用于將功率供應到電動機的方法、相關聯的計算機程序、反相器控制裝置和旋轉電機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于將功率供應到電動機的方法、相關聯的計算機程序、反相器 控制裝置和旋轉電機。
【背景技術】
[0002] 公開的法國專利申請FR2 974 466描述了一種將電力供應給電動機的方法，該 電動機包括具有關于電動機的旋轉軸的各個方向的相，且意圖攜帶限定從旋轉軸開始的電 流矢量的各相電流，該方法包括所述相至電壓源的切換連接，以便引起電流矢量轉動。
[0003] 為了執行該方法，控制裝置大體適于控制反相器（inverter)，從而后者執行將電 壓交替地施加到每個相的切換操作，例如，由直流電壓源供應的電壓及其反電壓。
[0004] 由于電動機的各相獨立，相電流的總和沒有被迫使為零，從而同極電流可出現。現 在，在經典多相電機中，各相之間的磁耦合對該同極電流有非常低的阻抗，從而出現高水平 的紋波（ripple)。該紋波不參與驅動馬達轉子的旋轉磁場的產生，且因此是不期望有的。
[0005] 因此可能需要減少這樣的紋波。此外，可能還需要減少由反相器中的切換操作引 起的損耗。
【發明內容】
[0006] 為了至少部分地解決上述問題，提出一種將電力供應給電動機的方法，該電動機 包括具有關于電動機的旋轉軸的各個方向且意圖攜帶各相電流的相，所述各相電流限定從 旋轉軸開始的電流矢量，該方法包括：
[0007] -各相到電壓源的切換連接，以便引起電流矢量轉動，
[0008] 該方法特征在于，各相的切換連接在電流矢量的至少一圈期間，對于一個或多個 相的每個，包括：
[0009] -在該圈的一部分上，將該相從電壓源斷開連接，以便使該相開路，和
[0010] -在該圈的另一部分上，將該相切換連接至電壓源。
[0011] 可選地，在該圈的一部分上的斷開連接的步驟以及該圈的另一部分的連接的步驟 應用于電動機的所有相。
[0012] 并且可選地，相的方向的垂線通過圈的使相從電壓源斷開連接的那部分。
[0013] 并且可選地，該圈的使相與電壓源斷開連接的那部分包括兩個單獨的子部分，每 個子部分通過可斷開連接的相的方向的垂線。
[0014] 并且可選地，每次僅一個相被斷開連接以使其開路。
[0015] 并且可選地，該方法還包括，對于在一圈的一部分上斷開連接至少一個相的每個 以及對于在該圈的另一部分上切換連接該相或每個相：
[0016] -接收相電流的測量結果，
[0017] -確定與所測量的相電流相對應的、屬于與相相關聯的至少一個預定角扇區的電 流矢量，
[0018]-斷開連接與電流矢量所屬的一個或多個預定角扇區相關聯的每個相，和
[0019]-切換連接其他一個或多個相。
[0020] 并且可選地，該方法還包括，對于在一圈的一部分上斷開連接至少一個相的每個 以及對于在該圈的另一部分上切換連接該相或每個相：
[0021]-接收設定點電流矢量，
[0022] -確定屬于與相相關聯的至少一個預定角扇區的設定點電流矢量，
[0023]-斷開連接與設定點電流矢量所屬的一個或多個預定角扇區相關聯的每個相，和
[0024]-切換連接其他一個或多個相。
[0025] 并且可選地，該方法還包括，對于在一圈的一部分上斷開連接至少一個相的每個 以及對于在該圈的另一部分上切換連接該相或每個相：
[0026]-測量相電流，
[0027]-檢測相電流的取消或沒有取消，
[0028]-如果相電流已經被取消，則斷開連接相電流已經被取消的相，如果沒有，則斷開 連接相電流被取消的最后一相，和
[0029]-切換連接其他一個或多個相至電壓源。
[0030] 還提出一種計算機程序，包含多行代碼，當其被計算機執行時，所述多行代碼驅使 計算機控制反相器，所述反相器將電動機連接到電壓源，以便執行根據本發明的方法。
[0031] 還提出一種反相器的控制裝置，該反相器將電動機連接到電壓源，電動機包括具 有繞電動機旋轉軸的各個方向且意圖攜帶各相電流的相，所述各相電流限定從旋轉軸開始 的電流矢量，控制裝置意圖控制反相器，從而后者實現相至電壓源的切換連接，以便引起電 流矢量轉動，其特征在于，控制裝置還如下配置，在電流矢量至少一圈期間，對于一個或多 個相的每個：
[0032]-在該圈的一部分上，控制反相器，從而反相器實現相與電壓源的斷開連接，以便 使該相開路，和
[0033] -在該圈的另一部分上，控制反相器從而反相器實現將相切換連接至電壓源。
[0034] 還提出一種旋轉電機，包括：
[0035]-電動機，包括具有繞電動機的旋轉軸的各個方向且意圖攜帶各相電流的相，所述 各相電流限定從旋轉軸開始的電流矢量，
[0036]-電壓源，
[0037] -反相器，適于將電壓源連接到電動機的相，
[0038]-根據本發明的控制裝置。
【附圖說明】
[0039] 接下來將參考附圖描述本發明的實施例，附圖中：
[0040] 圖1示出根據本發明第一實施例的旋轉電機，
[0041]圖2是在圖1的旋轉電機限定的電流矢量的一圈上的角扇區的圖，
[0042] 圖3是用在圖1的旋轉電機中的供應電力的方法的流程圖，
[0043] 圖4至7是設定點相電流和相電流圖，以示出不期望的紋波的減小，和
[0044] 圖8至10是用在本發明的其他實施例中的供應電力的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0045] 第一實施例
[0046] 圖1 :旋轉電機100
[0047] 接下來參考圖1描述根據本發明的旋轉電機100。在所述例子中，旋轉電機100用 于由電壓源驅動轉子旋轉（馬達功能），但是本發明涵蓋發電機，在該情況下，旋轉電機意 圖通過轉子的旋轉供應電力給電壓源。
[0048] 電壓源102
[0049] 旋轉電機100首先包括電壓源102,其意圖供應相對于地線Μ的直流電壓E。
[0050] 電動機104
[0051] 旋轉電機100還包括電動機104。電動機104包括定子和轉子，轉子意圖相對于定 子繞旋轉軸Α轉動。電動機104還包括三個相u、V、w，其具有沿橫向于旋轉軸Α的平面均 勻分布、且因此在該橫向平面中彼此間隔120°的方向。每個相u、v、w具有兩個極限。相 u、v、w是獨立的，S卩，沒有通過它們的其中一個端點連接在一起。相u、v、w意圖攜帶各相電 流iu、iv、iw。這些相電流iu、iv、匕在橫向于旋轉軸A并垂直于旋轉軸A的平面中限定電流 矢量i。為了更準確，每個相電流iu、iv、ij艮定相矢量，其一方面在方向方面，具有其流動 所沿的相U、V、W的方向，另一方面在模方面，具有該相電流iu、iv、iw的值。電流矢量jjlj 限定為相矢量的矢量和。該電流矢量i遵循轉子的旋轉，且因此使得可以表示轉子的位置。
[0052] 反相器106
[0053] 旋轉驅動系統100還包括反相器106,其意圖將電動機104的每個相u、v、w以切 換的方式連接到直流電壓源102。反相器106意圖以切換的方式將相u、v、w的每個端子與 電壓E連接或從其斷開，或以切換的方式將相u、v、w的每個端子與地線Μ連接或從其斷開， 以便選擇性地向每個相u、V、w施加電壓+Ε、其反向電壓-Ε、零電壓，或將兩個端子斷開連 接，以使相U、v、w成為開路，并因此切斷相u、v、w中的電流。反相器具體地包括開關，其每 個將電壓源102的端子連接到相u、v、w的端子。因此對每個相u、v、w產生Η橋。在所述 的存在三個相u、v、w的實施例中，反相器106因此包括三個Η橋和十二個開關。此外，反相 器106包括與每個開關并聯的續流二極管。
[0054] 傳感器108
[0055] 旋轉驅動系統100還包括傳感器108,其意圖測量相電流iu、iv、iw。
[0056] 控制裝置110
[0057] 旋轉驅動系統100還包括控制裝置110,其意圖控制反相器106,從而后者進行相 u、v、w到電壓源102的切換連接，以便導致電流矢量i繞旋轉軸A轉動，導致轉子相對于定 子旋轉。
[0058] 在所述實施例中，控制裝置110是計算機（有時稱為"處理器"），包括其中存儲有 計算機程序的存儲器112、和意圖執行計算機程序的處理單元114。計算機程序包括指令， 當被控制裝置110 (即，被處理單元114)執行時，其導致控制裝置110控制反相器106,以 便執行在此之后關于圖3所述的將電力供應給電動機的方法的步驟。此外，存儲在存儲器 112中的是至少一個預定角扇區和預定相之間的至少一個關聯。例如，每個角扇區在存儲器 112中通過其覆蓋的角的范圍來表示。
[0059] 圖2 :相和角扇岡之間的關聯