[發明專利]用于電機的制動能量回收系統及方法

有效

• 申請號: 201680043899.2
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN107925370B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: P·M·林德貝格;N·達貝爾科
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H02P3/00
• 分類號: H02P3/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

1.一種用于電機(62)的制動能量回收系統(50)，包括：

第一調節器(52)，其具有用于接收輸入電壓的輸入端和用于輸出DC鏈路電壓的輸出端；

能量存儲設備(54)，其耦合到所述第一調節器(52)的所述輸出端；

第二調節器(56)，其具有耦合到所述能量存儲設備(54)的輸入端和用于將電機驅動信號輸出到所述電機(62)的輸出端；以及

用于感測(60)響應于所述電機驅動信號而操作的所述電機(62)的特性的模塊；

其特征在于，所述系統還包括：

控制器(58)，其用于接收感測的特性并且響應于所述感測的特性而將能量管理信號(74)輸出到所述第一調節器(52)，其中，所述能量管理信號包括作為(i)電機速度和(ii)經由所述感測的特性而確定的反向EMF中的至少一個的函數的時變信號，并且其中，所述第一調節器(52)響應于所述能量管理信號，以動態地調節所述DC鏈路電壓，以將能量平衡保持為基本上恒定，所述能量平衡包括以下項的總和：(a)所述電機的旋轉動能和線性動能中的至少一個，以及(b)存儲在所述能量存儲設備中的能量。

2.根據權利要求1所述的系統(50)，其中，基本上恒定包括比包含在所述電機的所述旋轉動能和所述線性動能的所述至少一個中的總能量由于變化的速度而造成的變化的幅度更小的變化。

3.根據權利要求1所述的系統(50)，其中，所述電機速度包括至少第一速度和比所述第一速度更慢的第二速度，另外其中，(i)響應于針對所述第一速度而確定的能量管理信號(74)，所述DC鏈路電壓包括第一電壓電平，并且(ii)響應于針對所述第二速度而確定的能量管理信號，所述DC鏈路電壓包括高于所述第一電壓電平的第二電壓電平。

4.根據權利要求1所述的系統(50)，其中，所述能量管理信號(74)包括從包含以下項的組中選擇的一項：(i)根據電機速度和DC鏈路電壓值的查找表而確定的電壓調節器設置點，(ii)根據電機速度到DC鏈路電壓值的能量管理傳遞函數而動態地確定的電壓調節器設置點，以及(iii)操作為使針對電機速度的預定范圍的所述能量存儲設備所需的總能量存儲容量最小化的算法。

5.根據權利要求1所述的系統(50)，其中，所述第一調節器(52)包括升壓式轉換器和降壓式轉換器(88)中的至少一個，并且其中，所述能量管理信號(74)包括作為電機速度或反向EMF的函數的調節設置點信號。

6.根據權利要求5所述的系統(50)，其中，所述第一調節器(52)還包括電壓調節器，所述電壓調節器包括升壓轉換器(88)和耦合到所述升壓轉換器(88)的降壓開關(90)，其中，所述控制器(58)還將升壓電力使能信號(92)輸出到所述電壓調節器，并且其中，響應于所述升壓電力使能信號，所述降壓開關(90)使能針對所述升壓轉換器(88)的輸入電壓。

7.根據權利要求1所述的系統(50)，其中，所述第二調節器(52)包括電機調節器，所述電機調節器包括電流調節器(94)和換向開關(96)，并且其中，響應于由所述電機調節器(52)接收到的電機調節器控制信號，(i)所述電流調節器(94)向所述換向開關(96)供應電流，并且(ii)所述換向開關(96)將相位相關電機驅動信號輸出到所述電機(62)。

8.根據權利要求7所述的系統(50)，其中，所述相位相關電機驅動信號包括梯形電機驅動信號和正弦電機驅動信號中的一個。

9.根據權利要求1所述的系統(50)，其中，所述DC鏈路電壓的時間相關曲線的斜率，以及與所述DC鏈路電壓的所述時間相關曲線同步的所述電機速度或所述反向EMF的時間相關曲線的斜率，在電機加速的時段和電機減速的時段期間以正或負的相反符號基本上彼此匹配。

10.根據權利要求1所述的系統(50)，還包括：

電機(62)，其中，所述電機包括從包含以下項的組中選擇的一項：無刷電機和有刷電機。