专利汇可以提供用于多方式电机的脉冲宽度调制控制电路和装备有这种控制电路的多方式电机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于多方式 电机 的脉冲宽度调制(MLI)控制 电路 和一种装配有这种控制电路的多方式电机。一个配置电路(11,13)检测该电机(1)的运行方式,并产生一个用来控制可逆交-直变换器电路(4)的脉冲宽度调制,以使该电机在 电动机 方式下以 扭矩 最优的方式运行,在发电机方式下以 电流 最优的方式运行。应用于车辆的 交流发电机 -起动机。,下面是用于多方式电机的脉冲宽度调制控制电路和装备有这种控制电路的多方式电机专利的具体信息内容。
1、一种用于多相电机(1)的脉冲宽度调制控制电路,包括:
-一个可逆交-直变换器电路(4),它连接在直流电源的两个端子 (29P,29N)之间,并且其每一个受控端子(23-25)被用于与该电机(1) 的定子(2)的至少一相连接;
-多个用于测量所述电机的各相中的电流和/或电压的传感器 (6,7);
-一个用于产生关于该电机的转子(3)的转速和位置的瞬时信息 的装置(9,10);
-一个根据各相中的电气测量结果和转子的位置和速度来操纵 交-直变换器电路(4)各支路的操纵电路(14);
所述脉冲宽度调制控制电路的特征在于:它还包括一个信号发生 电路(11,13),根据该电机的所需运行方式用于交-直变换器电路(4)的各 支路的操纵电路的配置,所需运行方式选自如下运行方式:作为起动 机运行、作为驱动电动机运行、作为加强电机运行、作为交流发电机 运行或作为制动机械能回收交流发电机运行。
2、根据权利要求1的电路,其特征在于:旋转检测电路(10)产生 一个第一信号(θ),代表相对于一个参考位置的转子瞬时旋转角度;和 一个第二信号(ω),代表转子的旋转角速度。
3、根据权利要求2的电路,其特征在于:该旋转检测电路(10) 连接在一个电路(11)的输入端,该电路(11)一方面产生一个切换控制信 号,该切换控制信号通过线路(28)用于一个连接在转子(3)的励磁绕组 上的斩波电路(5);另一方面产生多个参考信号,这些参考信号用于一 个操纵信号发生电路(13),该操纵信号用于电机(1)的定子(2)的供电桥 (4)。
4、根据权利要求3的电路,其特征在于:它还包括连接到操纵 信号发生电路(13)的一个输入端子上的一个基波发生电路(15)。
5、根据权利要求4的电路,其特征在于:该基波由一个三角形 波构成,该三角形波具有一个以一个第一速度上升的第一沿,和一个 以一个第二速度下降的下降沿。
6、根据权利要求5的电路,其特征在于:操纵信号发生电路(13) 产生多个操纵信号(C1,C2,和C3),这些操纵信号连接在一个适配 电路(14)的输入端,以产生使桥(4)的各半导体开关的栅极导通的信号 (P1至P6)。
7、根据权利要求6的电路,其特征在于:电路(13)对于定子各相 中的至少一部分包括一个减法器(31,34),该减法器的一个第一正输入 端子连接在所述参考信号(S1,S2)之一的输入端子上;该减法器的一 个第二负输入端子连接在所述测量信号(M1,M2)之一的输入端子上; 该减法器的输出端子连接在一个校正电路(32,35)的一个输入端子上, 该校正电路应用一个以下面的形式呈现在校正电路(32)的输出端的校 正函数F1()或F2():
A1=F1(S1-M1)
8、根据权利要求7的电路,其特征在于:来自校正电路(35)的输 出信号(A1)被施加在一个比较器(33,36)的一个第一输入端子上,该比 较器的一个第二比较输入端连接在操纵信号发生电路(15)的输出端, 它容许使受控的开关(16,17)的导通状态改变,该比较器(33,36)的输出 端子与该开关的栅极相连接。
9、根据权利要求7的电路,其特征在于:两个校正电路(32,35) 的输出端子还分别连接在一个加法器(37)的输入端子上,该加法器的 输出端子连接在一个比较器(38)的一个第一输入端子上,该比较器的 第二个比较输入端子连接在操纵信号发生电路(15)的输出端;该比较 器(38)的输出端子发送一个信号,以使受控(18)的开关的导通状态改 变,该比较器(38)的输出端子与该开关的栅极相连。
10、根据权利要求1的电路,其特征在于:它与一个检测运行方 式的装置协作,比如一个在车载计算机中对应用到电机的指令进行译 码的装置,这个车载计算机决定按如下方式之一运行:
-作为热机起动机的运行方式;
-作为为连接在直流供电车载网上的电池重新充电的交流发电 机的运行方式;
-作为驱动电动机的运行方式,直接地工作于车轮上或间接地通 过将其提供的机械功率与动力机组其余部分提供的机械功率合在一起 而工作;
-作为发电机的运行方式,以回收动力机组要求的制动的能量的 方式工作。
11、根据权利要求1的电路,其特征在于:在一种电动机方式下, 为了增加转子可用扭矩,它包括一个用来对一个给定圈数为ns的定子 绕组增加定子中的电流的装置;它还包括一个用来在转子转速高的时 候加强定子中的电流的装置。
12、根据权利要求1的电路,其特征在于:在一种以交流发电机 运行的方式下:
(a)对低速,用于通过产生一个高于电池电压的电动势e来向 网上输出电流,直到一个足以过渡到二极管整流方式的速度;
(b)超过一个给定的转速,
它包括一个用于限制电池要求的电流的装置。
13、根据权利要求1的电路,其特征在于:参考信号发生电路(11) 包括一个程序,用于根据由界限速度(ΩL)确定的两个区(A区和B区) 以电动机方式运行。
14、根据权利要求13的电路,其特征在于:在起动机方式DEM, 它包括一个用于确定脉冲宽度调制的装置,这种调制对从零变化到一 个界限速度的转速W提供一个恒定的输出扭矩,然后提供一个恒定功 率的下降,直到一个最大速度。
15、根据权利要求13的电路,其特征在于:在辅助方式ASS下, 它包括一个确定脉冲宽度调制的装置,这种调制提供从一个有利地对 应着热机怠速的、各区(A和B)之间的确定的区分速度(ΩL)直到每分 钟大约7000转的一个线性下降的输出扭矩。
16、根据权利要求13的电路,其特征在于:当电机开始以电动 机方式运行时,它包括一个附加电路(53),以检测什么时候电池(50) 产生的电压高于电池(50)的运行的额定值U0的一半和一个预定的保 护电压ΔU。
17、根据权利要求1的电路,其特征在于:产生用于控制定子的 参考信号的装置还包括一个用于接收负荷配置指令的装置,该指令可 以由一个动力机组的和/或整车的控制计算机提供,以确定机器应该满 负荷工作还是减负荷工作。
18、根据权利要求1的电路,其特征在于:产生用于控制定子的 参考信号的装置还包括一个用于将控制电路13置于这样一个状态的 装置,使得桥4产生一个在交流发电机方式下呈现90至180°角的相 位超前的正弦波。
19、根据权利要求1的电路,其特征在于:在交流发电机方式下, 它包括一个装置,该装置通过一个记录转子的转速的界限值ΩD的装 置来确定两个以速度表示的运行区:C区,用于低于界限速度ΩD的 速度;D区,用于高于ΩD的速度;该界限速度由当机器工作于脉冲 宽度调制方式时(曲线的60部分)和当它工作于仅有本征二极管的无源 整流方式时(曲线的62部分)的共同工况来确定。
20、根据权利要求1的电路,其特征在于:在交流发电机方式下, 它包括一个装置,该装置使变流电路对于低于ΩD的工况在脉冲宽度 调制的工况下工作,或对于高于ΩD的工况在仅以二极管整流的工况 下工作。
21、根据权利要求1的电路,其特征在于:产生用于控制定子的 参考信号(S1和S2)和/或转子电流的控制信号(If)的装置(11)包括一个 具有数据存储器的电路(27),该数据存储器装备有一个用于根据基于 转子瞬时转速的自变量和根据电机的选择的运行方式而产生数据序列 的装置。
22、根据权利要求21的电路,其特征在于:存贮电路(27)根据克 拉克(Clarke)变换和帕克(Park)变换而被编程来确定参数三元组 {Is,IR,ψ},该参数三元组描述定子和转子在各种旋转架构下以电路(10) 的相应输出端子上产生的转子瞬时转速旋转的电气状态。
23、根据权利要求22的电路,其特征在于:表示定子电流和电 角度(Is和ψ)的信号被传输到电路(26)的前两个输入端口,电路(26)的 第三个端口连接在电路10的相应输出端,该输出端产生一个表示转子 瞬时旋转角度(θ)的信号;电路(26)包括一个用于产生多个参考信号 (S1,S2,......)的装置,用于借助电路15产生的斩波来确定脉冲宽度 调制。
24、根据权利要求23的电路,其特征在于:用于产生参考信号 的电路(26)包括一些根据如下定义的实时关系来产生参考信号的装 置:
Si=Si(Is,ψ,IR)
其中Si()是一个预定的函数。
25、根据权利要求23的电路,其特征在于:用于产生参考信号 的电路(26)包括一些以程序形式实现的装置,该程序由DSP(哈佛类型 的数字信号处理)类型的信号处理电路执行。
26、根据权利要求23的电路,其特征在于:用于产生参考信号 的电路(26)包括一些利用序列发生器来产生实时参考信号Si()的装置, 该序列发生器根据参数三元组(Is,ψ,IR)去寻址一个数值表,该数值表 表示一个在控制电路加载时预先确定的位置图。
27、根据权利要求1的电路,其特征在于:电机可以是伦德尔 (Lundell)类型的爪极式转子电机、凸极式电机、永磁转子电机、感应 电机或可变磁阻电机、内嵌磁铁的爪极式电机或由叠钢片和在纵桁极 处带有的励磁线圈和永磁铁构成的混合转子电机。
28、根据权利要求1的电路,其特征在于:它包括一些用于在转 子的整个转速范围内控制电机的装置。
29、根据权利要求1的电路,其特征在于:它分离地或合并地与 如下装置协作:
-防止热机阻塞的装置;
-在起动机方式下调整车速的装置;
-调整车辆的车载网上的可用电功率的装置,本发明的电机和控 制电路都安装在该车辆上;
-调整车辆的动力机组的机械功率的装置,本发明的电机和控制 电路都安装在该车辆上;
-使车辆的减速和停止的间距平缓的装置,本发明的电机和控制 电路都安装在该车辆上;
-使车辆的动力机组要求的扭矩的变化平缓的装置,本发明的电 机和控制电路都安装在该车辆上;
-根据至少车辆电池的负荷状态、热能水平、和任何其它测量车 辆环境的参数来调整电机各相中的电流的装置。
30、根据前述权利要求中的任意一项的电路,其特征在于:波形 发生电路(15)产生锯齿波形(图3(a)和(b))、三角波形(图3,(c)和(d))、 或梯形波形(图3,(e)和(f)),或带有FOC类型的矢量控制;或者波形 与一个用于在波前沿上产生滞后效果的装置相组合。
31、一种用于车辆的电机,该电机能作为起动机、驱动电动机、 加强电动机、交流发电机或制动机械能回收交流发电机运行,并被调 整为与根据前述权利要求的任意一项的控制电路一同运行,其特征在 于:它包括一个绕线式定子,其匝数是在更弱的磁化能量基础上被计 算出来的;对于各要求更高磁化能量的运行方式,通过控制电路施加 对电流的控制。
32、一种用于车辆的旋转电机,其特征在于:它包括一个根据权 利要求1至30中任意一项的控制电路。
本发明涉及一种用于多方式旋转电机——例如交流发电机-起动 机——的脉冲宽度调制控制电路和一种装配有这种控制电路的多方式 电机。
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