了相應(yīng)的測量變量。此時，控制裝置S根據(jù)由所提供的一個或多個測量變量來控制逆變器MMl至MMn。
[0030]圖2中示出了逆變器的原理圖，在此為逆變器MMl的原理圖。其余逆變器MM2至MMn通常具有相同的結(jié)構(gòu)。逆變器或者電動機模塊麗I在直流電側(cè)連接到中間電路ZW處，中間電路在此又通過中間電路電容器Czw來表示。中間電路電壓U zw定義在正極“ + ”和負極之間。在交流電側(cè)，逆變器麗I連接到電動機Ml的三個相位U，V和W處。通常，三相逆變器麗I在此具有在中間電路的正極“ + ”和負極之間并聯(lián)的三個串聯(lián)電路。每個串聯(lián)電路由兩個或多個(多級拓撲)串聯(lián)的二極構(gòu)成，其中每個二極由開關(guān)(例如IGBT)和與其并聯(lián)的二極管構(gòu)成。每個串聯(lián)電流的二極之間的節(jié)點分別與電動機Ml的相位U，V，W中的一個連接。在相位U，V和W的線路中能夠測量電流Iu, 1￥和I w。
[0031]逆變器麗I的每個開關(guān)由控制裝置S來操控。在圖2中這對于IGBT僅象征性地在左上方示出。在圖2中沒有示出測量裝置ME到控制裝置S或逆變器MMl處的連接。
[0032]如果現(xiàn)在于具有如圖1中所連接的直流電壓中間電路的多軸系統(tǒng)或多軸布置中，分別利用同步電機或電動機運行多個逆變器麗I至MMn，那么iVP功能的問題(Interne “Voltage Protect1n”)在于，確定其中需要電樞短路的驅(qū)動軸和不需要的驅(qū)動軸。
[0033]如果電樞短路僅根據(jù)中間電路電壓Uzw來觸發(fā)，那么全部具有電動機的電動機模塊或逆變器執(zhí)行電樞短路，這與電樞短路是否必要無關(guān)。如果在不在弱磁區(qū)域中工作的同步電機中接通電樞短路，那么一方面逆變器(通常是變流器)負載了附加的短路電流。另一方面，同步電機中的短路電流引起制動力矩，制動力矩有時可能是干擾性的。出于此原因，用于探測必要的電樞短路所需要的信息由電動機相位的電流或電壓測量中獲得。借助所謂的“電壓反饋信號(Voltage Feedback Signale) ”，即所測量的在電動機端子處的電動機輸出電壓，能夠求得同步電機是否將能量饋入到中間電路ZW中。這種情況存在于當至少一個相間的相位電壓大于中間電路電流Uzw時。具體地，相位電壓應(yīng)當限定到中間電路電壓U Zff和逆變器二極管的導(dǎo)通電壓的兩倍的總和。這具有下述優(yōu)點:僅下述電動機模塊觸發(fā)了電樞短路，其中相間電壓等于切斷閾值或者超過切斷閾值。通常優(yōu)選地構(gòu)造為具有在兩個方向上的能量運輸?shù)淖兞髌鞯摹⒕哂休^低的相間電壓的電動機模塊不應(yīng)遭受切斷。也就是說，每個變流器或每個電動機模塊與其他變流器或電動機模塊無關(guān)地單個地短路。
[0034]在除了上述實施方式之外也能實現(xiàn)的替代實施方式中，切斷應(yīng)基于在電動機模塊麗I至MMn的脈沖抑制之后的電流結(jié)合中間電路電壓測量來設(shè)置。在脈沖抑制時，切斷電動機模塊的全部開關(guān)。脈沖抑制通常代表了電動機模塊或逆變器的故障反應(yīng)。在該替代切斷過程中(“切斷”在此意味著接通了電樞短路)，在脈沖抑制期間和之后短時內(nèi)采取電流的瞬時觀察。為此適宜的是，觀察電流的包絡(luò)線，即電流的平均幅度。如果在脈沖抑制之后電流上升，那么機器位于弱磁區(qū)域中并且將能量饋入到中間電路ZW中。電樞短路是必需的。如果電流相反地降低了，那么反向電壓不足以使能量饋入到中間電路中。電樞短路在這種情況下不是必需的。
[0035]在上面的實例中，將電動機模塊MMl至MMn也稱作逆變器。通常，當電動機模塊在兩個方向上運行時，也就是在機器Ml至Mn的發(fā)電機式或電動機式運行中，電動機模塊應(yīng)當稱為變流器。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的變流器裝置的以及上面示出的運行方法的優(yōu)點在于，在在具有已連接的同步電機的電動機模塊的多軸系統(tǒng)中，僅以下電動機模塊或變流器執(zhí)行電樞短路、將能量回引到中間電路中并且由此使中間電路過載。全部其他的軸不遭受電樞短路并且能夠正常繼續(xù)工作。
[0037]所說明的方法能夠作為數(shù)字電路、例如作為預(yù)定義的控制系統(tǒng)的一部分用在對于變流器的操控所必需的控制組ASIC(Applicat1n Specific Integrated Circuit專用集成電路)或者FPGA(Field Programmable Gate Array現(xiàn)場可編程門陣列)中。
【主權(quán)項】
1.一種用于單軸布置或多軸布置的變流器裝置，具有 直流電壓中間電路(ZW)， 多個逆變器(MMl至MMn)，所述逆變器能夠分別一方面連接在所述直流電壓中間電路(Zff)上并且另一方面連接在各一個電動機(Ml至Mn)上，和 控制裝置(S)，利用所述控制裝置能夠使所述逆變器(MMl至MMn)中的每個逆變器短路， 其特征在于 具有測量裝置，用于測量在所述逆變器(MMl至MMn)中的每個上的各一個電參量，其中 通過所述控制裝置(S)能夠為所述逆變器(MMl至MMn)中的每個彼此獨立地根據(jù)相應(yīng)的所測量的所述電參量直接或間接地確定，所涉及的所述逆變器(MMl至MMn)是否使能量饋入到所述直流電壓中間電路(ZW)中，并且，當是這種情況時，使這個所述逆變器(MMl至MMn)獨立于其他的所述逆變器(MMl至MMn)地短路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流器裝置，其中所述逆變器(MMl至MMn)中的每個都具有用于連接到相應(yīng)的所述電動機(Ml至Mn)上的交流電流接口，所述測量裝置(ME)設(shè)計用于，在每個所述逆變器(MMl至MMn)的所述交流電流接口處執(zhí)行電壓測量，并且所述控制裝置⑶設(shè)計用于，當所述逆變器的相間電壓超過切斷閾值時，使相應(yīng)的所述逆變器(MMl至MMn)短路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變流器裝置，其中，所述切斷閾值大于或等于所述直流電壓中間電路(ZW)中的當前的中間電路電壓(Uzw)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變流器裝置，其中每個所述逆變器(MMl至MMn)具有多個相同的逆變器二極管，并且所述切斷閾值等于當前的所述中間電路電壓(Uzw)和每個所述逆變器二極管的導(dǎo)通電壓的兩倍的總和。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的變流器裝置，其中，所述測量裝置(ME)設(shè)計用于，在脈沖抑制期間和/或之后測量中間電路電壓(Uzw)和在每個所述逆變器(MMl至MMn)和所述直流電壓中間電路(ZW)之間的通流電流，并且由所述控制裝置(S)根據(jù)所述中間電路電壓(Uzw)和相應(yīng)的所述通流電流能夠測定相應(yīng)的能量，所述能量在所述脈沖抑制期間和/或之后饋入到所述直流電壓中間電路(ZW)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變流器裝置，其中，通過所述控制裝置(S)間接地根據(jù)所測量的所述通流電流的包絡(luò)線確定所述能量到所述直流電壓中間電路(ZW)中的饋入。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的變流器裝置，其中，所述逆變器(MMl至MMn)中的每個都是三相逆變器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的變流器裝置，其中，各一個電動機(Ml至Mn)連接在每個所述逆變器(MMl至MMn)上。
9.一種用于運行用于單軸布置或多軸布置的變流器裝置的方法，其中所述變流器裝置具有直流電壓中間電路(ZW);多個逆變器(MMl至MMn)，所述逆變器能夠分別一方面連接在所述直流電壓中間電路(ZW)上并且另一方面連接在各一個電動機(Ml至Mn)上；以及控制裝置(S)，利用所述控制裝置能夠使所述逆變器(MMl至MMn)中的每個逆變器短路， 其特征在于， 測量在所述逆變器(MMl至MMn)中的每個處的各一個電參量，為所述逆變器中的每個彼此獨立地根據(jù)相應(yīng)的所測量的所述電參量直接或間接地確定，所涉及的所述逆變器(MMl至MMn)是否使能量饋入到所述直流電壓中間電路(ZW)，并且，當是這種情況時，使這個逆變器(MMl至MMn)獨立于其他的逆變器(MMl至MMn)地短路。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于單軸或多軸布置的變流器裝置，以便在弱磁區(qū)域中也能更安全地運行多軸系統(tǒng)，該裝置具有直流電壓中間電路(ZW)；多個逆變器(MM1至MMn)，其能分別一方面連接在直流電壓中間電路(ZW)上并且另一方面連接在各一個電動機(M1至Mn)上；和控制裝置(S)，利用其能夠使逆變器中的每個短路。此外變流器裝置具有測量裝置，用于測量在逆變器(MM1至MMn)中的每個處的各一個電參量。通過控制裝置(S)能夠為逆變器中的每個彼此獨立地根據(jù)相應(yīng)所測量的電參量直接或間接地確定，涉及的逆變器是否使能量饋入到直流電壓中間電路中。當是該情況時，使該逆變器(MM1至MMn)獨立于其他逆變器地短路。此外，提供一種相應(yīng)的運行方法。
【IPC分類】H02P5-74, H02M7-537
【公開號】CN104716860
【申請?zhí)枴緾N201410758355
【發(fā)明人】貝恩德·赫爾曼, 哈拉爾德·維斯曼
【申請人】西門子公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月10日
【公告號】DE102013225603A1, DE102013225603B4, US20150162816