CN108684215A - 具有两个变频器的真空泵驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空泵驱动器，包括电机(12)，其驱动真空泵的转子；第一变频器(16)，其连接至该电机(12)，并被设计为从干线供电电压产生该驱动电机(12)的电机输入电压；至少一个第二变频器(18)，其也被设计为从干线供电电压产生频率可变的电机输入电压，根据该电机输入电压的频率来驱动该电机，其特征在于：该第二变频器(18)具有测量装置(24)，该测量装置(24)用于测量由该第一变频器(16)产生的该电机输入电压和/或相关的该电机输入电流，以使该第二变频器(18)与该第一变频器(16)同步。

Description

具有两个变频器的真空泵驱动器
技术领域
本发明涉及一种用于真空泵的电力驱动器。
背景技术
用于真空泵的电驱动器通常包括电机，该电机根据供给于该电机的电机输入电压而产生驱动该真空泵的转子所需的转矩。具有可变频率和电压的该电机输入电压由变频器产生，该变频器由电压供应网络提供干线供电电压。
关于真空泵的电驱动器，在电机中产生的功率损耗是重要的设计标准。功率损耗的大小决定了该真空泵的可能性能。对于给定结构体积的泵驱动器，需要实现尽可能低的功率损耗，及实现尽可能高的电机的机械性能。
为此，利用两个变频器操作泵驱动器的电机是已知的，其中，该两个变频器相互同步。一个变频器连接至电机绕组的一端，另一个变频器连接至该电机绕组的相对端。
为了实现该两个变频器之间的同步，这些变频器包括互连的控制单元，其用于该两个变频器之前同步所需的数据交换。这种具有两个变频器的同步驱动器在例如【“使用降低切换频率的空间矢量调制的开放式绕组感应电机驱动的DTC”，作者：A.库马尔，B.G.费尔南德斯，K.查特吉，2004年第35届IEEE电力电子专家年会，亚琛，德国，2004】这一文献中作了描述。(“DTC of Open-End Winding Induction Motor Drive Using Space VectorModulation With Reduced Switching Frequency”,A.Kumar,B.G.Fernandes,K.Chatterjee,2004 35th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference,Aachen,Germany,2004.)
作为替代方案，仅通过使用一个公共控制单元来控制两个变频器的操作来同步这两个变频器是已知的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有两个变频器的电动真空泵驱动器，这两个变频器能够以简单的方式被同步，以减少电机的功耗。
本发明真空泵驱动器由权利要求1中的技术特征进行限定。
根据本发明，该第二变频器具有测量装置，该测量装置被配置为用于检测由该第一变频器产生的该电机的电机输入电压和/或由该第一变频器产生的用于该电机的电机电流。该第二变频器被配置为用于根据该测量装置测量到的信号产生电机输入电压，以便于随该第一变频器被同步驱动。因此，本发明支持由该两个变频器产生的该电机输入电压的简化式同步，而无需为这两个变频器的同步而在这两个变频器之间或在这两个变频器的各自的控制单元之间设置直接数据链路。优选地，在该变频器之间不存在用于同步的上述数据链路。具体地，不提供用以控制这两个变频器的公共控制单元。相反，每个变频器具有自己的控制单元，在该控制单元之间没有产生用于变频器同步的数据交换。
该第一变频器产生具有可调频率的可变电机输入电压。该电机根据该电机输入电压产生驱动该真空泵转子的驱动转矩。在此，该第一变频器不接收关于该第二变频器的输出电压的信息——既不经由该变频器之间的连接线路，也不通过测量装置。
该测量装置被配置为用于检测由该第一变频器所产生的该电机输入电压和/或由该第一变频器产生的该电机输入电流。这里，该测量装置与该第二变频器连接，优选地，该测量装置与该第二变频器的控制单元通过电气或电子或光学方式连接，以便向该第二变频器发送测量信号，根据该测量信号可以确定该第一变频器的该电机输入电压或该电机输入电流的频率和电平。该第二变频器，优选地，该第二变频器的控制单元，被配置为用于根据所确定的输出电压产生电机输入电压，该输出电压由该第一变频器产生，该电机输入电压的该频率和电平被调整(同步)到所测量到的电机电流。
由该第一变频器产生的该电机输入电压作用于该电机的电绕组的一端，并且该第二变频器的该电机输入电压作用于该电机绕组的相对端。
具体地，本发明的该两个变频器与本发明的该测量装置也可一起被配置为用于驱动多个电机，并采用相同的连接方式。进一步地，可以想到，除了该第二变频器之外，还提供了至少一个额外的变频器，该额外的变频器也通过该第二变频器的测量装置与该第一变频器同步。作为备选方案，每个额外的变频器可以包括自身的测量装置以支持与该第一变频器或另一个之前的变频器进行同步操作。这里，例如可以通过自身的测量装置使第三变频器与该第二变频器进行同步。
附图说明
图1示意性地示出了本发明实施例的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作了详细说明。该真空泵驱动器的电机作为具有附图标记12的方块被示意性地示出。为了说明的目的，该三相U，V，W电机绕组在表示电机12的方块中示出。
该电机绕组的一端，即附图中的左端，通过三相电连接线14连接至第一变频器16。该电机绕组的另一端，即附图中的右端，通过分离的三相电连接线被连接至第二变频器18。两个变频器16，18中的每一个都包括各自的控制单元20，22。在这两个变频器16，18之间或在这两个控制单元20，22之间不存在数据链路。
这两个变频器16，18均包括六个晶体管，这六个晶体管中的每两个被分别分配给三个电机相位U，V，W中的其中一个。换言之，两个第一晶体管各自电性连接至该第一电机相位U，两个第二晶体管各自电性连接至该第二电机相位V，两个第三晶体管各自电性连接至该第三电机相位W。所有晶体管均电连接至未示出于附图之中的干线电压网络的供电电压。此外，第一变频器16的所有晶体管均连接至控制单元20，第二变频器18的所有晶体管均连接至第二控制单元22
在连接于第一变频器16和电机12之间的连接线14中设置有测量装置24，该测量装置对由连接线14中的第一变频器16所产生的该电机的输入电压和/或该电机的输入电流和/或由电连接线14中的第一变频器16所产生的该电机的输入电压进行测量。
测量装置24通过测量线26连接至控制单元22，以便于发送测量信号至第二变频器18的控制单元22，该测量信号包括关于该电机输入电压的频率和电平和/或线路14中的电机电流的信息。
具有控制单元22的变频器18被配置为用于根据测量装置24的测量信号在连接线14中产生电机输入电压。由此，存在于第二变频器18和电机12之间的连接线14中的该第二变频器18的电机输入电压与存在于第一变频器16和电机12之间的连接线14中的第一变频器16的电机输入电压同步。
在两个变频器16，18之间没有直接连接，具体来说，在这两个变频器16,18的控制单元20，22之间没有直接连接。这两个变频器16，18中的每一个均产生自身的电机输入电压，该电机输入电压存在于该电机12的该电机绕组的相应端。在此，第一变频器16不具有关于第二变频器18的输出电压的信息。然而，第二变频器18通过该测量装置24而具有关于由该第一变频器16产生的电机输入电压的信息。
由于这两个变频器16，18通过本发明的用于驱动真空泵的方式被连接到并受控于电机12(或多个电机12)，能够减小在电机中发生的功率损耗。电机12连接在相应的变频器16，18的给定供电电压下，如此使得其相比传统连接产生更高的电机输入电压。
变频器16是用于控制电机的常规变频器或逆变器，并且包括用于该电机的控制或反馈控制的控制或反馈控制结构。
本发明的区别特征在于：在两个控制单元20，22之间不存在用于变频器16，18的同步的数据链路。也可以仅仅是用于其他目的的连接，例如用于状态检测和错误处理。通过连接至电机的测量装置24，使第二变频器18与第一变频器16的旋转场同步成为可能。这里，测量装置24不是由机械速度或位置编码器形成，而是唯一地由测量系统形成，该测量系统用于位于电机12处的连接线14中的电压和/或电流的实际电气值。
归因于本发明提供的两个变频器16，18的连接，在同一干线供电电压下，通过使用标准部件(变频器，测量装置24)，这些变频器16，18的输出电压可高达57％。这使得用于较高的电机电压或在相同的驱动功率下减小电机12中的功率损耗的电机12的设计成为可能。

Claims (5)

1.一种真空泵驱动器，包括：
电机(12)，其驱动真空泵的转子；
第一变频器(16)，其连接至该电机(12)，并被配置为从干线供电电压产生用于驱动该电机(12)的电机输入电压；
至少一个第二变频器(18)，其也被配置为从干线供电电压产生频率可变的电机输入电压，根据该电机输入电压的频率以驱动该电机，其特征在于：
该第二变频器(18)具有测量装置(24)，该测量装置(24)用于测量由该第一变频器(16)产生的该电机输入电压和/或相关的该电机输入电流，用于使该第二变频器(18)与该第一变频器(16)同步。
2.根据权利要求1所述的真空泵驱动器，其特征在于，在该两个变频器(16，18)之间不存在用于同步该变频器(16，18)的数据链路。
3.根据权利要求1或2所述的真空泵驱动器，其特征在于，该测量装置(24)测量连接线(14)中的电流和/或电压，该连接线(14)连接于该第一变频器(16)和该电机(12)之间。
4.根据上述权利要求中任一项所述的真空泵驱动器，其特征在于，变频器(16，18)中的每一个均包括用于控制相应变频器的独立的控制单元(20，22)，在该变频器(16，18)之间不存在用于同步该变频器(16，18)的通信链路。
5.根据上述权利要求中任一项所述的真空泵驱动器，其特征在于，该第二变频器(18)被配置为根据该测量单元的测量值生成该电机输入电压。
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