專(zhuān)利名稱(chēng):感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制裝置及方法
本發(fā)明基本上涉及由直流電源通過(guò)一臺(tái)逆變器激勵(lì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制裝置。
在一種可變電壓和可變頻率的交流電動(dòng)機(jī)激勵(lì)裝置中，三相輸入電壓是由直流或交流整流電源通過(guò)帶有6個(gè)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)組成電路的逆變器而加到該電動(dòng)機(jī)上，一只柵截止型可控硅即是一個(gè)典型的電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，如果這些電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是理想的且沒(méi)有轉(zhuǎn)換延時(shí)，則由逆變器輸出到該電動(dòng)機(jī)的電壓波形就基本上等于理論上的方波，但是轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)都有延時(shí)，所以就改變了輸出的電壓波形。如果沒(méi)有逆變器輸出電壓反饋措施，和不補(bǔ)償有延遲轉(zhuǎn)換時(shí)間效應(yīng)影響的輸出電壓，電動(dòng)機(jī)就很難按期望地運(yùn)行，利用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制器綜合地調(diào)整上述兩方面因素即能提供所期望的輸出電壓，而且其中的反饋還需要附加隔離和信號(hào)修正措施。
本發(fā)明的主要目的即為提供一種控制一臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷控制裝置的方法，確定每個(gè)逆變器轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的起勵(lì)時(shí)間，確定怎樣的時(shí)間對(duì)下述關(guān)系是增加還是減少效益，即對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、直流輸出功率、總的轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換的頻率和在基波電壓和電流的波形之間的相位角度。
鑒于此目的，本發(fā)明在于控制至少一相負(fù)荷的方法，以及操作一臺(tái)包括有用于每相負(fù)荷的第一轉(zhuǎn)換設(shè)備和第二轉(zhuǎn)換設(shè)備的逆變器的方法;所述的逆變器與電源耦接并響應(yīng)一個(gè)效力請(qǐng)求信號(hào);對(duì)每一負(fù)荷相確定下述步驟，即對(duì)第一轉(zhuǎn)換設(shè)備確定第一導(dǎo)電時(shí)間，對(duì)第二轉(zhuǎn)換設(shè)備確定第二導(dǎo)電時(shí)間，用以對(duì)所述相的負(fù)荷供給具有所期望頻率的期望電壓，以激勵(lì)所述的負(fù)荷相;確定在所述電壓和負(fù)荷電流間的電流相角，確定當(dāng)輸出電流為正時(shí)及當(dāng)輸出電流為負(fù)時(shí)響應(yīng)所述的電流相角;以及對(duì)每個(gè)第一和第二導(dǎo)電時(shí)間在響應(yīng)于所述的期望電壓中及根據(jù)在轉(zhuǎn)換發(fā)生時(shí)的電流是正或是負(fù)提供一個(gè)修正。
本發(fā)明還在于對(duì)按照上述方法運(yùn)行的控制裝置中，對(duì)至少一相并用一臺(tái)逆變器運(yùn)行的負(fù)荷包括有為每相負(fù)荷的至少一個(gè)第一轉(zhuǎn)換設(shè)備和一個(gè)第二轉(zhuǎn)換設(shè)備，所述的逆變器與電源耦接并響應(yīng)于效力請(qǐng)求信號(hào);第一裝置組合，用于在響應(yīng)于所述的效力請(qǐng)求信號(hào)和與每電動(dòng)機(jī)相的關(guān)系中為第一轉(zhuǎn)換設(shè)備確定第一導(dǎo)電連續(xù)時(shí)間和為第二轉(zhuǎn)換設(shè)備確定第二導(dǎo)電連續(xù)時(shí)間，以提供一個(gè)具有期望頻率的期望電壓激勵(lì)所述負(fù)荷的所述相;第二裝置組合，用于確定在所述電壓和負(fù)荷電流之間的電流相角;第二裝置組合，用于確定在輸出電流是正時(shí)及在輸出電流是負(fù)時(shí)與所述的相角的關(guān)系;以及第四裝置組合，用于對(duì)第一和第二導(dǎo)電時(shí)間之一為響應(yīng)所述的正電流提供第一修正，和對(duì)所述第一和第二導(dǎo)電時(shí)間中與上述不同的另一個(gè)為響應(yīng)所述負(fù)電流提供第二修正，同時(shí)在響應(yīng)所述的期望輸出電壓中用所述被移動(dòng)過(guò)第一和第二修正。
本申請(qǐng)與下述專(zhuān)利申請(qǐng)有關(guān)，即D.J.Shero等人的題為“感應(yīng)電動(dòng)機(jī)合成控制裝置和方法”，美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)為NO.696，814;H.Dadpey等人的題為“為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)設(shè)備控制用的轉(zhuǎn)矩的確定”，美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)為NO.696，832以及Shero等人題為“感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制裝置和方法”的美國(guó)申請(qǐng)序號(hào)NO.696，833，以上申請(qǐng)為1985年1月31日提交的，并轉(zhuǎn)讓給同一受讓人，為了更完全地了解應(yīng)當(dāng)查閱這些公開(kāi)文件。
圖1示出先有技術(shù)中感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制裝置;
圖2示出先有技術(shù)中交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制裝置的方框圖;
圖3示出先有技術(shù)中激勵(lì)交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的三相逆變器;
圖4示出圖3所示的先有技術(shù)中交流激勵(lì)用逆變器的一極;
圖5示出圖3的逆變器利用均等取樣脈沖寬度調(diào)制所產(chǎn)生的理想電壓波形。
圖6表示在逆變器一極的電流為正方向時(shí)，延遲時(shí)間、導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間對(duì)逆變器一極輸出電壓的影響;
圖7表示在逆變器一極電流為負(fù)方向時(shí)延遲時(shí)間、導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間對(duì)逆變器一極輸出電壓的影響;
圖8A-8E，表示在各種不同交流電動(dòng)機(jī)的功因數(shù)相角情況下延遲時(shí)間對(duì)所期望的逆變器輸出電壓的影響;
圖9，表示對(duì)該逆變器在0°功因數(shù)相角運(yùn)行下，在電壓轉(zhuǎn)換中產(chǎn)生延遲時(shí)間電壓向量的最終時(shí)間位移;
圖10，表示對(duì)該逆變器在90°功因數(shù)相角運(yùn)行下，在電壓轉(zhuǎn)換中產(chǎn)生延遲時(shí)間電壓向量的最終時(shí)間位移;
圖11，表示對(duì)該逆變器在180°功因數(shù)相角運(yùn)行下，在電壓轉(zhuǎn)換中產(chǎn)生延遲時(shí)間電壓向量的最終時(shí)間位移;
圖12，表示所期望的輸出極電壓和所被調(diào)節(jié)的極電壓指令以便在極電流為正值時(shí)取得近似所期望的正向極電壓;
圖13，表示所期望的輸出極電壓和所被調(diào)節(jié)的極電壓指令以便在極電流為負(fù)值時(shí)取得近似所期望的負(fù)向極電壓;
圖14，表示導(dǎo)引計(jì)算電流相角程序的流程表;
圖15，表示導(dǎo)引低速電流相角確定程序的流程表;
圖16，表示在整頻率值為9HZ下繪的電流相角對(duì)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系說(shuō)明曲線(xiàn);
圖17，表示在整頻率值為10HZ下繪的電流相角對(duì)頻率的關(guān)系說(shuō)明曲線(xiàn);
圖18，表示在上述參考的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，833的圖20中揭示的控制循環(huán)程序的流程圖;
圖19，表示為上述參考的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696.832的圖4A中揭示的牽引效力反饋程序用的本申請(qǐng)的修正流程表;
圖20，表示為上述參考的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，832的圖5C中揭示的計(jì)算表轉(zhuǎn)矩程序用的本申請(qǐng)的修正流程表;
圖21和圖22，接續(xù)合并表示用于上述參考的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，814的圖43B和43C中所揭示的無(wú)改變程序的流程表。
在圖1中表示出先有技術(shù)中的交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制裝置，它包括有一個(gè)直流電源10連接著一臺(tái)逆變器11，用以確定接有負(fù)荷13的三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)12的運(yùn)行，這可代表一個(gè)交通車(chē)。電動(dòng)機(jī)12上接有一個(gè)轉(zhuǎn)矩敏感器14，用來(lái)給電動(dòng)機(jī)控制器16提供轉(zhuǎn)矩反饋15，一個(gè)功率控制器接受交通車(chē)司機(jī)的加速度請(qǐng)求18、交通車(chē)重量19和交通車(chē)車(chē)輪直徑20作為輸入。功率控制器17產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩效力請(qǐng)求21，它代表為交通車(chē)負(fù)荷13加速到加速度請(qǐng)求18所界限的速率時(shí)該交流電動(dòng)機(jī)12應(yīng)當(dāng)達(dá)到的轉(zhuǎn)矩，急變限制器22接受此轉(zhuǎn)矩效力請(qǐng)求21并提供一個(gè)有限界的急變轉(zhuǎn)矩效力請(qǐng)求23給電動(dòng)機(jī)控制器16，電動(dòng)機(jī)控制器16即產(chǎn)生GTO(柵截止)轉(zhuǎn)換觸發(fā)脈沖24輸?shù)阶兡嫫?1，以資使轉(zhuǎn)矩反饋15和轉(zhuǎn)矩效力請(qǐng)求23相協(xié)調(diào)。
在圖2中表示出一個(gè)適合于按本發(fā)明的操作去控制一臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)12(諸如一臺(tái)大型交通運(yùn)輸車(chē)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī))電動(dòng)機(jī)控制裝置，該控制裝置詳細(xì)地公開(kāi)于上述引用的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?96，833文件中。該交通車(chē)司機(jī)提供給功率控制器17一個(gè)交通車(chē)加速度請(qǐng)求18，該請(qǐng)求計(jì)及了交通工具重量19和車(chē)輪直徑20，功率控制器17將它們轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩效力請(qǐng)求信號(hào)21而輸入到信號(hào)限制器32以便阻止不合適的轉(zhuǎn)矩效力請(qǐng)求，設(shè)置了一個(gè)與期望的急變速率36相關(guān)的急變限制器22，用于建立一個(gè)有限界的急變轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求23以使交通車(chē)上的乘客舒適，用一個(gè)轉(zhuǎn)矩反饋確定裝置38來(lái)確定反饋轉(zhuǎn)矩40，它通過(guò)測(cè)量該系統(tǒng)輸入功率來(lái)估算電動(dòng)機(jī)12的輸出轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)輸入功率與電源10提供的直流電壓43和直流電流44相關(guān)，與逆變器頻率48和合成方式50、以及由與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)12耦接的測(cè)速儀54提供的轉(zhuǎn)速52有關(guān)。轉(zhuǎn)矩反饋信號(hào)40提供給綜合接口58的負(fù)輸入以與有限界的急變轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求信號(hào)23供給該綜合接口58的正輸入相比較，經(jīng)比較后的結(jié)果轉(zhuǎn)矩差值信號(hào)60即送到電動(dòng)機(jī)控制器62。從司機(jī)發(fā)出車(chē)控制許可信號(hào)64則即允許該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)12運(yùn)行或停止。其它對(duì)電動(dòng)機(jī)控制器62所必需的輸入包括有直流線(xiàn)電壓43和逆變器合成方式50。電動(dòng)機(jī)控制器62輸出制動(dòng)閘允許68、請(qǐng)求的制動(dòng)角70、請(qǐng)求的逆變器頻率48和請(qǐng)求的逆變器電壓百分比74，這些都輸入到逆變與制動(dòng)合成裝置76中，另外還有輸入/輸出的控制狀態(tài)信號(hào)78。逆變器和制動(dòng)合成裝置76提供合成方式信號(hào)50給電動(dòng)機(jī)控制器62和轉(zhuǎn)矩反饋確定裝置38。當(dāng)電動(dòng)機(jī)12由轉(zhuǎn)換制動(dòng)電路80提供的附加電壓而運(yùn)行在制動(dòng)方式時(shí)，控制狀態(tài)信號(hào)78操作使合成方式保持在六步而阻止變到準(zhǔn)六步或PWM(脈沖寬度調(diào)制)方式，逆變器與制動(dòng)合成裝置76輸出逆變器GTO觸發(fā)脈沖82到逆變器11，和發(fā)出制動(dòng)GTO觸發(fā)脈沖86到制動(dòng)電路80。逆變器11驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)12以作功或是制動(dòng)運(yùn)行，以及在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在基本速度以上而期望附加制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，制動(dòng)電路80與電動(dòng)機(jī)12一并運(yùn)行。
在圖3中，表示出先有技術(shù)中一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)用的包括三個(gè)極的三相逆變器。
圖4表示的是圖3中所示交流逆變器的一極，為先有技術(shù)，它包括有兩個(gè)柵截止可控硅100和101，兩個(gè)單向二極管102和103，一個(gè)電流緩沖電路104以限制通過(guò)各GTO轉(zhuǎn)換電流的di/dt變化，以及一個(gè)第一電壓緩沖電路105與GTO可控硅開(kāi)關(guān)100一起運(yùn)行，以及一個(gè)第二電壓緩沖電路106與第二個(gè)GTO可控硅開(kāi)關(guān)101一起運(yùn)行。籍用各種已知的脈沖寬度調(diào)節(jié)技術(shù)，可由用作圖3所示逆變器的直流電源中以及適合于交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)所期望的控制器取得三相交流電壓和電流波形。
圖5所示是由圖3的逆變器產(chǎn)生的理想化了的電壓波形，并按下述假設(shè)條件進(jìn)行說(shuō)明，即忽略在正GTO可控硅開(kāi)關(guān)100和負(fù)GTO可控硅開(kāi)關(guān)102之間執(zhí)行轉(zhuǎn)換操作所需的轉(zhuǎn)換時(shí)間，在實(shí)際運(yùn)行中該假設(shè)條件不完全準(zhǔn)確。為了提供所期望的波形在確定GTO導(dǎo)通時(shí)間和GTO截止時(shí)間中有意地將延遲時(shí)間插在GTO開(kāi)關(guān)不被允許導(dǎo)通之處以保證被導(dǎo)通的GTO開(kāi)關(guān)直在被截止的GTO開(kāi)關(guān)肯定地截止到避免一個(gè)不期望的故障電流沖擊之前一直導(dǎo)通。所需的延遲時(shí)間和轉(zhuǎn)換時(shí)間推移了該電壓的轉(zhuǎn)換，即推移了根據(jù)在電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)間上通過(guò)該極的電流方向所確定的轉(zhuǎn)換時(shí)間。
在圖6中，示出所期望的極電壓110與實(shí)際的極電壓111間的關(guān)系，是在電流方向從逆變器極流向電動(dòng)機(jī)為正，如圖4中箭頭IA所示情況下的。實(shí)際極電壓111被所提供的延遲時(shí)間112推移了35微秒，被正GTO轉(zhuǎn)換導(dǎo)通時(shí)間113推移10微秒以及正GTO轉(zhuǎn)換截止時(shí)間114推移了15微秒。
在圖7中示出所期望的極電壓110與實(shí)際極電壓115之間的關(guān)系，是在電流方向?yàn)閺碾妱?dòng)機(jī)流向逆變器極為負(fù)的情況，該實(shí)際電壓115被做了下述推移，即被負(fù)GTO轉(zhuǎn)換截止時(shí)間116、所提供的延遲時(shí)間117推移為35微秒，以及負(fù)GTO轉(zhuǎn)換導(dǎo)通時(shí)間118推移為10微秒。
這個(gè)電壓轉(zhuǎn)換的位移將導(dǎo)致使逆變器或是降低了基波電壓輸出，或是增大基波電壓輸出，它決定于在輸出電壓和輸出電流間的角度，該輸出電壓被增加或降低的數(shù)值決定于轉(zhuǎn)換時(shí)間、延遲時(shí)間、轉(zhuǎn)換頻率和在基波電壓和電流波形之間的角度。
在圖8A中示出的是所期望的電壓向量120、由于GTO延遲時(shí)間所致的電壓向量122、合成的實(shí)際電壓向量124和代表輸出電流的向量126，其中電流向量與輸出電壓向量同相位;圖8B所示的電流向量126與實(shí)際電壓向量124相位差45°;圖8c中的電流向量126與實(shí)際的輸出電壓向量124相位差90°;圖8D中的電流向量126與實(shí)際的電壓向量124相位差135°;圖8E中所示電流向量126則與實(shí)際電壓向量相位差180°。各向量的大小并未與任何具體轉(zhuǎn)換頻率或轉(zhuǎn)換時(shí)間發(fā)生關(guān)系，各圖旨在于定性地表示延遲時(shí)間對(duì)所期望電壓的影響。如果延遲時(shí)間、轉(zhuǎn)換頻率或直流逆變器輸入電壓中之一增加，則延遲時(shí)間電壓向量122的大小即會(huì)增大;若這三個(gè)變量之一被減小，則后者也即減小。該延遲時(shí)間電壓向量122的大小不受期望電壓向量120的影響，并且對(duì)任一期望的電壓輸出來(lái)說(shuō)該值為常數(shù)。從中可見(jiàn)，當(dāng)要求電壓輸出124為低值，例如在低的逆變器基波頻率時(shí)，延遲時(shí)間電壓122會(huì)更有問(wèn)題。
圖8A代表電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在作功方式下，輸出電壓124與輸出電流126之間的相角是0°，如果實(shí)際上能夠達(dá)到這樣的相角，則由于延遲時(shí)間所致的電壓122乃與輸出電流126相位差180°，其結(jié)果，輸出電壓124將與期望電壓120同相位，但被延遲時(shí)間電壓122減小了。圖8B表示電動(dòng)機(jī)以作功方式運(yùn)行，這時(shí)在輸出電壓124和輸出電流126之間的相位角為45°，同時(shí)由延遲時(shí)間所致的電壓122與輸出電流126成180°相位差，合成輸出電壓124導(dǎo)前輸出電流126為45°，并且在大小方面較小因減去了部分全延遲時(shí)間電壓，而在相位方面離開(kāi)所期望的輸出電壓120。圖8C所示為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在制動(dòng)方式，這時(shí)的輸出電流126與輸出電壓124相位差90°，合成輸出電壓124的大小稍小并與期望電壓120有相位差。在圖8D中所示為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于有輸出電流126的制動(dòng)方式，輸出電流126與輸出電壓124相位差135°，并且合成輸出電壓124在大小上比較大，但是小于加上全延遲時(shí)間電壓，并與期望輸出電壓120不同相。在圖8E中所示為具有輸出電流126的急劇制動(dòng)運(yùn)行方式，該電流與輸出電壓124相位差180°，由延遲時(shí)間所致電壓122加到期望電壓120上并導(dǎo)致輸出電壓124與期望電壓120同相位而大于后者。
圖9、10和11分別示出對(duì)電壓和電流間分別為0°、90°和180°相角的情況時(shí)在電壓轉(zhuǎn)換中如何實(shí)際移相來(lái)產(chǎn)生延遲時(shí)間電壓向量。在每圖中的第四、第五和第六波形以實(shí)線(xiàn)示出對(duì)各極的期望瞬間電壓輸出，在電壓轉(zhuǎn)換中由于延遲時(shí)間所致的相位移用虛線(xiàn)表示。
第七波形代表所期望的線(xiàn)對(duì)中點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)電壓120;第八波形表示實(shí)際輸出的線(xiàn)對(duì)中點(diǎn)電動(dòng)機(jī)電壓124，僅表示A相一相;第九波形表示A相的延遲時(shí)間電壓122，并且對(duì)圖8A所示的0°情況該電壓與期望電壓120相位差180°，因此，實(shí)際輸出電壓124低于期望電壓120。對(duì)于如圖8E所示180°運(yùn)行情況，該延遲時(shí)間電壓122與所期望電壓120同相位，并因此實(shí)際輸出電壓124高于期望電壓120。對(duì)90°運(yùn)行情況，延遲時(shí)間電壓122與期望電壓120相位差約為90°，并因此該實(shí)際輸出電壓124與期望電壓120近似相等但有些相位移，該相位移并不會(huì)在予期應(yīng)用逆變器去激勵(lì)一臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中造成運(yùn)行問(wèn)題，但是，電壓差則會(huì)造成問(wèn)題。
在所予期的控制系統(tǒng)中利用如圖7所示的轉(zhuǎn)換時(shí)間和采用轉(zhuǎn)換頻率350HZ，該電壓微分在極大角度下能超過(guò)20Vrms，這20V對(duì)超過(guò)20HZ的較高的基波逆變器頻率情況下構(gòu)不成實(shí)質(zhì)差別，該情況下期望的輸出電壓均方根值約為9.33乘以基波逆變器頻率，因?yàn)?0V是總期望電壓的一小部分。但在約2HZ的極低頻率時(shí)，如果那里期望的輸出電壓均方根值為20V，這20V微分就會(huì)提出問(wèn)題，如果由于GTO可控硅轉(zhuǎn)換延遲時(shí)間所致的這個(gè)電壓差值得不到補(bǔ)償，則就會(huì)在從零速起動(dòng)該電動(dòng)機(jī)時(shí)發(fā)生困難。
為了修正GTO轉(zhuǎn)換延遲時(shí)間電壓微分，在先有技術(shù)中采用測(cè)量逆變器的基波電壓輸出和用增加從逆變器來(lái)的電壓請(qǐng)求以提升該輸出，直到實(shí)際電壓輸出等于所期望的輸出電壓為止。這種方法有幾個(gè)缺點(diǎn)，包括需要在逆變器中設(shè)置一些電壓敏感器、需要一個(gè)濾波電路去濾過(guò)該基波電壓波形和需要擁有相位和幅值信息去控制該輸出電壓的完善的控制系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，在一定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以上計(jì)算電壓和電流之間的相角與直流電源輸入的關(guān)系，對(duì)逆變器采用下述關(guān)系
DCinput powtr＝VDCLinkIDCLink(1)式中相關(guān)的直流電壓(VDCLink)和直流電流(IDCLink)已在微處理器中的存儲(chǔ)器中有效，DCinpnt power指直流輸入功率。然后利用計(jì)算的相角來(lái)確定在由一個(gè)GTO導(dǎo)通變成在該極的另一個(gè)GTO導(dǎo)通的轉(zhuǎn)換形成時(shí)通過(guò)逆變器一極的電流方向，已知該電流方向即可令微處理機(jī)調(diào)節(jié)該GTO可控硅的轉(zhuǎn)換點(diǎn)以補(bǔ)償所要求的轉(zhuǎn)換時(shí)間延遲。結(jié)果，逆變器的實(shí)際電壓輸出即與所期望的基波逆變器電壓同相并大小也基本相等。
示于圖12中的前兩個(gè)電壓波形110和111，以及示于圖13中的前兩個(gè)110和115是和圖6和圖7中分別所示那些正電動(dòng)機(jī)電流和負(fù)電動(dòng)機(jī)電流一樣。圖12和圖13中第一個(gè)波形110代表逆變器的期望輸出極電壓;圖12中第二波形111和圖13中的115代表實(shí)際輸出電壓，因?yàn)檗D(zhuǎn)換時(shí)間和所要求的延遲時(shí)間的影響而呈現(xiàn)出電壓變換的位移;圖12中所示第三波形130和圖13中的132是一個(gè)數(shù)字上分別接近第二波形111和115，但忽略了GTO導(dǎo)通和截止轉(zhuǎn)換時(shí)間，因?yàn)楸绕鹧舆t時(shí)間它們很小，這樣的近似法是為了簡(jiǎn)化被修正的問(wèn)題，目的是期望實(shí)際輸出電壓波形的樣子象所期望的第一波形。
為此在圖12的關(guān)系中，在期望電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)間處，通過(guò)示于圖4中GTO可控硅100的電動(dòng)機(jī)電流IA是正值，如圖12所示即需將由負(fù)到正的電壓轉(zhuǎn)換提前35微秒開(kāi)始，這即等于插入了延遲時(shí)間112。因?yàn)镚TO截止時(shí)間114的影響已被忽略，所以不需要調(diào)節(jié)由正到負(fù)的電壓轉(zhuǎn)換。以調(diào)節(jié)結(jié)果的極電壓指令134提供給GTO可控硅100，由此調(diào)節(jié)指令信號(hào)所造成的實(shí)際極電壓136即是第五波形，該電壓十分接近于所期望的第一波形110。如果期望GTO的導(dǎo)通和截止的延遲時(shí)間都同樣地補(bǔ)償是可以的，但是沒(méi)有人相信有這種必要。
關(guān)于圖13，在期望電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)間處，通過(guò)圖4所示GTO可控硅101的電動(dòng)機(jī)電流IA是負(fù)號(hào)，故需要延遲由正到負(fù)的電壓轉(zhuǎn)換35微秒，此即圖7所示的所插入的延遲時(shí)間117，如果將期望的第一波形110直接送到逆變器極的GTO可控硅101而無(wú)補(bǔ)償，則合成極輸出電壓即為第二波形115，第三波形132為用上述對(duì)圖12所作處理的相同近似法得到的實(shí)際輸出電壓的數(shù)字表示，因?yàn)镚TO截止時(shí)間影響被忽略了，對(duì)負(fù)到正的電壓轉(zhuǎn)換就不需作任何工作，第五波形140表示該極輸出電壓，是把第四波形136用作GTO可控硅101的指令信號(hào)得到的結(jié)果。同樣可看到該輸出電壓140極接近于期望的第一電壓波形110。
在實(shí)際試驗(yàn)中曾發(fā)現(xiàn)在調(diào)節(jié)中用65微秒延遲時(shí)間來(lái)代替理論上的35微秒延遲時(shí)間改進(jìn)了逆變器的運(yùn)行，并對(duì)更為準(zhǔn)確的電壓補(bǔ)償是必要的，這種過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)補(bǔ)償逆變器中的各種損失，例如緩沖器損失和GTO轉(zhuǎn)換損失是必需的，在作功方式運(yùn)行時(shí)這些損失趨于減少逆變器的輸出電壓，而在制動(dòng)方式時(shí)增加了逆變器輸出電壓，所以對(duì)輸出電壓的影響與GTO轉(zhuǎn)換延遲時(shí)間起相同作用。
用微處理機(jī)根據(jù)波形的合成來(lái)提供所期望的65微秒電壓轉(zhuǎn)換，在上述的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，814中揭示出下述的執(zhí)行步驟，微處理機(jī)先對(duì)每極算出負(fù)和正GTO的觸發(fā)時(shí)間象在脈沖寬度調(diào)制波形合成中正常工作進(jìn)行一樣，轉(zhuǎn)換修正是在用正脈沖寬度調(diào)制合成下的運(yùn)行中而不在準(zhǔn)六步或六步合成中提供，因?yàn)樵谟昧嗣}沖寬度調(diào)制情況下在低的逆變器基波頻率時(shí)，由于延遲時(shí)間的緣故，電壓偏斜就更成問(wèn)題。在上述參照的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中所揭示的脈沖寬度調(diào)制合成中，三相基波電壓波形的角度是已知的，因?yàn)樨?fù)和正GTO觸發(fā)時(shí)間就是依據(jù)這些相角計(jì)算的，對(duì)輸出電壓和電流之間的相角在程序控制中的另一處進(jìn)行了計(jì)算，并且此信息是有效的。然后，微處理機(jī)利用該相角信息建立是否逆變器的基波輸出電流在每極由負(fù)到正或由正到負(fù)的電壓轉(zhuǎn)換將發(fā)生的時(shí)間處是正傾是負(fù)，如果微處理機(jī)確定在一個(gè)負(fù)到正電壓轉(zhuǎn)換期間電流是正號(hào)，則它將降低負(fù)的觸發(fā)時(shí)間提前轉(zhuǎn)換65微秒，并且對(duì)隨在該轉(zhuǎn)換之后的正觸發(fā)時(shí)間增加以相同的時(shí)間量，以籍此修正時(shí)間量提前轉(zhuǎn)換;如果經(jīng)微處機(jī)機(jī)確定在正到負(fù)電壓轉(zhuǎn)換期間電流是正的，就不需調(diào)節(jié)該轉(zhuǎn)換，故不做任何工作;如果微處理機(jī)確定在正到負(fù)電壓轉(zhuǎn)換期間電流是負(fù)的，則它將降低正的觸發(fā)時(shí)間提前轉(zhuǎn)換65微秒，并對(duì)隨在該轉(zhuǎn)換之后負(fù)觸發(fā)時(shí)間增加以同一時(shí)間量，以籍此修正時(shí)間量提前該轉(zhuǎn)換;如果微處理機(jī)確定在負(fù)到正電壓轉(zhuǎn)換期間電流是負(fù)的，就不需調(diào)節(jié)該轉(zhuǎn)換，故不做任何工作。
微處理機(jī)計(jì)算電流相角，籍該角電動(dòng)機(jī)電流滯后于電動(dòng)機(jī)電壓，這可應(yīng)用根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率定的兩個(gè)方法之一，通常，在轉(zhuǎn)速低于390rpm的低速電動(dòng)機(jī)采用查表法，這時(shí)4極交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于約14.5HZ電頻率，約超過(guò)14.5HZ者用計(jì)算法在圖14中示出用計(jì)算法確定電流相角的一個(gè)程序流程表，此法為由微處理機(jī)按下述步驟計(jì)算該相角1.計(jì)算逆變器輸入功率，用前述公式(1)計(jì)算，2.計(jì)算逆變器的功率損失，按前述引用的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，832揭示的方法計(jì)算，3.計(jì)算諧波功率損失，按前述引用的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，832揭示的方法計(jì)算，4.計(jì)算電動(dòng)機(jī)的基波輸入功率，在方框150中利用下述方程式基波電動(dòng)機(jī)功率＝計(jì)算的輸入功率-逆變器功率損失-諧波功率損失 (2)5.估算預(yù)期轉(zhuǎn)數(shù)的電動(dòng)機(jī)電流，按上述引用的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，832揭示的方法，6.計(jì)算電動(dòng)機(jī)功因數(shù)，在方框152中用下述方程式功因數(shù)＝ (基波電動(dòng)機(jī)功率)/(3＊RMS電動(dòng)機(jī)電壓＊RMS電動(dòng)機(jī)電流) (3)式中的RMS(均方根值)電動(dòng)機(jī)電壓是線(xiàn)對(duì)中性點(diǎn)電壓，并按下式確定RMS電動(dòng)機(jī)電壓＝ (要求的逆變器線(xiàn)對(duì)線(xiàn)電壓)/3 (4)要求的逆變器電壓是對(duì)波形合成中的一個(gè)輸入，故是已知的，7.計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出電壓和輸出電流間的相角，在方框154中用下述方程式相角＝ARC COSINE ＊ 功因數(shù)因?yàn)橐慌_(tái)微處理機(jī)不具有計(jì)算arc COS/NE的能力，故可用arc COSINE表示輔助該計(jì)算。
在圖15中示出導(dǎo)引低速電流相角確定程序的一個(gè)流程，用于確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于約14.5HZ時(shí)的電流相角，查表法是為利用指定的檢索表根據(jù)電動(dòng)機(jī)請(qǐng)求的轉(zhuǎn)矩輸出而查出電流相角。因?yàn)椴捎昧艘粋€(gè)每周波為常數(shù)電壓型式的控制去確定加到電動(dòng)機(jī)上任一特定逆變器頻率和轉(zhuǎn)差率下的電壓，故提供給電動(dòng)機(jī)端的基本上永是相同的電壓，所以對(duì)于在特定逆變器頻率下的具體電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩將理想地處于電壓和電流間的同一個(gè)相角處。某些因素，諸如溫度變化和在系統(tǒng)中部件的差異都會(huì)引起相角的某些改變，但這些變量基本上不足以改變相角，所以，該相角即等于逆變器頻率和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的函數(shù)，并且設(shè)立了三維檢索表，該表包含有對(duì)各種不同逆變器頻率下各種轉(zhuǎn)矩相對(duì)于該相角的離線(xiàn)予算好的數(shù)值。
檢索表包括由幾個(gè)相角與轉(zhuǎn)矩比值的付表組成，系利用運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)模型與一臺(tái)離線(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)逆變器頻率從0到約20HZ中每一周波進(jìn)行計(jì)算取得，并且這項(xiàng)措施對(duì)這種電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域：
工作的技術(shù)人員是所熟知的。對(duì)于從表中不能直接查到的各種逆變器頻率和轉(zhuǎn)矩值可采用插入法，例如確定逆變器頻率9.4HZ和轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求為2.5＊58.7lb·ft條件下的相角，從表中找到了相應(yīng)于2.5＊58.7lb·ft的在9HZ條件下的相角值，以及找到相應(yīng)于2.5＊58.7lb·ft在10HZ條件下的相角值，用下述計(jì)算求得對(duì)9.4HZ頻率和500lb·ft的相角，在9.4HZ條件下的角度等于將9HZ下的角度加上4乘以在10HZ下的與9HZ下的角度之間的差值。對(duì)于低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速采用查表法代替計(jì)算法的理由是因?yàn)?，在低電?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，系統(tǒng)中的損失占總輸入功率的一大部分，因而在損失計(jì)算中的任一誤差都會(huì)很大地影響轉(zhuǎn)矩計(jì)算，在損失計(jì)算和轉(zhuǎn)矩計(jì)算中的任一誤差也影響著電動(dòng)機(jī)電流的估算，并因此更加大了影響相角的計(jì)算。事實(shí)上，如上述引用的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，832揭露的，轉(zhuǎn)矩的計(jì)算受到如此大的影響，所以采用查表法估算轉(zhuǎn)矩也就一樣了，在約14.5HZ以上對(duì)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算比查表法更準(zhǔn)確，并且相角計(jì)算比查表法更為準(zhǔn)確，所以相角計(jì)算被用于在接近電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率以上的情況。
在圖16中給出一個(gè)說(shuō)明曲線(xiàn)，繪出了對(duì)于逆變器頻率為9HZ情況下電流相角對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求之間的比例關(guān)系，與確定一個(gè)逆變器頻率為9.4HZ時(shí)的電流相角的上述例子相關(guān)。
圖17提供的說(shuō)明曲線(xiàn)描繪的是對(duì)逆變器頻率為10HZ時(shí)電流相角與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求之間的比例關(guān)系，與上述的9.4HZ例子相關(guān)。
圖16和17的每條曲線(xiàn)有下述比例關(guān)系，即電流相角以0.703度為單位分段和轉(zhuǎn)矩效力請(qǐng)求以58.7lb-ft為單位分段，以便于進(jìn)行算術(shù)計(jì)算，對(duì)轉(zhuǎn)矩效力請(qǐng)求具有正和負(fù)的方向，以及電流相角由0°直到180°，將檢索用的地址稱(chēng)呼與TERJ值相應(yīng)，所繪的曲線(xiàn)說(shuō)明了下述，即當(dāng)轉(zhuǎn)矩越趨于更大正值，電流相角越彎曲地趨于0值，當(dāng)轉(zhuǎn)矩變得負(fù)值越大，則電流相角越彎曲地趨于180°。在存儲(chǔ)器中存有36個(gè)檢索表，對(duì)從正20HZ到負(fù)15HZ內(nèi)每個(gè)整數(shù)頻率值分別設(shè)有一個(gè)這樣的表，圖16所示的曲線(xiàn)是對(duì)9HZ的，是具有27個(gè)位置的檢索表，它包括有在0轉(zhuǎn)矩以下的13個(gè)位置。對(duì)于每個(gè)轉(zhuǎn)矩值，在該檢索表中存有確定相應(yīng)電流相角的離線(xiàn)電動(dòng)機(jī)模型，在各單元中存儲(chǔ)的相角設(shè)計(jì)成一個(gè)二進(jìn)制位等于0.703°，這是為了算術(shù)上的方便而選定的，為了確定在各表中的電流相角，采用的一個(gè)電動(dòng)機(jī)模型具有一個(gè)平均的運(yùn)行溫度，以及為了電動(dòng)機(jī)的一個(gè)給定轉(zhuǎn)矩和具有基本上每周波恒定的電壓，故在電動(dòng)機(jī)中設(shè)有一個(gè)常數(shù)的氣隙磁通，對(duì)于每個(gè)逆變器頻率值設(shè)有一個(gè)不同的檢索表。(上述TERJ代表有限急變轉(zhuǎn)矩效力)。
例如對(duì)電動(dòng)機(jī)頻率為9.4HZ，如果該TERJ轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求是2.5＊58.7lb-ft，需要在9HZ表10HZ表之間的相應(yīng)插入值，那么在轉(zhuǎn)矩值之間也需要有插入值。
在圖15的流程表中，在方框160處，U被置位到等于逆變器頻率為9.4HZ的舍位整數(shù)值，即等于9HZ，在方框161處，V被置位等于U+1，它是10HZ;在方框162處，X置位于等于2.5×58.7轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求除以58.7的舍位整數(shù)值，該值等于2;在方框163處，Y被置位于等于X+1或3;在方框164處，點(diǎn)A和B被設(shè)在9HZ曲線(xiàn)上，以及點(diǎn)C和D被設(shè)在10HZ曲線(xiàn)上，A是在9HZ曲線(xiàn)上的2及B在9HZ曲線(xiàn)的3處，如圖16所示，C是在10HZ曲線(xiàn)的2及D是在10HZ曲線(xiàn)的3處，如圖17所示;E是在方框165中確定，是在9HZ曲線(xiàn)上實(shí)際轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求的中間插入角，該值等于A(yíng)加上該曲線(xiàn)的斜率乘以在B和A之間的分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)矩增加值;在方框166中，F(xiàn)被在10HZ曲線(xiàn)上的中間插入角來(lái)確定，作為實(shí)際轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求;在方框167中，該實(shí)際電流相角是E和F之間的插入值，它確定例子9.4HZ中的相角，運(yùn)算在各曲線(xiàn)間的這種中間插入法是工作于此領(lǐng)域的人們所周知的。
在圖18以及在上述引用的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，833中所揭露的控制循環(huán)子程序中，方框170處設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)移到被叫做轉(zhuǎn)矩效力反饋的一個(gè)子程序中，在這里對(duì)圖2所示的反饋轉(zhuǎn)矩40進(jìn)行計(jì)算。
在圖19上示出轉(zhuǎn)矩效力反饋程序的一個(gè)部分的流程表，它是在上述引用的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，832中較詳細(xì)公開(kāi)的，方框210指示用損耗法去計(jì)算轉(zhuǎn)矩，在此方框之后插有一個(gè)方框211，它提供一個(gè)轉(zhuǎn)移到計(jì)算電流相角的一個(gè)子程序，它相應(yīng)于圖14流程表中的子程序，用于計(jì)算電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在較高頻率下在電壓和電流之間的相角。
在圖20中示出牽引效力反饋程序的一個(gè)部分流程表，該程序?yàn)閳D19中選用的查表法進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩計(jì)算，在方框222之后，設(shè)立的一個(gè)方框223用于轉(zhuǎn)移到計(jì)算低轉(zhuǎn)速相角的子程序，它相應(yīng)于圖15中的流程表，用于圖19中所示的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于約14.5HZ的情況。
圖21和圖22相接續(xù)，是上述引用的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.696，814中示于圖43B和43C中PWM計(jì)算子程序，無(wú)改變部分。
在一臺(tái)實(shí)際的逆變器運(yùn)行中，兩個(gè)GTO全截止之處的延遲時(shí)間必須被插入在當(dāng)一極的一個(gè)GTO一截止而同極的另個(gè)GTO就要導(dǎo)通的情況中，這些延遲時(shí)間延續(xù)30到35微秒，并且影響根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流滯后于電動(dòng)機(jī)電壓多少而確定的逆變器輸出電壓，如果在電動(dòng)作功方式運(yùn)行時(shí)電流滯后小于90°，則逆變器輸出電壓將被減小;如果電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)方式，而電流滯后大于90°，則逆變器輸出電壓將被增大。在低輸出電壓百分值的情況下，這些延遲時(shí)間應(yīng)加以補(bǔ)償以使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行適當(dāng)，若電動(dòng)機(jī)電流由逆變器流向電動(dòng)機(jī)對(duì)該極在GTO開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換的時(shí)間處是正向，可采用提前使-GTO轉(zhuǎn)換到+GTO的方法，則能使該延遲時(shí)間得到很好的補(bǔ)償，如果電動(dòng)機(jī)電流從電動(dòng)機(jī)向逆變器在GTO開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換的時(shí)間處是負(fù)向，則+GTO轉(zhuǎn)換到-GTO被提前，這個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)的修改抵銷(xiāo)了GTO的延時(shí)影響。在逆變器中的其它損耗也同樣引起類(lèi)似的電壓延遲時(shí)間效應(yīng)，這些其它損耗也能用大于30到35微秒的調(diào)節(jié)加以補(bǔ)償。已經(jīng)算出采用約65微秒的數(shù)值來(lái)調(diào)節(jié)該轉(zhuǎn)換實(shí)際上就抵銷(xiāo)了所有的延遲時(shí)間和逆變器損耗影響。在圖21的方框782中GTO的延遲時(shí)間被置位到等于65微秒，在方框782中的GTO延遲時(shí)間被置于等于缺席值并代表該GTO轉(zhuǎn)換將需被調(diào)節(jié)的時(shí)間量。在準(zhǔn)六步或六步時(shí)對(duì)GTO轉(zhuǎn)換進(jìn)行調(diào)節(jié)有耗用和不需要這樣兩個(gè)時(shí)間，所以在仍處于PWM合成方式時(shí)該轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)停止進(jìn)行，一旦所請(qǐng)求的電壓百分值達(dá)到40%，該停止調(diào)節(jié)即開(kāi)始按減小該補(bǔ)償時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，以致在電壓百分值等于45%的時(shí)候這一稱(chēng)為GTO延遲時(shí)間的補(bǔ)償時(shí)間即可變地到等于0。該補(bǔ)償時(shí)間必須要漸漸地停止，因?yàn)槿趔E然改變將導(dǎo)致不希望的電動(dòng)機(jī)的瞬變化。方框F41測(cè)試該請(qǐng)求的電壓百分比，看它是否小于或等于40%，如果是，則將采用一個(gè)GTO延遲時(shí)間等于缺席值;如果不是，在方框F42中此電壓百分比以45%進(jìn)行核對(duì)，若大于45%，方框F43即置GTO延遲時(shí)間等于0，如此即取消了對(duì)轉(zhuǎn)換的修正。方框F44在電壓百分比處于40%和45%之間時(shí)執(zhí)行操作，并且計(jì)算出GTO延遲時(shí)間值介于0和缺席值之間。
權(quán)利要求
1.控制至少在一相上有負(fù)荷[圖2.(13)]及與一臺(tái)逆變器[圖1，3.(11)]共同運(yùn)行的方法中包括有一個(gè)第一轉(zhuǎn)換設(shè)備[圖4.(+CTO)]和一個(gè)第二轉(zhuǎn)換設(shè)備(-CTO)用于每相負(fù)荷，所述的逆變器被耦接于一個(gè)電源(10)上，并響應(yīng)一個(gè)效力請(qǐng)求信號(hào)[圖2.(21)]，各步驟如下對(duì)每個(gè)負(fù)荷相確定[圖2.(76)]一個(gè)第一導(dǎo)電時(shí)間[圖5.6-11(VA，VB，VC當(dāng)為+時(shí))用于第一轉(zhuǎn)換設(shè)備，和確定一個(gè)第二導(dǎo)電時(shí)間(VA、VB、VC，當(dāng)為一時(shí))用于第二轉(zhuǎn)換設(shè)備，以便提供一個(gè)具有所期望頻率的期望電壓，用以激勵(lì)所述相的負(fù)荷，并且其特征在于確定在所述電壓和負(fù)荷電流之間的電流相角(154或167)[圖14或15]；確定當(dāng)所述的輸出電流為正時(shí)和當(dāng)所述輸出電流為負(fù)時(shí)響應(yīng)該電流相角[圖21、22(810、812和826、828)]；以及對(duì)響應(yīng)于所述期望電壓的每個(gè)所述第一和第二導(dǎo)電時(shí)間根據(jù)在轉(zhuǎn)換發(fā)生時(shí)電流是正或是負(fù)提供一個(gè)修正(814、816、822和830、832)。
2.按照權(quán)利要求
1的方法操作的控制裝置中，對(duì)在至少一相上具有的一個(gè)負(fù)荷〔圖2.(13)〕和與一個(gè)逆變器〔圖1.3(1)〕一起運(yùn)行的控制裝置包括有一個(gè)第一轉(zhuǎn)換設(shè)備〔圖4(+GTO)〕和一個(gè)第二轉(zhuǎn)換設(shè)備(-GTO)用于每相負(fù)荷，所述的逆變器與電源(10)耦接并響應(yīng)于一個(gè)效力請(qǐng)求信號(hào)〔圖2.(21)〕，該組合為第一裝置〔圖2(76)〕用于在響應(yīng)于所述的效力請(qǐng)求信號(hào)和與每電動(dòng)機(jī)相的關(guān)系中確定該連續(xù)第一導(dǎo)電時(shí)間〔圖5，9～11(VA、VB、VC當(dāng)為正時(shí))〕用于第一轉(zhuǎn)換設(shè)備和連續(xù)第二導(dǎo)電時(shí)間用于第二轉(zhuǎn)換設(shè)備，以資提供具有期望頻率的一個(gè)所期望的輸出電壓，用以激勵(lì)所述相的負(fù)荷，并且其特征在于第二裝置〔圖14或15〕用來(lái)確定在所述電壓和負(fù)荷電流之間的電流相角(154或167)，第三裝置〔圖21、22(810、812和826、828)〕用于確定當(dāng)輸出電流為正和當(dāng)輸出電流為負(fù)時(shí)與所述相角的關(guān)系，以及第四裝置(814、816、818、822)用于對(duì)響應(yīng)于所述正電流的第一和第二導(dǎo)電時(shí)間之一提供一個(gè)修正，和對(duì)響應(yīng)于所述負(fù)電流的所述第一和第二導(dǎo)電時(shí)間中的另一個(gè)提供第二個(gè)修正(830、832)，用被移動(dòng)過(guò)的第一和第二修正響應(yīng)所述的期望輸出電壓。
3.按照權(quán)利要求
2所要求的控制裝置，用第二裝置確定在所述電壓和電流間的相角與效力請(qǐng)求信號(hào)及逆變器頻率的關(guān)系。
4.按照權(quán)利要求
2或3所要求的控制裝置，用第三裝置減少響應(yīng)于所述正電流的第二導(dǎo)電時(shí)間，和減少響應(yīng)于負(fù)電流的第一導(dǎo)電時(shí)間。
5.按照權(quán)利要求
2或3所要求的控制裝置，其中的逆變器具有一個(gè)從第一轉(zhuǎn)換到第二轉(zhuǎn)換的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換，和具有一個(gè)從第二轉(zhuǎn)換到第一轉(zhuǎn)換的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換。所述的第三裝置用于確定在從第一轉(zhuǎn)換到第二轉(zhuǎn)換的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換時(shí)間，該時(shí)輸出電流是負(fù);確定在從第二轉(zhuǎn)換到第一轉(zhuǎn)換的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換期間，該時(shí)輸出電流是正。用所述的第四裝置當(dāng)輸出電流為正時(shí)提前第二轉(zhuǎn)換到第一轉(zhuǎn)換的變換，以及在輸出電流為負(fù)時(shí)提前該第一轉(zhuǎn)換到第二轉(zhuǎn)換的變換。
6.按照權(quán)利要求
2所要求的控制裝置，采用在為該逆變器所建立的一預(yù)定的合成運(yùn)行方式期間所設(shè)的第四裝置提供的該導(dǎo)電時(shí)間修正。
7.按照權(quán)利要求
2或6所要求的控制裝置，其中的逆變器具有對(duì)所述電源的一個(gè)請(qǐng)求電壓百分比。用第四裝置確定響應(yīng)所述請(qǐng)求電壓百分比中的第一和第二導(dǎo)電時(shí)間各自的修正。
8.按照權(quán)利要求
2所要求的控制裝置，用第四裝置對(duì)所述的一個(gè)導(dǎo)電時(shí)間提供所述預(yù)定的第一修正，和對(duì)另一個(gè)導(dǎo)電時(shí)間提供所述預(yù)定的第二修正，以資校正延遲時(shí)間和逆變器損耗。
專(zhuān)利摘要
由接于直流電源(10)的逆變器(11)供電給負(fù)荷(13)的控制裝置和方法，利用電流(126)滯后于負(fù)荷電壓(124)的相角確定何時(shí)輸出電流為正(810，812)和輸出電流為負(fù)(826、828)，逆變器每極的上和下柵截止可控硅(+GTO，-GTO)的導(dǎo)通時(shí)間(VA、VB、VC)受控于所建立的電流相角關(guān)系，在響應(yīng)該負(fù)荷所期望的輸出電壓中對(duì)那些被移相的導(dǎo)電時(shí)間提供修改(814，816，818，822或830，832)。
文檔編號(hào)B60L11/18GK86106908SQ86106908
公開(kāi)日1987年7月1日 申請(qǐng)日期1986年10月22日
發(fā)明者戴維德·約翰·施羅, 哈比布·達(dá)德彼 申請(qǐng)人:西屋電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan