DE112015003969T5 - Verfahren zum Erzeugen einer variablen Ausgangsspannung und Systeme hierfür - Google Patents

Verfahren zum Erzeugen einer variablen Ausgangsspannung und Systeme hierfür Download PDF

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Abstract

Wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform offenbart ein Verfahren zum Erzeugen einer variablen Ausgangsspannung. Das Verfahren erhält das Erhalten eines gewählten Betriebsmodus (S505), wobei der gewählte Betriebsmodus entweder ein Spannungssteuermodus oder ein Frequenzmodus ist, das Bestimmen eines Eingangsspannungsbefehls (S510) basierend auf dem gewählten Betriebsmodus, das Bestimmen eines Eingangsfrequenzbefehls (S515) basierend auf dem gewählten Betriebsmodus, das Einstellen des Eingangsfrequenzbefehls und/oder des Eingangsspannungsbefehls (S520) basierend auf dem gewählten Betriebsmodus, das Erzeugen einer Pulsbreitenmodulations-Referenz (S525) basierend auf dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl und/oder Eingangsspannungsbefehl und das Erzeugen der variablen Ausgangsspannung (S530) basierend auf der Pulsbreitenmodulations-Referenz.

Description

  • Gebiet
  • Die beispielhaften Ausführungsformen beziehen sich auf Systeme und/oder Verfahren für Elektroantriebsvorrichtungen zum Steuern von Elektroantriebsvorrichtungen.
  • Hintergrund
  • Elektroantriebsvorrichtungen, wie z. B. Wechselstrom-Induktionsmotoren (AC-Induktionsmotoren), werden verwendet, um Systeme, wie z. B. Hybrid-/Elektrofahrzeuge, Hilfspumpen, Luftkompressoren, Gebläse usw. anzutreiben. Die AC-Induktionsmotoren sind für Industrieanwendungen umfassend verwendet worden. Mit den Induktionsmotoren kann eine Fähigkeit eines fehlerfreien Anlaufs mit direktem Einschalten mit einem Frequenzumrichter (VFD) verwendet werden. Ein Controller für die Antriebsvorrichtung steuert den Betrieb der Antriebsvorrichtung. Der Controller erzeugt Steuersignale, die in die Anschlüsse der Antriebsvorrichtung eingespeist werden.
  • Typischerweise steuert der Controller die Antriebsvorrichtung basierend auf mehreren Informationen, wie z. B. einer Anschlussspannung der Antriebsvorrichtung und den Frequenzinformationen der Maschine.
  • Zusammenfassung
  • Einige beispielhafte Ausführungsformen sind auf Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen einer variablen Ausgangsspannung gerichtet.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Leistungsspannungsversorgung zum Versorgen der Systemkomponenten (z. B. der Hilfspumpen, der Gebläse usw.) mit Energie konfiguriert, in einem von zwei verschiedenen Steuermodi, einem Spannungssteuermodus und einem Frequenzsteuermodus, zu arbeiten. An die AC-Anschlüsse ist keine aktive Leistungsquelle angeschlossen. Dies erlaubt das Einstellen einer Spannung in einem Spannungssteuermodus und das Einstellen einer Spannung/Frequenz-Beziehung (V/Hz) in einem Frequenzsteuermodus.
  • In dem Spannungssteuermodus kann die Leistungsspannungsversorgung als ein 3-Phasen-Auslass (in einer Steuerung/Regelung) arbeiten, der eine konstante Spannung mit einer Sollfrequenz zuführt, während er einen Schutz für die Versorgung und die Last bereitstellt.
  • Im Frequenzsteuermodus (Volt/Hz-Modus) erhält die Leistungsspannungsversorgung eine befohlene Frequenz und die Ausgangsspannung basierend auf der konfigurierbaren Beziehung zu einer befohlenen Frequenz (linear oder quadratisch) aufrecht.
  • Wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform offenbart ein Verfahren zum Erzeugen einer variablen Ausgangsspannung. Das Verfahren erhält das Erhalten eines gewählten Betriebsmodus, wobei der gewählte Betriebsmodus entweder ein Spannungssteuermodus oder ein Frequenzmodus ist, das Bestimmen eines Eingangsspannungsbefehls basierend auf dem gewählten Betriebsmodus, das Bestimmen eines Eingangsfrequenzbefehls basierend auf dem gewählten Betriebsmodus, das Einstellen des Eingangsfrequenzbefehls und/oder des Eingangsspannungsbefehls basierend auf dem gewählten Betriebsmodus, das Erzeugen einer Pulsbreitenmodulations-Referenz basierend auf dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl und/oder Eingangsspannungsbefehl und das Erzeugen der variablen Ausgangsspannung basierend auf der Pulsbreitenmodulations-Referenz.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die beispielhaften Ausführungsformen werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher verstanden. Die 1–5 repräsentieren nicht einschränkende, beispielhafte Ausführungsformen, die hier beschrieben werden.
  • 1 veranschaulicht einen Blockschaltplan nach den 1A–1B;
  • 1A–1B sind ein Blockschaltplan eines Systems zum Steuern eines Elektromotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
  • 2 ist ein Blockschaltplan eines elektronischen Datenverarbeitungssystems, das mit den 1A–1B konsistent ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
  • 3A veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform des Spannungsbefehl-Erzeugungsmoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
  • 3B–3D veranschaulichen Abschnitte des Spannungsbefehl-Erzeugungsmoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
  • 4A veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform des Frequenzbefehl-Erzeugungsmoduls;
  • 4B–4D veranschaulichen Abschnitte des Frequenzbefehl-Erzeugungsmoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; und
  • 5 veranschaulicht ein Verfahren zum Erzeugen einer variablen Ausgangsspannung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Nun werden verschiedene beispielhafte Ausführungsformen vollständiger bezüglich der beigefügten Zeichnungen, in denen einige beispielhafte Ausführungsformen veranschaulicht sind, beschrieben.
  • Während die beispielhaften Ausführungsformen zu verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen imstande sind, sind entsprechend deren Ausführungsformen beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt, wobei sie hier ausführlich beschrieben werden. Es sollte jedoch erkannt werden, dass es keine Absicht gibt, die beispielhaften Ausführungsformen auf die offenbarten speziellen Formen einzuschränken, wobei im Gegenteil die beispielhaften Ausführungsformen alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, abdecken sollen. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich überall in der Beschreibung der Figuren auf gleiche Elemente.
  • Es wird erkannt, dass, obwohl die Begriffe erster, zweiter usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Ein erstes Element könnte z. B. als ein zweites Element bezeichnet werden, während ähnlich ein zweites Element als ein erstes Element bezeichnet werden könnte, ohne vom Schutzumfang der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen. Wie der Begriff ”und/oder” hier verwendet wird, enthält er irgendeine und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Elemente.
  • Es wird erkannt, dass, wenn ein Element als mit einem weiteren Element ”verbunden” oder ”gekoppelt” bezeichnet wird, es direkt mit dem weiteren Element verbunden oder gekoppelt sein kann oder dass dazwischenliegenden Elemente vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz ein Element als mit einem weiteren Element ”direkt verbunden” oder ”direkt gekoppelt” bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Wörter, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten in einer gleichen Weise interpretiert werden (z. B. ”zwischen” gegen ”direkt zwischen”, ”benachbart” gegen ”direkt benachbart” usw.).
  • Die hier verwendete Terminologie dient nur dem Zweck des Beschreibens spezieller Ausführungsformen und ist nicht vorgesehen, um die beispielhaften Ausführungsformen einzuschränken. Es ist vorgesehen, dass die Einzahlformen ”ein”, ”eine” und ”der/die/das”, wie sie hier verwendet werden, die Mehrzahlformen ebenso enthalten, wenn es der Kontext nicht deutlich anders angibt. Es wird ferner erkannt, dass die Begriffe ”umfasst”, ”umfassend”, ”enthält” und/oder ”enthaltend”, wenn sie hier verwendet werden, das Vorhandensein der dargelegten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber das Vorhandensein oder die Ergänzung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen daraus nicht ausschließen.
  • Es sollte außerdem angegeben werden, dass in einigen alternativen Ausführungsformen die angegebenen Funktionen/Handlungen außerhalb der in den Figuren angegebenen Reihenfolge auftreten können. Zwei in Folge gezeigte Figuren können in Abhängigkeit von der einbezogenen Funktionalität/den einbezogenen Handlungen z. B. tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder können manchmal in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Wenn es nicht anders definiert ist, weisen alle Begriffe (einschließlich der technischen und wissenschaftlichen Begriffe), die hier verwendet werden, die gleiche Bedeutung auf, wie sie üblicherweise durch einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die beispielhaften Ausführungsformen gehören, verstanden wird. Es wird ferner erkannt, dass die Begriffe, wie z. B. jene, die in üblicherweise verwendeten Wörterbüchern definiert sind, als eine Bedeutung aufweisend interpretiert werden sollten, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der relevanten Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden, wenn es hier nicht ausdrücklich so definiert ist.
  • Die Abschnitte der beispielhaften Ausführungsformen und der entsprechenden ausführlichen Beschreibung sind in den Begriffen eines Prozessors, der spezifisch programmiert ist, um Software oder Algorithmen auszuführen, und von symbolischen Darstellungen der Operation auf Datenbits innerhalb eines Computerspeichers dargestellt. Diese Beschreibungen und Darstellungen sind diejenigen, durch die die Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet das Wesen ihrer Arbeit effektiv zu anderen Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet übermitteln.
  • Ein Algorithmus, wie der Begriff hier verwendet wird und wie er im Allgemeinen verwendet wird, wird als eine selbstkonsistente Folge von Schritten, die zu einem Ergebnis führt, verstanden. Die Schritte sind jene, die physikalische Beeinflussungen physikalischer Großen erfordern. Normalerweise, jedoch nicht notwendigerweise, nehmen diese Größen die Form optischer, elektrischer oder magnetischer Signale an, die gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen und anderweitig beeinflusst werden können. Es hat sich gelegentlich als zweckmäßig erwiesen, hauptsächlich aus Gründen der gemeinsamen Verwendung, sich auf diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Begriffe, Zahlen oder dergleichen zu beziehen.
  • In der folgenden Beschreibung werden veranschaulichende Ausführungsformen bezüglich der Handlungen und der symbolischen Darstellungen der Operationen (z. B. in der Form von Ablaufplänen) beschrieben, die als Programmmodule oder funktionale Prozesse implementiert sein können, die Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen usw. enthalten, die spezielle Aufgaben ausführen oder spezielle abstrakte Datentypen implementieren, und die unter Verwendung vorhandener Hardware implementiert sein können. Derartige vorhandene Hardware kann eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPUs), digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, feldprogrammierbare Gatteranordnungen (FPGAs), Computer oder dergleichen enthalten.
  • Es sollte berücksichtigt werden, dass alle von diesen und ähnlichen Begriffen den geeigneten physikalischen Größen zugeordnet werden sollen und lediglich zweckmäßige Bezeichnungen sind, die auf diese Größen angewendet werden. Wenn es nicht spezifisch anders dargelegt ist oder wenn es aus der Erörterung offensichtlich ist, beziehen sich Begriffe wie z. B. ”Verarbeitung” oder ”Berechnen” oder ”Berechnung” oder ”Bestimmung” oder ”Anzeigen” oder dergleichen auf die Handlung oder die Prozesse eines Computersystems oder einer ähnlichen elektronischen Computervorrichtung, das bzw. die die Daten, die innerhalb der Register und Speicher des Computersystems als physikalische, elektronische Größen dargestellt sind, beeinflusst und in andere Daten transformiert, die ähnlich als physikalische Größen innerhalb der Speicher oder Register des Computersystems oder anderer derartiger Informationsspeicher-, Übertragungs- oder Anzeigevorrichtungen dargestellt sind.
  • Es wird außerdem angegeben, dass die software-implementierten Aspekte der beispielhaften Ausführungsformen typischerweise in irgendeiner Form eines greifbaren (oder Aufzeichnungs-)Speichermediums codiert sind oder über irgendeinen Typ eines Übertragungsmediums implementiert sind. Das greifbare Speichermedium kann ein elektronischer Speicher, ein Festwertspeicher, ein nichtflüchtiger elektronischer Schreib-Lese-Speicher, ein oder mehrere elektronische Datenregister, Daten-Auffangspeicher, ein Magnetplattenlaufwerk, ein Festplattenlaufwerk, ein optisches Plattenlaufwerk oder dergleichen sein.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulichen die 1A–1B ein Antriebssystem 100 zum Steuern einer Last, wie z. B. eines Elektromotors. Das Antriebssystem 100 kann als eine Steuervorrichtung oder eine Leistungsversorgung für die Last bezeichnet werden. Das Antriebssystem 100 ist konfiguriert, in einem von zwei verschiedenen Steuermodi zu arbeiten, was die Einstellung einer Spannung in einem Spannungssteuermodus und einer Spannung/Frequenz-Beziehung (V/Hz-Beziehung) in einem Frequenzsteuermodus erlaubt.
  • Wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform offenbart eine Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, eine variable Ausgangsspannung zu erzeugen. Die Steuervorrichtung enthält einen Prozessor, der konfiguriert ist, einen gewählten Betriebsmodus zu erhalten, wobei der gewählte Betriebsmodus entweder ein Spannungssteuermodus oder ein Frequenzmodus ist, einen Eingangsspannungsbefehl basierend auf dem gewählten Betriebsmodus zu bestimmen, einen Eingangsfrequenzbefehl basierend auf dem gewählten Betriebsmodus zu bestimmen, den Eingangsfrequenzbefehl und/oder den Eingangsspannungsbefehl basierend auf dem gewählten Betriebsmodus einzustellen, eine Pulsbreitenmodulations-Referenz basierend auf dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl und/oder Eingangsspannungsbefehl zu erzeugen und die variable Ausgangsspannung basierend auf der Pulsbreitenmodulations-Referenz zu erzeugen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, einen gewählten Teil des Spannungssteuermodus zu erhalten, wobei der gewählte Teil entweder ein Steuerteil oder ein Regelteil ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, den Eingangsspannungsbefehl basierend auf dem gewählten Teil zu erzeugen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, einen von mehreren Spannungsbefehlen als den Eingangsspannungsbefehl zu wählen, wobei jeder der mehreren Spannungsbefehle entweder dem Spannungssteuermodus oder dem Frequenzmodus entspricht.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, einen von mehreren Frequenzbefehlen als den Eingangsfrequenzbefehl zu wählen, wobei jeder der mehreren Frequenzbefehle entweder dem Spannungssteuermodus oder dem Frequenzmodus entspricht.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, im Frequenzmodus die variable Ausgangsspannung gemäß einer festen Beziehung zwischen der variablen Ausgangsspannung und dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl zu erzeugen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, den Eingangsfrequenzbefehl und/oder den Eingangsspannungsbefehl basierend auf wenigstens einer von einer Temperaturgrenze, einer Stromgrenze, einer Stromanstiegsgrenze, einer Spannungsgrenze und einer Spannungsanstiegsgrenze einzustellen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, den Eingangsspannungsbefehl einzustellen, falls der gewählte Betriebsmodus der Spannungssteuermodus ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, den Eingangsfrequenzbefehl vor und nach dem Einstellen aufrechtzuerhalten.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, den Eingangsfrequenzbefehl einzustellen, falls der gewählte Betriebsmodus der Frequenzmodus ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor konfiguriert, die variable Ausgangsspannung gemäß einer festen Beziehung zwischen der variablen Ausgangsspannung zu erzeugen und den Eingangsfrequenzbefehl in dem Frequenzmodus einzustellen.
  • Der Elektromotor kann ein Motor, wie z. B. ein Induktionsmotor (IM-Motor), eine weitere Wechselstrommaschine oder eine Gleichstrommaschine sein. Der Motor weist eine Nenn-dc-Busspannung (z. B. 320 Volt) auf. Die Nennspannung ist eine benannte Spannung. Eine Nennspannung des Motors kann z. B. 320 Volt betragen, wobei der Motor aber bei einer Spannung über und unter 320 Volt arbeiten kann.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das System abgesehen von der Last 117 und einer Inverter-Schalt-Schaltung 188 als ein Controller bezeichnet werden.
  • Es sollte erkannt werden, dass das Antriebssystem 100 zusätzliche Merkmale enthalten kann, die in den 1A–1B nicht veranschaulicht sind. Die in den 1A–1B gezeigten Merkmale sind für die Zweckmäßigkeit des Beschreibens des Antriebssystems 100 veranschaulicht, wobei es selbstverständlich sein sollte, dass das Antriebssystem 100 nicht auf die in den 1A–1B gezeigten Merkmale eingeschränkt werden sollte.
  • Das System 100 enthält Elektronikmodule, Software-Module oder beides. In einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Antriebssystem 100 ein elektronisches Datenverarbeitungssystem 120 um das Speichern, das Verarbeiten oder die Ausführung von Software-Anweisungen von einem oder mehreren Software-Modulen zu unterstützen. Das elektronische Datenverarbeitungssystem 120 ist in den 1A–1B durch die gestrichelten Linien angegeben und ist in 2 ausführlicher gezeigt. Das elektronische Datenverarbeitungssystem 120 kann außerdem als ein Controller und/oder ein Prozessor für die Last 117 bezeichnet werden. Das Datenverarbeitungssystem 120 ist konfiguriert, einen Steuermodus zu bestimmen, einen Modulationsmodus zu wählen und mehrere Anschlussphasenspannungen der Maschine basierend auf dem Steuermodus zu bestimmen. Der Modulationsmodus kann sich auf die PWM, eine Rechteckwelle, eine Dreieckswelle oder eine Sinuswelle oder die Frequenz, den Betriebszyklus oder die Totzeit, die irgendeinem des Vorhergehenden zugeordnet ist, beziehen. Der Steuermodus kann z. B. entweder ein Spannungssteuermodus oder ein Frequenzsteuermodus sein.
  • Das Datenverarbeitungssystem 120 ist an die Inverterschaltung 188 gekoppelt. Die Inverterschaltung 188 kann ein Dreiphaseninverter sein. Die Inverterschaltung 188 enthält eine Halbleiter-Treiberschaltung, die die Schalthalbleiter (z. B. Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) oder andere Leistungstransistoren) ansteuert oder steuert, um die Steuersignale für die Last 117 auszugeben. Die Inverterschaltung 188 ist wiederum an die Last 117 gekoppelt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 105 konfiguriert, einen Anwenderbefehl UCMD von einem Anwender, ein Modusauswahlsignal SEL von dem Anwender, eine geschätzte Maschinenanschlussspannung Vterm und die sekundären Grenzen LimitAC_Sec zu empfangen. Der Anwenderbefehl UCMD und das Modusauswahlsignal SEL können über einen Fahrzeugdatenbus 118 empfangen werden. Das Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 105 ist konfiguriert, einen Spannungsbefehl VCMD basierend auf dem Anwenderbefehl UCMD, dem Modusauswahlsignal SEL, der geschätzten Maschinenanschlussspannung und den sekundären Grenzen zu erzeugen. Der Anwenderbefehl UCMD gibt eine Sollspannung in dem Spannungssteuermodus oder eine Sollfrequenz-zu-Spannung-Beziehung in dem Frequenzsteuermodus an. Das Modusauswahlsignal SEL gibt entweder einen Spannungssteuermodus oder einen Frequenzsteuermodus an.
  • Ein Frequenzbefehl-Erzeugungsmodul 110 ist konfiguriert, einen Frequenzbefehl FCMD basierend auf dem Anwenderbefehl UCMD und dem Modusauswahlsignal SEL zu erzeugen.
  • Wie in 1 gezeigt ist, werden der Spannungsbefehl VCMD und der Frequenzbefehl FCMD in den Fahrzeugdatenbus 118 zur Überwachung eingespeist.
  • Der Stromregelungs-Begrenzer 111 kann mit dem Frequenzbefehl-Erzeugungsmodul 110 kommunizieren. Der Stromregelungs-Begrenzer 111 empfängt jeweilige endgültige d-q-Achsen-Strombefehle (z. B. id* und iq*) und die tatsächlichen d-q-Achsen-Ströme (z. B. id und iq). Der d-q-Achsen-Strom bezieht sich auf den Längsachsenstrom und den Querachsenstrom, wie sie im Kontext vektorgesteuerter Wechselstrommaschinen, wie z. B. der Last 117, anwendbar sind. Während der Begriff Strombefehl verwendet wird, sollte erkannt werden, dass sich der Strombefehl auf einen Ziel-Stromwert bezieht.
  • Der Stromregelungs-Begrenzer 111 erzeugt aus dem tatsächlichen d-q-Achsen-Strömen eine Stromgrenze VHz_Curr_Limit. Die Stromgrenze VHz_Curr_Limit repräsentiert einen gedrehten endgültigen Stromgrenzenbefehl. Der Stromregelungs-Begrenzer 111 begrenzt die Aufwärts-Anstiegsrate und die Abwärts-Anstiegsrate der Stromgrenze. Wenn die Aufwärts-Anstiegsrate einer maximalen Stromgrenze oder einer minimalen Stromgrenze größer als ein Sollwert der Aufwärts-Anstiegsrate ist, wird die Stromgrenzen-Anstiegsrate als der Wert des Sollwerts der Aufwärts-Anstiegsrate begrenzt. Wenn die Abwärts-Anstiegsrate einer maximalen Stromgrenze oder der minimalen Stromgrenze größer als ein Sollwert der Abwärts-Anstiegsrate ist, wird die Stromgrenzen-Anstiegsrate als der Wert des Sollwerts der Abwärts-Anstiegsrate begrenzt.
  • Der Stromregelungs-Begrenzer 111 tastet die tatsächlichen d-q-Achsen-Ströme id und iq ab und berechnet einen RMS-Strom IRMS basierend auf den tatsächlichen d-q-Achsen-Strömen unter Verwendung irgendeines bekannten Verfahrens. Der Stromregelungs-Begrenzer 111 vergleicht dann den RMS-Strom IRMS mit einer festgelegten Stromgrenze Set_Current_Limit, die durch einen Anwender basierend auf empirischen Daten bestimmt werden kann.
  • Um den gemessenen Gesamt-RMS-Strom IRMS mit dem festgelegten Stromgrenzenparameter Set_Current_Limit in Beziehung zu setzen, kann ein Gesamt-RMS-Stromunterschied RMS_Current_Difference als: RMS_Current_Difference = Set_Current_Limit – IRMS (1) definiert werden.
  • Falls ein Unterschied zwischen dem RMS-Strom IRMS und dem festgelegten Strom Set_Current_Limit (RMS_Current_Difference) vorhanden ist, wird der Unterschied RMS_Current_Difference durch eine Integralverstärkung skaliert und in einen Proportionalintegrator (PI) in dem Stromregelungs-Begrenzer 111 eingespeist.
  • Die Ausgabe des PI-Controllers wird einem Anstiegs-Begrenzungsblock unterworfen, der einen Befehlsschritt verhindert, wenn der PI-Controller gesperrt ist. Die gedrehte Ausgabe des PI-Controllers in den Stromregelungs-Begrenzer 111 ist die Stromgrenze VHz_Curr_Limit.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform stellt das PWM-Erzeugungsmodul 112 die Impulsbefehle zur Steuerung der Inverterschaltung 188 bereit, wobei sie die Betriebsverhältnisse da, db, dc für jede Phase (a, b und c) der Inverterschaltung 188 einem Anschlussspannungs-Schätzmodul 127 bereitstellt. Das Verarbeitungssystem 120 bestimmt die drei Phasenbetriebsverhältnisse da, db und dc, wie in der US-Anmeldung Nr. 14/141.631 mit dem Titel Methods of Determining Machine Terminal Voltage and Systems thereof, deren gesamte Inhalte hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen sind, beschrieben ist.
  • Dann werden basierend auf den Spannungsbefehlen V☐ und Vβ, den Betriebsverhältnissen, der Totzeit und der Signalform des PWM-Trägers die PWM-Impulse durch das PWM-Erzeugungsmodul 112 erzeugt und an die Inverterschaltung 188 gesendet. Die drei Phasenbetriebe da, db und dc werden an das Anschlussspannungs-Schätzmodul 127 gesendet. Die Ausgänge des PWM-Erzeugungsmoduls 112 sind an eine Inverterschaltung 188 gekoppelt. Die Ausgangsstufe der Inverterschaltung 188 (z. B. die ausgegebenen vorhandenen Phasenspannungen VAN_actual, VBN_actual und VCN_actual) stellt eine pulsbreitenmodulierte Spannungs-Signalform oder ein anderes Spannungssignal zur Steuerung der Last 117 bereit. Die Spannungen VAN, VBN und VCN können z. B. als Phasenspannungen, Stromsteuerungs-Stufenspannungen oder vorhandene Steuerstufenspannungen bezeichnet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Inverterschaltung 188 durch einen Gleichspannungsbus (dc-Spannungsbus) mit Energie versorgt.
  • Die Inverterschaltung 188 enthält eine Halbleiter-Treiberschaltung, die die Schalthalbleiter (z. B. die Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) oder die anderen Leistungstransistoren) ansteuert oder steuert, um die Steuersignale für die Last 117 auszugeben. Die Inverterschaltung 188 ist wiederum an die Last 117 gekoppelt. Ein Sensor (z. B. ein Positionssensor, ein Drehmelder oder ein Codierer-Positionssensor) kann einer Motorwelle oder dem Rotor des Motors zugeordnet sein. Der Sensor und die Last 117 sind an das Datenverarbeitungssystem 120 gekoppelt, um z. B. Rückkopplungsdaten (z. B. Stromrückkopplungsdaten, wie z. B. die Phasenstromwerte ia, ib und ic), unbearbeitete Positionssignale unter anderen möglichen Rückkopplungsdaten oder -signalen bereitzustellen. Andere mögliche Rückkopplungsdaten enthalten die Messwerte der Wicklungstemperatur, die Messwerte der Halbleitertemperatur der Inverterschaltung 188, die Dreiphasen-Spannungsdaten oder andere Thermo- oder Leistungsinformationen für die Last 117, sind aber nicht darauf eingeschränkt.
  • Das Positionsverarbeitungsmodul 114 bestimmt basierend auf dem Frequenzbefehl FCMD eine Position θ als: θ = ∫Fcmddt, (2) wobei θ die Positionsdaten sind, FCMD der Frequenzbefehl ist; und dt die Abtastrate des Verarbeitungssystems 120 ist.
  • Die Positionsdaten θ für die Last 117 werden von dem Positionsverarbeitungsmodul 114 zu dem Phasenumsetzer 121 (z. B. einem inversen Zweiphasen-zu-Zweiphasen-Parktransformationsmodul) übertragen, der den Spannungsbefehl VCMD von den d-q-Spannungsbefehlen in die Spannungsbefehle V☐ und Vβ für das PWM-Modul 112 umsetzt.
  • Ein Eingang einer Abtastschaltung 124 ist zum Abtasten wenigstens der gemessenen Dreiphasenströme und eines Spannungspegels des Gleichstrombusses (dc-Busses) (z. B. des Hochspannungs-dc-Busses, der die dc-Leistung der Inverterschaltung 188 bereitstellen kann) an die Anschlüsse der Last 117 gekoppelt. Ein Ausgang der Abtastschaltung 124 ist an einen Analog-zu-Digital-Umsetzer 122 zum Digitalisieren der Ausgabe der Abtastschaltung 124 gekoppelt. Der digitale Ausgang des Analog-zu-Digital-Umsetzers 122 ist wiederum an das sekundäre Verarbeitungsmodul 116 gekoppelt, das eine gemessene dc-Bus-Spannung Vdc, eine Temperatur der Phasenwicklungen Tp, eine IGBT-Temperatur Tig und die gemessenen Dreiphasenströme is, ib und ic ausgibt. Die Abtastschaltung 124 ist der Last 117 zum Messen der Dreiphasenströme (z. B. des in die Wicklungen der Last 117 eingespeisten Stroms, der Gegen-EMF (der elektromotorischen Gegenkraft), die in den Wicklungen induziert wird, oder beider) zugeordnet.
  • Bestimmte Ausgaben des Positionsverarbeitungsmoduls 114 und des sekundären Verarbeitungsmoduls 116 werden in den Phasenumsetzer 113 eingespeist. Der Phasenumsetzer 113 kann z. B. eine Parktransformation oder andere Umsetzungsgleichungen (bestimmte Umsetzungsgleichungen, die geeignet sind, sind z. B. den Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet bekannt) anwenden, um die gemessenen Dreiphasendarstellungen des Stroms basierend auf den digitalen Dreiphasen-Stromdaten ia, ib und ic von dem sekundären Verarbeitungsmodul 116 und den Positionsdaten θ von dem Positionsverarbeitungsmodul 114 in Zweiphasendarstellungen des Stroms umzusetzen. Der Ausgang des Moduls des Phasenumsetzers 113 (id, iq) ist an den Stromregelungs-Begrenzer 111 gekoppelt.
  • Basierend auf den drei Phasenbetriebsverhältnissen da, db, dc, der durch das PWM-Erzeugungsmodul 112 erzeugten PWM-Träger-Signalform und den Phasenströmen ia, ib und ic schätzt ein Maschinenanschlussspannungs-Schätzmodul 127 die vorhandenen Inverter-Phasenspannungen VAN, VBN und VCN der tatsächlichen Inverter-Ausgangsspannungen VAN_actual, VBN_actual und VCN_actual. Dann werden die geschätzten Inverter-Ausgangsspannungen VAN, VBN und VCN durch das Maschinenanschlussspannungs-Schätzmodul 127 verwendet, um die geschätzte Maschinenanschlussspannung zu berechnen. Das Vergleichen der geschätzten Anschlussspannung mit einer Anschlussspannungsgrenze erzeugt einen Fehler, der an einen PI-Controller gesendet wird, um einen d-Achsen-Strom zu erzeugen und einzustellen und schließlich einen q-Achsen-Strom einzustellen.
  • 2 ist ein Blockschaltplan eines elektronischen Datenverarbeitungssystems, das mit den 1A–1B konsistent ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. In 2 enthält das elektronische Datenverarbeitungssystem 120 einen elektronischen Datenprozessor 264, einen Datenbus 262, eine Datenspeichervorrichtung 260 und einen oder mehrere Datenanschlüsse (268, 270, 272 und 274). Der Datenprozessor 264, die Datenspeichervorrichtung 260 und ein oder mehrere Datenanschlüsse sind an den Datenbus 262 gekoppelt, um die Kommunikation von Daten zwischen dem oder unter den Datenprozessor 264, der Datenspeichervorrichtung 260 und einem oder mehreren Datenanschlüssen zu unterstützen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Datenprozessor 264 einen elektronischen Datenprozessor, einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine programmierbare Logikanordnung, eine Logikschaltung, eine Arithmetiklogikeinheit, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, einen digitalen Signalprozessor, einen Proportional-Integral-Differential-Controller (PID-Controller) oder eine weitere Datenverarbeitungsvorrichtung enthalten.
  • Die Datenspeichervorrichtung 260 kann irgendeine magnetische, elektronische oder optische Vorrichtung zum Speichern von Daten enthalten. Die Datenspeichervorrichtung 260 kann z. B. eine elektronische Datenspeichervorrichtung, einen elektronischen Speicher, einen nichtflüchtigen elektronischen Schreib-Lese-Speicher, ein oder mehrere elektronische Datenregister, Daten-Auffangspeicher, ein Magnetplattenlaufwerk, ein Festplattenlaufwerk, ein optisches Plattenlaufwerk oder dergleichen enthalten.
  • Wie in 2 gezeigt ist, enthalten die Datenanschlüsse einen ersten Datenanschluss 268, einen zweiten Datenanschluss 270, einen dritten Datenanschluss 272 und einen vierten Datenanschluss 274, obwohl irgendeine geeignete Anzahl von Datenanschlüssen verwendet werden kann. Jeder Datenanschluss kann z. B. einen Sender/Empfänger und einen Pufferspeicher enthalten. In einer beispielhaften Ausführungsform kann jeder Datenanschluss irgendeinen seriellen oder parallelen Eingabe-/Ausgabeanschluss enthalten.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist der erste Datenanschluss 268 an den Fahrzeugdatenbus 118 gekoppelt, wie in 2 veranschaulicht ist. Der Fahrzeugdatenbus 118 ist wiederum an einen Controller 266 gekoppelt. In einer Konfiguration kann der zweite Datenanschluss 270 an die Inverterschaltung 188 gekoppelt sein; kann der dritte Datenanschluss 272 an den Analog-zu-Digital-Umsetzer 122 gekoppelt sein; und kann der vierte Datenanschluss 274 an das Anschlussspannungs-Rückkopplungsmodul 108 gekoppelt sein. Der Analog-zu-Digital-Umsetzer 122 ist an die Abtastschaltung 124 gekoppelt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform des Datenverarbeitungssystems 120 ist das Drehmomentbefehl-Erzeugungsmodul 105 dem ersten Datenanschluss 268 des elektronischen Datenverarbeitungssystems 120 zugeordnet oder durch den ersten Datenanschluss 268 des elektronischen Datenverarbeitungssystems 120 unterstützt. Der erste Datenanschluss 268 kann an den Fahrzeugdatenbus 118, wie z. B. einen Controller-Bereichsnetz-Datenbus (CAN-Datenbus), gekoppelt sein. Der Fahrzeugdatenbus 118 kann Datenbusnachrichten mit Spannungs- und Frequenzbefehlen dem Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 105 und dem Frequenzbefehl-Erzeugungsmodul 110 bereitstellen. Ein Anwender kann die Spannungsbefehle über eine Anwenderschnittstelle, den Controller 266 oder andere Steuervorrichtungen erzeugen.
  • In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann das primäre Verarbeitungsmodul 114 einem Anschluss des Datenverarbeitungssystems 120 zugeordnet sein oder durch einen Anschluss des Datenverarbeitungssystems 120 unterstützt sein.
  • Der Datenprozessor 264 kann spezifisch programmiert sein, um das Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 105, das Frequenzbefehl-Erzeugungsmodul 110, den Stromregelungs-Begrenzer 111, das PWM-Erzeugungsmodul, den Phasenumsetzer 113, das Positionsverarbeitungsmodul 114, das sekundäre Verarbeitungsmodul 116, die sekundären Begrenzer 125, das Anschlussspannungs-Rückkopplungsmodul 108 und das Maschinenanschlussspannungs-Schätzmodul 127 auszuführen.
  • 3A veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform des Spannungsbefehl-Erzeugungsmoduls 105. Wie in 3A gezeigt ist, enthält das Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 105 einen Spannungssteuermodus-Spannungsgenerator 305, einen Frequenzsteuermodus-Spannungsgenerator 310, eine Wähleinrichtung 315 und ein Spannungssteuermodul 320.
  • Der Spannungssteuermodus-Spannungsgenerator 305 erzeugt einen Spannungsbefehl Vvmode für den Spannungssteuermodus basierend auf dem Anwenderbefehl UCMD. Der Spannungssteuermodus-Spannungsgenerator 305 arbeitet in einer Steuerung oder in einer Regelung.
  • Die 3B–3C veranschaulichen Abschnitte des Spannungsbefehl-Erzeugungsmoduls 105 ausführlicher.
  • 3B veranschaulicht einen Abschnitt 105a des Spannungsbefehl-Erzeugungsmoduls 105. Wie in 3B gezeigt ist, empfängt ein Anstiegsbegrenzer 325 einen Spannungsbefehl VoltageAC_Cmd und ein Freigabesignal Enable. Das Freigabesignal Enable kann durch den Anwender erzeugt werden, um das Datenverarbeitungssystem 120 freizugeben. Der Spannungsbefehl VoltageAC_Cmd ist der Anwenderbefehl UCMD, wenn der Anwender den Spannungssteuermodus auswählt. Der Spannungsbefehl VoltageAC_Cmd sind die gewählten AC-Leitung-zu-Leitung-Spannungsbefehle (z. B. VAB, VAC, VBC), die unter Verwendung eines CAN-Befehls (oder eines Parameters #XXX-AC-Versorgungsvorgabe-Spannungsbefehl, falls kein CAN-Befehl vorhanden ist) bei einer spezifischen Frequenz festgelegt werden. Die DC-Busspannung ist größer als die gewählte AC-Leitung-zu-Leitung-Spannung.
  • Wie in 3B gezeigt ist, wird der Spannungsbefehl VoltageAC_CMD transformiert.
  • Der Spannungsbefehl VoltageAC_CMD bestimmt einen Vd, Vq-Spannungsbefehl in einem stationären Bezugssystem unter Verwendung einer Parktransformation 324.
  • Es sollte erkannt werden, dass sich das Bezugssystem auf ein Koordinatensystem bezieht, das verwendet wird, um die Eigenschaften, wie z. B. die Position (z. B. eine Winkel-Drehposition), die Geschwindigkeit, das Drehmoment, die elektrischen Parameter und die Orientierung des Rotors des Motors, der Stators des Motors oder beider zu repräsentieren und zu messen. In einem stationären Bezugssystem werden die Position (z. B. eine Winkel-Drehposition), die Drehzahl, das Drehmoment, die elektrischen Parameter und die Orientierung des Rotors, des Stators oder beider von einem Standpunkt eines stationären Beobachters beobachtet. Ein stationäres Bezugssystem kann sich auf den Fall beziehen, in dem das Bezugssystem auf den Stator des Motors ausgerichtet ist oder in dem sich die d-Achse und die q-Achse nicht mit dem Rotor drehen. Für den Rotor oder den Stator schließen sich ein stationäres Bezugssystem und ein rotierendes Bezugssystem gegenseitig aus.
  • In einem rotierenden Bezugssystem können die momentanen Statorströme eines Mehrphasenmotors als ein einzelner komplexer Statorstromvektor in einem kartesischen Koordinatensystem ausgedrückt werden. Falls auf den komplexen Statorstromvektor eine Parktransformation oder eine ähnliche Transformation angewendet wird, weist das Bezugssystem die Längsachsen-(d-Achsen-) und die Querachsen-(q-Achsen-)Komponente auf, die sich mit der Rotorflussposition (z. B. dem lokalen Maximum des Magnetfelds) drehen. Für einen Motor mit Permanentmagneten, die an dem Rotor befestigt sind, ändert sich im Gegensatz dazu, wenn in bestimmten Rotoren Elektromagneten verwendet werden, die Rotorflussposition bezüglich des Rotors nicht.
  • Der Anstiegsbegrenzer 325 begrenzt eine Aufwärts-Anstiegsrate und eine Abwärts-Anstiegsrate des Vd, Vq-Spannungsbefehls. Wenn eine Aufwärts-Anstiegsrate eines Maximalspannungsbefehls oder eines Minimalspannungsbefehls größer als ein Sollwert der Aufwärts-Anstiegsrate ist, wird die Spannungsbefehl-Anstiegsrate als der Wert des Sollwerts der Aufwärts-Anstiegsrate begrenzt. Wenn eine Abwärts-Anstiegsrate des Maximalspannungsbefehls oder des Minimalspannungsbefehls größer als der Sollwert der Abwärts-Anstiegsrate ist, wird die Spannungsbefehl-Anstiegsrate als der Wert des Sollwerts der Abwärts-Anstiegsrate begrenzt.
  • Der von dem Anstiegsbegrenzer 325 ausgegebene gedrehte Spannungsbefehl wird dann durch das Multiplizieren des gedrehten Spannungsbefehls mit √2 / √3 in einen Anschlussspannungs-Raumvektor Vs transformiert. Der Anschlussspannungs-Raumvektor Vs wird dann einem Strombegrenzer 330 unterworfen. Der Strombegrenzer 330 vergleicht die Stromgrenze VHz_Curr_Limit von dem Strombegrenzer 111 mit dem Anschlussspannungs-Raumvektor Vs und stellt den Anschlussspannungs-Raumvektor Vs basierend auf der Stromgrenze VHZ_Curr_Limit wie folgt ein: Vsadj = Vs – VHZ_Curr_Limit. (3)
  • Das Modul 335 begrenzt die Ausgabe des Strombegrenzers 330 durch die sekundären AC-Grenzen LimitAC_Sec und erzeugt einen eingestellten Spannungsbefehl Vvadj.
  • Die sekundären AC-Grenzen LimitAC_Sec können eine Wicklungstemperaturgrenze, eine IGBT-Temperaturgrenze und eine DC-Busspannungsgrenze enthalten.
  • Die sekundären AC-Grenzen LimitAC_Sec können verwendet werden, um die verfügbare Ausgabe (Spannung/Frequenz) von 100% bis zu 0% dynamisch zu verringern, wenn sich die begrenzende Variable innerhalb der Anfangs- und Endpunkte des Herabsetzens befindet. Das Herabsetzen unter Verwendung der sekundären AC-Grenzen LimitAC_Sec kann ein Absolutgrenzenverfahren oder ein Verhältnisgrenzenverfahren verwenden. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Anwender zwischen dem Absolutgrenzenverfahren und dem Verhältnisgrenzenverfahren wählen. Mit anderen Worten, das Datenverarbeitungssystem 120 kann zwischen dem Absolutgrenzenverfahren und dem Verhältnisgrenzenverfahren wechseln.
  • In dem Fall der sekundären AC-Grenzen LimitAC_Sec ist die Ausgabe des Herabsetzens anstiegsratenbegrenzt. In einer beispielhaften Ausführungsform wird eine Ausgangsgrenze von einer sekundären AC-Grenze mit allen anderen sekundären AC-Grenzen verglichen. Die niedrigste Ausgangsgrenze wird dann durch das Modul 335 ausgegeben.
  • Das Absolutgrenzenverfahren ermöglicht das Konfigurieren der Herabsetzungen basierend auf den Absolutwerten. Jede begrenzende Variable weist einen konfigurierbaren Herabsetzungsbeginn (100% Ausgabe) und ein konfigurierbares Herabsetzungsende (0% Ausgabe) auf. Die graphischen Darstellungen im Folgenden veranschaulichen dieses Verfahren.
  • Das Verhältnisgrenzenverfahren ermöglicht das Konfigurieren der Herabsetzungen basierend auf den relativen Abweichungen von einem Sollwert. Der Sollwert kann über eine CAN-Nachricht festgelegt werden. Jede begrenzende Variable weist einen konfigurierbaren Herabsetzungsbeginn (100% Ausgabe) und ein konfigurierbares Herabsetzungsende (0% Ausgabe) auf.
  • Der Anschlussspannungs-Raumvektor Vs wird außerdem in einen Schlupfkompensator 340 eingegeben. Der Schlupfkompensator 340 führt die Schlupfkompensation basierend auf dem Anschlussspannungs-Raumvektor Vs, dem RMS-Strom IRMS, einem maximalen Stromschlupf Smax_curr und einer AC-Spannungsschlupfverstärkung GAC aus.
  • Der maximale Stromschlupf Smax_curr ist ein durch den Anwender gewählter Betrag des Stromschlupfs. Die AC-Spannungsschlupfverstärkung GAC ist ein durch den Anwender gewählter Betrag der Schlupfkompensation. Die AC-Spannungsschlupfverstärkung GAC wird verwendet, wenn im Spannungs- oder Frequenzsteuermodus gearbeitet wird. Ein positiver Wert der AC-Spannungsschlupfverstärkung GAC verringert den AC-Leitungs-Leitungs-Spannungsbefehl um einen Prozentsatz der verfügbaren Ausgabe. Ein negativer Wert der AC-Spannungsschlupfverstärkung GAC erhöht den AC-Spannungs-Leitungs-Leitungs-Spannungsbefehl.
  • Der RMS-Strom IRMS wird unter Verwendung eines Tiefpassfilters 341 erster Ordnung mit einer Abtastrate Ts gefiltert. Eine Ausgabe des Tiefpassfilters Ifilter wird in den Schlupfkompensator 340 eingegeben.
  • Die Schlupfkompensation fordert die Lastteilung zwischen mehreren Controllern, die mit derselben Last verbunden sind, und das Kompensieren der Impedanz zwischen dem (den) Controller(n) und einer entfernten Last.
  • Ein negativer Schlupf kann verwendet werden, um die Ausgangsspannungsregelung zu verbessern. Dies wird durch das Verstärken des AC-Leitungs-Leitungs-Spannungsbefehls VoltageAC_Cmd ausgeführt, wenn der Phasenstrom von keiner Verstärkung bei einem Strom von null bis zur vollen Verstärkung bei 100% Strom erhöht wird. Dies kann verwendet werden, um den Spannungsabfall über einem Leitungsfilter oder einem langen Satz von Kabeln zu kompensieren. Ein Betrag der Verstärkungsspannung kann um 10 Volt begrenzt sein, wie am Eingang in einen Addierer 360 gezeigt ist.
  • Das Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 105 fügt dann die Schlupfkompensation Scomp zu dem eingestellten Spannungsbefehl für den Spannungssteuermodus Vvadj unter Verwendung eines Moduls 345 hinzu und fügt die Schlupfkompensation Scomp zu einem eingestellten Spannungsbefehl für den Frequenzsteuermodus Vfadj unter Verwendung eines Moduls 350 hinzu.
  • 3C veranschaulicht einen Abschnitt 105b des Spannungsbefehl-Erzeugungsmoduls 105, das den eingestellten Spannungsbefehl für den Frequenzsteuermodus Vfadj erzeugt.
  • In dem Frequenzsteuermodus wird der Spannungsbefehl VoltageAC_CMD basierend auf dem Frequenzbefehl von dem Anwender Freqstart_cmd und einem V/Hz-Verhältnis erzeugt. Wie in 3C gezeigt ist, ist der Spannungsbefehl VoltageAC_CMD der multiplizierte Spannungsbefehl √2 / √3 , um einen Spannungsbefehl VHz_Max_Voltage zu erzeugen, wobei er dann mit einer Größe VHz_Amplitude multipliziert wird, um einen Spannungsbefehl Vmult zu erzeugen.
  • Ein Modul 367 verarbeitet den Frequenzbefehl Freqstart_cmd, um eine Frequenz Flinear einer linearen Beziehung zu erzeugen. Das Modul 367 bestimmt den Absolutwert des Frequenzbefehls Freqstart_cmd, stellt sicher, dass sich der Absolutwert innerhalb der gewünschten Grenzen befindet, und multipliziert den Absolutwert innerhalb der Grenzen mit 2·pi, um die Frequenz Flinear einer linearen Beziehung zu erzeugen.
  • Ein Modul 369 setzt die Frequenz Flinear einer linearen Beziehung in eine Frequenz Fsq einer quadrierten Beziehung um.
  • Der Parameter VHZ_Sqrt_Select gibt eine gewählte V/Hz-Beziehung, wie z. B. linear oder quadriert, an. Eine lineare V/Hz-Beziehung ist eine Gerade von null bis zu einer Nennspannung und einer Nennfrequenz. Ein Volt/Hertz-Verhältnis kann geändert werden, um eine erhöhte Drehmomentleistung durch das Modifizieren eines Startfrequenzparameters bereitzustellen. Das Volt/Hertz-Verhältnis erzeugt eine feste Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung und einer Ausgangsfrequenz.
  • Der Parameter VHZ_Sqrt_Select wird verwendet, um ein zusätzliches laufendes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen zu erzeugen. Der Wert ist typischerweise kleiner als das erforderliche Beschleunigungsdrehmoment. Der Antrieb verringert die Startspannung, wenn er bei niedrigen Drehzahlen läuft (nicht beschleunigt). Dies verringert eine übermäßige Motorerwärmung, die verursacht werden könnte, wenn eine höhere Startspannung verwendet würde.
  • Wenn eine quadrierte V/Hz-Option verwendet wird, ist die Beziehung 1/X2. Deshalb wird für die volle Frequenz die volle Spannung zugeführt, während für 1/2 der Nennfrequenz 1/4 der Spannung angelegt wird usw. Dieses Muster entspricht genau einer Drehmomentanforderung einer variablen Drehmomentlast (Zentrifugalgebläse oder -pumpe – die Last nimmt zu, wenn die Drehzahl zunimmt) und bietet Energieeinsparungen für diese Anwendungen.
  • Eine Wähleinrichtung 370 wählt entweder die Frequenz Flinear einer linearen Beziehung oder die Frequenz Fsq einer quadratischen Beziehung basierend auf dem Parameter VHZ_Sqrt_Select.
  • Ein Modul 372 teilt dann den Spannungsbefehl Vmult durch die gewählte Frequenz, um den Spannungsbefehl für den Frequenzsteuermodus Vfadj zu erzeugen.
  • Zurück in 3B gibt das Modul 345 einen schlupfkompensierten Spannungsbefehl für den Spannungssteuermodus Vvslack aus. Ein Begrenzer 355 begrenzt den schlupfkompensierten Spannungsbefehl für den Spannungssteuermodus Vvslack zwischen einer oberen Grenze einer Maximalspannungsgrenze im Spannungssteuermodus Voltage_AC_Max, multipliziert mit √2 / √3 , und einer unteren Grenze von null. Der Begrenzer 355 gibt die Spannung Vvmode im Ergebnis des Begrenzens des schlupfkompensierten Spannungsbefehls für den Spannungssteuermodus Vvslack zwischen einer mit √2 / √3 multiplizierten Maximalspannungsgrenze und null aus.
  • Der Addierer 360 begrenzt einen Betrag der Schlupfkompensation (z. B. 10 V) auf den Spannungsbefehl VHz_Max_Voltage plus 10 Volt. Es sollte erkannt werden, dass basierend auf empirischen Daten irgendein anderer Wert für den Betrag der Schlupfkompensation verwendet werden kann.
  • Das Modul 350 gibt einen schlupfkompensierten Spannungsbefehl für den Frequenzsteuermodus Vfslack aus. Ein Begrenzer 365 begrenzt den schlupfkompensierten Spannungsbefehl für den Frequenzsteuermodus Vfslack zwischen der Ausgabe von dem Addierer 360 und null. Der Begrenzer 365 gibt die Spannung Vfmode im Ergebnis des Begrenzens des schlupfkompensierten Spannungsbefehls für den Frequenzsteuermodus Vfslack zwischen der Ausgabe von dem Addierer 360 und null aus.
  • Eine Wähleinrichtung 315 wählt basierend auf dem gewählten Steuermodus eine der Spannungen Vvmode und Vfmode. Falls das Auswahlsignal SEL den Spannungssteuermodus angibt, gibt spezifischer die Wähleinrichtung 315 die Spannung Vvmode als einen anfänglichen Spannungsbefehl VCMD_init aus. Falls das Auswahlsignal SEL den Frequenzsteuermodus angibt, gibt die Wähleinrichtung 315 die Spannung Vfmode als den anfänglichen Spannungsbefehl VCMD_init aus.
  • Zurück in 3A kann der anfängliche Spannungsbefehl VCMD_init basierend auf einem Steuersignal Loop_Enable einem Regelungs-Spannungs-Controller 320 unterworfen werden. Spezifischer kann der anfängliche Spannungsbefehl VCMD_init im Spannungssteuermodus einer Spannungsregelung unterworfen werden. Mit anderen Worten, im Spannungssteuermodus kann das Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 105 entweder in einem Steuermodus oder einem Regelmodus arbeiten. In dem Frequenzsteuermodus arbeitet das Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 105 im Steuermodus.
  • 3D veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Regelungs-Spannungs-Controllers 320. Der Regelungs-Spannungs-Controller 320 bestimmt einen Unterschied zwischen dem anfänglichen Spannungsbefehl VCMD_init und der Anschlussspannung Vterm von dem Rückkopplungsmodul 108. Die Berechnung der Anschlussspannung Vterm ist in der US-Anmeldung Nr. 14/141.631 mit dem Titel Methods of Determining Machine Terminal Voltage and Systems thereof, deren gesamte Inhalte hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen sind, beschrieben.
  • Der Anwender legt die KP- und KI-Abstimmungsparameter basierend auf empirischen Daten und der Ansprechempfindlichkeit des Systems fest.
  • Der Regelungs-Spannungs-Controller 320 gibt dann den Spannungsbefehl VCMD an den Phasenumsetzer 121 aus. Der Spannungsbefehl VCMD repräsentiert die Vd- und Vq-Werte. In einer beispielhaften Ausführungsform ist Vq null.
  • 4A veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform des Frequenzbefehl-Erzeugungsmoduls 110. Wie gezeigt ist, enthält das Frequenzbefehl-Erzeugungsmodul 110 einen Spannungssteuermodus-Frequenzgenerator 405 und einen Frequenzsteuermodus-Frequenzgenerator 110.
  • 4B veranschaulicht einen Abschnitt 110a des Frequenzbefehl-Erzeugungsmoduls 110, der den Frequenzbefehl FCMD erzeugt.
  • Das Frequenzbefehl-Erzeugungsmodul 110 multipliziert einen Frequenzbefehl FrequencyAC_CMD mit 2·pi, um einen Frequenzbefehl Fcvt zu erzeugen, und multipliziert die Maximalfrequenz FrequencyAC_Max mit 2·pi, um einen Maximalfrequenzbefehl Fmax zu erzeugen. In 4B ist der Frequenzbefehl FrequencyAC_CMD eine Nennfrequenz im Spannungssteuermodus, wobei die Maximalfrequenz auf empirischen Daten und den Grenzen der Last 117 basieren kann.
  • Ein Begrenzer 420 begrenzt den Frequenzbefehl F zwischen dem positiven und dem negativen Wert des Maximalfrequenzbefehls Fmax.
  • Die Ausgabe des Begrenzers 420 ist ein Frequenzbefehl Fvmode für den Spannungssteuermodus.
  • 4C veranschaulicht einen Abschnitt 110b des Frequenzbefehl-Erzeugungsmoduls 110, der den Frequenzbefehl Ffmode im Frequenzsteuermodus erzeugt.
  • Wie gezeigt ist, empfängt das Frequenzbefehl-Erzeugungsmodul 110 einen Frequenzstartbefehl Freqstart_cmd von dem Anwender. Mit anderen Worten, im Frequenzsteuermodus ist der Anwenderbefehl UCMD der Frequenzstartbefehl Freqstart_cmd. Das Frequenzbefehl-Erzeugungsmodul 110 multipliziert den Frequenzstartbefehl Freqstart_cmd mit 2·pi.
  • Ein Anstiegsbegrenzer 425 begrenzt das Produkt aus dem Frequenzstartbefehl Freqstart_cmd und 2·pi basierend auf den sekundären AC-Grenzen LimitAc_sec, dem Produkt aus der Maximalfrequenz FrequencyAC_Max und 2·pi und der Stromgrenze VHz_Curr_Limit. Der Anstiegsbegrenzer 425 gibt einen gedrehten Frequenzbefehl Freqslew_cmd aus.
  • 4D veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform des Anstiegsbegrenzers 425.
  • Wie in 4D gezeigt ist, begrenzt ein Begrenzer 430 das Produkt aus dem Frequenzbefehl Freqstart_cmd und 2·pi basierend auf den sekundären AC-Grenzen LimitAC_Sec, um einen begrenzten Frequenzbefehl Flimit zu erzeugen. Der Begrenzer 430 arbeitet in einer ähnlichen Weise wie der Begrenzer 335, mit Ausnahme, dass der Begrenzer 430 einen Frequenzbefehl und keinen Spannungsbefehl begrenzt. Deshalb wird um der Kürze willen der Begrenzer 430 nicht weiter beschrieben.
  • Ein Anstiegsbegrenzer 435 begrenzt ferner den begrenzten Frequenzbefehl Flimit basierend auf der negativen und der positiven Anstiegsratengrenze SlewVHz_PositiveLimit und SlewVHz_NegativeLimit und einer gemessenen Startfrequenz Fstart_measured der Last 117, um einen anfänglichen gedrehten Frequenzbefehl Freqslew_init zu erzeugen. Das Frequenzbefehl-Erzeugungsmodul 110 multipliziert den anfänglichen gedrehten Frequenzbefehl Freqslew_init mit 2·pi. Ein Begrenzer 437 begrenzt das Produkt aus dem anfänglichen gedrehten Frequenzbefehl Freqslew_init und 2·pi, falls sich das Produkt über der Maximalfrequenz Fmax oder unter dem negativen Wert der Maximalfrequenz Fmax befindet, um einen Frequenzbefehl Freq_Cmd zu erzeugen.
  • Ein Logikmodul 440 bestimmt die Grenzen für den Frequenzbefehl Freq_CMD. In Abhängigkeit von dem Vorzeichen des Frequenzbefehls Freq_CMD (positiv oder negativ) subtrahiert oder addiert der Stromregelungs-Begrenzer 111 den berechneten Betrag von bzw. zu dem Frequenzbefehl. Folglich kann das Logikmodul 440 als ein Teil des Stromregelungs-Begrenzers 111 betrachtet werden.
  • Ein Begrenzer 441 stellt sicher, dass sich der Frequenzbefehl Freq_Cmd zwischen den Ausgaben des Logikmoduls 440 befindet. Im Ergebnis gibt der Begrenzer den gedrehten Anwenderfrequenzbefehl Freqslew_cmd aus.
  • Zurück in 4C empfängt ein relationales Operationsmodul 445 den gedrehten Frequenzbefehl Freqslew_cmd und den mit 2·pi multiplizierten Anwenderfrequenz-Startbefehl Freqstart_cmd. Basierend auf dem gedrehten Frequenzbefehl Freqslew_cmd und dem mit 2·pi multiplizierten Anwenderfrequenz-Startbefehl Freqstart_cmd erzeugt das Operationsmodul 445 den Frequenzbefehl für den Frequenzsteuermodus Ffmode.
  • Bei einer niedrigen Frequenz versetzt das relationale Operationsmodul 445 eine befohlene Frequenz um einen laufenden Verstärkungsparameter, um ein zusätzliches Startdrehmoment bereitzustellen, wenn es erforderlich ist.
  • Eine Wähleinrichtung 450 wählt entweder den Frequenzbefehl Ffmode oder den quadrierten Frequenzbefehl Ffmode basierend auf dem Parameter VHz_Sqrt_Select, um die Größe VHz_Amplitude zu erzeugen.
  • Zurück in 4A wählt eine Wähleinrichtung 415 basierend auf dem gewählten Steuermodus eine der Frequenzen Fvmode und Ffmode. Falls spezifischer das Auswahlsignal SEL den Spannungssteuermodus angibt, gibt die Wähleinrichtung 415 die Frequenz Fvmode als den Befehl FCMD aus. Falls das Auswahlsignal SEL den Frequenzsteuermodus angibt, gibt die Wähleinrichtung 415 die Frequenz Ffmode als den anfänglichen Spannungsbefehl FCMD aus.
  • 5 veranschaulicht ein Verfahren zum Erzeugen einer variablen Ausgangsspannung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Verfahren kann z. B. durch das System 100 ausgeführt werden.
  • Im S505 erhält ein Verarbeitungssystem (z. B. das Verarbeitungssystem 120) einen gewählten Betriebsmodus, wobei der gewählte Betriebsmodus entweder ein Spannungssteuermodus oder ein Frequenzmodus ist. Das Verarbeitungssystem empfängt Z. B. das Modusauswahlsignal SEL, wie in 1A gezeigt ist.
  • Im S510 bestimmt das Verarbeitungssystem einen Spannungsbefehl basierend auf dem gewählten Betriebsmodus. Das Verarbeitungssystem empfängt z. B. den Spannungsbefehl VoltageAC_Cmd. Im S515 bestimmt das Verarbeitungssystem einen Eingangsfrequenzbefehl basierend auf dem gewählten Betriebsmodus. Das Verarbeitungssystem empfängt z. B. den Anwenderbefehl Freqstart_cmd.
  • Im S520 stellt das Verarbeitungssystem den Eingangsfrequenzbefehl und/oder den Eingangsspannungsbefehl basierend auf dem gewählten Betriebsmodus ein. Das Verarbeitungssystem verwendet z. B. die Begrenzer, um den Eingangsfrequenzbefehl und den Eingangsspannungsbefehl einzustellen. Im S525 erzeugt das Verarbeitungssystem eine Pulsbreitenmodulations-Referenz (z. B. V☐ und Vβ) basierend auf dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl und/oder Eingangsspannungsbefehl. Im S530 erzeugt ein Inverter (z. B. der Inverter 188) die variable Ausgangsspannung basierend auf der Pulsbreitenmodulations-Referenz.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Verfahren ferner das Erhalten eines gewählten Teils des Spannungssteuermodus, wobei der gewählte Teil entweder ein Steuerteil oder ein Regelteil ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform erzeugt das Erzeugen des Eingangsspannungsbefehls den Eingangsspannungsbefehl basierend auf dem gewählten Teil.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Verfahren ferner das Wählen eines von mehreren Spannungsbefehlen als den Eingangsspannungsbefehl, wobei jeder der mehreren Spannungsbefehle entweder dem Spannungssteuermodus oder dem Frequenzmodus entspricht.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Verfahren ferner das Wählen eines von mehreren Frequenzbefehlen als den Eingangsfrequenzbefehl, wobei jeder der mehreren Frequenzbefehle entweder dem Spannungssteuermodus oder dem Frequenzmodus entspricht.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform erzeugt im Frequenzmodus das Erzeugen die variable Ausgangsspannung gemäß einer festen Beziehung zwischen der variablen Ausgangsspannung und dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform stellt das Einstellen den Eingangsfrequenzbefehl und/oder den Eingangsspannungsbefehl basierend auf wenigstens einer von einer Temperaturgrenze, einer Stromgrenze, einer Stromanstiegsgrenze, einer Spannungsgrenze und einer Spannungsanstiegsgrenze ein.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform stellt das Einstellen den Eingangsspannungsbefehl ein, falls der gewählte Betriebsmodus der Spannungssteuermodus ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Verfahren ferner das Aufrechterhalten des Eingangsfrequenzbefehls vor und nach dem Einstellen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform stellt das Einstellen den Eingangsfrequenzbefehl ein, falls der gewählte Betriebsmodus der Frequenzmodus ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform erzeugt das Erzeugen die variable Ausgangsspannung gemäß einer festen Beziehung zwischen der variablen Ausgangsspannung, wobei es den Eingangsfrequenzbefehl im Frequenzmodus einstellt.
  • Folglich sind beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden, wobei es offensichtlich ist, dass dieselben in vielen verschiedenen Weisen variiert werden können. Derartige Variationen sind nicht als eine Abweichung vom Erfindungsgedanken und Schutzumfang der beispielhaften Ausführungsformen zu betrachten, wobei vorgesehen ist, dass alle derartigen Modifikationen, wenn sie für einen Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein würden, innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche enthalten sind.

Claims (22)

  1. Verfahren zum Erzeugen einer variablen Ausgangsspannung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erhalten eines gewählten Betriebsmodus, wobei der gewählte Betriebsmodus entweder ein Spannungssteuermodus oder ein Frequenzmodus ist; Bestimmen eines Eingangsspannungsbefehls basierend auf dem gewählten Betriebsmodus; Bestimmen eines Eingangsfrequenzbefehls basierend auf dem gewählten Betriebsmodus; Einstellen des Eingangsfrequenzbefehls und/oder des Eingangsspannungsbefehls basierend auf dem gewählten Betriebsmodus; Erzeugen einer Pulsbreitenmodulations-Referenz basierend auf dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl und/oder Eingangsspannungsbefehl; und Erzeugen der variablen Ausgangsspannung basierend auf der Pulsbreitenmodulations-Referenz.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Erhalten eines gewählten Teils des Spannungssteuermodus, wobei der gewählte Teil entweder ein Steuerteil oder ein Regelteil ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erzeugen des Eingangsspannungsbefehls den Eingangsspannungsbefehl basierend auf dem gewählten Teil erzeugt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Wählen eines von mehreren Spannungsbefehlen als den Eingangsspannungsbefehl, wobei jeder der mehreren Spannungsbefehle entweder dem Spannungssteuermodus oder dem Frequenzmodus entspricht.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner Folgendes umfasst: Wählen eines von mehreren Frequenzbefehlen als den Eingangsfrequenzbefehl, wobei jeder der mehreren Frequenzbefehle entweder dem Spannungssteuermodus oder dem Frequenzmodus entspricht.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Frequenzmodus das Erzeugen die variable Ausgangsspannung gemäß einer festen Beziehung zwischen der variablen Ausgangsspannung und dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl erzeugt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen den Eingangsfrequenzbefehl und/oder den Eingangsspannungsbefehl basierend auf wenigstens einer von einer Temperaturgrenze, einer Stromgrenze, einer Stromanstiegsgrenze, einer Spannungsgrenze und einer Spannungsanstiegsgrenze einstellt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen den Eingangsspannungsbefehl einstellt, falls der gewählte Betriebsmodus der Spannungssteuermodus ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner Folgendes umfasst: Aufrechterhalten des Eingangsfrequenzbefehls vor und nach dem Einstellen.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen den Eingangsfrequenzbefehl einstellt, falls der gewählte Betriebsmodus der Frequenzmodus ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Erzeugen die variable Ausgangsspannung gemäß einer festen Beziehung zwischen der variablen Ausgangsspannung erzeugt, wobei es den Eingangsfrequenzbefehl im Frequenzmodus einstellt.
  12. Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, eine variable Ausgangsspannung zu erzeugen, wobei die Steuervorrichtung Folgendes umfasst: einen Prozessor, der konfiguriert ist, einen gewählten Betriebsmodus zu erhalten, wobei der gewählte Betriebsmodus entweder ein Spannungssteuermodus oder ein Frequenzmodus ist, einen Eingangsspannungsbefehl basierend auf dem gewählten Betriebsmodus zu bestimmen, einen Eingangsfrequenzbefehl basierend auf dem gewählten Betriebsmodus zu bestimmen, den Eingangsfrequenzbefehl und/oder den Eingangsspannungsbefehl basierend auf dem gewählten Betriebsmodus einzustellen, eine Pulsbreitenmodulations-Referenz basierend auf dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl und/oder Eingangsspannungsbefehl zu erzeugen und die variable Ausgangsspannung basierend auf der Pulsbreitenmodulations-Referenz zu erzeugen.
  13. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Prozessor konfiguriert ist, einen gewählten Teil des Spannungssteuermodus zu erhalten, wobei der gewählte Teil entweder ein Steuerteil oder ein Regelteil ist.
  14. Steuervorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Prozessor konfiguriert ist, den Eingangsspannungsbefehl basierend auf dem gewählten Teil zu erzeugen.
  15. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Prozessor konfiguriert ist, einen von mehreren Spannungsbefehlen als den Eingangsspannungsbefehl zu wählen, wobei jeder der mehreren Spannungsbefehle entweder dem Spannungssteuermodus oder dem Frequenzmodus entspricht.
  16. Steuervorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Prozessor konfiguriert ist, einen von mehreren Frequenzbefehlen als den Eingangsfrequenzbefehl zu wählen, wobei jeder der mehreren Frequenzbefehle entweder dem Spannungssteuermodus oder dem Frequenzmodus entspricht.
  17. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Prozessor konfiguriert ist, im Frequenzmodus die variable Ausgangsspannung gemäß einer festen Beziehung zwischen der variablen Ausgangsspannung und dem eingestellten Eingangsfrequenzbefehl zu erzeugen.
  18. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Prozessor konfiguriert ist, den Eingangsfrequenzbefehl und/oder den Eingangsspannungsbefehl basierend auf wenigstens einer von einer Temperaturgrenze, einer Stromgrenze, einer Stromanstiegsgrenze, einer Spannungsgrenze und einer Spannungsanstiegsgrenze einzustellen.
  19. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Prozessor konfiguriert ist, den Eingangsspannungsbefehl einzustellen, falls der gewählte Betriebsmodus der Spannungssteuermodus ist.
  20. Steuervorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Prozessor konfiguriert ist, den Eingangsfrequenzbefehl vor und nach dem Einstellen aufrechtzuerhalten.
  21. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Prozessor konfiguriert ist, den Eingangsfrequenzbefehl einzustellen, falls der gewählte Betriebsmodus der Frequenzmodus ist.
  22. Steuervorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Prozessor konfiguriert ist, die variable Ausgangsspannung gemäß einer festen Beziehung zwischen der variablen Ausgangsspannung zu erzeugen und den Eingangsfrequenzbefehl in dem Frequenzmodus einzustellen.
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