FI120855B - Laitteisto ja menetelmä moottorin tehonsyötön ohjaamiseksi - Google Patents
Laitteisto ja menetelmä moottorin tehonsyötön ohjaamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI120855B FI120855B FI20070136A FI20070136A FI120855B FI 120855 B FI120855 B FI 120855B FI 20070136 A FI20070136 A FI 20070136A FI 20070136 A FI20070136 A FI 20070136A FI 120855 B FI120855 B FI 120855B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- switches
- switch
- inverter
- power control
- power
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 33
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
- B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC
- H02M5/42—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters
- H02M5/44—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
- H02P29/68—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
LAITTEISTO JA MENETELMÄ MOOTTORIN TEHONSYÖTÖN OHJAAMISEKSI
Keksinnön ala
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen te-5 honohjauslaitteisto ja patenttivaatimuksen 14 johdanto-osan mukainen menetelmä tehonohjauslaitteiston ohjaamiseksi.
Tunnettu tekniikka
Nykyaikaiset moottorin tehonohjauslaitteistot syöttävät tehoa syöttöverkon ja sähkövoimakoneiston, kuten sähkömoottorin, välillä molempiin suuntiin. Ohjaus-10 laitteisto sisältää verkkovaihtosuuntaajan, jolla syöttöverkon jännite muutetaan tasajännitteeksi, sekä invertterin, jolla tasajännite muutetaan sähkömoottorin amplitudiltaan ja taajuudeltaan muuttuvaksi vaihtojännitteeksi. Invertteri syöttää tehoa tehonohjauslaitteiston tasajännitevälipiirin ja moottorin välillä, ja verkko-vaihtosuuntaja syöttää tehoa syöttöverkon ja tasajännitevälipiirin välillä.
15 Verkkovaihtosuuntaajan kytkimien läpi tietyllä ajanhetkellä kulkevan virran suuruus riippuu syöttöverkon jännitteestä sekä siitä, kuinka paljon tehoa syöttöver-kosta otetaan. Tähän vaikuttavat invertterin virrat ja jännitteet. Invertterin virta riippuu moottorin momentista. Moottorin vaihejännitteen suuruuteen taas vaikuttaa voimakkaasti moottorin lähdejännite, jonka suuruus kasvaa moottorin pyö-20 rimisnopeuden kasvaessa. Moottorin pyörimisnopeuden kasvaessa ja momentin pysyessä vakiona moottorin syöttöverkosta ottama teho kasvaa, jolloin kasvaa myös verkkovaihtosuuntaajan virta. Sellaisissa moottorikäytöissä, joissa tarvitaan paljon momenttia pienellä pyörimisnopeudella, invertterin virta voi olla moninkertainen verkkovaihtosuuntaajan virtaan verrattuna. Moottorin virrantarve 25 voi olla vain hetkellisesti suuri, esimerkiksi jos moottorin kiihdytyksen tai hidastuksen aikana tarvitaan hetkellisesti suurta momenttia. Moottorin pyöriessä nimellisnopeudellaan verkkovaihtosuuntaajan ja invertterin virrat ovat taas lähes 2 samansuuruiset. Tällainen tilanne voi olla esimerkiksi erilaisissa kuljetuskäy-töissä, kuten hissikäytöissä, joissa tietyn suuruinen massa kiihdytetään vakionopeuteen.
Jos invertterillä joudutaan ohjaamaan suurta virtaa pienellä jännitteen ja virran 5 perusaallon taajuudella, virta muuttuu ajallisesti hitaasti kulkien yhtäjaksoisesti pitkään saman vaihtokytkimen läpi. Tällöin ainakin yhtä vaihtokytkintä kytketään jatkuvasti suurella virralla. Tällöin tehohäviöt jakautuvat epätasaisesti in-vertterin vaihtokytkimien välillä ja suurimman virran omaava vaihtokytkin läm-penee eniten. Tässä tilanteessa invertterin maksimivirta määräytyy ajallisesti 10 pitkään yhtäjaksoisesti kytkevän vaihtokytkimen perusteella. Tällainen tilanne voi esiintyä esimerkiksi hissikäytössä, kun hissikori pidetään paikallaan moottorin tuottaman momentin avulla. Tällöin virran taajuus on pieni ja maksimivirta voi kulkea pitkän aikaa pelkästään yhden vaihtokytkimen läpi.
Suuntaajien kytkiminä käytetään yleensä puolijohteita, kuten igbt-transistoreita. 15 Tällaisissa puolijohteissa syntyy häviöitä, jotka voidaan jakaa johto- ja kytkentä-häviöihin. Johtohäviöitä syntyy virran kulkiessa johtavan puolijohteen läpi. Kyt-kentähäviöitä taas syntyy puolijohteen kytkennän yhteydessä, sekä puolijohteen kytkeytyessä johtavaan tilaan että sen kytkeytyessä pois päältä. Kytkentähäviöt kasvavat kytkentätaajuuden funktiona siten, että useilla igbt-transistorityypeillä 20 johto- ja kytkentähäviöt ovat keskenään samansuuruisia suunnilleen 10 kilo-hertsin kytkentätaajuudella. Kaupalliset puolijohteet toimitetaan yleensä puoli-johdemoduleina, jotka sisältävät tyypillisesti kuusi puolijohdetta järjestettyinä kolmeksi vaihtokytkimeksi.
Lyhytkestoinen virta aiheuttaa puolijohdemodulin lämpenemisen, mutta puoli-25 johdemoduliin kiinnitetty jäähdytyslevy lämpenee hitaammin ja lämpenemisai-kavakio riippuu jäähdytyslevyn koosta. Jos virran kesto on niin lyhyt, että ainoastaan puolijohdemoduli ja mahdollisesti osa jäähdytyslevystä lämpenee, ei jäähdytyslevyn kasvattaminen lisää puolijohdemodulin virrankestoa, vaan tarvi- 3 taan puolijohdemoduli, jonka häviöteho on pienempi ja joka on mitoitettu suuremmille virroille. Tämä kasvattaa kustannuksia.
Jos virta kulkee yhtäjatkoisesti pitkään saman puolijohteen läpi, muodostaa puolijohde pistemäisen häviöteholähteen ja puolijohdemoduli lämpenee voi-5 makkaasti häviöteholähteen läheisyydessä. Tällöinkään ei jäähdytyslevy ehdi siirtää lämpöä riittävästi ympäristöön, vaan pistemäisen häviöteholähteen aiheuttama puolijohdemodulin paikallinen lämpenemä rajaa puolijohdemodulin virran keston. Tämä aiheuttaa sen, että puolijohdemodulin virran mitoitusta pitää tarvittaessa kasvattaa häviöteholtaan pienempään puolijohdemoduliin, jolloin 10 kustannukset kasvavat.
Koska puolijohteen häviöteho on verrannollinen virtaan, voidaan häviötehoa pienentää myös järjestämällä virta kulkemaan useiden rinnan kytkettyjen puolijohteiden läpi. Tällöin yksittäisen puolijohteen häviöteho pienenee, mutta puolijohdemodulin puolijohteiden kokonaishäviöteho pysyy samana, koska häviöte-15 hoja syntyy useammassa puolijohteessa.
Keksinnön tarkoitus
Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin tehonsyöttölaitteisto, jossa kytkinmodu-lit lämpenevät tasaisemmin kuin tunnetun tekniikan mukaisissa tehonsyöttölait-20 teistoissa. Koska kytkinmodulin lämpötila määrää modulin virrankeston, on keksinnön tarkoituksena myös tuoda esiin tehonsyöttölaitteisto, jonka virran kesto on suurempi kuin tunnetun tekniikan mukaisissa vastaavia kytkinmoduleita sisältävissä tehonsyöttölaitteistoissa. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jolla tehonsyöttölaitteiston kytkimiä ohjataan kytkinmodulien 25 lämpenemisen tasaamiseksi.
4
Keksinnön tunnusmerkit
Keksinnön mukaiselle tehonsyöttölaitteistolle on tunnusomaista se, mitä on kerrottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle tehonsyöttölaitteiston ohjaamiseksi on tunnusomaista se, mitä on ker-5 rottu patenttivaatimuksen 14 tunnusmerkkiosassa. Muille keksinnön piirteille on tunnusomaista se, mitä on kerrottu muissa patenttivaatimuksissa. Keksinnöllisiä sovellusmuotoja on myös esillä tämän hakemuksen selitysosassa. Hakemuksessa oleva keksinnöllinen sisältö voidaan määritellä myös toisin kuin jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa tehdään. Keksinnöllinen sisältö voi muodos-10 tua myös useammasta erillisestä keksinnöstä, erityisesti jos keksintöä tarkastellaan ilmaistujen tai implisiittisten osatehtävien valossa tai saavutettujen hyötyjen tai hyötyryhmien kannalta. Tällöin jotkut jäljempänä olevien patenttivaatimuksien sisältämät määritteet voivat olla erillisten keksinnöllisten ajatusten kannalta tarpeettomia.
15 Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauslaitteistossa on ainakin kaksi useita kytkimiä käsittävää suuntaajaa, joista kytkimistä ainakin osa kuuluu joukkoon useita kytkimiä käsittäviä kytkinmoduleita. Ainakin yhdessä suuntaajassa on ainakin kahteen moduliin kuuluvia kytkimiä ja ainakin yhden modulin kytkimiä kuuluu kahteen tai useampaan suuntaajaan. Kun yhden suuntaajan kytkimiä 20 kuuluu ainakin kahteen eri moduliin, jakautuvat suuntaajan kytkimien tehohäviöt tasaisemmin eri kytkinmoduleiden kesken.
Eräässä toisessa keksinnön mukaisessa tehonohjauslaitteistossa jokainen mainittu suuntaaja käsittää yhden tai useampia kytkimiä jokaisessa mainitussa kyt-kinmodulissa.
25 Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauslaitteistossa ainakin yksi suuntaaja käsittää ainakin kaksi rinnan kytkettyä vaihtokytkintä. Vaihtokytkimessä kulkeva virta voidaan jakaa kahden rinnankytketyn vaihtokytkimen kesken, mikä parantaa vaihtokytkimien virrankestoa.
5
Keksinnön mukaiseen tehonohjauslaitteistoon voi kuulua kolmivaiheinen verk-kovaihtosuuntaaja sekä kolmivaiheinen invertteri, joilla on yhteinen tasajännite-välipiiri ja jotka käsittävät yhteensä kolme kytkinmodulia, joista jokainen kytkin-moduli muodostuu kolmesta vaihtokytkimestä. Eräässä keksinnön mukaisessa 5 sovelluksessa kolmivaiheinen verkkovaihtosuuntaaja sisältää kolme vaihtokyt-kintä, yhden vaihetta kohden, joista jokainen vaihtokytkin sijaitsee eri kytkinmo-dulissa. Eräässä toisessa keksinnön mukaisessa sovelluksessa kolmivaiheinen invertteri sisältää yhteensä kuusi vaihtokytkintä, kaksi rinnan kytkettyä vaihto-kytkintä vaihetta kohden jokaisessa kytkinmodulissa.
10 Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauslaitteistossa jokainen kytkinmoduli muodostuu kolmesta vierekkäin sijoitetusta vaihtokytkimestä, verkkovaihtosuun-taajan vaihe käsittää kytkinmodulin keskimmäisen vaihtokytkimen ja invertterin vaihe käsittää kytkinmodulin reunimmaisten vaihtokytkimien rinnankytkennän.
Eräs keksinnön mukainen tehonohjauslaitteisto sisältää yhden tai useamman 15 tehonohjausyksikön, joista jokainen tehonohjausyksikkö käsittää kytkinmodulin, kytkinmodulin välipiiriin sovitetun energiavaraston välipiirienergian varastoimiseksi sekä välineet kytkinmodulin vaihtokytkimien ohjaamiseksi ja välineet kahden tai useamman kytkinmodulin välipiirien liittämiseksi sähköisesti yhteen eri tehonohjausyksiköiden välillä. Tehonohjausyksikkö voi käsittää piirilevyn, johon 20 kytkinmoduli on liitetty sähköä johtavasti. Tehonohjausyksikön välipiiriin sovitettu energiavarasto voi tarkoittaa yhtä tai useampaa välipiirikondensaattoria, ja nämä voivat olla myös liitettynä sähköä johtavasti mainittuun piirilevyyn. Välineet kahden tai useamman kytkinmodulin välipiirien liittämiseksi sähköisesti yhteen eri tehonohjausyksiköiden välillä voivat käsittää piirilevyyn sähköä johta-25 vasti liitetyn liittimen.
Eräässä keksinnön edullisessa sovelluksessa tehonohjauslaitteistoon kuuluu kolmivaiheinen verkkovaihtosuuntaaja sekä kolmivaiheinen invertteri, jotka muodostuvat yhteensä kolmesta tehonohjausyksiköstä, joista jokainen tehonohjausyksikkö käsittää kytkinmodulin, joka kytkinmoduli edelleen käsittää kolme 6 rinnakkain sijoitettua vaihtokytkintä ja jokainen tehonohjausyksikkö käsittää välineet kytkinmodulin reunimmaisten vaihtokytkinten ohjaamiseksi rinnakkain in-vertteriohjauksella sekä välineet keskimmäisen vaihtokytkimen ohjaamiseksi verkkovaihtosuuntaajaohjauksella.
5 Keksinnön mukainen tehonohjausyksikkö voi käsittää erillisen jäähdytyslevyn, joka on kiinnitetty kytkinmoduliin. Jäähdytyslevyyn liitettynä voi olla myös puhallin jäähdytyksen tehostamiseksi, tai puhallin voi olla yhteinen useammalle te-honohjausyksikölle.
Erääseen keksinnön mukaiseen tehonohjauslaitteistoon liittyy useita kytkimiä 10 käsittävä DC-DC -katkoja, joista kytkimistä ainakin osa kuuluu ainakin kahteen useita kytkimiä käsittävään kytkinmoduliin.
Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauslaitteistossa on yhteinen tasajänni-tevälipiiri ja DC-DC -katkoja on sovitettu syöttämään tehoa tehonohjauslaitteis-ton tasajännitevälipiirin ja energiavaraston välillä. DC-DC -katkojan yhteydessä 15 voi olla myös muita katkojan toiminnan kannalta välttämättömiä komponentteja, kuten katkojan ja energiavaraston välille sähköä johtavasti kytketty kuristinyk-sikkö. Katkojaan liitetty energiavarasta voi olla esimerkiksi akusta tai superkon-densaattori. Jos energiavarastona toimii akkukennosto, katkoja voi käsittää ainakin välineet akun lataamiseksi ja purkamiseksi sekä välineet akun purkausti-20 lan tarkkailemiseksi ja välineet vikasignaalin muodostamiseksi akun purkausti-lan tarkkailutiedon perusteella. Jos energiavarastona taas toimii superkonden-saattori, katkoja voi käsittää ainakin välineet kondensaattorin virran ja / tai jännitteen mittaamiseksi ja / tai asettelemiseksi sekä välineet kondensaattorin lataamiseksi ja purkamiseksi sekä välineet kondensaattorin varaustilan havaitse-25 miseksi. Edelleen katkoja voi käsittää välineet vikasignaalin muodostamiseksi kondensaattorin varaustilan ja katkojan ohjauksen vertailun perusteella.
Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauslaitteistossa on yhteinen tasajänni-tevälipiiri ja laitteistoon kuuluu ainakin kaksi invertteriä, jotka on sähköisesti yhdistetty yhteiseen tasajännitevälipiiriin. Invertterit on sovitettu syöttämään tehoa 7 yhteisen tasajännitevälipiirin ja yhden tai useamman sähkövoimakoneiston välillä.
Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauslaitteistossa ainakin yksi kytkimistä on igbt-transistori 5 Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauslaitteistossa kaikki kytkinmodulit on kiinnitetty yhteiseen jäähdytyslevyyn. Edelleen jäähdytyslevyn yhteydessä voi olla tuuletin jäähdytyksen tehostamiseksi.
Eräs keksinnön mukainen tehonohjauslaitteisto on sovitettu syöttämään tehoa hissimoottorin ja energialähteen välillä. Tehoa voidaan syöttää esimerkiksi 10 verkkosyötön ja hissimoottorin tai erillisen energiavaraston ja hissimoottorin välillä. Hissimoottori voi kuulua vastapainolliseen tai vastapainottomaan hissijär-jestelmään. Keksinnössä esitetty ratkaisu soveltuu käytettäväksi sekä konehuo-neellisissa että konehuoneettomissa hissijärjestelmissä.
Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä tehon syöttämiseksi tehonoh-15 jauslaitteistolla moottorin ja energialähteen välillä, tehonohjauslaitteistossa on ainakin kaksi useita kytkimiä käsittävää suuntaajaa, joista kytkimistä ainakin osa kuuluu joukkoon useita kytkimiä käsittäviä kytkinmoduleita. Keksinnön mukaisessa menetelmässä ohjataan ensimmäistä joukkoa ainakin kahteen eri modu-liin kuuluvia kytkimiä, jotka on järjestetty ensimmäiseksi suuntaajaksi, ensim-20 mäisellä suuntaajaohjauksella. Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä ohjataan toista joukkoa kytkimiä, jotka on järjestetty toiseksi suuntaajaksi, toisella suuntaajaohjauksella.
Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä ohjataan ainakin yhden modulin kytkimiä, jotka on järjestetty osaksi ainakin kahta eri suuntaajaa, ainakin kahdel-25 la eri suuntaajaohjauksella. Tällaisia suuntaajaohjauksia ovat vaikkapa verkko-vaihtosuuntaajaohjaus ja invertteriohjaus.
8
Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä ohjataan ainakin kahta kytkintä jokaisessa modulissa ainakin kahden eri suuntaajan suuntaajaohjauksella.
Eräs keksinnön mukainen menetelmä kohdistuu tehonohjauslaitteistoon, jossa jokainen kytkinmoduli muodostuu kolmesta vierekkäin sijoitetusta vaihtokytki-5 mestä. Tässä keksinnön edullisessa sovelluksessa verkkovaihtosuuntaajan vaihe käsittää kytkinmodulin keskimmäisen vaihtokytkimen ja invertterin vaihe käsittää kytkinmodulin reunimmaisten vaihtokytkimien rinnankytkennän. Menetelmässä ohjataan ensimmäisen kytkinmodulin keskimmäistä vaihtokytkintä verkkovaihtosuuntaajan ensimmäisen vaiheen ohjauksella, toisen kytkinmodulin 10 keskimmäistä vaihtokytkintä verkkovaihtosuuntaajan toisen vaiheen ohjauksella ja kolmannen kytkinmodulin keskimmäistä vaihtokytkintä verkkovaihtosuuntaajan kolmannen vaiheen ohjauksella. Lisäksi tässä keksinnön mukaisessa menetelmässä ohjataan ensimmäisen kytkinmodulin kahta reunimmaista vaihtokytkintä samanaikaisesti invertterin ensimmäisen vaiheen ohjauksella, toisen kyt-15 kinmodulin kahta reunimmaista vaihtokytkintä samanaikaisesti invertterin toisen vaiheen ohjauksella ja kolmannen kytkinmodulin kahta reunimmaista vaihtokytkintä samanaikaisesti invertterin kolmannen vaiheen ohjauksella.
Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä ohjataan ensimmäisen kytkinmodulin keskimmäistä vaihtokytkintä verkkovaihtosuuntaajan ensimmäisen vaiheen 20 ohjauksella, toisen kytkinmodulin keskimmäistä vaihtokytkintä verkkovaihtosuuntaajan toisen vaiheen ohjauksella ja kolmannen kytkinmodulin keskimmäistä vaihtokytkintä verkkovaihtosuuntaajan kolmannen vaiheen ohjauksella. Ensimmäisen kytkinmodulin kahta reunimmaista rinnan kytkettyä vaihtokytkintä ohjataan vuoron perään invertterin ensimmäisen vaiheen ohjauksella, toisen kytkinmodulin 25 kahta reunimmaista vaihtokytkintä ohjataan vuoron perään invertterin toisen vaiheen ohjauksella ja kolmannen kytkinmodulin kahta reunimmaista vaihtokytkintä ohjataan vuoron perään invertterin kolmannen vaiheen ohjauksella siten, että ohjattavien vaihtokytkimien positiivinen ja negatiivinen vaihtokosketin ohjataan 9 vuorotellen johtavaan tilaan ja ohjaamattomien vaihtokytkimien sekä positiivinen että negatiivinen vaihtokosketin pidetään johtamattomassa tilassa.
Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä määritetään kahden tai useamman sellaisen kytkinmodulin tehohäviöt, jotka sisältävät vain osan saman vaiheen 5 rinnan kytketyistä vaihtokytkimistä. Keksinnön mukaisesti on edelleen mahdollista ohjata eri kytkinmoduleissa olevia saman vaiheen rinnan kytkettyjä vaihtokyt-kimiä vuoron perään siten, että rinnan kytkettyjen vaihtokytkimien keskinäistä kuormitusta muutetaan vaihtokytkimien keskinäistä johtoaikaa muuttamalla. Hä-viöteholtaan suuremman kytkinmodulin rinnan kytkettyä vaihtokytkintä ohjataan 10 lyhyemmäksi ajaksi johtavaan tilaan kuin häviöteholtaan pienemmän kytkinmodulin vaihtokytkintä.
Keksinnön edut
Kun moottori pyörii pienellä nopeudella mutta momenttia tarvitaan hetkellisesti paljon, kuten hissikäytössä kiihdytyksen aikana, on invertterin virta oleellisesti 15 suurempi kuin verkkovaihtosuuntaajan virta. Tällöin tehohäviöt invertterin vaih-tokytkimissä ovat suuret ja kytkinmoduli lämpenee kytkimien läheisyydessä voimakkaasti. Kun invertterin vaihevirta jaetaan useille rinnankytketyille vaihto-kytkimille ja nämä vaihtokytkimet sijoitetaan kauemmas toisistaan, tasoittuu häviöteho kytkinmoduleissa ja paikallinen lämpeneminen vähenee. Kun kytkin-20 modulit lämpenevät tasaisemmin, voidaan kytki n mod ui it mitoittaa suuremmille virroille tai vastaavasti voidaan saman virran ohjaamiseen käyttää pienempiä kytkinmoduleita, jolloin kustannukset pienenevät. Tästä menetelmästä on etua erityisesti sellaisissa käytöissä, joissa inveretterin hetkellinen virrantarve on huomattavasti suurempi kuin keskimääräinen virran tarve pitkällä aikavälillä. 25 Tällaisia käyttöjä ovat esimerkiksi hissikäytöt, joissa tarvitaan hetkellisesti suuri kiihdytysvirta.
Sellaisissa moottorikäytöissä, joissa tarvitaan paljon momenttia pienellä mootto-rivirran taajuudella, kuten hissikäytössä tarkkuusasetettaessa hissikoria kerros- 10 tasolle, invertterin saman vaiheen vaihtokytkimet johtavat pitkän aikaa suurta virtaa. Tällöin kytkinmoduli lämpenee vaihtokytkimien läheisyydessä voimakkaasti. Jos virta jaetaan kolmivaiheisen kytkinmodulin reunimmaisten vaihtokytkimien kesken rinnankytkennällä, kytkinmoduli lämpenee tasaisemmin. Tällöin 5 tullaan toimeen virtamitoitukseltaan pienemmillä puolijohteilla. Tehohäviöitä voidaan tasoittaa edelleen jakamalla rinnankytketyt vaihtokytkimet useamman kytkinmodulin kesken.
Jos puolijohdemoduli lämpenee pistemäisesti, myös jäähdytyslevy lämpenee enemmän pistemäisen lämpölähteen läheisyydessä. Tällöin jäähdytyslevy ei 10 pysty siirtämään tehokkaasti lämpöä kytki n mod ulista ympäristöön. Kun kytkin-modulit lämpenevät tasaisesti, myös jäähdytyslevy lämpenee tasaisemmin ja siirtää tehokkaammin lämpöä ympäristöön. Kun lämpeneminen on tasaista, voidaan käyttää pienempää jäähdytyslevyä ja tuuletinta, jolloin tehonohjauslaitteis-ton koko pienenee. Tästä on hyötyä erityisesti tilakriittisissä sovelluksissa. Esi-15 merkiksi hissijärjestelmissä on siirrytty konehuoneettomiin ratkaisuihin, joissa tehonohjauslaitteisto sijoitetaan usein hissikuiluun, jolloin tehonohjauslaitteiston pieni koko on toivottavaa.
Keksinnön mukaisessa tehonohjauslaitteistossa on mahdollista käyttää kaupallisia kolmivaiheisia puolijohdemoduleita, jotka sisältävät kolme vaihtokytkintä. 20 Moduleiden yhteyteen voidaan liittää esimerkiksi välipiirin energiavarasto ja jäähdytyslevy ja näin voidaan muodostaa erillisiä tehonohjausyksiköitä keksinnön mukaisesti. Tällaisia tehonohjausyksiköitä modulaarisesti yhdistämällä voidaan rakentaa erilaisia tehonohjauslaitteistoja. Esimerkiksi DC-DC -katkoja voidaan muodostaa samankaltaisen tehonohjausyksikön avulla. Kun suuntaaji-25 en lukumäärä tehonohjauslaitteistossa kasvaa, voidaan eri suuntaajien kytkimet jakaa edelleen eri kytkinmodulien kesken useampaan eri kombinaatioon, hä-viötehoa modulien välillä voidaan tasoittaa entisestään ja modulien virran kestoa parantaa. Samanlaisia tehonohjausyksikköjä modulaarisesti yhdistelemällä saavutetaan myös suurten valmistussarjojen kustannusetu.
11
Piirrustusten esittely kuvio 1 esittää keksinnön mukaista tehonohjauslaitteistoa kuvio 2 esittää keksinnön mukaista kytkinjärjestelyä 5 kuvio 3 esittää erästä keksinnön mukaista verkkovaihtosuun- taajaa
Kuvio 4 esittää erästä keksinnön mukaista invertteriä
Kuvio 5 esittää keksinnön mukaista tehonsyöttöyksikköä
Kuvio 6 esittää keksinnön mukaista tehonsyöttölaitteistoa, jos- 10 sa kaksi samaan tasajännitevälipiiriin kytkettyä invertte riä on sovitettu syöttämään kahta sähkömoottoria
Sovellusesimerkit
Kuviossa 1 on esitetty eräs keksinnön mukainen tehonohjauslaitteisto. Te-honohjauslaitteistossa on verkkovaihtosuuntaaja 4 sekä verkkovaihtosuuntaa-15 jän yhteydessä kuristinyksikkö 20. Verkkovaihtosuuntaaja ja invertteri 5 on kytketty yhteiseen tasajännitevälipiiriin 13. Tasajännitevälipiirissä on energiavaras-tona kondensaattori 15. Lisäksi tasajännitevälipiiriin on kytketty DC-DC -katkoja 6, joka syöttää energiaa tasajännitevälipiirin 13 ja energiavaraston 19 välillä. Invertteri 5 syöttää taajuudeltaan ja amplitudiltaan muuttuvaa jännitettä mootto-20 rille 1. Moottorin kiihdytyksen aikana tehonohjauslaitteisto syöttää tehoa verk-kovaihtosuuntaajaohjauksen 16A ohjaamana verkosta 2 verkkovaihtosuuntaa-jan 4 välityksellä tasajännitevälipiiriin 13 ja edelleen invertteriohjauksen 16B ohjaamana invertterin 5 välityksellä moottorille 1. Hidastuksen aikana moottori toimii generaattorina ja teho siirtyy invertterin kautta tasajännitevälipiiriin ja edel-25 leen verkkovaihtosuuntaajan välityksellä verkkoon.
12
Hidastuksen aikana syntyvää energiaa ei välttämättä tarvitse palauttaa syöttö-verkkoon 2, vaan se voidaan varastoida energiavarastoon 19. Tällöin verkko-vaihtosuuntaajaohjaus 16A estää tehonsyötön verkkoon ja teho siirretään DC-DC -katkojan välityksellä ohjauksella 16C energiavarastolle 19.
5 Kuviossa 2 on esitetty kolme keksinnön mukaisessa tehonsyöttölaitteistossa mahdollisesti käytettävää kytkinmodulia 8,9,10. Kytkinmodulit on kiinnitetty yhteiseen jäähdytyslevyyn 18. Kytkinmoduleissa on kolme vaihtokytkintä 11, 12. Jokaisen kytkinmodulin keskimmäinen vaihtokytkin 11 A, 11B, 11C on liitetty verkkovaihtosuuntaajan 4 vaiheeseen. Kytki n mod ui ien reunimmaiset vaihtokyt-10 kimet on kytketty rinnan ja vaihtokytkimien rinnankytkennät 12A, 12B, 12C on kytketty invertterin 5 vaiheisiin. Hissikäytössä tällainen ratkaisu on edullinen, sillä hissimoottorin kiihdytyksen aikana invertterin 5 virta on noin kaksinkertainen verkkovaihtosuuntaajan 4 virtaan verrattuna.
Kuviossa on 3 on esitetty verkkovaihtosuuntaajan siltakytkentä. Jokaisessa vai-15 heessa on yksi vaihtokytkin 11 A, 11B, 11C. Vaihtokytkintä ohjataan kytkemällä vuoron perään positiivinen vaihtokosketin 7A välipiirin positiiviseen ja negatiivinen vaihtokosketin 7B välipiirin negatiiviseen jännitepotentiaaliin.
Kuviossa 4 on esitetty invertterin siltakytkentä. Kaksi vaihtokytkintä 12AA ja 12AB on kytketty kuvan mukaisesti rinnan invertterin jokaisessa kolmessa vai-20 heessa rinnankytkennöiksi 12A, 12B ja 12C. Tällöin invertterin vaihevirta jakautuu tasaisesti rinnankytkettyjen vaihtokytkimien kesken. Saman vaiheen vaihto-kytkimet 12 voidaan sijoittaa kauemmaksi toisistaan, kuten kolmivaiheisen kytkinmodulin 8,9,10 reunimmaisiksi vaihtokytkimiksi, tai ne voidaan sijoittaa myös eri kytkinmoduleihin. Kun saman vaiheen rinnankytketyt vaihtokytkimet eivät 25 sijaitse vierekkäin kytkinmoduleissa, niiden häviöteho jakautuu suuremmalle alueelle eikä synny pistemäistä lämpenemistä. Tällainen pistemäinen lämpeneminen on vaarana esimerkiksi silloin, kun saman vaiheen vaihtokytkin johtaa pitkään. Vaihtokytkimiä voidaan ohjata samanaikaisesti siten, että vaihtokytkimien 12AA ja 12AB positiiviset tai negatiiviset vaihtokoskettimet kytkeytyvät 13 samanaikaisesti johtavaan tilaan. Vaihtokytkimiä voidaan myös ohjata vuoron perään siten, että vaihtokytkimen 12AA ja vaihtokytkimen 12AB positiivinen tai negatiivinen vaihtokosketin kytkeytyy vuoron perään johtavaan tilaan, ja toisen vaihtokytkimen positiivinen ja negatiivinen vaihtokosketin ohjataan samaan ai-5 kaan johtamattomaan tilaan. Vaihtokytkimien 12AA ja 12AB keskinäiset johto-ajat voidaan myös valita siten, että tehohäviöiltään suuremmassa kytkinmodu-lissa oleva vaihtokytkin on lyhyemmän aikaa johtavassa tilassa kuin tehohäviöiltään pienemmässä kytkinmodulissa oleva vaihtokytkin. Tällöin tehohäviöitä kyt-kinmodulien välillä voidaan tasoittaa.
10 Kuviossa 5 on havainnollistettu erästä keksinnön mukaista tehonohjausyksikköä 14. Tehonohjausyksikkö käsittää energiavaraston 15 välipiirienergian varastoimiseksi. Tällainen energiavarasta voi olla esimerkiksi välipiirikondensaattori. Tässä keksinnön edullisessa sovelluksessa tehonohjausyksikkö käsittää kyt-kinmodulin 8 sekä jäähdytyslevyn 18, johon kytkinmoduli on kytketty. Tehonoh-15 jausyksikkö käsittää myös verkkovaihtosuuntaajaohjauksen 16A, jolloin ainakin yhtä kytkinmodulin 8 vaihtokytkimistä voidaan käyttää osana verkkovaihtosuun-taajaa 4, sekä invertteriohjauksen 16B, jolloin ainakin yhtä kytkinmodulin vaihtokytkimistä voidaan käyttää osana invertteriä. Tehonohjausyksikkö voi edelleen käsittää DC-DC -katkojaohjauksen 16C, jolloin ainakin yhtä kytkinmodulin vaih-20 tokytkimistä voidaan käyttää osana mahdollista DC-DC -katkojaa. Tehonohjausyksikkö 14 käsittää myös välineet 17 kahden tai useamman tehonohjausyk-sikön liittämiseksi yhteiseen tasajännitevälipiiriin 13.
Kuviossa 6 esitetään erästä keksinnön mukaista tehonsyöttölaitteistoa, jossa kaksi samaan tasajännitevälipiiriin 13 kytkettyä invertteriä 5A, 5B on sovitettu 25 syöttämään kahta sähkömoottoria. Molemmat moottorit voivat toimia samaan aikaan moottoritilassa, jolloin moottoreille 1A, 1B syötetään verkkosyötöstä 2 tai energiavarastosta 19 tehoa tasajännitevälipiirin kautta invertterien 15A, 15B välityksellä. Moottorit voivat myös toimia samanaikaisesti generaattoritilassa, jolloin molemmat syöttävät tehoa invertterien välityksellä tasajännitevälipiiriin, 30 josta teho siirretään edelleen vaihtoehtoisesti joko energiavarastolle 19 tai verk- 14 kosyöttöön 2. On myös mahdollista, että toinen moottoreista toimii moottoritilas-sa toisen toimiessa generaattoritilassa, jolloin ainakin osa generaattoritilassa olevan moottorin välipiiriin palauttamasta tehosta kierrätetään suoraan moottori-tilassa olevalle sähkömoottorille.
5 Edellä on ehdotettu keksinnön sovelluksina hissikäyttöä sekä erilaisia liikenne-välinekäyttöjä. Eräs keksinnön edullisen sovellus on nosturikäyttö, jossa taakkaa pidetään hetkellisesti paikoillaan moottorin tuottaman momentin avulla. Tällöin moottoria ohjaavan invertterin puolijohteet lämpenevät puolijohdemoduleis-sa epätasaisesti. Keksinnön mukaisella laitteistolla ja menetelmällä voidaan 10 puolijohdemodulien lämpenemistä myös nosturi käytössä tasoittaa ja samalla parantaa puolijohdemodulien virrankestoa.
Esillä olevaa keksintöä on edellä esitetty joidenkin sovellusesimerkkien avulla. Alan ammattimiehelle on kuitenkin ilmeistä, ettei keksintö rajoitu edellä esitettyihin sovellusmuotoihin, vaan monenlaiset muunnokset ja keksinnön eri sovellu-15 tukset ovat mahdollisia jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
Claims (18)
1. Tehonohjauslaitteisto tehon syöttämiseksi moottorin (1) ja energialähteen (2) välillä, jossa tehonohjauslaitteistossa on ainakin kaksi useita kytkimiä 5 (3) käsittävää suuntaajaa (4, 5, 6), ainakin invertteri (5) sekä verkkovaih- tosuuntaaja (4), ja joista kytkimistä ainakin osa kuuluu joukkoon useita kytkimiä käsittäviä kytkinmoduleita (8, 9, 10), ja jossa ainakin yhdessä suuntaajassa on ainakin kahteen moduliin (8, 9, 10) kuuluvia kytkimiä, ja jonka ainakin yhden modulin kytkimiä (3) kuuluu kahteen tai useampaan 10 suuntaajaan, tunnettu siitä, että tehonohjauslaitteisto käsittää kolme kytkinmodulia (8, 9, 10), joissa kytkinmoduleissa on kolme oleellisesti vierekkäin sijoitettua vaihtokytkintä (11,12), ja jotka kytkinmodulit (8, 9, 10) on kiinnitetty yhteiseen jäähdytyslevyyn (18), samalle puolelle jäähdytyslevyä, 15 ja että jokaisen mainitun kolmen kytkinmodulin (8, 9, 10) keskimmäinen vaihtokytkin (11 A, 11B, 11C) on liitetty verkkovaihtosuuntaajan (4) vaiheeseen, ja että mainittujen kolmen kytkinmodulin (8, 9, 10) reunimmaiset vaihto-kytkimet on kytketty rinnan, ja että vaihtokytkimien rinnankytkennät (12A, 20 12B, 12C) on kytketty invertterin (5) vaiheisiin, jäähdytyslevyn (18) pai kallisen lämpenemisen vähentämiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu siitä, että jokainen mainittu suuntaaja (4, 5, 6) käsittää yhden tai useampia kytkimiä (3) jokaisessa mainitussa kytkinmodulissa (8, 9,10).
3. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjauslaitteis to, tunnettu siitä, että tehonohjauslaitteistoon kuuluu kolmivaiheinen verkkovaihtosuuntaaja (4) sekä kolmivaiheinen invertteri (5), joilla on yhteinen tasajännitevälipiiri (13) ja jotka käsittävät yhteensä kolme kytkin-modulia (8, 9, 10), joista jokainen kytkinmoduli muodostuu kolmesta vaih-tokytkimestä (11 A, 12A), ja että kolmivaiheinen verkkovaihtosuuntaaja 5 sisältää kolme vaihtokytkintä (11 A, 11B, 11C), yhden vaihetta kohden, joista jokainen vaihtokytkin sijaitsee eri kytki n mod ulissa sekä että kolmivaiheinen invertteri sisältää yhteensä kuusi vaihtokytkintä (12A, 12B, 12C), kaksi rinnan kytkettyä vaihtokytkintä (12AA, 12AB) vaihetta kohden jokaisessa kytkinmodulissa.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu siitä, että jokainen kytkinmoduli (8, 9, 10) muodostuu kolmesta vierekkäin sijoitetusta vaihtokytkimestä (11, 12), verkkovaihtosuuntaajan (4) vaihe käsittää kytkinmodulin keskimmäisen vaihtokytkimen (11 A, 11B, 11C) ja invertterin vaihe käsittää kytkinmodulin reunimmaisten vaihtokytkimien 15 rinnankytkennän (12A, 12B, 12C).
5. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto sisältää yhden tai useamman tehonoh-jausyksikön (14), joista jokainen tehonohjausyksikkö käsittää kytkinmodulin (8), kytkinmodulin välipiiriin sovitetun energiavaraston (15) välipii- 20 rienergian varastoimiseksi sekä välineet (16A, 16B, 16C) kytkinmodulin vaihtokytkimien ohjaamiseksi ja välineet (17) kahden tai useamman kytkinmodulin välipiirien liittämiseksi sähköisesti yhteen eri tehonohjausyk-siköiden välillä.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu siitä, 25 että tehonohjauslaitteistoon kuuluu kolmivaiheinen verkkovaihtosuuntaa ja (4) sekä kolmivaiheinen invertteri (5), jotka muodostuvat yhteensä kolmesta tehonohjausyksiköstä (14), joista jokainen tehonohjausyksikkö käsittää kytkinmodulin (8), joka kytkinmoduli edelleen käsittää kolme rinnakkain sijoitettua vaihtokytkintä (11 A, 12A) ja jokainen tehonohjausyk- sikkö käsittää välineet (16B) kytkinmodulin reunimmaisten vaihtokytkin-ten ohjaamiseksi rinnakkain invertteriohjauksella sekä välineet (16A) keskimmäisen vaihtokytkimen ohjaamiseksi verkkovaihtosuuntaajaohja-uksella.
7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu sii tä, että tehonohjausyksikkö (14) käsittää erillisen jäähdytyslevyn (18), joka on kiinnitetty kytkinmoduliin (8).
8. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon liittyy useita kytkimiä käsittävä DC-DC 10 -katkoja (6), joista kytkimistä ainakin osa kuuluu ainakin kahteen useita kytkimiä käsittävään kytkinmoduliin (8, 9,10).
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu siitä, että tehonohjauslaitteistossa on yhteinen tasajännitevälipiiri (13) ja että mainittu DC-DC -katkoja (6) on sovitettu syöttämään tehoa tehonohjaus- 15 laitteiston tasajännitevälipiirin (13) ja energiavaraston (19) välillä.
10. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu siitä, että tehonohjauslaitteistossa on yhteinen tasajännitevälipiiri (13), laitteistoon kuuluu ainakin kaksi invertteriä (5A, 5B), jotka on sähköisesti yhdistetty yhteiseen tasajännitevälipiiriin ja jotka invertterit on 20 sovitettu syöttämään tehoa yhteisen tasajännitevälipiirin ja yhden tai useamman sähkövoimakoneiston (1A, 1B) välillä.
11. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu siitä, että ainakin yksi kytkimistä (3) on igbt-transistori.
12. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjauslaitteis- 25 to, tunnettu siitä, että kaikki kytkinmodulit (8, 9, 10) on kiinnitetty yhtei seen jäähdytyselementtiin (18).
13. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjauslaitteis-to, tunnettu siitä, että tehonohjauslaitteisto on sovitettu syöttämään tehoa hissimoottorin (1) ja energialähteen (2,19) välillä.
14. Menetelmä tehon syöttämiseksi tehonohjauslaitteistolla moottorin (1) ja 5 energialähteen (2) välillä, jossa tehonohjauslaitteistossa on ainakin kaksi useita kytkimiä käsittävää suuntaajaa (4, 5, 6), ainakin invertteri (5) sekä verkkovaihtosuuntaaja (4), ja joista kytkimistä ainakin osa kuuluu joukkoon useita kytkimiä käsittäviä kytkinmoduleita (8, 9, 10), tehonohjauslaitteisto käsittää kolme kytkinmodulia (8, 9, 10), joissa kytkinmoduleissa 10 on kolme oleellisesti vierekkäin sijoitettua vaihtokytkintä (11, 12), ja jotka kytkinmodulit (8, 9, 10) on kiinnitetty yhteiseen jäähdytyslevyyn (18), samalle puolelle jäähdytyslevyä, ja joiden jokaisen mainitun kolmen kytkin-modulin (8, 9, 10) keskimmäinen vaihtokytkin (11 A, 11B, 11C) on liitetty verkkovaihtosuuntaajan (4) vaiheeseen, ja joiden mainittujen kolmen kyt-15 kinmodulin (8, 9, 10) reunimmaiset vaihtokytkimet on kytketty rinnan, ja joiden vaihtokytkimien rinnankytkennät (12A, 12B, 12C) on kytketty in-vertterin (5) vaiheisiin, jäähdytyslevyn (18) paikallisen lämpenemisen vähentämiseksi, ja jossa menetelmässä: - ohjataan ensimmäistä joukkoa ainakin kahteen eri moduliin kuuluvia kyt-20 kimiä, jotka on järjestetty ensimmäiseksi suuntaajaksi (4), ensimmäisellä suuntaajaohjauksella (16A) ja ohjataan toista joukkoa kytkimiä, jotka on järjestetty toiseksi suuntaajaksi (5), toisella suuntaajaohjauksella (16B), tunnettu siitä, että: 25. ohjataan ensimmäisen kytkinmodulin (8, 9, 10) keskimmäistä vaihtokyt kintä (11 A, 11B, 11C) verkkovaihtosuuntaajan ensimmäisen vaiheen ohjauksella - ohjataan toisen kytkinmodulin (8, 9, 10) keskimmäistä vaihtokytkintä (11A, 11B, 11C) verkkovaihtosuuntaajan toisen vaiheen ohjauksella - ohjataan kolmannen kytkinmodulin (8, 9,10) keskimmäistä vaihtokytkintä (11 A, 11B, 11C) verkkovaihtosuuntaajan kolmannen vaiheen ohjauksella 5. ohjataan ensimmäisen kytkinmodulin (8, 9, 10) kahta reunimmaista vaih tokytkintä (12A, 12B, 12C) samanaikaisesti invertterin ensimmäisen vaiheen ohjauksella - ohjataan toisen kytkinmodulin (8, 9,10) kahta reunimmaista vaihtokytkintä (12A, 12B, 12C) samanaikaisesti invertterin toisen vaiheen ohjauksella 10. ohjataan kolmannen kytkinmodulin (8, 9, 10) kahta reunimmaista vaihto- kytkintä (12A, 12B, 12C) samanaikaisesti invertterin kolmannen vaiheen ohjauksella
15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan ainakin yhden modulin (8, 9, 10) kytkimiä, jotka on järjestetty 15 osaksi ainakin kahta eri suuntaajaa (4, 5, 6), ainakin kahdella eri suun- taajaohjauksella (16A, 16B)
16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että - ohjataan ainakin kahta kytkintä jokaisessa modulissa ainakin kahden eri suuntaajan (4, 5, 6) suuntaajaohjauksella (16A, 16B, 16C)
17. Jonkin patenttivaatimuksen 14-16 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että menetelmä kohdistuu patenttivaatimuksen 4 mukaiseen tehonoh-jauslaitteistoon ja että menetelmä käsittää vaiheet: - ohjataan ensimmäisen kytkinmodulin (8) keskimmäistä vaihtokytkintä (11A) verkkovaihtosuuntaajan ensimmäisen vaiheen ohjauksella, toisen kytkinmodulin (9) keskimmäistä vaihtokytkintä (11B) verkkovaihtosuun-taajan toisen vaiheen ohjauksella ja kolmannen kytkinmodulin (10) keskimmäistä vaihtokytkintä (11C) verkkovaihtosuuntaajan kolmannen vaiheen ohjauksella 5. ohjataan ensimmäisen kytkinmodulin (8) kahta reunimmaista vaihtokyt kintä (12A) samanaikaisesti invertterin ensimmäisen vaiheen ohjauksella, toisen kytkinmodulin (9) kahta reunimmaista vaihtokytkintä (12B) samanaikaisesti invertterin toisen vaiheen ohjauksella ja kolmannen kytkinmodulin (10) kahta reunimmaista vaihtokytkintä (12C) samanaikaisesti in-10 vertterin kolmannen vaiheen ohjauksella
18. Jonkin patenttivaatimuksen 14-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä kohdistuu patenttivaatimuksen 4 mukaiseen tehonoh-jauslaitteistoon ja että menetelmä käsittää vaiheet: - ohjataan ensimmäisen kytkinmodulin (8) keskimmäistä vaihtokytkintä 15 (11 A) verkkovaihtosuuntaajan ensimmäisen vaiheen ohjauksella, toisen kytkinmodulin (9) keskimmäistä vaihtokytkintä (11B) verkkovaihtosuuntaajan toisen vaiheen ohjauksella ja kolmannen kytkinmodulin (10) keskimmäistä vaihtokytkintä (11C) verkkovaihtosuuntaajan kolmannen vaiheen ohjauksella 20. ohjataan ensimmäisen kytkinmodulin (8) kahta reunimmaista vaihtokyt kintä (12A) vuoron perään invertterin ensimmäisen vaiheen ohjauksella, toisen kytkinmodulin (9) kahta reunimmaista vaihtokytkintä (12B) vuoron perään invertterin toisen vaiheen ohjauksella ja kolmannen kytkinmodulin (10) kahta reunimmaista vaihtokytkintä (11C) vuoron perään invertterin 25 kolmannen vaiheen ohjauksella siten, että ohjattavien vaihtokytkimien positiivinen (7A) ja negatiivinen (7B) vaihtokosketin ohjataan vuorotellen johtavaan tilaan ja ohjaamattomien vaihtokytkimien sekä positiivinen että negatiivinen vaihtokosketin pidetään johtamattomassa tilassa
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20070136A FI120855B (fi) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Laitteisto ja menetelmä moottorin tehonsyötön ohjaamiseksi |
| EP08701696.0A EP2111688A4 (en) | 2007-02-15 | 2008-01-17 | APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING MOTOR POWER |
| PCT/FI2008/000007 WO2008099049A1 (en) | 2007-02-15 | 2008-01-17 | Apparatus and method for controlling the motor power |
| CN200880005266.8A CN101617467B (zh) | 2007-02-15 | 2008-01-17 | 用于控制电动机功率的装置和方法 |
| TW097105018A TWI504125B (zh) | 2007-02-15 | 2008-02-13 | 控制馬達動力之裝置與方法 |
| US12/508,615 US7960865B2 (en) | 2007-02-15 | 2009-07-24 | Apparatus and method for controlling the motor power |
| HK10102830.8A HK1136397A1 (en) | 2007-02-15 | 2010-03-18 | Apparatus and method for controlling the motor power |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20070136A FI120855B (fi) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Laitteisto ja menetelmä moottorin tehonsyötön ohjaamiseksi |
| FI20070136 | 2007-02-15 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20070136A0 FI20070136A0 (fi) | 2007-02-15 |
| FI20070136L FI20070136L (fi) | 2008-08-16 |
| FI120855B true FI120855B (fi) | 2010-03-31 |
Family
ID=37832180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20070136A FI120855B (fi) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Laitteisto ja menetelmä moottorin tehonsyötön ohjaamiseksi |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7960865B2 (fi) |
| EP (1) | EP2111688A4 (fi) |
| CN (1) | CN101617467B (fi) |
| FI (1) | FI120855B (fi) |
| HK (1) | HK1136397A1 (fi) |
| TW (1) | TWI504125B (fi) |
| WO (1) | WO2008099049A1 (fi) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8183813B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-05-22 | Kone Corporation | Power supply arrangement |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8334616B2 (en) * | 2008-09-19 | 2012-12-18 | Electric Power Research Institute, Inc. | Photovoltaic integrated variable frequency drive |
| US8030884B2 (en) * | 2009-08-31 | 2011-10-04 | General Electric Company | Apparatus for transferring energy using onboard power electronics and method of manufacturing same |
| US8421271B2 (en) * | 2009-08-31 | 2013-04-16 | General Electric Company | Apparatus for transferring energy using onboard power electronics and method of manufacturing same |
| JP5382341B2 (ja) * | 2009-11-26 | 2014-01-08 | 村田機械株式会社 | 走行車システムと走行車への非接触給電方法 |
| TWI412206B (zh) * | 2009-11-27 | 2013-10-11 | 財團法人工業技術研究院 | 電源模組及其使用方法 |
| US8493032B2 (en) * | 2010-07-20 | 2013-07-23 | Tesla Motors, Inc. | Bidirectional polyphase multimode converter including boost and buck-boost modes |
| FR2982092B1 (fr) * | 2011-11-02 | 2015-01-02 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Module de puissance et dispositif electrique pour l'alimentation et la charge combinees respectivement d'un accumulateur et d'un moteur |
| DE102012200804A1 (de) * | 2012-01-20 | 2013-07-25 | Continental Automotive Gmbh | Bordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes |
| CN103312184B (zh) * | 2012-03-09 | 2015-09-16 | 台达电子工业股份有限公司 | 一种功率电路、变流器结构及其风力发电系统 |
| CN103312187B (zh) * | 2012-03-09 | 2016-02-03 | 台达电子工业股份有限公司 | 一种变流器系统 |
| TWI465030B (zh) * | 2012-10-30 | 2014-12-11 | Ind Tech Res Inst | 多驅動裝置及其驅動電路 |
| US10008953B2 (en) | 2014-05-07 | 2018-06-26 | Hitachi, Ltd. | Power conversion device and power conversion method for power conversion device |
| CN104242784A (zh) * | 2014-09-22 | 2014-12-24 | 中国北方车辆研究所 | 一种伺服电机的驱动与控制电路 |
| US10294070B2 (en) * | 2015-11-18 | 2019-05-21 | Premco, Inc. | Regenerative electrical power supply for elevators |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1488101B2 (de) * | 1963-08-15 | 1972-01-27 | Allmanna Svenska Elektnska AB, Vasteraas (Schweden) | Elektrische energieuebertragungseinrichtung mit hochgespann tem gleichstrom |
| US4709318A (en) * | 1986-10-22 | 1987-11-24 | Liebert Corporation | UPS apparatus with control protocols |
| DE3802593A1 (de) * | 1988-01-29 | 1989-08-10 | Heidelberger Druckmasch Ag | Umrichter mit gleichspannungs-zwischenkreis |
| US5184291A (en) | 1991-06-13 | 1993-02-02 | Crowe Lawrence E | Converter and inverter support module |
| JP3248253B2 (ja) * | 1992-08-25 | 2002-01-21 | 富士電機株式会社 | インバータ装置 |
| US5982645A (en) | 1992-08-25 | 1999-11-09 | Square D Company | Power conversion and distribution system |
| FI933811L (fi) | 1993-08-31 | 1995-03-01 | Abb Industry Oy | Tehonsyöttöjärjestely useita sähkömoottoreita käsittävää linjakäyttöä varten |
| JP3314256B2 (ja) * | 1994-07-20 | 2002-08-12 | 株式会社日立製作所 | 電気車の電力変換装置 |
| JPH0866056A (ja) * | 1994-08-24 | 1996-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
| US6437535B1 (en) * | 2000-09-25 | 2002-08-20 | General Electric Company | Starting system and method for a microturbine power generation unit |
| CA2425111C (en) * | 2000-11-03 | 2010-06-01 | Smc Electrical Products, Inc. | Microdrive |
| ES2238593T3 (es) * | 2001-09-12 | 2005-09-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procedimiento de descodificacion de imagenes. |
| FR2853808B1 (fr) * | 2003-04-09 | 2006-09-15 | Alstom | Module de commutation de puissance et ondulateur equipe de ce module |
| JP2005117783A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電力変換器のスタック構造 |
| US7619906B2 (en) | 2005-03-01 | 2009-11-17 | York International Corporation | System for precharging a DC link in a variable speed drive |
| JP2007006565A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
-
2007
- 2007-02-15 FI FI20070136A patent/FI120855B/fi not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-01-17 EP EP08701696.0A patent/EP2111688A4/en not_active Withdrawn
- 2008-01-17 WO PCT/FI2008/000007 patent/WO2008099049A1/en active Application Filing
- 2008-01-17 CN CN200880005266.8A patent/CN101617467B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-02-13 TW TW097105018A patent/TWI504125B/zh not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-07-24 US US12/508,615 patent/US7960865B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-03-18 HK HK10102830.8A patent/HK1136397A1/xx not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8183813B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-05-22 | Kone Corporation | Power supply arrangement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20070136L (fi) | 2008-08-16 |
| CN101617467A (zh) | 2009-12-30 |
| TW200838113A (en) | 2008-09-16 |
| EP2111688A1 (en) | 2009-10-28 |
| FI20070136A0 (fi) | 2007-02-15 |
| US7960865B2 (en) | 2011-06-14 |
| US20090284079A1 (en) | 2009-11-19 |
| EP2111688A4 (en) | 2013-12-18 |
| WO2008099049A1 (en) | 2008-08-21 |
| TWI504125B (zh) | 2015-10-11 |
| CN101617467B (zh) | 2011-11-09 |
| HK1136397A1 (en) | 2010-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI120855B (fi) | Laitteisto ja menetelmä moottorin tehonsyötön ohjaamiseksi | |
| CN110289649B (zh) | 通过智能电池改善调制指数 | |
| US8847521B2 (en) | Electric-vehicle control apparatus | |
| US9231404B2 (en) | Energy storage device, system with energy storage device and method for driving an energy storage device | |
| US9099953B2 (en) | Control method and device for an electric machine | |
| US11159114B2 (en) | Electronic transmission system | |
| KR102292757B1 (ko) | 전기 구동 차량용 자동차 탑재형 네트워크 및 자동차 탑재형 네트워크를 동작시키는 방법 | |
| FI119862B (fi) | Taajuusmuuttajien tai invertterien rinnankäytön ohjaus | |
| CN102843095A (zh) | 具有能量积蓄部的电动机驱动装置 | |
| US9306407B2 (en) | Battery system and method | |
| MX2010012183A (es) | Conmutacion paralela de ca con control secuencial. | |
| JP2006353088A (ja) | 燃料電池応用のためのアクティブ直流バス・フィルタ | |
| FI119792B (fi) | Menetelmä ja laitteisto moottorin ohjaamiseksi | |
| NL2010894C2 (nl) | Energieopslaginrichting, systeem met een energieopslaginrichting en werkwijze voor het ter beschikking stellen van een voedingsspanning. | |
| EP1674326B1 (en) | Braking chopper | |
| US20110316332A1 (en) | Transport vehicle with a plurality of electrical machines | |
| EP2506421A2 (en) | Electric vehicle control device | |
| JP2012188201A (ja) | モータ制御装置 | |
| US8569987B2 (en) | Configurable multi-axis electric drive system concept | |
| JP5158491B2 (ja) | 無停電電源装置の制御方法 | |
| JP3764455B2 (ja) | 直流負荷制御装置 | |
| JP2002223589A (ja) | バッテリフォークリフト用モータコントローラ | |
| FI120854B (fi) | Kuljetusjärjestelmän tehonsyöttöjärjestely | |
| JP4655624B2 (ja) | 電力変換装置の放電回路 | |
| JPH01315294A (ja) | エレベータの制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 120855 Country of ref document: FI |
|
| MM | Patent lapsed |