用于运行电机的方法和设备与流程

本发明涉及一种用于运行电机的方法以及一种用于运行电机的设备。尤其是，本发明可以涉及用于调节电机的方法和设备。

背景技术：

1、为了在运行电机时减少干扰性噪声或转矩脉动，可以施加所谓的电流谐波(用英语也称为“current shaping(电流整形)”或“resonant control(谐振控制)”)。在此指的是在运行电机时出现的谐波(即高次谐波)。

2、为此，除了基波之外施加至少一个谐波次数(fachrmc)。例如，通常在面向场的坐标系中施加六次谐波(+6和-6)，即fachrmc＝6。在相坐标系中，这些所提到的谐波对应于-5次和+7次。因为一般适用的是，面向场的坐标中的谐波频率通过以下给出：

3、frq_dq_harmonic_neg＝-fachrmc*frq_elektrisch＝-6*frq_elektrisch，frq_dq_harmonic_pos＝fachrmc*frq_elektrisch＝6*frq_elektrisch

4、(harmonic为“谐波”，elektrisch为“电”)。

5、相坐标中对应的谐波频率通过以下给出：

6、frq_alphabeta_harmonic_neg＝-(fachrmc-1)*frq_elektrisch＝-5*frq_elektrisch，frq_alphabeta_hamonic_pos＝(fachrmc+1)*frq_elektrisch＝7*frq_elektrisch。

7、可以利用谐波电压控制或谐波电流调节来调整谐波电流。

8、从de 10 2011 003 352 a1中已知一种用于优化多相电机中的三次谐波电流注入的示例性方法。

9、为了操控电机，通常针对脉宽调制(pwm)方法的每个周期计算三相或多相额定电压(调整参量)。三相或多相正弦pwm空间矢量调制(英语：“space vector pulse widthmodulation”svpwm)平顶或类似方式被用作调制方法。

10、在pandit等人的“pr controller implementation using double update modedigital pwm for grid connected inverter”(2014年)中，描述了对pwm方法扩展以功能“双重更新(double update)”。使用该方法用于改善利用pwm调整参量对瞬态参量的调节的动态性。例如利用该方法得出相对于所调整的电压的较小延迟，因为可以更频繁地调整电压。小延迟允许对于调节更高的动态性。

11、在正常的脉宽调制方法(即利用“单次更新(single update)”)的情况下，针对脉宽调制方法的每个周期精确地计算调整信号。根据pwm变型方案(左对准、右对准或居中对准)得出用于接通过程的切换时间和用于关断过程的切换时间。

技术实现思路

1、本发明涉及具有独立专利权利要求的特征的用于运行电机的方法和设备、计算机程序产品以及非易失性计算机可读存储介质。

2、优选实施方式是相应从属权利要求的主题。

3、根据第一方面，本发明因此涉及一种用于运行电机的方法。确定关于在对所述电机通电时出现的预先给定频率的高次谐波的高次谐波调整参量。借助于脉宽调制方法在使用所确定的高次谐波调整参量的情况下对所述电机通电。对于所述脉宽调制方法的每个周期，不仅为接通过程而且为关断过程确定所述高次谐波调整参量。

4、根据第二方面，本发明因此涉及用于调节电机的设备。计算装置确定关于在对所述电机通电时出现的预先给定频率的高次谐波的高次谐波调整参量。操控装置借助于脉宽调制方法在使用所确定的高次谐波调整参量的情况下对所述电机通电。所述设备被构造用于对于脉宽调制方法的每个周期不仅为接通过程而且为关断过程确定所述高次谐波调整参量。

5、根据第三方面，本发明因此涉及一种具有可实施的程序代码的计算机程序产品，所述可实施的程序代码被构造用于当在计算机上实施时实施根据本发明的用于运行电机的方法。

6、根据第四方面，本发明因此涉及一种具有可实施的程序代码的非易失性计算机可读存储介质，所述可实施的程序代码被构造用于当在计算机上实施时实施根据本发明的用于运行电机的方法。

7、发明优点

8、根据本发明，高次谐波被注入，其中使用具有“双重更新”的脉宽调制方法。因此，对于脉宽调制方法的每个周期计算两个高次谐波调整参量或谐波调整信号。为接通过程的切换时间计算一个高次谐波调整参量，并且为关断过程的切换时间计算另一高次谐波调整参量。因此，借助于两个独立地计算的高次谐波调整参量彼此独立地确定接通和关断时间。由此，可以改善谐波频率的调制或电压位置。

9、所确定的高次谐波调整参量因此影响相应的接通和关断过程，即在对电机通电时被应用。

10、因此，用于脉宽调制方法的“双重更新”功能专门被用于谐波频率。“双重更新”功能在此不仅减少所计算的额定电压与实际电压之间的延迟，而且还降低可以利用脉宽调制方法产生的额定电压的最大可能频率。由此使可以施加谐波电压的最大电频率和最大转速加倍。

11、因此，本发明可以在谐波电流调节(strom-regelung)时和在谐波电压控制(spannungs-steuerung)(即非调节(regelung))时被使用，以便能够实现谐波电压和电流的更高谐波频率。

12、“高次谐波调整参量”可以被理解为用于要馈入的高次谐波的调整参量(例如施加到电机上的额定电压)。

13、脉宽调制方法的固定或可变频率可以根据所使用的硬件、尤其是逆变器的半导体和微控制器、根据对效率的要求、根据构件保护等被确定。通过注入具有“单次更新”的谐波，根据奈奎斯特(nyquist)定理将高次谐波的理论最大频率限制到脉宽调制方法的一半频率。实际上，对于正弦波需要更加多的采样点(facfrqmodfrqpwm)，以便设定稳定的谐波电压：

14、frq_modulationmax＝frqpwm/facfrqmodfrqpwm

15、(modulation为“调制”)。

16、因此，可以设定谐波频率的最大电频率通过以下给出：

17、frq_elektrisch_harmonicmax＝frq_modulationmax/(fachrmc+1)＝

18、frqpwm/(facfrqmodfrqpwm*(fachrmc+1))。

19、例如，在10khz的pwm频率的情况下和在所需要的因子facfrqmod-frqpwm＝6的情况下，施加七次谐波频率的最大电频率通过以下给出：

20、frq_clcktrisch_harmonicmax＝10000/(6*7)＝238.0952hz。

21、从而限制了在给定pwm频率时谐波注入的转速范围。尽管pwm频率有限，通过使用“双重更新”可以扩展转速范围。

22、根据一种改进方案，用于运行电机的方法是用于调节电机的方法。因此，确定高次谐波反馈参量，所述高次谐波反馈参量包括在对所述电机通电时出现的高次谐波的实际参量。此外，在使用所确定的高次谐波反馈参量和关于所述高次谐波的预先给定主导参量的情况下确定高次谐波调节偏差。在使用所确定的高次谐波调节偏差的情况下确定高次谐波调整参量。因此，本发明可用于调节方法。

23、根据用于运行电机的方法的一种改进方案，高次谐波反馈参量包括面向场的系统中的高次谐波的实际参量。在此情况下，高次谐波反馈参量被变换成面向高次谐波的系统中的高次谐波恒定反馈参量。高次谐波调节偏差被确定为高次谐波恒定反馈参量和预先给定主导参量的差。因此，该方法可以包括输入变换。

24、根据用于运行电机的方法的一种改进方案，为了在使用所确定的高次谐波调节偏差的情况下确定高次谐波调整参量，确定面向高次谐波的系统中的高次谐波恒定调整参量，其中将高次谐波恒定调整参量变换回面向场的系统中的高次谐波调整参量。因此，该方法可以包括输出变换。

25、根据电机运行方法的一种改进方案，此外借助于基波调节确定基波调整参量，其中通过将基波调整参量与高次谐波调整参量叠加来确定机器调整参量，并且其中在使用所确定的机器调整参量的情况下对电机通电。机器调整参量尤其是可以是电压。在时域中，机器调整参量可以包括交变参量、基波和至少一个其他叠加的交变参量、即高次谐波。

26、根据用于调节电机的设备的一种改进方案，计算装置此外被构造用于确定高次谐波反馈参量，所述高次谐波反馈参量包括在对所述电机通电时出现的高次谐波的实际参量。此外，在使用所确定的高次谐波反馈参量和关于高次谐波的预先给定主导参量的情况下确定高次谐波调节偏差。计算装置在使用所确定的高次谐波调节偏差的情况下确定高次谐波调整参量。

27、根据用于调节电机的设备的一种改进方案，高次谐波反馈参量包括面向场的系统中的高次谐波的实际参量。计算装置将高次谐波反馈参量变换成面向高次谐波的系统中的高次谐波恒定反馈参量并且将所述高次谐波调节偏差确定为所述高次谐波恒定反馈参量和预先给定主导参量的差。