[發明專利]用于電連接逆變器與電機的方法

有效

• 申請號: 201380067636.1
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN104871423A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 托爾斯滕·施蒂茨勒
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02P1/00
• 分類號: H02P1/00;H02P27/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;高少蔚

技術領域

本發明涉及一種用于電連接逆變器與由逆變器饋電的電機的方法，其中包括多個相并且斷開的電連接在逆變器和機器之間閉合。

背景技術

在用永久勵磁的同步機驅動的高速列車中存在如下問題：在行駛速度高的情況下在同步機中感應產生高的電壓。感應產生的電壓能夠提高到在逆變器的輸入側上施加的中間回路電壓的2.5倍或者甚至更高。在不利的情況下，這會導致高的電流被驅使經過逆變器，所述電流損該逆變器。

為了保護逆變器，已知的是，在逆變器和牽引發動機之間設置有斷開保護，通過所述斷開保護，牽引發動機能夠與逆變器電斷開。在打開斷開保護之后，該斷開保護必須能夠再次閉合。所述閉合即使在行駛期間也必須是可行的。為此，逆變器應在閉合時接通，使得感應產生的高的電壓總是立即在端子上衰減，以便避免在中間回路中驅使過高的電流穿過逆變器。

發明內容

本發明的目的是，提出一種將逆變器與電機電連接的方法，通過所述方法能夠實現以保護材料的方式閉合電連接。

該目的通過開始提出類型的方法實現，其中根據本發明在不同的時間點閉合所述連接的至少兩個相。

本發明以下述考慮為出發點：只要所述連接閉合，那么電流再次開始流動經過電機。相應的磁場再次建立，使得在閉合連接的那一刻由電機吸收能量。這能夠引起：機器的電扭矩在短暫的時刻內在閉合之后直接大幅下降，使得在電機中并且在與其連接的可移動的元件中產生強烈的機械晃動。這不僅導致在行駛的列車中的晃點而且也導致傳動系的材料疲勞。

為了使這樣的晃動保持得盡可能低，有利的是，在盡可能有利的時間點閉合所述連接。為了發現有利的時間點，對于逆變器能夠使用場定向的調控，其中評估發動機定子的“電壓矢量(Spannungszeiger)”并且在有利的矢量位置處閉合斷開保護。然而在斷開保護的最佳的閉合時間點中在適當的轉子位置中也產生如下問題：發動機處的扭矩在閉合所述保護時短暫地跳躍從而產生晃動。即使該晃動通過良好的閉合時間點減少，然而所期望的是，進一步減少該晃動。

本發明此外以如下思考為出發點：在接通斷開保護或者接通開關時，電機的相的實際電流為零。即使在所述保護以受轉子位置控制的方式閉合時，由此也僅可行的是，在閉合時間點將來自場調節器的唯一的預設的電流相置為零。在三相連接中，這其余兩個相的額定電流不等于零。額定電流在接通時間點為零的相能夠從零起緩慢地建立實際電流。額定電流和實際電流在斷開保護或者接通開關的閉合時間點重合，使得該相能夠平穩地起振。然而在其余兩個相中存在如下情況：在接通時間點上，額定電流和實際電流彼此分開，由此引起所不期望的扭矩沖擊。

根據本發明，所述連接的至少兩個相在不同的時間點閉合。由此不僅能夠對于一個相引入平穩的起振，而且能夠對于第二相實現相當平穩的起振，其方式為：第二相的閉合時間點處于適合的時間點上。扭矩沖擊能夠減小并且機械部件能夠得到保護。

有利的是，電連接的所有相能夠單獨地、即在不同的時間點被接通。由此能夠在選擇閉合時間點時實現最大的靈活性并且能夠以特別的程度減少扭矩沖擊。

適當的是，所述連接包括三個相，如在三相電流或者力流中普遍的那樣。當首先斷開其中兩個相時，在空的、即不接地的星形接點中由此中斷經過所有相的電流的流，使得電連接(雖然不完全與逆變器斷開)能夠視作為已斷開。通過指出在空的星形接點中穿過相的電流的總和為零的基爾霍夫定律，前兩個待連接的相是否同時接通或者在不同的時間點接通能夠是任意的，因為一個唯一的相的連接不引起任何電流的流。因此，當相中的至少一個相單獨地并且在時間上與至少另一個相分開地接通就足夠。

電機有利地是軌道車輛的驅動發動機，其中本發明尤其適合于在永久勵磁的同步機中應用。然而本發明不局限于同步機的使用。因此本發明例如也能夠在其它接通的機器、例如接通的磁阻機中有利地應用。電機也能夠是用于從機械能產生電流的發電機。整流器適當地從軌道車輛的中間回路電壓產生穿過所述連接的相的電流。中間回路電壓能夠是中間回路直流電壓，所述中間回路直流電壓由逆變器轉換為交流電壓。