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與電驅動系統有關的方法和裝置.pdf

關 鍵 詞:
驅動 系統 有關 方法 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201110096361.7

申請日:

2011.04.14

公開號:

CN102223137B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權的轉移IPC(主分類):H02P 27/06登記生效日:20181120變更事項:專利權人變更前權利人:ABB公司變更后權利人:ABB瑞士股份有限公司變更事項:地址變更前權利人:芬蘭赫爾辛基變更后權利人:瑞士巴登|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H02P 27/06申請日:20110414|||公開
IPC分類號: H02P27/06 主分類號: H02P27/06
申請人: ABB公司
發明人: 奧斯莫·帕蘇里; 雷約·卡萊維·弗塔嫩; 約爾馬·凱羅寧
地址: 芬蘭赫爾辛基
優先權: 2010.04.15 FI 20105396
專利代理機構: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227 代理人: 康建峰;郎曉虹
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110096361.7

授權公告號:

|||102223137B||||||

法律狀態公告日:

2018.12.07|||2015.01.28|||2012.03.21|||2011.10.19

法律狀態類型:

專利申請權、專利權的轉移|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

公開了與電驅動系統有關的方法和裝置。電驅動系統包括:中間電路(DC),該中間電路具有連接到其的兩個或更多個逆變器單元(I.1-I.n)和兩個或更多個供給單元(S.1-S.n);以及電機(G),該電機具有彼此電流隔離的兩個或更多個三相繞組。兩個或更多個逆變器單元(I.1-I.n)連接到所述三相繞組。所述裝置還包括:第一主電路開關(X11.1-X11.n),用于將每一個供給單元(S.1-S.n)與電源電流隔離;第二主電路開關(X12.1-X12.n),用于將每一個供給單元(S.1-S.n)與中間電路(DC)電流隔離;第一中間電路開關(X21.1-X21.n),用于將每一個逆變器單元(I.1-I.n)與中間電路(DC)電流隔離;以及第二中間電路開關(X22.1-X22.n),用于將每一個逆變器單元(I.1-I.n)與電機(G)電流隔離。

權利要求書

權利要求書
1.  一種與電驅動系統有關的方法,該電驅動系統包括:
中間電路(DC),該中間電路具有:
兩個或更多個供給單元(S.1-S.n),和
與其連接的兩個或更多個逆變器單元(I.1-I.n);以及
電機(G),該電機具有彼此電流隔離且耦接到所述兩個或更多個逆變器單元(I.1-I.n)的兩個或更多個三相繞組,特征在于,所述供給單元(S.1-S.n)和所述逆變器單元是可隔離的單元,所述供給單元(S.1-S.n)能夠與電源和所述中間電路(DC)電流隔離,并且所述逆變器單元能夠與所述中間電路(DC)和所述電機(G)電流隔離,所述方法包括以下步驟:
通過將一個或更多個可隔離的單元隔離來配置電驅動系統。

2.  一種與電驅動系統有關的裝置,該電驅動系統包括:
中間電路(DC),該中間電路具有:
兩個或更多個供給單元(S.1-S.n),和
與其連接的兩個或更多個逆變器單元(I.1-I.n);以及
電機(G),該電機具有彼此電流隔離并且使所述兩個或更多個逆變器單元(I.1-I.n)布置為與它們相關聯的兩個或更多個三相繞組,特征在于,所述裝置還包括:
第一主電路開關(X11.1-X11.n),用于將每一個供給單元(S.1-S.n)與電源電流隔離;
第二主電路開關(X12.1-X12.n),用于將每一個供給單元(S.1-S.n)與所述中間電路(DC)電流隔離;
第一中間電路開關(X21.1-X21.n),用于將每一個逆變器單元(I.1-I.n)與所述中間電路DC電流隔離;以及
第二中間電路開關(X22.1-X22.n),用于將每一個逆變器單元(I.1-I.n)與所述電機(G)電流隔離。

3.  如權利要求2所述的裝置,特征在于,每一個供給單元(S.1-S.n)被布置為由單獨的控制單元(RS.1-RS.n)來控制。

4.  如權利要求2或3所述的裝置,特征在于,每一個逆變器單元(I.1-I.n)包括一個或更多個逆變器模塊。

5.  如權利要求2至4中任一項所述的裝置,特征在于,所述逆變器單元(I.1-I.n)被布置為由同一個控制單元(RI)來控制。

6.  如權利要求5所述的裝置,特征在于,所述控制單元和所述逆變器單元之間的連接是利用分支裝置(Y)來形成的。

7.  如權利要求2至6中任一項所述的裝置,特征在于,該裝置還包括一個或更多個電源變壓器(T.1-T.n)。

8.  如權利要求7所述的裝置,特征在于,該裝置的所述電源變壓器包括與兩個或更多個逆變器單元相關聯的兩個或更多個次級繞組。

說明書

說明書與電驅動系統有關的方法和裝置
技術領域
本發明設計電驅動系統,更具體地,涉及系統的電機由多個并聯的逆變器單元來驅動的電驅動系統。
背景技術
本領域中已知通過由連接到公共直流電壓中間電路的復數個逆變器單元和電源構成的變頻器對電機進行控制。一些所述單元可以被提供有單獨的單元特定的控制,而其他單元(例如逆變器單元)則可以通過公共控制來控制。所述的公共控制可以通過例如利用單獨的分支單元將一個控制單元的控制分支到多個逆變器單元來實施。
并行性還會出現在電驅動系統的其他特征中。例如,電機可以具有彼此電流隔離的多個繞組,電機的每一個繞組由單獨的逆變器單元來控制。同樣,電源可以由多個電源變壓器或具有多個次級繞組的電源變壓器構成。
上述裝置的問題在于,一個系統單元的故障可能會導致整個系統的停機。
發明內容
因此,本發明的一個目的是提供一種能夠解決上述問題的方法和裝置。本發明的該目的通過獨立權利要求所述的方法和裝置來實現。本發明的優選實施例在從屬權利要求中披露。
本發明基于這樣的構思:根據該構思,電驅動由可以用期望的方式與主電路斷開連接的模塊化子實體構成。另外,如果電機具有彼此電流隔離的復數個繞組,那么,即使當部分配置斷開連接時也能夠對該電機進行控制。
本發明的智能電驅動控制為過程的連續執行提供了更為可靠的可能性。與將逆變器和供給單元以固定的方式連接到中間電路和電機相比,本發明具有更好的容錯性。出故障的子實體可以與裝置的其余部分隔離并且被替代,而不必關閉整個系統。另外,如果電機的某個繞組損壞,則可以將其與逆變器單元隔離,而仍可以用剩余的繞組來驅動機器。
附圖說明
下文將參考優選實施例和附圖更詳細地披露本發明,在附圖中:
圖1是本發明的與電驅動系統有關的裝置的簡化框圖;
圖2示出本發明的一個實施例,其中,該實施例的電機G具有彼此電流隔離的三個三相繞組。
具體實施方式
圖1是本發明的與電驅動系統有關的裝置的簡化框圖。該裝置包括:中間電路DC,兩個或更多個供給單元S.1-S.n(n≥2)和兩個或更多個逆變器單元I.1-I.n連接到到該中間電路;以及電機G,該電機具有彼此電流隔離的兩個或更多個三相繞組。該主電路聯接具有公共的中間電路DC,系統的所有供給單元和逆變器單元均連接到該中間電路。裝置也可以具有多個中間電路。
另外,所述裝置還包括:第一中間電路開關X21.1-X21.n,用于將每一個逆變器單元I.1-I.n與中間電路DC電流隔離;以及第二中間電路開關X22.1-X22.n,用于將每一個逆變器單元I.1-I.n與電機G電流隔離。如果逆變器單元I.1-I.n中的一個單元出現故障,那么,可以將該單元與系統的其余部分電流隔離,系統利用剩余的逆變器和供給單元繼續工作。
電流隔離還允許在系統運行的同時使損壞的逆變器單元能夠與艙(cabin)分離、被修復、被替代以及被耦接回至驅動。同樣,當電機G的一個三相繞組出故障時,可以將其與逆變器單元隔離,而剩余的繞組能夠以降低的功率來繼續工作。
逆變器單元I.1-I.n由公共控制裝置RI來控制。控制單元RI與逆變器單元I.1-I.n之間的連接是通過分支裝置Y來建立的。每一個逆變器單元I.1-I.n可以包括一個或更多個逆變器模塊。當使用多個逆變器模塊時,為每一個逆變器模塊分支出單獨的控制連接。控制單元RI具有這樣的參數,使得該控制單元RI通過選擇數量的逆變器單元/模塊而操作。
通過對第一中間電路開關X21.1-X21.n和第二中間電路開關X21.1-X21.n進行控制,使得它們中的一些開關斷開而同時其他開關閉合,還能夠根據需要將不同數量的逆變器單元連接到主電路,以控制電機G的繞組。以相似的方式對形成一對的每個逆變器單元I.1-I.n及供給單元S.1-S.n進行控制,以便能夠在發電機應用中將電力傳送至電源(mains)或者在電動機應用中從電源(mains)中汲取電力。
所述裝置還包括:第一主電路開關X11.1-X11.n,用于將每一個供給單元S.1-S.n與電源隔離;以及第二主電路開關X12.1-X12.n,用于將每一個供給單元S.1-S.n與中間電路DC隔離。每一個供給單元S.1-S.n具有單獨的控制單元RS.1-RS.n。與逆變器單元相似,供給單元S.1-S.n可以具有并聯的電源模塊。
如果某個供給單元由于主電路中的短路而出故障,那么,例如可以利用第一主電路開關X11.1-X11.n和第二主電路開關X12.1-X12.n將該供給單元與主電路隔離,并且因此,可以利用剩余的逆變器和供給單元來繼續驅動。
在本發明的裝置中,如圖1所示,每一個供給單元S.1-S.n可以具有連接到其的三相電源變壓器T.1-T.n。本發明的裝置還可以利用具有與供給單元S.1-S.n對應的多個次級繞組作為在每一相的電源變壓器的一個三相變壓器來實施。如果與供給單元相關聯的電源出現故障,可以將該出問題的電源與本發明的系統隔離。
換言之,本發明的系統能夠將任何一個故障部件或下述故障部件中的任一個隔離:電源變壓器T.1-T.n、供給單元S.1-S.n、逆變器單元I.1-I.n和電動機G繞組。
圖2示出本發明的一個實施例,其中,該實施例的電機G具有彼此電流隔離的三個三相繞組。這改善了電機的抗錯性。如果電機G的一個三相繞組損壞,則可以將該損壞的繞組與逆變器單元隔離,并可以利用其余繞組以三分之二的功率繼續操作。如果兩個繞組損壞,則可以利用一個繞組以三分之一的功率繼續操作。
在圖2的實施例中,逆變器單元I.1-I.3包括兩個到四個逆變器模塊IM.1-IM.9。通過利用電分支單元Y來建立從控制單元RI到每一個逆變器模塊IM.1-IM.9的連接,逆變器模塊IM.1-IM.9由控制單元RI來控制。
根據本發明,該實施例還包括:第一中間電路開關X21.1-X21.3,用于將每一個逆變器單元I.1-I.3與中間電路DC電流隔離;第二中間電路開關X22.1-X22.3,用于將每一個逆變器單元I.1-I.3與電機G電流隔離;第一主電路開關X11.1-X11.3,用于將每一個供給單元S.1-S.3與供給單元T.1-T.3隔離;以及第二主電路開關X12.1-X12.n,用于將每一個供給單元S.1-S.3與中間電路DC隔離。也就是說,出故障的電源變壓器T.1-T.3、供給單元S.1-S.3、逆變器單元I.1-I.3和/或電動機繞組G可以與系統相分離,而仍保持驅動系統的可能性。
每一個供給單元S.1-S.3由單獨的控制單元RS.1-RS.3來控制。
本領域的技術人員會發現以下是明顯的:隨著技術的進步,本發明的基本構思可以用各種方式來實現。因此,本發明及其實施例不局限于上述示例,而是可以在權利要求的范圍內變化。

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