用于将功率供应到电动机的方法、相关联的计算机程序、反相器控制装置和旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于将功率供应到电动机的方法、相关联的计算机程序、反相器 控制装置和旋转电机。
【背景技术】
[0002] 公开的法国专利申请FR2 974 466描述了一种将电力供应给电动机的方法，该 电动机包括具有关于电动机的旋转轴的各个方向的相，且意图携带限定从旋转轴开始的电 流矢量的各相电流，该方法包括所述相至电压源的切换连接，以便引起电流矢量转动。
[0003] 为了执行该方法，控制装置大体适于控制反相器（inverter)，从而后者执行将电 压交替地施加到每个相的切换操作，例如，由直流电压源供应的电压及其反电压。
[0004] 由于电动机的各相独立，相电流的总和没有被迫使为零，从而同极电流可出现。现 在，在经典多相电机中，各相之间的磁耦合对该同极电流有非常低的阻抗，从而出现高水平 的纹波（ripple)。该纹波不参与驱动马达转子的旋转磁场的产生，且因此是不期望有的。
[0005] 因此可能需要减少这样的纹波。此外，可能还需要减少由反相器中的切换操作引 起的损耗。
【发明内容】
[0006] 为了至少部分地解决上述问题，提出一种将电力供应给电动机的方法，该电动机 包括具有关于电动机的旋转轴的各个方向且意图携带各相电流的相，所述各相电流限定从 旋转轴开始的电流矢量，该方法包括：
[0007] -各相到电压源的切换连接，以便引起电流矢量转动，
[0008] 该方法特征在于，各相的切换连接在电流矢量的至少一圈期间，对于一个或多个 相的每个，包括：
[0009] -在该圈的一部分上，将该相从电压源断开连接，以便使该相开路，和
[0010] -在该圈的另一部分上，将该相切换连接至电压源。
[0011] 可选地，在该圈的一部分上的断开连接的步骤以及该圈的另一部分的连接的步骤 应用于电动机的所有相。
[0012] 并且可选地，相的方向的垂线通过圈的使相从电压源断开连接的那部分。
[0013] 并且可选地，该圈的使相与电压源断开连接的那部分包括两个单独的子部分，每 个子部分通过可断开连接的相的方向的垂线。
[0014] 并且可选地，每次仅一个相被断开连接以使其开路。
[0015] 并且可选地，该方法还包括，对于在一圈的一部分上断开连接至少一个相的每个 以及对于在该圈的另一部分上切换连接该相或每个相：
[0016] -接收相电流的测量结果，
[0017] -确定与所测量的相电流相对应的、属于与相相关联的至少一个预定角扇区的电 流矢量，
[0018]-断开连接与电流矢量所属的一个或多个预定角扇区相关联的每个相，和
[0019]-切换连接其他一个或多个相。
[0020] 并且可选地，该方法还包括，对于在一圈的一部分上断开连接至少一个相的每个 以及对于在该圈的另一部分上切换连接该相或每个相：
[0021]-接收设定点电流矢量，
[0022] -确定属于与相相关联的至少一个预定角扇区的设定点电流矢量，
[0023]-断开连接与设定点电流矢量所属的一个或多个预定角扇区相关联的每个相，和
[0024]-切换连接其他一个或多个相。
[0025] 并且可选地，该方法还包括，对于在一圈的一部分上断开连接至少一个相的每个 以及对于在该圈的另一部分上切换连接该相或每个相：
[0026]-测量相电流，
[0027]-检测相电流的取消或没有取消，
[0028]-如果相电流已经被取消，则断开连接相电流已经被取消的相，如果没有，则断开 连接相电流被取消的最后一相，和
[0029]-切换连接其他一个或多个相至电压源。
[0030] 还提出一种计算机程序，包含多行代码，当其被计算机执行时，所述多行代码驱使 计算机控制反相器，所述反相器将电动机连接到电压源，以便执行根据本发明的方法。
[0031] 还提出一种反相器的控制装置，该反相器将电动机连接到电压源，电动机包括具 有绕电动机旋转轴的各个方向且意图携带各相电流的相，所述各相电流限定从旋转轴开始 的电流矢量，控制装置意图控制反相器，从而后者实现相至电压源的切换连接，以便引起电 流矢量转动，其特征在于，控制装置还如下配置，在电流矢量至少一圈期间，对于一个或多 个相的每个：
[0032]-在该圈的一部分上，控制反相器，从而反相器实现相与电压源的断开连接，以便 使该相开路，和
[0033] -在该圈的另一部分上，控制反相器从而反相器实现将相切换连接至电压源。
[0034] 还提出一种旋转电机，包括：
[0035]-电动机，包括具有绕电动机的旋转轴的各个方向且意图携带各相电流的相，所述 各相电流限定从旋转轴开始的电流矢量，
[0036]-电压源，
[0037] -反相器，适于将电压源连接到电动机的相，
[0038]-根据本发明的控制装置。
【附图说明】
[0039] 接下来将参考附图描述本发明的实施例，附图中：
[0040] 图1示出根据本发明第一实施例的旋转电机，
[0041]图2是在图1的旋转电机限定的电流矢量的一圈上的角扇区的图，
[0042] 图3是用在图1的旋转电机中的供应电力的方法的流程图，
[0043] 图4至7是设定点相电流和相电流图，以示出不期望的纹波的减小，和
[0044] 图8至10是用在本发明的其他实施例中的供应电力的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0045] 第一实施例
[0046] 图1 :旋转电机100
[0047] 接下来参考图1描述根据本发明的旋转电机100。在所述例子中，旋转电机100用 于由电压源驱动转子旋转（马达功能），但是本发明涵盖发电机，在该情况下，旋转电机意 图通过转子的旋转供应电力给电压源。
[0048] 电压源102
[0049] 旋转电机100首先包括电压源102,其意图供应相对于地线Μ的直流电压E。
[0050] 电动机104
[0051] 旋转电机100还包括电动机104。电动机104包括定子和转子，转子意图相对于定 子绕旋转轴Α转动。电动机104还包括三个相u、V、w，其具有沿横向于旋转轴Α的平面均 匀分布、且因此在该横向平面中彼此间隔120°的方向。每个相u、v、w具有两个极限。相 u、v、w是独立的，S卩，没有通过它们的其中一个端点连接在一起。相u、v、w意图携带各相电 流iu、iv、iw。这些相电流iu、iv、匕在横向于旋转轴A并垂直于旋转轴A的平面中限定电流 矢量i。为了更准确，每个相电流iu、iv、ij艮定相矢量，其一方面在方向方面，具有其流动 所沿的相U、V、W的方向，另一方面在模方面，具有该相电流iu、iv、iw的值。电流矢量jjlj 限定为相矢量的矢量和。该电流矢量i遵循转子的旋转，且因此使得可以表示转子的位置。
[0052] 反相器106
[0053] 旋转驱动系统100还包括反相器106,其意图将电动机104的每个相u、v、w以切 换的方式连接到直流电压源102。反相器106意图以切换的方式将相u、v、w的每个端子与 电压E连接或从其断开，或以切换的方式将相u、v、w的每个端子与地线Μ连接或从其断开， 以便选择性地向每个相u、V、w施加电压+Ε、其反向电压-Ε、零电压，或将两个端子断开连 接，以使相U、v、w成为开路，并因此切断相u、v、w中的电流。反相器具体地包括开关，其每 个将电压源102的端子连接到相u、v、w的端子。因此对每个相u、v、w产生Η桥。在所述 的存在三个相u、v、w的实施例中，反相器106因此包括三个Η桥和十二个开关。此外，反相 器106包括与每个开关并联的续流二极管。
[0054] 传感器108
[0055] 旋转驱动系统100还包括传感器108,其意图测量相电流iu、iv、iw。
[0056] 控制装置110
[0057] 旋转驱动系统100还包括控制装置110,其意图控制反相器106,从而后者进行相 u、v、w到电压源102的切换连接，以便导致电流矢量i绕旋转轴A转动，导致转子相对于定 子旋转。
[0058] 在所述实施例中，控制装置110是计算机（有时称为"处理器"），包括其中存储有 计算机程序的存储器112、和意图执行计算机程序的处理单元114。计算机程序包括指令， 当被控制装置110 (即，被处理单元114)执行时，其导致控制装置110控制反相器106,以 便执行在此之后关于图3所述的将电力供应给电动机的方法的步骤。此外，存储在存储器 112中的是至少一个预定角扇区和预定相之间的至少一个关联。例如，每个角扇区在存储器 112中通过其覆盖的角的范围来表示。
[0059] 图2 :相和角扇冈之间的关联