本發(fā)明涉及了一種用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的方法和調(diào)節(jié)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置具有帶有電動(dòng)機(jī)軸的電動(dòng)機(jī)和用于為電動(dòng)機(jī)供能的變流器。

背景技術(shù)：

在工業(yè)中應(yīng)用轉(zhuǎn)速可變的驅(qū)動(dòng)裝置能夠明顯提升過(guò)程效率以及減小生產(chǎn)和產(chǎn)品成本。在此，過(guò)程效率能夠借助對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)化調(diào)節(jié)進(jìn)一步提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，給出一種用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的方法和改善的調(diào)節(jié)裝置。

根據(jù)本發(fā)明，該目的在有關(guān)方法方面通過(guò)權(quán)利要求1所述的特征實(shí)現(xiàn)，并且有關(guān)調(diào)節(jié)裝置方面通過(guò)權(quán)利要求12所述的特征實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。

根據(jù)本發(fā)明的方法用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，其具有帶有電動(dòng)機(jī)軸的電動(dòng)機(jī)和用于為電動(dòng)機(jī)供能的變流器。在此檢測(cè)表征驅(qū)動(dòng)裝置的損失功率的測(cè)量參量的測(cè)量值，并且根據(jù)所檢測(cè)的測(cè)量值調(diào)節(jié)變流器的變流器輸出電壓，以減小損失功率。

有利地，該方法能夠通過(guò)減少驅(qū)動(dòng)裝置的損失功率來(lái)提高變流器饋電的驅(qū)動(dòng)裝置的效率。這通過(guò)根據(jù)表征損失功率的測(cè)量參量的測(cè)量值調(diào)節(jié)變流器輸出電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在此優(yōu)選地，將電動(dòng)機(jī)軸的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或變流器的輸出電流和/或變流器的輸入電壓和/或變流器的輸入電流應(yīng)用為測(cè)量參量。在變流器具有整流器和與整流器經(jīng)由中間電路連接的逆變器的情況下，還優(yōu)選地將中間電路的中間電路電壓應(yīng)用為測(cè)量參量。

有利地，這些測(cè)量參量能夠通過(guò)測(cè)量或者計(jì)算輸入功率和/或電動(dòng)機(jī)功率來(lái)得出驅(qū)動(dòng)裝置的損失功率以作為變流器的輸入端上的電輸入功率與電動(dòng)機(jī)的機(jī)械電動(dòng)機(jī)功率的差值。例如，能夠從電動(dòng)機(jī)軸的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和變流器的輸出電流中得出電動(dòng)機(jī)功率，并且從變流器的輸入電壓和輸入電流中得出輸入功率。

優(yōu)選地，為了調(diào)節(jié)變流器輸出電壓而在連續(xù)的調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中分別根據(jù)所檢測(cè)的測(cè)量值得出變流器輸出電壓的輸出電壓額定值，并且將變流器輸出電壓調(diào)節(jié)到所得出的輸出電壓額定值。

有利地，由此能夠?qū)⒆兞髌鬏敵鲭妷撼掷m(xù)地匹配于相應(yīng)所檢測(cè)的測(cè)量值，從而能夠持續(xù)地優(yōu)化驅(qū)動(dòng)裝置的損失功率。

在此優(yōu)選地，輸出電壓額定值

-或者根據(jù)測(cè)量參量的值從用于輸出電壓額定值的查詢表中提取出，

-或者借助于用于計(jì)算輸出電壓額定值的數(shù)學(xué)模型根據(jù)測(cè)量參量的值來(lái)計(jì)算出，

-或者根據(jù)所檢測(cè)的測(cè)量值逐步地改變，其中，在每個(gè)調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中檢測(cè)測(cè)量值并且從相應(yīng)所檢測(cè)的測(cè)量值中得出損失功率，并且如果所得出的損失功率相對(duì)于在之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中得出的損失功率增加，那么輸出電壓額定值的改變的改變方向相對(duì)于之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中的改變方向進(jìn)行改變，并且如果所得出的損失功率相對(duì)于在之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中得出的損失功率減小，那么輸出電壓額定值的改變的改變方向相對(duì)于之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中的改變方向保持不變。

在此，輸出電壓額定值的改變的改變方向理解為輸出電壓額定值的向更小或更大的值的改變。

每個(gè)可替換方案都能夠根據(jù)測(cè)量參量的所檢測(cè)的測(cè)量值來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓額定值的持續(xù)更新。應(yīng)用查詢表具有以下優(yōu)點(diǎn)，即需要特別少的計(jì)算花費(fèi)并且由此能特別快速和簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)，然而需要?jiǎng)?chuàng)建查詢表并且因此相對(duì)于系統(tǒng)改變、例如由于構(gòu)件替換或磨損而是不太靈活的。與此相對(duì)地，應(yīng)用用于計(jì)算輸出電壓額定值的數(shù)學(xué)模型是更靈活的，然而要求更多計(jì)算時(shí)間和花費(fèi)以及數(shù)學(xué)模型的參數(shù)，該參數(shù)的值不是經(jīng)常能夠簡(jiǎn)單確定的。按照第三上述可替換方案根據(jù)測(cè)量參量的所檢測(cè)的測(cè)量值來(lái)逐步改變輸出電壓額定值的應(yīng)用方案一方面相對(duì)于系統(tǒng)改變是靈活的，因?yàn)槠洳蝗Q于系統(tǒng)的具體的構(gòu)件，并且此外能利用相對(duì)較少的計(jì)算花費(fèi)實(shí)現(xiàn)，從而使其結(jié)合其它兩個(gè)可替換方案的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的另外的設(shè)計(jì)方案集中在驅(qū)動(dòng)裝置上，其變流器具有整流器和與整流器經(jīng)由中間電路連接的逆變器，其中，中間電路的中間電路電壓借助于整流器進(jìn)行調(diào)節(jié)。在此根據(jù)本發(fā)明，除了變流器輸出電壓之外也根據(jù)所檢測(cè)的測(cè)量值來(lái)調(diào)節(jié)中間電路電壓，以減少損失功率。

有利地，這能夠通過(guò)同時(shí)調(diào)節(jié)變流器輸出電壓和中間電路電壓來(lái)更有效地減少驅(qū)動(dòng)裝置的損失功率。

類似于調(diào)節(jié)變流器輸出電壓的上述設(shè)計(jì)方案，優(yōu)選地在連續(xù)的調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中分別根據(jù)所檢測(cè)的測(cè)量值得出中間電路電壓的中間電路電壓額定值，并且將中間電路電壓調(diào)節(jié)到所得出的中間電路電壓額定值。

在此優(yōu)選地，中間電路電壓額定值

-或者根據(jù)測(cè)量參量的值從用于中間電路電壓額定值的查詢表中提取出，

-或者借助于用于計(jì)算中間電路電壓額定值的數(shù)學(xué)模型根據(jù)測(cè)量參量的值來(lái)計(jì)算出，

-或者根據(jù)所檢測(cè)的測(cè)量值逐步地改變，其中，在每個(gè)調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中檢測(cè)測(cè)量值并且從相應(yīng)所檢測(cè)的測(cè)量值中得出損失功率，并且如果所得出的損失功率相對(duì)于在之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中得出的損失功率增加，那么中間電路電壓額定值的改變的改變方向相對(duì)于之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中的改變方向進(jìn)行改變，并且如果所得出的損失功率相對(duì)于在之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中得出的損失功率減小，那么中間電路電壓額定值的改變的改變方向相對(duì)于之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中的改變方向保持不變。

調(diào)節(jié)中間電路電壓的這些設(shè)計(jì)方案對(duì)應(yīng)于調(diào)節(jié)變流器輸出電壓的具有上面同樣描述的優(yōu)點(diǎn)的上述設(shè)計(jì)方案。

用于按照根據(jù)本發(fā)明的方法調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置包括對(duì)于每個(gè)測(cè)量參量來(lái)說(shuō)用于檢測(cè)測(cè)量參量的測(cè)量值的測(cè)量傳感器、用于評(píng)估所檢測(cè)的測(cè)量值的評(píng)估單元和用于根據(jù)所檢測(cè)和評(píng)估的測(cè)量值來(lái)調(diào)節(jié)變流器輸出電壓的電壓調(diào)節(jié)器。

在此優(yōu)選地，只要變流器具有帶有能經(jīng)由整流器調(diào)節(jié)的中間電路電壓的中間電路，那么電壓調(diào)節(jié)器也設(shè)計(jì)用于根據(jù)所檢測(cè)和評(píng)估的測(cè)量值來(lái)調(diào)節(jié)在變流器的整流器和逆變器之間的中間電路的中間電路電壓。

這樣設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的具有上述優(yōu)點(diǎn)的根據(jù)本發(fā)明的方法。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及如何實(shí)現(xiàn)這些的方式和方法結(jié)合下述聯(lián)系附圖詳細(xì)闡述的對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明更清楚易懂。在此示出：

圖1是驅(qū)動(dòng)裝置和用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)裝置，并且

圖2是用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了驅(qū)動(dòng)裝置1和用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置1的調(diào)節(jié)裝置3的框圖。

驅(qū)動(dòng)裝置1包括具有用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載9的電動(dòng)機(jī)軸7的電動(dòng)機(jī)5和用于為電動(dòng)機(jī)5供能的變流器11。變流器11包括整流器13和與整流器13經(jīng)由中間電路15連接的逆變器17，其中，中間電路15的中間電路電壓uzk借助于整流器13調(diào)節(jié)。

調(diào)節(jié)裝置3包括：測(cè)量傳感器19至21，用于檢測(cè)表征驅(qū)動(dòng)裝置1的損失功率的多個(gè)測(cè)量參量的測(cè)量值；用于評(píng)估所檢測(cè)的測(cè)量值的評(píng)估單元23，和；電壓調(diào)節(jié)器25，用于根據(jù)所檢測(cè)的測(cè)量值來(lái)調(diào)節(jié)變流器11的變流器輸出電壓和中間電路電壓uzk。在此，驅(qū)動(dòng)裝置1的損失功率限定為變流器11的輸入端處的電輸入功率與電動(dòng)機(jī)5的機(jī)械電動(dòng)機(jī)功率的差值。

在所示的實(shí)施例中，將中間電路電壓uzk、變流器11的輸出電流is和電動(dòng)機(jī)軸21的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ωm應(yīng)用為測(cè)量參量。調(diào)節(jié)裝置3對(duì)于這些測(cè)量參量中的每個(gè)來(lái)說(shuō)都具有測(cè)量傳感器19至21，其檢測(cè)相應(yīng)的測(cè)量參量的測(cè)量值并且將其輸送給評(píng)估單元23。

借助于評(píng)估單元23和電壓調(diào)節(jié)器25，根據(jù)所檢測(cè)的測(cè)量值如下地調(diào)節(jié)變流器輸出電壓和中間電路電壓uzk，以使得驅(qū)動(dòng)裝置1的損失功率減少。對(duì)此在評(píng)估單元23的下面詳細(xì)表述的方式中，在連續(xù)的調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中分別根據(jù)所檢測(cè)的測(cè)量值更新變流器輸出電壓的輸出電壓額定值u^*s和中間電路電壓uzk的中間電路電壓額定值u^*zk。借助于電壓調(diào)節(jié)器25將變流器輸出電壓調(diào)節(jié)到相應(yīng)的當(dāng)前的輸出電壓額定值u^*s，并且將中間電路電壓uzk調(diào)節(jié)到相應(yīng)的當(dāng)前的中間電路電壓額定值u^*zk。

經(jīng)由相應(yīng)的頻率額定值ω^*e將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ωm調(diào)節(jié)到轉(zhuǎn)速額定值ω^*m，借助于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器27將變流器輸出電壓的輸出頻率調(diào)節(jié)到該頻率額定值。

圖2示出了用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置1的方法的流程圖。該方法在圖2中分為八個(gè)方法步驟s1至s8。在此，開(kāi)始在第一調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中實(shí)施三個(gè)方法步驟s1至s3并且其它五個(gè)方法步驟s4至s8形成方法循環(huán)，其重復(fù)地在相應(yīng)的連續(xù)的調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中實(shí)施。

在第一調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中，在第一方法步驟s1中首先借助于測(cè)量傳感器19至21檢測(cè)測(cè)量參量的測(cè)量值并且將其輸送給評(píng)估單元23。在第二方法步驟s2中，借助于評(píng)估裝置23由在第一方法步驟s1中檢測(cè)的測(cè)量值得出驅(qū)動(dòng)裝置1的損失功率。在第三方法步驟s3中，借助于評(píng)估單元23將輸出電壓額定值u^*s和中間電路電壓額定值u^*zk在預(yù)定的改變方向中、即向更小或更大的值地以一個(gè)預(yù)定的改變值進(jìn)行改變，并且借助于電壓調(diào)節(jié)器25將變流器輸出電壓調(diào)節(jié)到所改變的輸出電壓額定值u^*s并且將中間電路電壓uzk調(diào)節(jié)到中間電路電壓額定值u^*zk。

在另外的調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中，分別首先在第四方法步驟s4中像在第一方法步驟s1中那樣借助于測(cè)量傳感器19至21檢測(cè)測(cè)量參量的測(cè)量值并且將其輸送給評(píng)估單元23。在第五方法步驟s5中類似于第二方法步驟s2地，借助于評(píng)估單元23由在第四方法步驟s4中檢測(cè)的測(cè)量值得出驅(qū)動(dòng)裝置1的損失功率。在第六方法步驟s6中，借助于評(píng)估單元23檢查，在第五方法步驟s5中得出的損失功率是否相對(duì)于在之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中得出的損失功率減小。當(dāng)該檢查的結(jié)果表明損失功率減小，那么就在第七方法步驟s7中將輸出電壓額定值u^*s和中間電路電壓額定值u^*zk在改變方向上進(jìn)行改變，其與之前的調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中的改變方向一致。否則，即當(dāng)在第六方法步驟s6中沒(méi)有確定損失功率減小的時(shí)候，在第八方法步驟s8中將輸出電壓額定值u^*s和中間電路電壓額定值u^*zk在以下改變方向上進(jìn)行改變，其與之前的調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中的改變方向相反。在此例如，輸出電壓額定值u^*s和中間電路電壓額定值u^*zk在第七方法步驟s7和/或第八方法步驟s8中的改變分別以一個(gè)固定預(yù)設(shè)的值或與損失功率的在第六方法步驟s6中得出的改變相關(guān)的值進(jìn)行。此外，在第七方法步驟s7或者第八方法步驟s8中，借助于電壓調(diào)節(jié)器25將變流器輸出電壓調(diào)節(jié)到已改變的輸出電壓額定值u^*s并且將中間電路電壓uzk調(diào)節(jié)到已改變的中間電路電壓額定值u^*zk。具有方法步驟s4至s8的方法一直重復(fù)，直到所得出的損失功率的改變相對(duì)于在之前調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中得出的損失功率小于預(yù)設(shè)的改變值為止，或者直到變流器輸出電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的輸出電壓最大值或預(yù)設(shè)的輸出電壓最小值為止，或者直到中間電路電壓uzk達(dá)到預(yù)設(shè)的中間電路電壓最大值或預(yù)設(shè)的中間電路電壓最小值為止。

作為上述根據(jù)圖2描述的實(shí)施例的替換，用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置1的方法的其它的實(shí)施例設(shè)置為，輸出電壓額定值u^*s和中間電路電壓額定值u^*zk在每個(gè)調(diào)節(jié)時(shí)間間隔中或者根據(jù)測(cè)量參量的值從用于輸出電壓額定值u^*s和中間電路電壓額定值u^*zk的查詢表中提取出，或者借助于用于計(jì)算輸出電壓額定值u^*s和中間電路電壓額定值u^*zk的數(shù)學(xué)模型根據(jù)測(cè)量參量的值來(lái)計(jì)算出。

在以下情況中，即驅(qū)動(dòng)裝置1具有不帶有中間電路15(即在也稱為矩陣轉(zhuǎn)換器的直接變流器11的情況)的變流器11或具有簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的、不設(shè)計(jì)用于調(diào)節(jié)中間電路電壓uzk的整流器11，類似于上述實(shí)施例地，代替于變流器輸出電壓和中間電路電壓uzk地僅通過(guò)改變輸出電壓額定值u^*s來(lái)調(diào)節(jié)變流器輸出電壓。此外也能夠?qū)崿F(xiàn)的是，在驅(qū)動(dòng)裝置1具有帶有能調(diào)節(jié)的中間電路電壓uzk的變流器11的情況中，直接僅調(diào)節(jié)中間電路電壓并由此間接地調(diào)節(jié)變流器輸出電壓。

此外，上述實(shí)施例能夠如下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即可替換或附加地檢測(cè)和評(píng)估表征驅(qū)動(dòng)裝置1的損失功率的其它或另外的測(cè)量參量，例如變流器11的輸入電壓和/或輸入電流和/或中間電路15的中間電流和/或電動(dòng)機(jī)軸7上的轉(zhuǎn)矩。

盡管通過(guò)優(yōu)選的實(shí)施例在細(xì)節(jié)上詳細(xì)地闡述并描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于所涉及的實(shí)例，并且其他的變體能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員推導(dǎo)出，而并不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。