CN102223137B - 与电驱动系统有关的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了与电驱动系统有关的方法和装置。电驱动系统包括：中间电路(DC)，该中间电路具有连接到其的两个或更多个逆变器单元(I.1-I.n)和两个或更多个供给单元(S.1-S.n)；以及电机(G)，该电机具有彼此电流隔离的两个或更多个三相绕组。两个或更多个逆变器单元(I.1-I.n)连接到所述三相绕组。所述装置还包括：第一主电路开关(X11.1-X11.n)，用于将每一个供给单元(S.1-S.n)与电源电流隔离；第二主电路开关(X12.1-X12.n)，用于将每一个供给单元(S.1-S.n)与中间电路(DC)电流隔离；第一中间电路开关(X21.1-X21.n)，用于将每一个逆变器单元(I.1-I.n)与中间电路(DC)电流隔离；以及第二中间电路开关(X22.1-X22.n)，用于将每一个逆变器单元(I.1-I.n)与电机(G)电流隔离。

Description

与电驱动系统有关的方法和装置
技术领域
本发明设计电驱动系统，更具体地，涉及系统的电机由多个并联的逆变器单元来驱动的电驱动系统。
背景技术
本领域中已知通过由连接到公共直流电压中间电路的复数个逆变器单元和电源构成的变频器对电机进行控制。一些所述单元可以被提供有单独的单元特定的控制，而其他单元(例如逆变器单元)则可以通过公共控制来控制。所述的公共控制可以通过例如利用单独的分支单元将一个控制单元的控制分支到多个逆变器单元来实施。
并行性还会出现在电驱动系统的其他特征中。例如，电机可以具有彼此电流隔离的多个绕组，电机的每一个绕组由单独的逆变器单元来控制。同样，电源可以由多个电源变压器或具有多个次级绕组的电源变压器构成。
上述装置的问题在于，一个系统单元的故障可能会导致整个系统的停机。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种能够解决上述问题的方法和装置。本发明的该目的通过独立权利要求所述的方法和装置来实现。本发明的优选实施例在从属权利要求中披露。
本发明基于这样的构思：根据该构思，电驱动由可以用期望的方式与主电路断开连接的模块化子实体构成。另外，如果电机具有彼此电流隔离的复数个绕组，那么，即使当部分配置断开连接时也能够对该电机进行控制。
本发明的智能电驱动控制为过程的连续执行提供了更为可靠的可能性。与将逆变器和供给单元以固定的方式连接到中间电路和电机相比，本发明具有更好的容错性。出故障的子实体可以与装置的其余部分隔离并且被替代，而不必关闭整个系统。另外，如果电机的某个绕组损坏，则可以将其与逆变器单元隔离，而仍可以用剩余的绕组来驱动机器。
附图说明
下文将参考优选实施例和附图更详细地披露本发明，在附图中：
图1是本发明的与电驱动系统有关的装置的简化框图；
图2示出本发明的一个实施例，其中，该实施例的电机G具有彼此电流隔离的三个三相绕组。
具体实施方式
图1是本发明的与电驱动系统有关的装置的简化框图。该装置包括：中间电路DC，两个或更多个供给单元S.1-S.n(n≥2)和两个或更多个逆变器单元I.1-I.n连接到到该中间电路；以及电机G，该电机具有彼此电流隔离的两个或更多个三相绕组。该主电路联接具有公共的中间电路DC，系统的所有供给单元和逆变器单元均连接到该中间电路。装置也可以具有多个中间电路。
另外，所述装置还包括：第一中间电路开关X21.1-X21.n，用于将每一个逆变器单元I.1-I.n与中间电路DC电流隔离；以及第二中间电路开关X22.1-X22.n，用于将每一个逆变器单元I.1-I.n与电机G电流隔离。如果逆变器单元I.1-I.n中的一个单元出现故障，那么，可以将该单元与系统的其余部分电流隔离，系统利用剩余的逆变器和供给单元继续工作。
电流隔离还允许在系统运行的同时使损坏的逆变器单元能够与舱(cabin)分离、被修复、被替代以及被耦接回至驱动。同样，当电机G的一个三相绕组出故障时，可以将其与逆变器单元隔离，而剩余的绕组能够以降低的功率来继续工作。
逆变器单元I.1-I.n由公共控制装置RI来控制。控制单元RI与逆变器单元I.1-I.n之间的连接是通过分支装置Y来建立的。每一个逆变器单元I.1-I.n可以包括一个或更多个逆变器模块。当使用多个逆变器模块时，为每一个逆变器模块分支出单独的控制连接。控制单元RI具有这样的参数，使得该控制单元RI通过选择数量的逆变器单元/模块而操作。
通过对第一中间电路开关X21.1-X21.n和第二中间电路开关X21.1-X21.n进行控制，使得它们中的一些开关断开而同时其他开关闭合，还能够根据需要将不同数量的逆变器单元连接到主电路，以控制电机G的绕组。以相似的方式对形成一对的每个逆变器单元I.1-I.n及供给单元S.1-S.n进行控制，以便能够在发电机应用中将电力传送至电源(mains)或者在电动机应用中从电源(mains)中汲取电力。
所述装置还包括：第一主电路开关X11.1-X11.n，用于将每一个供给单元S.1-S.n与电源隔离；以及第二主电路开关X12.1-X12.n，用于将每一个供给单元S.1-S.n与中间电路DC隔离。每一个供给单元S.1-S.n具有单独的控制单元RS.1-RS.n。与逆变器单元相似，供给单元S.1-S.n可以具有并联的电源模块。
如果某个供给单元由于主电路中的短路而出故障，那么，例如可以利用第一主电路开关X11.1-X11.n和第二主电路开关X12.1-X12.n将该供给单元与主电路隔离，并且因此，可以利用剩余的逆变器和供给单元来继续驱动。
在本发明的装置中，如图1所示，每一个供给单元S.1-S.n可以具有连接到其的三相电源变压器T.1-T.n。本发明的装置还可以利用具有与供给单元S.1-S.n对应的多个次级绕组作为在每一相的电源变压器的一个三相变压器来实施。如果与供给单元相关联的电源出现故障，可以将该出问题的电源与本发明的系统隔离。
换言之，本发明的系统能够将任何一个故障部件或下述故障部件中的任一个隔离：电源变压器T.1-T.n、供给单元S.1-S.n、逆变器单元I.1-I.n和电动机G绕组。
图2示出本发明的一个实施例，其中，该实施例的电机G具有彼此电流隔离的三个三相绕组。这改善了电机的抗错性。如果电机G的一个三相绕组损坏，则可以将该损坏的绕组与逆变器单元隔离，并可以利用其余绕组以三分之二的功率继续操作。如果两个绕组损坏，则可以利用一个绕组以三分之一的功率继续操作。
在图2的实施例中，逆变器单元I.1-I.3包括两个到四个逆变器模块IM.1-IM.9。通过利用电分支单元Y来建立从控制单元RI到每一个逆变器模块IM.1-IM.9的连接，逆变器模块IM.1-IM.9由控制单元RI来控制。
根据本发明，该实施例还包括：第一中间电路开关X21.1-X21.3，用于将每一个逆变器单元I.1-I.3与中间电路DC电流隔离；第二中间电路开关X22.1-X22.3，用于将每一个逆变器单元I.1-I.3与电机G电流隔离；第一主电路开关X11.1-X11.3，用于将每一个供给单元S.1-S.3与供给单元T.1-T.3隔离；以及第二主电路开关X12.1-X12.n，用于将每一个供给单元S.1-S.3与中间电路DC隔离。也就是说，出故障的电源变压器T.1-T.3、供给单元S.1-S.3、逆变器单元I.1-I.3和/或电动机绕组G可以与系统相分离，而仍保持驱动系统的可能性。
每一个供给单元S.1-S.3由单独的控制单元RS.1-RS.3来控制。
本领域的技术人员会发现以下是明显的：随着技术的进步，本发明的基本构思可以用各种方式来实现。因此，本发明及其实施例不局限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (8)

1.一种与电驱动系统有关的方法，该电驱动系统包括：
中间电路，两个或更多个供给单元和两个或更多个逆变器单元连接到所述中间电路；以及
电机，该电机具有彼此电流隔离且耦接到所述两个或更多个逆变器单元的两个或更多个三相绕组，特征在于，所述供给单元和所述逆变器单元是可隔离的单元，所述供给单元能够与电源和所述中间电路电流隔离，并且所述逆变器单元能够与所述中间电路和所述电机电流隔离，所述方法包括以下步骤：
通过将一个或更多个可隔离的单元隔离来配置电驱动系统。
2.一种与电驱动系统有关的装置，该电驱动系统包括：
中间电路，两个或更多个供给单元和两个或更多个逆变器单元连接到所述中间电路；以及
电机，该电机具有彼此电流隔离并且使所述两个或更多个逆变器单元布置为与它们相关联的两个或更多个三相绕组，特征在于，所述装置还包括：
第一主电路开关，用于将每一个供给单元与电源电流隔离；
第二主电路开关，用于将每一个供给单元与所述中间电路电流隔离；
第一中间电路开关，用于将每一个逆变器单元与所述中间电路电流隔离；以及
第二中间电路开关，用于将每一个逆变器单元与所述电机电流隔离。
3.如权利要求2所述的装置，特征在于，每一个供给单元被布置为由单独的控制单元来控制。
4.如权利要求2所述的装置，特征在于，每一个逆变器单元包括一个或更多个逆变器模块。
5.如权利要求2至4中任一项所述的装置，特征在于，所述逆变器单元被布置为由同一个控制装置来控制。
6.如权利要求5所述的装置，特征在于，所述控制装置和所述逆变器单元之间的连接是利用分支装置来形成的。
7.如权利要求2至4中任一项所述的装置，特征在于，该装置还包括一个或更多个电源变压器。
8.如权利要求7所述的装置，特征在于，该装置的所述电源变压器包括与两个或更多个逆变器单元相关联的两个或更多个次级绕组。
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