供應(yīng)到該IPM同步電動(dòng)機(jī)(12)，結(jié)果是即使當(dāng)中間電路電壓Uzk正在下降，該IPM同步電動(dòng)機(jī)(12)也能至少短暫地在旋轉(zhuǎn)速度控制下操作。
3.如權(quán)利要求I或2所述的設(shè)備， 其特征在于，該IPM同步電動(dòng)機(jī)(12)是針對(duì)300到3000rpm的一個(gè)高旋轉(zhuǎn)速度范圍來(lái)配置的，其中在較低旋轉(zhuǎn)速度范圍中，尤其是在500rpm的一個(gè)額定旋轉(zhuǎn)速度的范圍中可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)最佳效率水平。
4.如權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備， 其特征在于，該直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備(20 )是一個(gè)高電容量電容器安排(22 )。
5.如前述權(quán)利要求2到4中的一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備， 其特征在于，該直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備(20)是針對(duì)100V DC到650V DC的一個(gè)中間電路電壓Uzk來(lái)配置的。
6.如前述權(quán)利要求2到5中的一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備， 其特征在于，該直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備(20)經(jīng)由一個(gè)耦合單元(24)、尤其是一個(gè)基于二極管和/或基于電感器的耦合單元(24)而連接至該中間電路(18)以便抑制干擾電壓峰值，其中該耦合單元(24)優(yōu)選包括至少一個(gè)另外的中間電路電容器(28)以便增加一個(gè)中間電路電容器(26 )的電容。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備， 其特征在于，該耦合單元(24)包括一個(gè)控制裝置(94)和一個(gè)切換裝置(96)，因此，至少一個(gè)充電電流Ie可以從該直流電壓中間電路(18)切換到該直流電壓存儲(chǔ)設(shè)備(20)。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備， 其特征在于，包括用于對(duì)該直流電壓中間電路(18 )供應(yīng)一個(gè)電源電流Im的一個(gè)耦合二極管(40)的一個(gè)旁路分支(102)與該切換裝置(96)并聯(lián)連接，結(jié)果是一個(gè)供應(yīng)電流Im能夠與該切換裝置(96)的切換狀態(tài)無(wú)關(guān)地流動(dòng)。
9.如權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備， 其特征在于，至少該切換裝置(96)是一個(gè)半導(dǎo)體切換裝置，并且優(yōu)選連同該逆變器設(shè)備(14)的半導(dǎo)體切換裝置和/或該整流器設(shè)備(16)的半導(dǎo)體橋二極管一起集成在一個(gè)半導(dǎo)體功率模塊的一個(gè)殼體中的一個(gè)IPM殼體(集成功率模塊)中。
10.如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備， 其特征在于，該逆變器設(shè)備(14)包括一個(gè)場(chǎng)定向的向量控制單元(30)，該向量控制單元用于在無(wú)一傳感器的情況下控制該同步電動(dòng)機(jī)(12)的旋轉(zhuǎn)速度，該向量控制單元(30)能夠至少在一個(gè)操作模式中并且優(yōu)選在該同步電動(dòng)機(jī)(12)的300到700rpm的一個(gè)低旋轉(zhuǎn)速度范圍中、尤其是在500rpm的一個(gè)旋轉(zhuǎn)速度范圍中執(zhí)行旋轉(zhuǎn)速度控制。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備， 其特征在于，該逆變器設(shè)備(14)包括一個(gè)傳感器控制單元(32)，該傳感器控制單元連接到一個(gè)或多個(gè)機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度/旋轉(zhuǎn)角度/位置傳感器(46、50、52)上以用于控制該同步電動(dòng)機(jī)(12)的旋轉(zhuǎn)速度，并且包括一個(gè)控制切換單元(34)，該控制切換單元可以在用于在正常操作模式中控制該旋轉(zhuǎn)速度的該傳感器控制單元(32)與用于在該緊急操作模式中控制該旋轉(zhuǎn)速度的該向量控制單元(30 )之間切換。
12.如前述權(quán)利要求2到11中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備， 其特征在于，該整流器設(shè)備(16)包括一個(gè)電流控制單元(36)，該電流控制單元用于限制拾取的電力系統(tǒng)電流和/或用于該直流電壓能量存儲(chǔ)設(shè)備(20)、該中間電路電容器(26)以及該逆變器設(shè)備(14)的電流調(diào)節(jié)充電，其中在該正常操作模式中，該電流控制單元(36)能夠?qū)⒃撝虚g電路電壓Uzk調(diào)整到一個(gè)可預(yù)設(shè)的值上。
13.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備， 其特征在于，一個(gè)緊急制動(dòng)電阻器單元(38)以一方式連接到該直流電壓中間電路(18)以使得該緊急制動(dòng)電阻器單元可以被激活以便使電能轉(zhuǎn)向以用于快速制動(dòng)該同步電動(dòng)機(jī)(12)，其中尤其在一個(gè)增加的中間電路電壓Uzk的情況下能夠激活該制動(dòng)電阻器單元(38)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備(10)，該槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備能夠進(jìn)行緊急操作以用于調(diào)整一個(gè)風(fēng)力發(fā)電站或一個(gè)水力發(fā)電站的一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片槳距。該槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備(10)包括一個(gè)逆變器設(shè)備(14)和一個(gè)三相電流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)施為一個(gè)三相IPM同步電動(dòng)機(jī)(12)(內(nèi)部永磁體式)。一個(gè)直流電流電力存儲(chǔ)設(shè)備(20)可以有利地是至少針對(duì)緊急操作而言實(shí)質(zhì)上直接連接至位于一個(gè)整流器設(shè)備(16)與該逆變器設(shè)備(14)之間的一個(gè)中間直流電流電路(18)，以便至少短暫地將電力供應(yīng)到該同步電動(dòng)機(jī)(12)上，從而使得當(dāng)中間電路電壓UZK正在下降時(shí)，該IPM同步電動(dòng)機(jī)(12)也可以至少短暫地在速度控制下操作。本發(fā)明使得當(dāng)在緊急操作中一個(gè)中間電路電壓UZK正在下降時(shí)該槳距驅(qū)動(dòng)設(shè)備在高轉(zhuǎn)矩下能夠速度受控緊急操作，其中該直流電流能量存儲(chǔ)設(shè)備可以例如作為一個(gè)能量緩沖器來(lái)改善效率，并且減少經(jīng)由轉(zhuǎn)子滑環(huán)的電流傳送。
文檔編號(hào)H02J9/04GK102812238SQ201180014896
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者托拜厄斯·羅斯曼, 拉斯·考克 申請(qǐng)人:穆格昂納公司