装置和变频驱动器的制作方法

本公开总体上涉及允许减少系统的时间谐波的用于控制电动机的改进的设备和方法。

背景技术：

1、功率转换器是用于转换电功率的设备。一种类型的功率转换器将直流(dc)功率转换为交流(ac)功率。dc/ac转换器通常被称为“逆变器”。ac/dc转换器是另一类型。通常被称为“整流器”的ac/dc转换器将ac功率转换为dc功率。ac/ac转换器(例如，变频驱动器)将一种形式的ac功率转换为另一形式的ac功率。

2、这些各种转换器通常用作对电动机的控制的一部分。例如，变频驱动器(其可包括在整流器与逆变器之间电连接的dc链路)将恒频(例如，60赫兹)ac功率转换为用于工业电动机的变频ac功率。然而，现有系统遭受各种缺陷。例如，这些系统在驱动高速/低电感电机时经常会由于磁因素(例如，涡流和磁滞损耗)而经历重大损耗。这些损耗的主要驱动各不相同，但可包括电流和磁通波形中的谐波成分。

技术实现思路

1、公开了通过对dc链路电压的控制经由时间谐波的减少来降低电机磁损耗的装置和方法。在一个实施例中，装置包括用于将dc功率转换为用于电动机的ac功率的逆变器。装置还包括电压源，该电压源采用整流器的形式，该整流器被配置为经由dc链路向逆变器提供dc输出电压。电压源被配置为基于旋转速度和占空比来调整dc输出电压的幅度。电压源也可以基于逆变器的功率输出来调整dc输出电压的幅度。

2、本公开由此包括但不限于以下示例实施例。一些示例实施方式提供装置，该装置包括：逆变器，该逆变器用于将直流(dc)功率转换为用于电动机的交流(ac)功率；电压源，该电压源被配置为向逆变器提供dc输出电压；其中电压源被配置为基于电动机的旋转速度来调整dc输出电压的幅度。

3、其他示例实施方式提供变频驱动器(vfd)控制器，该变频驱动器控制器包括：整流器，该整流器用于将交流(ac)输入电压转换为直流(dc)输出电压；逆变器，该逆变器通过dc链路电耦合至整流器，其中该逆变器被配置为将dc功率转换为用于电动机的ac功率；控制器，该控制器被配置为接收表示电动机的旋转速度的信号；其中控制器被配置为基于旋转速度信号来控制整流器。

4、又其他实施方式提供控制提供给将dc功率转换为用于电动机的ac功率逆变器的直流(dc)电压的方法，该方法包括：分解器或无传感器速度估计，其表示电机的旋转速度；微控制器，该微控制器接收并处理旋转速度以产生控制信号；整流器，该整流器基于控制信号来调整dc电压的幅度。

5、通过阅读以下详细描述连同下文简要描述的附图，本公开的这些和其他特征、方面和优点将是显而易见的。本公开包括上述实施例中的两个、三个、四个或更多个的任何组合以及在本公开中阐述的任何两个、三个、四个或更多个特征或要素的组合，而不论此类特征或要素是否在本文中的特定实施例描述中被明确组合。本公开旨在被整体阅读，使得除非上下文另外明确指明，否则应当如预期的那样将所公开的本公开的在其各种方面和实施例中的任一者中的任何可分离特征或要素考虑为是可组合的。

技术特征：

1.一种装置，所述装置包括：

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压源包括：

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述整流器包括：

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一控制信号随着所述旋转速度信号的变化而变化。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制器包括：

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一控制信号包括第一脉宽调制信号，所述第一脉宽调制信号具有基于所述旋转速度信号而变化的占空比。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一高侧开关包括第一晶闸管、第一金属氧化物场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述整流器包括：

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压源包括：

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述dc/dc转换器包括：

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制信号随着所述旋转速度信号的变化而变化。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述控制器包括：

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述控制信号包括第一脉宽调制信号，所述第一脉宽调制信号具有基于所述旋转速度信号而变化的占空比。

14.一种变频驱动器，所述变频驱动器包括：

15.如权利要求14所述的变频驱动器，其中，所述dc链路包括：

16.如权利要求14所述的变频驱动器，其特征在于，所述整流器包括：

17.如权利要求16所述的变频驱动器，其特征在于，所述控制器包括：

18.如权利要求17所述的变频驱动器，其特征在于，所述第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号分别包括第一脉宽调制信号、第二脉宽调制信号和第三脉宽调制信号，所述第一脉宽调制信号、第二脉宽调制信号和第三脉宽调制信号分别包括基于所述旋转速度信号而变化的第一占空比、第二占空比和第三占空比。

技术总结
一种通过对直流(DC)链路电压的控制经由时间谐波的减少来降低电机磁损耗的装置和方法。在一个实施例中，装置包括用于将DC功率转换为用于电动机的交流(AC)功率的逆变器。装置还包括电压源，该电压源采用整流器的形式，该整流器被配置为经由DC链路向逆变器提供DC输出电压。电压源被配置为基于电动机的旋转速度来调整DC输出电压的幅度。电压源也可以基于逆变器的功率输出来调整DC输出电压的幅度。

技术研发人员：B·斯科拉,S·M·麦吉尔
受保护的技术使用者：特灵国际有限公司
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/4/17