FI120170B - DC/DC-silta - Google Patents
DC/DC-silta Download PDFInfo
- Publication number
- FI120170B FI120170B FI20070700A FI20070700A FI120170B FI 120170 B FI120170 B FI 120170B FI 20070700 A FI20070700 A FI 20070700A FI 20070700 A FI20070700 A FI 20070700A FI 120170 B FI120170 B FI 120170B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- bridge
- current
- controlled
- pwm
- control
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/03—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
- H02P7/04—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors by means of a H-bridge circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
DC/DC-SILTA
Tämän keksinnön kohteena on ohjausyksiköllä varustettu DC/DC-silta tasavir-takuorman ohjaamiseksi, jossa on ohjattavilla puolijohdekytkimillä varustettu 5 tehoaste, jossa on kaksi siltaosaa, joista toisen siltaosan ohjaustapa valitaan ohjauskriteerein ja toista osaa ohjataan PWM:llä virran suuruuden säätämiseksi.
Hissimoottorikäytöt voivat olla joko vaihto- tai tasavirtamoottorikäyttöjä. Käyttöjä 10 voidaan ohjata esimerkiksi PWM:llä (Pulse Width Modulation). Vaihtovirtamoot-torikäytöt ovat nykyään yleistyneet, erityisesti vaihtovirtamoottoreiden yksinkertaisen rakenteen vuoksi. Kuitenkin tasavirtamoottorikäyttöjä on edelleen käytössä. Ei ole myöskään tarkoituksenmukaista kaikissa tapauksissa korvata tasavir-tamoottorikäyttöä vaihtovirtamoottorikäytöllä, koska esimerkiksi vaihteettomat 15 tasavirtamoottorikäytöt ja niissä käytettävät tasavirtamoottorit ovat kestäviä, eikä niitä tarvitse siten turhaan vaihtaa vaihtovirtamoottorikäytöiksi. Moottorin vaihdosta aiheutuu lisäksi suhteellisen suuret kustannukset.
Julkaisussa W02004070933 on esitetty DC/DC-silta, jossa ensimmäistä silta-20 osaa ohjataan pulssileveysmodulaatiolla ja toinen siltaosa johtaa aina tasavir-taa.
Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan epäkohdat ja saada aikaan uudenlainen PWM-ohjattu tasavirtakuorman, kuten tasavirtamoot-25 torin, DC/DC-silta. Eräs keksinnön mukainen ratkaisu perustuu myös sellaisen tehoelektroniikkatopologian ajatukseen, jossa voidaan hyödyntää vaihtovirta-käyttöjen teknologiaa tasavirtamoottoreiden ohjauksessa.
Keksinnön mukainen ratkaisu on yksityiskohtaisesti määritelty oheisissa patent-30 tivaatimuksissa.
Keksinnön mukainen DC-/DC -silta tasavirtakuorman ohjaamiseksi on varustettu ohjattavilla puolijohdekytkinyksiköillä ja ohjausyksiköllä. Keksinnön mukaisessa sillassa on kaksi siltaosaa, joista ainakin ensimmäistä siltaosaa ohjataan 35 pulssileveysmodulaatiolla virran suuruuden säätämiseksi. Keksinnön mukainen silta käsittää tasavirtakuorman virran määrityksen. Toinen siltaosa johtaa tasa-virtaa silloin, kun tasavirtakuorman virran määritetty arvo poikkeaa nollasta vir- 2 ran raja-arvoa enemmän, ja toista siltaosaa ohjataan muutoin pulssileveysmo-dulaatiolla (PWM) . Virran määritys voidaan tehdä esimerkiksi mittaamalla virtaa, tai virta voidaan estimoida modulointi-indeksin perusteella. Tässä yhteydessä virran määrityksellä tarkoitetaan myös virran ohjearvon käyttämistä mää-5 ritykseen. Mainittu virran raja-arvo voidaan määrittää ennakkoon tai se voi muuttua dynaamisesti jonkin kriteerin, kuten moottorin nopeuden, funktiona. Raja-arvon määritys voi perustua esimerkiksi moottorin parametreihin, kuten moottorivirran nimellisarvoon, tai se voi perustua ohjauksen parametreihin, kuten DC-/DC -sillan virran määrityksen tarkkuuteen. Tällöin raja-arvon määritys 10 voi perustua esimerkiksi virta-antureiden erottelukykyyn tai virran mittaussignaalin offsettiin. Edelleen se voi perustua virran estimoinnin tarkkuuteen tai esimerkiksi laitteiston kohinatasoon. Raja-arvo voidaan määrittää myös virran hetkellisen mittauksen perusteella. Mainitun virran raja-arvon avulla voidaan määritellä nollan ympäristöön virta-alue, jossa toista siltaosaa ohjataan modu-15 loimalla, kun raja-arvoin määritellyn virta-alueen ulkopuolella toinen siltaosa johtaa tasavirtaa.
Pulssinleveysmodulaation modulointi-indeksillä tarkoitetaan kytkimen suhteellista johtoaikaa eli johtoajan suhdetta kytkentäjakson pituuteen.
20
Eräässä keksinnön sovelluksessa toisen siltaosan kytkimien asennot valitaan tasavirtakuorman virran säädön polariteetin perusteella siten, että toisen silta-osan negatiiviseen välipiirikiskoon sovitetun kytkinkomponentin johtaessa ensimmäisen siltaosan pwm-ohjauksen modulointi-indeksin kasvattaminen kasvat-25 taa tasavirtakuorman virtaa, kun taas toisen siltaosan positiiviseen välipiirikiskoon sovitetun kytkinkomponentin johtaessa ensimmäisen siltaosan pwm-ohjauksen modulointi-indeksin kasvattaminen pienentää tasavirtakuorman virtaa.
30 Eräässä keksinnön sovelluksessa tilanteessa, jossa toisen siltaosan ohjaustapa vaihtuu, eli siirrytään tasavirtaa johtavasta ohjauksesta pwm-ohjaukseen tai toisinpäin, ensimmäisen siltaosan modulointi-indeksiä H ja mahdollisesti tästä johdettuna toisen siltaosan modulointi-indeksiä (1-H) kasvatetaan arvolla E, joka määräytyy toisen siltaosan kytkimien asennon sekä ohjauksen siirtosuunnan 35 perusteella. Siirtosuunnalla tarkoitetaan toisen siltaosan ohjauksen siirtymis-suuntaa tasavirtaa johtavan tilan sekä PWM -ohjaustilan välillä. Kun toisen siltaosan negatiiviseen välipiirikiskoon sovitettu kytkinkomponentti johtaa tasavir- 3 taa, siirryttäessä PWM-ohjaukseen ensimmäisen siltaosan modulointi-indeksiä H kasvatetaan arvolla E, joka määräytyy yhtälöstä: E = -—Tässä H0 tarkoittaa ensimmäisen siltaosan modulointi-indeksiä hetkellä, kun toisen siltaosan ohjaustapa vaihtuu. Vastaavasti, kun toisen siltaosan positiiviseen välipiirikis-5 koon sovitettu kytkinkomponentti johtaa tasavirtaa, siirryttäessä PWM-ohjaukseen ensimmäisen siltaosan modulointi-indeksiä H kasvatetaan arvolla {H -l) E, joka määräytyy yhtälöstä: E = —^—-. Kun toista siltaosaa ohjataan PWM- ohjauksella, toisen siltaosan alkaessa johtaa tasavirtaa negatiiviseen välipiiri- kiskoon sovitetun kytkinkomponentin kautta ensimmäisen siltaosan modulointi-10 indeksiä H kasvatetaan arvolla E, joka määräytyy yhtälöstä: E = H0-1. Vastaavasti, kun toista siltaosaa ohjataan PWM-ohjauksella, toisen siltaosan alkaessa johtaa tasavirtaa positiiviseen välipiirikiskoon sovitetun kytkinkomponentin kautta ensimmäisen siltaosan modulointi-indeksiä H kasvatetaan arvolla E, joka määräytyy yhtälöstä: E = l-H0. Jos E saa negatiivisen arvon, modulointi- 15 indeksiä luonnollisesti pienennetään.
Eräässä keksinnön sovelluksessa ensimmäinen siltaosa on muodostettu kahdesta sarjaankytketystä puolijohdekytkinyksiköstä ja myös toinen siltaosa on muodostettu kahdesta sarjaankytketystä puolijohdekytkinyksiköstä Tällöin mai-20 nittujen toisen siltosan puolijohdekytkinyksiköiden tehonkestoksi on sovitettu oleellisesti puolet mainittujen ensimmäisen siltaosan puolijohdekytkinyksiköiden tehonkestosta.
Eräässä keksinnön sovelluksessa ensimmäinen siltaosa muodostuu kahdesta 25 rinnankytketystä haarasta, jossa ensimmäisessä siltaosassa rinnankytkettyjen siltahaarojen puolijohdekytkimiä ohjataan PWM:llä muodostamaan PWM:llä ohjatun siltaosan. Tällöin rakenne voidaan myös kytkeä ohjaamaan AC- tai DC - kuormaa ja rakenne on ohjattavissa kytketyn kuorman mukaisesti.
30 Keksinnöllä saavutetaan ainakin yksi seuraavista eduista: - kun toista siltaosaa ohjataan pulssinleveysmodulaatiolla alueella, joka on raja-arvoin määritelty virran nolla-arvon ympäristöön, voidaan estää vir-tasäätäjän sellainen epästabiili käyttäytyminen virran nollakohdan lähei-35 syydessä, jossa toisen siltaosan kytkimet kytkevät positiivisen ja negatii- 4 visen välipiirikiskon välillä virtasäätäjän suurella taajuudella vaihtuvan polariteetin ohjaamana. Tällainen suurella taajuudella tapahtuva kytkeytyminen saattaisi aiheuttaa EMC-häiriöitä sekä moottorin tärinää - Kun DC/DC -siltaa ohjataan keksinnössä esitetysti, voidaan toisen silta- 5 osan kytkimet mitoittaa pienemmälle tehonkestolle kuin ensimmäisen sil- taosan, sillä suurilla virroilla toinen siltaosa ohjaa tasavirtaa, eikä siinä esiinny tällöin kytkentähäviöitä. Toisen siltaosan tehonkesto voi tällöin olla vain oleellisesti puolet ensimmäisen siltaosan tehonkestosta.
- Kun ensimmäinen siltaosa muodostetaan kahdesta rinnankytketystä haa- 10 rasta ja toinen siltaosa muodostetaan yhdestä haarasta, voidaan kolmi- haaraista topologiaa käyttää normaalin AC-käytön lisäksi myös keksinnön mukaisesti DC-käytössä. Tällöin DC-/DC -silta voi olla ohjattavissa kytketyn kuorman mukaisesti. Kuormatyyppi voidaan ilmoittaa sillalle parametrilla, tai silta voi myös suorittaa kuormatyypin opettelun esimerkiksi 15 moduloimalla siltahaaroja ja mittaamalla siltahaaroissa kulkevaa virtaa.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 20 kuvio 1 esittää keksinnön mukaista tasavirtasiltaa, kuvio 2 esittää vaihtovirtakäytön verkkosiltaa, kuvio 3 esittää keksinnön mukaista tasavirtakäyttöä, jossa on keksinnön mukai-25 nen DC/DC-silta, kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen DC/DC-sillan ajoituskaaviota, kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen DC/DC-sillan puolijohdekytkimien sijoittelua 30 ja jäähdytystä.
Kuvio 6 esittää toisen siltaosan ohjauksen valintaa,
Kuvio 7 esittää toisen siltaosan ohjauspulsseja eri ohjauksilla, ja 35 5
Kuvio 8 esittää pulssinleveysmodulaatiota
Kuvio 1 esittää esimerkiksi hissikäyttöön tarkoitetun tasavirtamoottorikäytön PWM-ohjattua H-siltaa B1. Se muodostuu kahdesta tasavirtalähteeseen UDC 5 liitetystä siltaosasta B11 ja B12, joissa kummassakin on positiivisen ja negatiivisen navan ohjattavat puolijohdekytkinyksiköt S11 - S14, jotka muodostuvat esimerkiksi IGBT-transistorin ja diodin vastarinnankytkennästä. Silta syöttää tasavirtakuormaa L1, kuten hissin tasavirtamoottoria. Koska keksinnön mukaisesti toinen siltaosa B12 johtaa tasavirtaa silloin, kun tasavirtakuorman virran 10 määritetty arvo 2 poikkeaa nollasta virran raja-arvoa 1 enemmän, eikä siinä esiinny tällöin kytkentähäviöitä, voidaan toisen siltaosan B12 kytkimet mitoittaa pienemmälle tehonkestolle kuin ensimmäisen siltaosan B11. Toisen siltaosan B12 tehonkesto voi tällöin olla vain oleellisesti puolet ensimmäisen siltaosan B11 tehonkestosta.
15
Kuvio 2 esittää tunnetun tekniikan mukaista kolmivaiheisen vaihtovirtakäytön verkkosiltaa A1, jolla verkon UAC vaihtojännite tasasuunnataan tasajännitteeksi UDC, sekä sen eteen kytkettyä vaihtovirtakuristinyksikköä P1. Sillassa on kuhunkin verkon vaiheeseen kytketyt ylä- ja alahaaran ohjattavat puolijohdekyt-20 kinyksiköt S21 - S26, jotka myös voivat muodostua esimerkiksi IGBT-transistorin ja diodin vastarinnankytkennästä.
Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista DC/DC-siltaa B1, jolla syötetään tasavirta-25 moottoria M1, jossa kulkee tasavirta Idc. Siltaa ohjataan ohjausyksiköllä BC1. Moottorin magnetointi tapahtuu erillisellä magnetointiyksiköllä MA1, jota ohjataan sinänsä tunnetulla tavalla.
Kuvion 3 mukaisessa DC/DC-sillassa on kaksi sillan osaa B11, B12. Kuvion 3 30 mukaisessa sillassa ensimmäisessä sillan osassa on kaksi haaraa B111 ja B112, joissa kummassakin on kuvion 2 mukaiset puolijohdekytkinyksiköt S21 -S24. Tässä sillan haarat on kytketty toisiinsa tehoasteen piirilevyllä liittimellä CONN1, mutta ne voidaan kytkeä myös piirilevyn ulkopuolella esimerkiksi kyt-kentäkaapelilla. Toinen sillan osa B12 muodostuu yhdestä haarasta, jossa on 35 puolijohdekytkinyksiköt S25 - S26. Näin koko sillassa on kolme haaraa vastaten kolmivaiheista DC/AC-siltaa. Kullekin puolijohdekytkimelle on ohjausyksikössä BC1 ohjain BC21-BC26.
6
Keksinnön mukaisen DC/DC-sillan modulointi tapahtuu seuraavasti: Keksinnön mukainen PWM-ohjattu tasavirtakäyttö voi käyttää samanlaisia puolijohdekytki-miä S11 - S14 tai S21 - S26 PWM-ohjaukseen kuin vaihtovirtakäyttö. Käytettä-5 essä kuvion 3 mukaista DC/DC -siltaa, tasavirtakäyttö voidaan valita esimerkiksi ohjausyksikössä olevalla kytkimellä SW1. Tällöin vaihtovirran sijasta käytetään nollataajuutta (kenttä ei pyöri). Keksinnön mukaisessa tasavirtakäytössä kaikkien puolijohdekytkimien ei tarvitse kytkeä suurtaajuista, tyypillisesti muutaman kHz.n, PWM-ohjausta; kahta kytkimistä, S13 ja S14 tai S25 ja S26, voi-10 daan käyttää valitsemaan vääntömomentin suunta (ylös/alas), ja kyseiset kytkimet johtavat puhdasta DC-virtaa. PWM-ohjaukseen käytettäviä kytkimiä S11 ja S12 tai S21 - S24 ohjataan päälle/pois muutaman kHz:n taajuudella ohjaamaan virran led suuruutta (vääntömomenttia). Kun virran IDC 2 suuruus poikkeaa nollasta virran raja-arvoa 1 enemmän, johtavat kytkimet S13 ja S14 tai 15 S25 ja S26 tasavirtaa, ja muulloin mainittuja kytkimiä ohjataan PWM- ohjauksella.
Suurimmat tehohäviöt tapahtuvat PWM-ohjausta suorittavissa kytkimissä. Eräässä kuvion 3 mukaisessa keksinnön sovelluksessa PWM-ohjausta suoritta-20 via kytkimiä ohjataan johtamaan vuorotellen eri haaroissa, jolloin kyseisiä kytkimiä käytetään vain 50% normaalista johtamisajasta tai vähemmän. Kyseistä toimintaa on havainnollistettu kuvion 4 ajoituskaaviossa, jossa kuvataan kytkimien S21, S23 ja S26 sekä diodien S22 ja S24 johtamisaikoja. Eräässä toisessa kuvion 3 mukaisessa keksinnön sovelluksessa PWM-ohjausta suorittavia 25 kytkimiä ohjataan johtamaan samanaikaisesti rinnankytketyissä haaroissa, jolloin kytkimet S21 ja S23 ja toisaalta kytkimet S22 ja S24 johtavat samanaikaisesti.
Termiseltä kannalta Kuvion 3 mukaisella keksinnön sovelluksella etuna saavu-30 tetaan se, että vaihtovirtakäytön tehoastetta voidaan hyödyntää täysin tasavirtakäytössä. Kytkennässä käytettävien IGBT:den lämpöhäviöt ovat tyypillisesti kaksinkertaiset verrattuna kytkimiin, joita ei käytetä PWM-ohjauksessa. Toisaalta kuvion 1 mukaisessa keksinnön sovelluksessa tasavirtaa johtavat kytkimet S13, S14 voidaan mitoittaa oleellisesti puolet pienemmälle tehonkestolle kuin 35 modulaatiolla ohjattavat kytkimet S11, S12.
7 Käytännössä tasavirtakytkimissä voi olla suuremmat häviöt, koska tasavirtahä-viöt ovat hieman suuremmat kuin kytkentä-PWM-häviöt. Siksi kytkimet S11 ja S12 tai S25 ja S26 sijoitetaan jäähdytyslevysegmentin COOL1 (kuv. 5) ilman sisääntulon puolelle (nuoli), joka on viileämpi kuin segmentin keskiosa tai ilman 5 poistumisen puoli, kuten lämpötila TEMP lämpötilaa osoittavalla käyrällä osoittaa.
Kuviossa 6 on esitetty toisen siltaosan B12 ohjauksen valintaa. Ohjaus valitaan määritetyn virran arvon 2 perusteella. Kun virran määritetty arvo on raja-arvoin 10 1 määritetyllä alueella 3, toista siltaosaa B12 ohjataan PWM-ohjauksella. Kun taas virran määritetty arvo 2 on tämän alueen ulkopuolella 4, toinen siltaosa B12 johtaa tasavirtaa. Kuvioon 6 on myös merkitty ajanhetki 5, jolloin mainittu virran arvo siirtyy raja-arvoin määritetyn alueen ulkopuolelle. Kuvioon 7 on vastaavasti kuvattu toisen siltaosan B12 jonkin kytkinkomponentin S13, S14, S25, 15 S26 ohjaussignaali, joka vaihtuu PWM-signaalista 6 DC-signaaliksi 7, kun vir ran 2 määritetty arvo poikkeaa raja-arvoin 1 määritetyn alueen 3 ulkopuolelle.
Kuviossa 8 on kuvattu PWM-signaali, jonka modulointi-indeksillä tarkoitetaan kytkimen päälläoloajan 9 suhdetta kytkentäjaksoon 8. Modulointi-indeksi voi 20 tällöin saada arvot välillä 0 .. 1. Kytkentäjakso muodostuu kytkimen päälläolo-ajasta 9 ja kytkimen poissaoloajasta 10.
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan ne voivat vaihdella jäljem-25 pänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Kytkiminä voidaan IGBT:n lisäksi käyttää myös muita hilalta täysin ohjattavia komponentteja. Kuormana voi tasavirtamoottorin lisäksi olla myös esimerkiksi hissin jarrumagneetti.
Keksinnön mukaista järjestelyä voidaan käyttää laajalla sähkökäyttöjen alueella. 30 Käyttämällä keksinnön mukaista periaatetta on mahdollista kattaa hissien tasa-virtakäyttöjen tehoalue uusimmalla IGBT-teknologialla. Vaihto- ja tasavirtakäyt-tömodulit voidaan koota samalla tuotantolinjalla, ja sovellutus voidaan valita pääasiassa ohjelmallisella ohjauksella.
Claims (13)
1. DC-/DC -silta tasavirtakuorman (M1) ohjaamiseksi, joka on varustettu ohjattavilla puolijohdekytkinyksiköillä (S11-S14, S21-S26) ja ohjausyksi- 5 köliä (BC1), jossa sillassa on kaksi siltaosaa (B11, B12), joista ainakin ensimmäistä siltaosaa (B11) ohjataan pulssileveysmodulaatiolla (PWM) virran suuruuden säätämiseksi, ja joka silta käsittää tasavirtakuorman (M1) virran määrityksen, tunnettu siitä, että toinen siltaosa (B12) johtaa tasavirtaa silloin, kun tasavirtakuorman virran määritetty arvo (2) poikke-10 aa nollasta virran raja-arvoa (1) enemmän, ja että toista siltaosaa ohja taan muutoin pulssileveysmodulaatiolla (6) (PWM).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että mainittu virran raja-arvo on valittu käyttäen ainakin yhtä seuraavista perusteista: 15. moottorin nopeuden perusteella - moottorin parametrien, kuten moottorin nimellisvirran tai moottorin lähdejännitteen, perusteella - moottorivirran hetkellisen mittauksen perusteella - DC/DC-sillan virran määrityksen tarkkuuden perusteella, kuten virta- 20 antureiden erottelukyvyn, virran mittaussignaalin offset-jännitteen, tai mahdollisen virran estimoinnin tarkkuuden tai laitteiston kohinatason perusteella
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että DC/DC -silta käsittää tasavirtakuorman (M1) virran säädön pulssile- 25 veysmodulaation modulointi-indeksiä muuttamalla ja että toisen siltaosan (B12) kytkimien asennot on valittu tasavirtakuorman virran säädön polariteetin perusteella.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että ensimmäistä siltaosaa (B11) ohjataan pulssileveysmodulaatiolla 30 (6) (PWM), jonka modulointi-indeksi on H, ja että toinen siltaosa (B12) joko johtaa tasavirtaa tai sitä ohjataan vain virran raja-arvon määrittelemässä ympäristössä pulssinleveysmodulaatiolla (PWM), jonka modulointi-indeksi on johdettu ensimmäisen siltaosan modulointi-indeksistä ja joka toisen siltaosan (B12) modulointi-indeksi saa arvon (1-H), ja että toisen 35 siltaosan (B12) ohjaustavan vaihtuessa ensimmäisen siltaosan modu lointi-indeksin H arvo on sovitettu kasvatettavaksi arvolla (E), joka arvo (E) määritetään DC-/DC -sillan toisen siltaosan (B12) kytkimien asennon sekä ohjauksen siirtosuunnan perusteella.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että ensimmäinen siltaosa (B11) on muodostettu kahdesta sarjaan- 5 kytketystä puolijohdekytkinyksiköstä (S11.S12) ja että myös toinen silta- osa (B12) on muodostettu kahdesta sarjaankytketystä puolijohdekytkinyksiköstä (S13.S14) ja että mainittujen toisen siltaosan (B12) puoli-johdekytkinyksiköiden (S13.S14) tehonkestoksi on sovitettu oleellisesti puolet mainittujen ensimmäisen siltaosan (B11) puolijohdekytkinyksiköi-10 den (S11 ,S12) tehonkestosta.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että ensimmäinen siltaosa (B11) muodostuu kahdesta rinnankytketystä haarasta (B111, B112), jossa ensimmäisessä siltaosassa (B11) rinnankytkettyjen siltahaarojen puolijohdekytkimiä (S21-S24) ohjataan
15 PWM:llä muodostamaan PWM:llä ohjatun siltaosan.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että PWM-siltahaarojen puolijohdekytkimiä (S21 ,S23) ohjataan johtamaan yhtäaikaisesti.
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen DC-/DC silta, tunnettu siitä, että PWM- 20 siltahaarojen puolijohdekytkimiä (S21.S23)) ohjataan johtamaan vuoro tellen
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että PWM-ohjausta suorittavia puolijohdekytkimiä ohjataan johtamaan olennaisesti enintään 50% siltaosan (B11) johtamisajasta.
10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että ra kenne on sovitettu sellaiseksi, että se on valinnaisesti käytettävissä sekä tasa- että vaihtovirtakäytössä.
11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että rakenne on kytkettävissä ohjaamaan AC- tai DC - kuormaa ja ohjattavissa 30 kytketyn kuorman mukaisesti. ^.Patenttivaatimuksen 10 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että ohjausyksikössä on kytkin (SW1) tasavirta-/vaihtovirtakäytön valitsemiseksi.
13. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen 1-12 mukainen DC-/DC -silta, tunnettu siitä, että tasavirtakuorma (M1) on tasavirtamoottori. 35
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20070700A FI120170B (fi) | 2007-09-13 | 2007-09-13 | DC/DC-silta |
| EP08805412.7A EP2188887A4 (en) | 2007-09-13 | 2008-09-04 | CC / CC GANGWAY |
| AU2008297052A AU2008297052B2 (en) | 2007-09-13 | 2008-09-04 | DC/DC bridge |
| PCT/FI2008/000098 WO2009034223A1 (en) | 2007-09-13 | 2008-09-04 | Dc/dc bridge |
| US12/724,197 US8350501B2 (en) | 2007-09-13 | 2010-03-15 | DC/DC bridge |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20070700A FI120170B (fi) | 2007-09-13 | 2007-09-13 | DC/DC-silta |
| FI20070700 | 2007-09-13 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20070700A0 FI20070700A0 (fi) | 2007-09-13 |
| FI20070700A FI20070700A (fi) | 2009-03-14 |
| FI120170B true FI120170B (fi) | 2009-07-15 |
Family
ID=38572896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20070700A FI120170B (fi) | 2007-09-13 | 2007-09-13 | DC/DC-silta |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8350501B2 (fi) |
| EP (1) | EP2188887A4 (fi) |
| AU (1) | AU2008297052B2 (fi) |
| FI (1) | FI120170B (fi) |
| WO (1) | WO2009034223A1 (fi) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011040942A (ja) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Yazaki Corp | 負荷駆動制御装置及び負荷駆動制御方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62171491A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-28 | Sharp Corp | 直流モ−タのｐｗｍ駆動装置 |
| JPH03207282A (ja) * | 1990-01-09 | 1991-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | エレベータ制御装置 |
| JPH03216476A (ja) * | 1990-01-22 | 1991-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | エレベータの制御装置 |
| JPH10164888A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Hitachi Medical Corp | モータ駆動制御装置 |
| JPH10271889A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-09 | Komatsu Ltd | 電動式パワーステアリング制御装置 |
| JP3473523B2 (ja) * | 1999-10-27 | 2003-12-08 | 豊田工機株式会社 | モータ制御装置 |
| US6898094B2 (en) * | 2001-11-19 | 2005-05-24 | Kone Corporation | DC/DC bridge control unit for controlling a direct-current load |
| CA2514863C (en) * | 2003-02-07 | 2012-12-18 | Kone Corporation | Dc/dc bridge for controlling a direct-current load |
| JP4158104B2 (ja) * | 2003-09-11 | 2008-10-01 | 太平洋精工株式会社 | 車両用ワイパ制御装置 |
| US7126290B2 (en) * | 2004-02-02 | 2006-10-24 | Radiant Power Corp. | Light dimmer for LED and incandescent lamps |
| JP2009261090A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Denso Corp | モータ制御装置 |
| FR2961965B1 (fr) * | 2010-06-25 | 2012-07-13 | Valeo Sys Controle Moteur Sas | Dispositif de charge de moyens d'accumulation |
-
2007
- 2007-09-13 FI FI20070700A patent/FI120170B/fi active IP Right Grant
-
2008
- 2008-09-04 AU AU2008297052A patent/AU2008297052B2/en not_active Ceased
- 2008-09-04 WO PCT/FI2008/000098 patent/WO2009034223A1/en active Application Filing
- 2008-09-04 EP EP08805412.7A patent/EP2188887A4/en not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-03-15 US US12/724,197 patent/US8350501B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8350501B2 (en) | 2013-01-08 |
| WO2009034223A1 (en) | 2009-03-19 |
| AU2008297052A1 (en) | 2009-03-19 |
| FI20070700A (fi) | 2009-03-14 |
| US20100171454A1 (en) | 2010-07-08 |
| EP2188887A1 (en) | 2010-05-26 |
| FI20070700A0 (fi) | 2007-09-13 |
| AU2008297052B2 (en) | 2012-08-30 |
| EP2188887A4 (en) | 2015-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101947934B1 (ko) | 전력 변환 장치 및 이것을 사용한 전동 파워 스티어링 장치 | |
| JP5126550B2 (ja) | マトリクスコンバータ | |
| US8283880B2 (en) | Motor drive device with function of switching to power regenerative operation mode | |
| US9515572B2 (en) | Method and device for controlling an inverter | |
| US20120206076A1 (en) | Motor-driving apparatus for variable-speed motor | |
| KR101272450B1 (ko) | 교류 모터의 제어 장치 및 이것을 사용한 냉동 공조 장치 | |
| TWI680630B (zh) | 用於逆變器的控制裝置 | |
| KR20120087839A (ko) | 인버터 장치 | |
| US7184286B2 (en) | Bridge for driving a direct-current or alternating current load | |
| FI120170B (fi) | DC/DC-silta | |
| JP2017158280A (ja) | 電動機駆動システム | |
| FI112297B (fi) | Ohjausyksikkö tasavirtakuorman ohjaamiseksi | |
| AU2004209167B2 (en) | DC/DC bridge for controlling a direct-current load | |
| JP5015230B2 (ja) | 電気システムおよび電流制御シャントレギュレータ | |
| FI113506B (fi) | DC/DC-silta tasavirtakuorman ohjaamiseksi | |
| Patil et al. | Three phase ac drive using single phase supply | |
| RU2280317C2 (ru) | Схема для питания электрической машины постоянного тока | |
| JP2020120483A (ja) | 電力変換装置 | |
| WO1998002960A1 (en) | Motor power supply and method for controlling a motor | |
| JP2003189671A (ja) | モータ駆動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 120170 Country of ref document: FI |