两相永磁电动机的制作方法

专利名称：两相永磁电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种两相永磁电动机，还涉及一种根据权利要求6的前序部 分所述的特征的、激励三相逆变器以操纵该两相永磁电动机的方法。
背景技术：
特别地，为了驱动功率较小和中等(例如20W至100W)的离心泵，如 一般在加热设备中用作循环泵的离心泵，将异步电动机用作湿空气泵 (NaBmufer)被认为是现有技术。为了有效地进行操纵，也就是说，为了能 满足设备的实际需求，还己知的是，这种电动机是借助于变频器激励的，从 而能在宽的转速范围内无级地操纵电动机。永磁电动机在该范围更为节能。 为了能使电动机以不同的转速运转，串接一个电子转速调节器已被认为是现 有技术。为了在此实现高效率，常使用三相电动机，它也串接有三相转速调 节器。为了在该三相电动机中实现高效率，需将相绕组紧紧绕在相应的定子齿 周围。尤其是在具有分段定子的现代电动机中，三相结构的费用相当高。发明内容基于此背景，本发明的目的在于，设计一种两相永磁电动机，它一方面 能节能地操纵，另一方面制造低廉。此外，还设计一种三相逆变器的激励方 法，由此使两相永磁电动机节能也即高效地操纵。根据本发明，该目的有关装置的部分是通过具有权利要求l中所述的特 征的两相永磁电动机实现的。该目的有关方法的部分是通过具有权利要求6 中所述的特征的方法实现的。本发明的有利构型在从属权利要求、下面的说 明以及附图中给出。根据本发明，这样规定两相永磁电动机由变频器激励。如此一来，就 提供了具有较高转速差的紧凑电动机，其尤其可基于本发明的方法高效地操
纵，并且，尤其是在如下所述使用低廉变频器的情况下，制造低廉。在技术和电子结构上使得电动机最为简单的是，以并联的方式给电动机 的两个相供电，且一个相与一个电容器串联，以便确保所需的相移。在该简 单的构造中，有利的是，使用单相逆变器，于是就结构来说，就可使用具有 非常简单的逆变器的非常简单的电动机。这种构造在大规模生产时制造低廉o不过，本发明的一个改型在当前更为有利，其使用变频器激励两相永磁 电动机，该变频器具有带三相输出端的逆变器。这种逆变器可以非常低廉地 使用，但是为了高效地工作，采用如下所述的本发明的方法加以激励。在此有利的是，使用具有六个成对配置的开关的逆变器，其中至少一个 开关对是以不连续的方式切换的。为了以简单的方式在两相永磁电动机的两相之间产生相移，有利的是， 将一个电容器与一个相串联，因为随后在控制方面不再分别地通过变频器设 定相移。本发明的方法用于激励具有六个开关的三相逆变器，其中，六个开关串 联成对地连接，其中开关对与实现恒压的中间电路的输出端并联连接。正如 已经在上面提到的，此类具有六个开关的逆变器在市场上尤为低廉，且因此 基本上能有利地与两相永磁电动机一起使用。不过，在此存在一个问题，艮P， 在具有六个开关的三相逆变器中，由于开关频率较之单相逆变器高得多，所 以就会产生降低效率的开关损耗。本发明的方法正好避免了这一点，其中， 两相永磁电动机的至少一个绕组端始终连接在一个开关对的两个开关之间， 以使每个绕组连接在两个不同的开关对之间，所述开关的激励为在绕组上 施加彼此相移的交流电压，其中一个开关对的一个开关保持闭合超过至少10度的旋转角度，优选为35-100度的旋转角度，另一个开关则保持打开，在此 期间绕组上理想的电压曲线是通过调制另两个开关对产生的。根据本发明， 一个开关对的一个开关保持闭合超过至少IO度的旋转角度，但典型地为35 至100度的旋转角度，就可节省大量开关过程，也即节省当该开关同样以调 制的方式切换时的切换过程，同时也减少了由此产生的开关损耗。在本发明的意义上，将"调制切换(以调制的方式切换)"理解为这样 一种开关过程，S卩，其以一般例如为18kHz的高频率进行，以便通过脉宽调
制产生例如正弦波形的交流电压，该交流电压施加到电动机上。虽然在脉宽调制中通过过调制来让一个开关保持闭合例如多个开关周 期己被视为现有技术，但却从未超过至少10度那么大的旋转角度进行。此 外，在将电动机用于加热循环泵时，过调制尤其存在严重的缺陷，即，由于电动机的力矩扩展(Momentenentfaltung)不均匀，就可能产生相当明显的 噪声，本发明正好避免了这一点。因此，本发明的方法将得到有利应用，使 得基本上为正弦波形的、相移为90度的交流电压施加到绕组上，以便恰好 避免在非正弦波形的绕组加载中产生的噪声释放。在本发明方法的改型中， 一个开关保持闭合期间的旋转角度是预定的， 且与定子的供电电压的当前角度有关。在本发明的意义上这样理解"预定"， 即，激励方法是根据几何关系存储在微处理器中的，且仅与定子的供电电压 或由此产生的转子的位置有关。根据本发明，开关总是保持闭合超过较大的旋转角度，其引导最接近于 中间电路输出端上的两个中间电路电位之一的额定值电位(在相应于图2a 的理想正弦波形电位曲线中)。之后，即可以以调制的方式激励另两个开关 对，以便产生理想的正弦波形交流电压，而不会在那里产生特别高的切换电 流。在本发明的意义上，将额定值电位理解为这样的电压额定值，其在变频 器的微处理器中存储为输出端(相)上电压的中间值曲线的实际设定值 (Istwertvorgabe )。根据本发明该方法基本上可在电动机的整个转速范围内使用。不过，尤 为适用的情况是，在控制该逆变器产生较低和较高电压和/或频率的交流电压 时，仅在产生较高电压的交流电压时使开关保持闭合超过至少10度的较大 旋转角度；在逆变器工作产生较低电压的交流电压时，则以本身公知的连续 方式加以激励。由于开关在较高的电压下通常流过的电流要比在较低的电压 下流过的电流高，在此产生的开关损耗也就特别高，所以在该范围让一个开 关保持闭合超过较大的旋转角度是十分有利的做法。。因为调制操作时开关上的开关损耗在流过最大电流时达到最高，根据本 发明的改型，这样规定使流过最大电流的开关始终保持闭合，此时在电位 方面考虑到使之最接近两个中间电路电位的一个，并且，以调制的方式切换 其它的开关。
开关保持闭合的时间越长，在那里产生的开关损耗就越小。根据本发明， 特别有利的是，开关保持闭合超过约90度的旋转角度也即电动机的四分之一转。由于逆变器具有三相输出端，但两相永磁电动机仅具有两个相绕组，因 此，就使每一个绕组端分别位于逆变器的两个相输出端上，其中，两个绕组 的绕组端与第三个相输出端连接。在此有利的是，与两个绕组的绕组端连接的开关对的一个开关首先保持闭合超过90度的旋转角度，然后以调制的方 式切换超过约90度的旋转角度，之后，该开关对的另一个开关保持闭合超 过约90度的旋转角度，然后以调制的方式切换超过约90度的旋转角度，其 后电动机旋转，并可以周期性地重复这个过程。这样的激励尤其有利，因为 通过使与两个绕组端连接的开关始终流过较高的电流，所以通过该方法就可 将开关损耗保持得特别地小。在该方法的改型中，有利的是，中间连接两个绕组的绕组端的开关对的 开关不保持闭合超过大于10度的旋转角度的90度间隔中，可以让另两个开 关对的一个开关保持闭合，也即在第一个90度的间隔中， 一个开关对的一 个开关保持闭合，而在下一个90度的间隔中，另一个开关对的一个开关保 持闭合。在该方法中， 一个开关实际上始终保持闭合，由此可让开关损耗保 持较小。作为选择，中间连接两个绕组的绕组端的开关对的开关不保持闭合的90 度间隔中，可以让另两个开关对的一个开关分别保持闭合，也即在第一个45 度的间隔中， 一个开关对的一个开关保持闭合，而在第二个45度的间隔中， 另一个开关对的一个开关保持闭合。有利的是，还可在360度的旋转中，只让那些仅与两个中间电路电位中 的一个形成引线连接的开关保持闭合。如果要减小噪声且降低开关损耗，这 是特别合适的。根据本发明的改型，有利的是，可在360度的旋转中，让开关闭合，从 而以交替的方式与两个中间电路电位中的一个形成引线连接超过约180度的 旋转角度，随后与两个中间电路电位中的另一个形成引线连接。在此情况下， 仅有两个开关对是以不连续的方式进行激励的。这样一来也就能够降低开关
有利的是，对于预定的角度，在电位交变之前不久，以连续的(调制的) 切换激励替代不连续的切换激励，即一般让开关保持闭合超过大于10度的 旋转角度。相对于正常调制操作的开关周期，在电位交变前，优选进行l至 15个开关周期。由此能进一步降低噪声。如果两个电动机相的电流彼此错开一预定角度，就能实现特别平稳的电 动机运转。因此，适宜的是，将控制设计成实现这种相移的电流曲线。优选 的是，使彼此所成的相角与电动机相的几何角度相匹配。为了实现后者，有利的是，以不同于90度的值优选是较大的值将相角固定在公共相的额定值电位与其它相的额定值电位之间。在此，事实表明，3至15度的相角偏差通常使得理想电流曲线方面的效果特别好。根据本发明的改型，这样规定将两个电动机绕组与两个中间电路电位中的一个连接超过10至100度的旋转角度的开关比仅将一个电动机绕组与 一个中间电路电位连接超过10至100度的旋转角度的开关滞后闭合角度Y， 并且，仅将一个绕组与一个中间电路电位连接超过10至100度的旋转角度 的开关相应地滞后打开角度Y。有利的是，这样选择该角度Y，即，它与电 动机绕组中电压与电流间相移的角度相对应。


下面参照在附图中示出的实施例对本发明进行详细说明。其中图la至图le示出了两相永磁电动机的电路图，其具有用于激励的逆变器；图2中的a示出了一种传统的激励三相逆变器的标准额定值电位，其用于操纵两相永磁电动机的电机转动；图2中的b示出了在两相永磁电动机的绕组上由此产生的标准电压； 图 2 中的 c 示出了在逆变器的相中由此产生的标准电流； 图3中的a和aa示出了图2的a视图中逆变器三相输出端的两个不同的额定值电位；图3中的b示出了在两相永磁电动机的两个绕组上由此产生的标准电压；图3中的c示出了在标准化视图中在逆变器的各个相中产生的电流；图4中的a至图11中的a示出了图2的a视图中在三相逆变器的输出端上的可替换额定值电位；图4中的b至图11中的b示出了在两相永磁电动机的两个绕组上的电压；图4中的c至图7中的c示出了之后在逆变器的相中产生的电流； 图12中的a示出了传统激励中与额定值电位加以比较的、在逆变器的 三相输出端上实际产生的电位；图12中的b示出了传统激励中在两相永磁电动机的绕组上实际产生的电压；图12中的c示出了传统激励中在逆变器的相中实际产生的电流-， 图13中的a示出了在改进的激励方法中逆变器三相输出端上的额定值 电位和实际产生的电位；图13中的b示出了在两相永磁电动机的绕组上实际产生的电压； 图13中的c示出了之后实际产生的电流。
具体实施方式
图la示出了两相永磁电动机l，其受到变频器2的激励。变频器2以本 身公知的方式由整流器形式的输入电路3、与之连接的中间电路4以及逆变 器5组成。应该理解，在使用恒压源的应用场合下，没有输入电路3，且变 频器2作为频率产生器工作。根据图la，逆变器5具有六个电子开关Gqah、 qbh、 q^和qal、 qbl、 qcl， 它们分别串联成对且与中间电路4的输出端并联连接。电动机1的两个绕组 A和B分别连接在开关对qah-qal、 qwrqw、 qdrqci之间。逆变器5的输出端(相) 用a、 b禾口 n表不。电动机l的绕组A连接在逆变器的输出端a与输出端n之间，由此一方 面位于开关qah和qa,之间，另一方面位于开关qeh和qd之间。绕组B的一端 与逆变器5的输出端b连接，而另一端与逆变器5的输出端n连接，于是两 个绕组A和B都与逆变器5的输出端n线路连接，而绕组A或B分别与逆 变器5的输出端a或b线路连接。出于开始提及的理由，这种用于激励两相永磁电动机1的三相逆变器5 的组合是特别有利的，尤其是在逆变器5利用下面还要详细描述的本发明方 法激励的情况下。如图lb所示，若两相永磁电动机1由具有总共四个开关6的两相逆变 器5a激励，激励就会简单得多，其中，这些开关分别成对地并联于中间电 路4的输出端。在开关对之间产生输出端(相)a和b，绕组A和B分别与 之并联，其中出于相移的目的， 一个电容器C与绕组B串接。结合图lc示出的实施例同样包括逆变器5，其具有六个分别串联成对排 列的开关6，与图la的实施例相对应，不过，在此出于相移的目的，电容器 C还与绕组B串接。在图ld的实施例中，具有输出端a和b的两相逆变器5a与具有绕组A 和B的两相永磁电动机1串接。不过，与图lb的实施例不同的是，绕组A 和B并未与变频器的输出端并联连接，而是各自以一端与输出端a或b连接， 而各自以另一端作用于(angreifen)节点n，该节点n连接在由两个电容器 形成的中间电路电容之间。在图le的实施例变型中，具有绕组A和B的两相永磁电动机1与具有 单相逆变器5b的变频器2连接。逆变器5b具有两个同样排列为开关对的开 关6，它们与中间电路4的输出端连接且在其间形成输出端a。绕组A和B 在此也是通过与绕组B串接的电容器C在操作中相移地加载。绕组A和B 的另一端如同在图Id的实施例中那样连接在中间电路4中，确切地说，连 接在节点n上，该节点n通过两个电容器分别与中间电路电位相连接。为了在三相逆变器5上操纵两相电动机，如同结合图la示出的那样， 被认为是隶属现有技术的异步电动机通过开关对的调制切换在输出端a、 b 和n产生图2所示且彼此分别移动90度的额定值电位Fa、 Fb和F。。图中示 出的额定值电位、电压以及电流都是标准化的且通过360度的角度也即完整 的电动机旋转表示。用于在逆变器5的输出端产生这些额定值电位Fa、 Fb和 Fn的开关6的调制是以本身公知的方式通过对开关进行相应的切换调制而实 现的，且该调制一般是以18kHz的频率进行的。正如结合图la所示的那样，如果电动机1利用其绕组A和B与逆变器 5的输出端a、 b和n连接，使得绕组A与输出端a连接，绕组B与输出端b 连接，两绕组的另一侧与输出端n连接，随后，在绕组A和B上产生的电压 V肌和Vbn相应于在对应时间点于输出端a、 b和II上产生的电位Fa、 Fb和Fn，如图2中b所详细示出的那样。由此产生两个基本上彼此错开90度的大致 为正弦波形的交流电压。基于理想化的电压曲线，在逆变器5的各输出端a、 b和n上，产生同样彼此错开卯度的电流，正如图2中c所示出的那样。不过，实际产生的电压和电流并不与图2中b和c所示的理想化形式准 确保持一致，因为它们是通过开关的脉宽调制形成的。此外，特别地，在开 关6于高电流量时切换的情况下，会产生开关损耗。基于此，设置了逆变器 5的激励来避免这一点。如图3中的a所示，如果将逆变器5的输出端a、 b和n处的电位激励成 如图3中a或aa所示的那样，就会在绕组A和B内产生如图3中的b和c 所示的电压曲线和电流曲线。这与图2中b和c的电压曲线和电流曲线没有 什么明显的不同。不过，图3中a和aa的额定值电位限定的程度不同。在图 3中a所对应的方法中，额定值电位Fn的曲线通过360度的电动机旋转这样 选择，即使得在第一个90度中，额定值电位Fn对应于图中两个中间电路 电位的下部，也即，开关qd在该90度的间隔中关闭而另一个开关qeh打开。 调制仅仅通过调制切换另两个开关对q必和q^或qbh和q^而进行。对于旋转的第二个90度，以调制的方式进行切换，使得额定值电位曲 线Fn就存在于输出端n上。在第三个90度的间隔中，逆变器5的输出端n 再次与两个中间电路电位中的一个连接，确切地说，是与在第一个90度中 未连接的那个中间电路电位相连接。相反，在第四个90度的间隔中，该开 关对的调制切换相应于图3中a所示的第四个间隔再次进行。并且，在第三 个间隔中，如果中间电路电位恒定地连接在逆变器的输出端n，则调制仅仅通过电位K和Fb相应的调制切换进行。如图3中a所进一步示出的，在第二个90度和第四个90度的间隔中， 电位Fb和h分别以45度交替地与一个中间电路电位相连接，然后与另一个 中间电路电位相连接，其中第二个和第四个间隔中的开关分别反向进行，也 就是说，在第二个间隔中，绕组B邻近逆变器5输出端b的一端首先与一个 中间电路电位连接超过约45度，而在下一个45度中，绕组A邻近输出端a 的一端与另一个中间电路电位相连接。在第四个间隔中，与中间电路电位的 连接以相应的方式进行，只是分别与另一个中间电路电位相连接。 如图3中a所清楚示出的，在第一个90度的间隔中，开关对qeh、 q^的 一个开关始终保持关闭，另一个开关保持打开；而在第三个90度的间隔中， 该另一个开关始终保持关闭，该一个开关保持打开。相应地，在第二个和第 四个90度的间隔中，开关对的一个开关分别保持关闭超过45度，其激励逆 变器5的输出端a或b，另一个开关在此期间则保持打开。如图3中a所进一步示出的，在基本上整个360度中，电流引导开关6 始终是关闭的，这在不再产生开关损耗的方面带来了相当大的优点。将图2 中的a和图3中的a进行比较，显然，在前述的激励方法中，开关始终保持 关闭，其额定值电位也以调制切换方式接近两个中间电路电位中的一个。因 此，根据图3中a所示，将产生一个该额定值电位Fb和Fj台终为超过45度 的分割。在图3中aa所示的激励方法中，配置给逆变器5的输出端n的开关对分 别以与前面结合图3中a描述的方法相同的方式受到激励，也即，在第一个 90度的间隔和第三个90度的间隔中保持关闭，其中，开关对的一个开关在 第一个90度中保持关闭或始终保持打开，而开关对的另一个开关在第三个 90度的间隔中保持关闭或始终保持打开。不过，在第二个卯度的间隔中， 在输出端b上施加电压的开关对的一个开关始终保持关闭，另一个开关则保 持打开，而在第四个90度的间隔中，激励输出端a的开关对的一个开关始 终保持关闭，另一个开关则保持打开。该激励方法在一个90度的间隔中与 一个中间电路电位有关，而在其它三个90度的间隔中与另一个中间电路电 位有关。事实表明，有利的是，例如结合图3中a和aa所描述以及还在下面结合 其它实施例继续描述的那样，开关保持闭合并不相应于电动机的几何绕组排 列进行，而是错开角度Y。在此，适宜的是，以滞后角度Y的方式接通开关 6，其使逆变器5的输出端n与一个或另一个中间电路电位连接超过10度以 上的旋转角度，并且，为了补偿这一点，以滞后角度Y的方式断开那些使输 出端a或输出端b与中间电路电位中的一个持续连接超过10度以上的角度 的开关6，上述情况分别针对前面结合图3中a或aa描述的或其它本发明的 激励方法。角度Y在此相应于电动机绕组A或B中的电压与电流之间的相 移进行选择，如图4中c所示，这就在逆变器5的输出端a、 b和n上产生特
别均匀的电流曲线，因此在电动机l中产生非常均匀的力矩，由此就实现了 特别小的噪声释放，这对加热循环泵的驱动是特别有利的。在图5的激励方法中，首先在第一个卯度的间隔中在变频器的输出端n 上施加两个中间电路电位中的一个中间电路电位，然后，在第二个90度的 间隔和随后的45度间隔中，在输出端a上施加该中间电路电位，由此最后 在第三个90度间隔的后半时和第四个90度的间隔中在输出端b上施加该中 间电路电位。应该理解，在此若在逆变器5的输出端a、 b或n中的一个上 施加一个中间电路电位，则以调制的方式切换其它两个输出端，正如可从图 5的a中所看出的那样。根据图5的激励方法的一个特定特征在于，始终只 有一侧的开关保持闭合超过10度以上的角度，由此也就使得始终只有两个 中间电路电位中的一个中间电路电位出现在相应的输出端。此外，如图5中 b和c所清楚示出的，该激励方法在绕组A和B上产生电压和电流曲线，也 正如在图2中a所示的连续激励那样。图6中a所示的激励方法原则上与前面结合图5中a所描述的情况相对 应，不过其变频器5的输出端与另一个中间电路电位相连接，切换位置相应 地移动180度。结合图7中a所示出的激励方法，首先使在变频器5的输出端上施加电 压的开关在第一个90度的间隔中保持闭合，于是在输出端n上就施加一个 中间电路电位。随后，在第二个90度的间隔中，在输出端b上施加该中间 电路电位。之后，在第三个90度的间隔中，在输出端n上施加另一个中间 电路电位，而在第四个90度的间隔中，在输出端a上也施加该另一个中间 电路电位。在该激励方法中，控制输出端b的开关对始终受到调制激励，而 在连接输出端a和n的另两个开关对中，其各自的一个开关闭合90度，另 一个开关则打开，或反过来。如图7中b和c所清楚示出的，在该激励方法 中，也在绕组A和B中产生电压/电流曲线，也正如在连续的调制切换中进 行一样(见图2中的c)。为对图3中a所示的激励方法有个概括了解，在图8中再次示出了，确 切地说结合图9中的a清楚示出了有关该方法可以如何进一步优化的情况。 保持开关闭合乃至在逆变器的一个输出端施加一个或另一个中间电路电位 超过10度不是自发的，而是通过例如为3至5度的角度增加的，调制切换状态的转变以相同的方式进行，其不是急剧变化的，而是同样通过3至5度的角度增加进行的，正如在图9中a所详细示出的那样。由此，在开关保持 闭合超过10度以上的角度之前，首先以调制和增加的方式激励开关，在与 相应输出端连接的绕组上不是急剧变化地而是以倾斜变化的形式施加整个 中间电路电位，这在电动机的噪声产生方面尤为有利，也即确保运转平稳。根据图10中a所示的内容，对图8中a所激励的变型进行阐述。不过在 此，调制切换与保持闭合之间的过渡区域产生一个超过10度以上的急剧上 升。该方法的优点在于，在逆变器的调制操作中在各个输出端产生的电位曲 线基本上在零附近摆动，也就是说，该激励方法设计为，与两个中间电路电 位中的一个可以持续地保持连接超过10度以上的角度，或者也产生归于零 的电位曲线，这通过以调制的方式切换形成。调制切换中的电位差越小，同 时流动的电流乃至由此引起的开关损耗就越小。如果人们希望在开关损耗方 面根据图10中a所示的特别有利的激励方法进一步运转平稳，也即尤其进 一步减少电动机的噪声载荷，则可改进根据图11中a所示的激励方法，恰 似针对图8中a所示的方法通过图9中a所示的激励进行一样。因此，在这 里，也是在开关保持闭合超过10度或随后转为调制操作中之前，通过3至5 度调制切换的。参见图12中的a，其以实线示出了三相逆变器的三个输出端a、 b和c 上与电动机几何结构相对应的理想额定值电位曲线。不过，实际上设定该理 想化的电位曲线并不合适，因为这会导致在绕组A和B上的电压并不是理 想地使几何配置相应地相移90度，而是例如相移98度。这就导致变频器的 三个相中的电流不等，正如可从图12中c所明显看出的一样。不同的电流 又会在电动机中产生通过电动机旋转的不均匀的力矩，这也尤其会产生不理 想的噪声释放。为了避免这一点以及在逆变器的三个输出端a、 b和n乃至在电动机绕 组中产生尽可能均匀的正弦波形且始终相移90度或与电动机几何结构相应 的电流曲线，适宜的是，额定值电位不是像理想的那样彼此相移90度，而 是让尤其是仅连接一个绕组A或B的输出端的额定值电位相对于连接两个绕 组的输出端相移不同于90度的角度配置，这里为98度。在该98度的相移 中，输出端b的电位曲线落后输出端c或n的电位曲线98度，相反，输出
端a的电位曲线比输出端c或n的电位曲线提前98度。如图13中b所示， 在绕组A和B上产生相移90度的电压曲线，因此照往常那样相应于几何绕组排列。如图13中C所示，随后调节的电流Ia、 Ib和In比图12中C所示的 均匀得多。因此，电流Ia和Ib的幅值一样高，电流In的幅值超出电流Ia和Ib 的程度小于图12中C所示的情况。附图标记一览表1两相永磁电动机2变频器3输入电路(整流器)4中间电路5逆变器6开关A绕组B绕组两相逆变器5b单相逆变器C电容器逆变器的输出端b逆变器的输出端n或c 逆变器的输出端
权利要求
1、 一种两相永磁电动机，其特征在于，它由一个变频器(2)激励。
2、 如权利要求l所述的电动机，其特征在于，该变频器(2)具有一个 以并联方式给电动机的两个相(A， B)供电的单相逆变器(5b)，其中一个 电容器(C)与一个相(B)串联连接。
3、 如权利要求l所述的电动机，其特征在于，激励该电动机(1)的变 频器(2)包括一个具有三相输出端(a， b， n)的逆变器(5)。
4、 如权利要求1或3所述的电动机，其特征在于，该变频器(2)的逆 变器(5)具有六个成对配置的开关(6)，其中至少一对开关是以非连续的 方式切换的。
5、 如前述权利要求之一所述的电动机，其特征在于， 一个电容器(C) 与一个相(B)串联连接。
6、 一种具有六个开关的三相逆变器的激励方法，所述六个开关串联成 对地连接，其中开关对与引导恒压的中间电路的输出端并联连接，其特征在 于，两相永磁电动机的至少一个绕组端始终连接在一个开关对的两个开关之 间，以使每个绕组连接在两个不同的开关对之间，且所述开关的激励方式为 在所述绕组上施加彼此相移的交流电压，其中一个开关对的一个开关保持闭 合超过至少IO度的旋转角度，优选为35-100度的旋转角度，另一个开关则 保持打开，在此期间所述绕组上理想的电压曲线是通过调制另两个开关对产 生的。
7、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述绕组上施加基本为 正弦波形且相移约90度的交流电压。
8、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于， 一个开关保持闭合 期间的旋转角度是预定的，且与定子的供电电压的当前角度有关。
9、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述开关中的一个 开关保持闭合，它产生一个与中间电路输出端上的两个中间电路电位之一最 接近的额定值电位。
10、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，可以激励该逆变器， 以产生较低和较高电压和/或频率的交流电压，其中一个开关对的一个开关保 持闭合超过至少10度的旋转角度，另一个开关则保持打开，在此期间，特 别是仅在产生高屯压的交流电时，通过调制另两个幵关对，在所述绕组上产 生理想的电压曲线。
11、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，使流过最大电流的 开关始终保持闭合。
12、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于， 一个开关保持闭合 超过约90度的旋转角度。
13、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，中间连接两个绕组 的绕组端的开关对的一个开关首先保持闭合超过约90度的旋转角度，然后 以调制的方式切换超过约90度，之后，该开关对的另一个开关保持闭合超 过约卯度，然后以调制的方式切换超过约90度。
14、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，中间连接两个绕组 的绕组端的开关对的开关不保持闭合的90度间隔中，另两个开关对的一个 开关对的一个开关保持闭合，也即在第一个卯度的间隔中， 一个开关对的 一个开关保持闭合，而在下一个90度的间隔中，另一个开关对的一个开关 保持闭合。
15、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，中间连接两个绕组 的绕组端的开关对的开关不保持闭合的卯度间隔中，另两个开关对的一个 开关分别保持闭合，也即在第一个45度的间隔中， 一个开关对的一个开关 保持闭合，而在第二个45度的间隔中，另一个开关对的一个开关保持闭合。
16、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在360度的旋转中， 只有那些仅与两个中间电路电位中的一个形成引线连接的开关保持闭合。
17、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在360度的旋转中， 开关闭合，从而以交替的方式与两个中间电路电位中的一个形成引线连接超 过约180度的旋转角度，随后与两个中间电路电位中的另一个形成引线连接。
18、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，对于电位交变前优 选1至15个切换周期的预定角度，以连续的切换激励替代不连续的切换激
19、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，这样进行控制，艮口 使得两个电动机相的电流彼此错开一预定角度，该预定角度优选与所述电动 机相的几何角度相匹配。
20、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，公共相的额定值电位与其它相的额定值电位之间的相角具有不同于90度的值，优选大于90度。
21、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，公共相的额定值电 位与其它相的额定值电位之间的相角的偏差为3至15度。
22、 如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将两个相绕组与一 个中间电路电位连接超过10至100度旋转角度的开关比仅将一个相绕组与 一个中间电路电位连接超过10至100度旋转角度的开关滞后闭合角度Y， 并且，后者开关以调制的方式滞后切换角度Y。
23、 如权利要求22所述的方法，其特征在于，该角度Y等于电动机相 中电压与电流之间的相移角度。
全文摘要
本发明涉及一种两相永磁电动机，其通过变频器(2)进行激励。其优点是，该变频器(2)具有三相逆变器(5)，该三相逆变器具有六个通过一定方式激励使其开关损耗降低的开关。
文档编号H02P6/08GK101147317SQ200680009680
公开日2008年3月19日 申请日期2006年1月24日 优先权日2005年2月11日
发明者亨里克·克拉格, 比亚内·亨里克森 申请人:格伦德福斯管理联合股份公司