[發(fā)明專利]用于確定起動乘客運輸裝置的驅動器的同步電機的定子電流矢量的方法

在審

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• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN107534404A
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 尤爾根·弗蘭茲海爾德
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜伯電梯股份公司;蒂森克虜伯股份公司
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20;H02P1/46;H02P6/00;H02P25/064
• 代理公司: 北京乾誠五洲知識產權代理有限責任公司11042
• 代理人: 付曉青,楊玉榮

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于確定定子電流矢量的方法，該定子電流矢量用于起動乘客運輸裝置的驅動器的同步電機，該同步電機有轉子和定子，該定子帶有定子繞組。本發(fā)明特別能夠用于成線性電機形式的同步電機。

背景技術

同步電機或同步馬達能夠用于乘客運輸裝置的驅動系統(tǒng)中，例如電梯系統(tǒng)、自動扶梯或自動人行道。同步電機具有定子(主要部件)和轉子(次要部件)。定子或主要部件能夠包括定子繞組，該定子繞組由多個相繞組組成。具有特殊定子電流矢量方向的定子電流矢量能夠施加在定子繞組上。這種定子電流矢量是定子繞組通電的特征。轉子或次要部件能夠設置為勵磁繞組或永久性磁體。例如，這種同步電機能夠設置為旋轉電機或線性電機。

為了能夠以最佳效率操作同步電機以及為了在轉子上產生最大的可能有效驅動扭矩，必須在定子繞組上施加同相定子電流矢量。因此，具有最佳定子電流矢量方向的相應定子電流矢量施加在定子繞組上。這種最佳定子電流矢量方向取決于轉子與定子的相對方位。

這在由線性電機驅動的乘客運輸裝置中特別重要。例如，在電梯系統(tǒng)中，制動器的釋放必須與由線性電機施加驅動扭矩恰好同步，該驅動扭矩至少等于(可能滿載的)電梯轎廂的重量，以便保護電梯轎廂防止任何不舒服的下沉或者甚至掉落。

具體地說，在同步電機的起動時，定子和轉子的相對方位通常未知。盡管這種方位能夠通過傳感器例如增量傳感器來確定，但是在很多情況下，這需要轉子的多次電旋轉或某種運動，因為傳感器通常需要首先檢測特殊參考信號。例如，首先需要增量傳感器來檢測初始特殊參考標記。

直到檢測到該參考信號以及能夠通過傳感器來確定定子和轉子的方位，最佳的定子電流矢量方向通常都由其它方法來確定，例如通過“測試激勵”。

不過，在很多情況下，這種類型的測試激勵不適合應用于在乘客運輸裝置中的同步電機。通常，只有當轉子能夠運動足夠程度時，這些測試激勵才能夠可靠操作。

不過通常，例如在電梯系統(tǒng)中，情況并非如此，特別是在同步電機起動時。例如，當電梯系統(tǒng)的制動器(保持制動器)驅動時，同步電機幾乎不可能進行任何運動。而且，在電梯系統(tǒng)中，在同步電機的轉子和負載(機艙或配重)之間只能有非常小的機械作用。因此，在測試激勵過程中，只能嚴格受限轉子的運動。通過這種類型的測試激勵，在電梯系統(tǒng)中通常不能可靠地確定最佳定子電流矢量方向。

為了確定初始轉子位置，在DE19604701C1中提出執(zhí)行測試激勵，并通過功率或扭矩傳感器來檢測和評估對轉子的影響。這可能適用于旋轉驅動器；在線性驅動器中，在驅動器的整個長度上(在乘客運輸裝置中，在某些情況下的長度為幾百米)需要用于該目的的相應傳感器，從而導致高成本。

因此，希望提供一種用于可靠確定定子電流矢量的改進選擇方案，該定子電流矢量用于起動乘客運輸裝置的驅動器的同步電機。

發(fā)明內容

根據(jù)本發(fā)明，公開了具有本發(fā)明獨立權利要求的特征的、一種用于確定起動乘客運輸裝置的驅動器的同步電機的定子電流矢量的方法、一種用于乘客運輸裝置的驅動器以及一種相應的乘客運輸裝置。優(yōu)選結構在從屬權利要求和下面的說明書中介紹。

乘客運輸裝置特別設置為電梯系統(tǒng)、自動扶梯或自動人行道。

同步電機具有轉子或次要部件以及定子或主要部件，所述定子或主要部件具有由多個相繞組組成的定子繞組。具體地說，同步電機設置為具有三相繞組的三相同步電機。

同步電機專門設置為旋轉電機，或者專門設置為線性電機。這種類型的旋轉電機例如用于電梯系統(tǒng)的滑輪驅動器中。旋轉電機例如能夠通過齒輪組而與滑輪連接，并驅動該滑輪。這種類型的旋轉電機也能夠用于例如自動扶梯或自動人行道中的可運動傳送帶的驅動器。

在線性驅動器中，主要部件或次要部件設置為靜止元件。線性驅動器的另一個元件設置為可運動，并能夠沿該靜止元件移動。在電梯系統(tǒng)中，線性驅動器的可運動元件能夠布置在例如艙室或者艙室的配重上。在電梯井中，線性驅動器的靜止元件能夠設置為例如導軌。

在根據(jù)本發(fā)明方法的過程中，確定具有起動定子電流矢量方向的起動定子電流矢量，該起動定子電流矢量施加在定子繞組上，用于起動同步電機。當該起動定子電流矢量施加在定子繞組上時，相應的電流施加在定子繞組上，特別是同相，同步電機能夠以最佳效率來運行。根據(jù)本發(fā)明，起動定子電流矢量不直接確定，而是通過具有最小定子電流矢量方向的最小定子電流矢量來間接地確定，其中，當施加最小定子電流矢量時，在同步電機中產生作用在轉子上的最小驅動扭矩。