控制装置和转换器及其处理以及包含该转换器的电器装备制造方法及图纸

一转换器的控制装置，包括一控制电路，用于控制多个功率半导体（３、２０、２１、２２）通过至少一个电源线（４）的至少两个导体从电源（ＶＣ）向连接到所述转换器的一电子负载（２）提供至少一个脉冲电压（ＶＩ）。所述电路控制功率半导体在所述线的导体上提供第一脉冲电压，其具有第一波前（１０），以及在一预定时间延迟（Ｔ２）后提供一第二波前（１１），以补偿在所述线上的电压反射的影响，所述时间延迟包括在所述线上一电压波前传播时间（Ｔ）的１和３倍之间。转换器和装备包括这样的控制装置。一处理包括提供具有所述波前的电压脉冲的步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种转换器的控制装置，包括一用于控制多个功率半导体通过至少一个电源线的至少两个导体将至少一个脉冲电压从一电源提供给连接到该转换器上的一电子负载的装置。本专利技术还涉及一种电子转换器，包括一DC电源；多个连接在所述DC电源和至少一个负载提供输出线之间的功率半导体；一装置，用于提供位于一负压值和一正压值之间的一值的中间DC电压；和一这样的控制装置。本专利技术还涉及一种电器装备，包括这种转换器、用于接收由所述转换器提供的脉冲电压的电子负载以及用于将所述电子负载连接到所述转换器的电线。本专利技术还涉及一种转换器的控制处理，以将一脉冲电压提供给一电子负载。
技术介绍
诸如图1所示电马达2的变速器型的转换器1包括用于在脉宽调制中切断DC电压Vc的多个功率半导体3。这种转换器的结构通常由具有连接到一AC市电上的输入端和用于将至少一个DC或整流电压VC提供给包括多个功率半导体支路3的一逆变器或斩波器的输出端的整流器或电源9组成。在所述支路的输出端，电源线4被连接到同步或异步马达型的一电子负载2以提供一脉冲电压。所述转换器的控制装置5控制该半导体的导通和截止。在利用长电缆将多个转换器连接到负载的情况中，在将特定的变速转换器1中连接到马达2时，上升或下降波前(front)6和/或电压波前7所产生的干扰可能会伤害所述电子元件。例如，位于变速器若干米的一马达2的绕组的绝缘体承受的电应力是由于电压波前6和7具有由一脉宽调制转换器1产生的极大的电压变化引起的。当电源线4具有一长电缆时，由于所述负载上的电压波前反射产生所述电压的浪涌和所述转换器能够被施加两倍于所述DC电源电压Vc的电压。该电压浪涌也是能够在小于一微秒的上升时间内容易切换所述DC电源电压的功率半导体的性能的结果。图2示出了表示所述转换器的电压脉冲VI和由于所述脉冲的电压反射所导致的电压浪涌VR的信号。所述电压浪涌包括由于在线上所述波前的传播上升和下降导致的震荡。在线上每单位长度上的传播速度取决于电源电缆的构成，反射和衰减速度取决于所连接的负载。所述震荡频率是转播时间本身的函数，其取决于电缆的长度和传播速度。由马达绕组导致的重复电压浪涌导致绝缘体的过早老化并因此大大减少了所述马达的寿命。另外，由于在所述马达上发生电压浪涌，所以，电压的变化引起很大的电磁干扰。已知使用无源滤波器来限制电压浪涌的影响和干扰。安装在负载或马达一侧的无源滤波器减少了由于电源线电缆的长度引起的电压浪涌。安装在转换器一侧的无源滤波器减少了由于半导体的切断产生的电压变化。由于所使用的无源元件的尺寸的关系，具有电感线圈和电容器的负载侧滤波器非常昂贵且体积庞大。另外，这些滤波器很有可能根据所述负载和所述转换器的某个频率而引起谐振。这种滤波器的另一个缺点是涉及必须根据所述负载通过改变元件进行调整的截止频率。在转换器侧，限制电压和电流变化的滤波器的体积较小但仍存在由于大电流流过它们而导致的大损耗的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种转换器控制装置和使由于切换产生的电压浪涌被限制在一个负载上及避免了过于庞大的无源滤波器的处理，以及提供一种转换器和/或包括这种装置的电器装备。在根据本专利技术的控制装置中，所述控制装置控制多个功率半导体在所述线的半导体上提供第一脉冲电压，其具有位于第一低或零值和一中间值之间的一第一波前，以及然后提供位于所述中间值和被延迟预定时间后的一幅值之间的一第二波前，以便补偿在所述线上的电压反射影响。最好，所述时间延迟包括在所述线上一电压波前传播时间的1到3倍之间。有益的，所述时间延迟包括在所述线上所述传播时间的1.5到2.5倍之间。特别是，所述时间延迟基本上等于所述线上所述传播时间的两倍。最好是，所述脉冲电压的中间值基本上等于所述电源电压的一半。在一最佳实施例中，所述控制装置控制所述功率半导体中止在所述线的导体上提供脉冲电压，其具有位于所述幅值和一中间值之间的第三波前、以及然后是位于所述中间值和一预定时间延迟后的一低电平或零值之间的第四波前。最好是，减少中的所述时间延迟包括在所述线上一电压波前的传播时间的1到3倍之间。有益的，所述控制装置包括一用于限制至少一个所述波前的电压变化的装置。在本实施例中，用于限制电压变化的装置将电压变化控制到所述第一波前和/或第三波前的第一值以及低于所述第二波前和/或第四波前的所述第一变化值的第二变化值。最好是，所述控制装置包括一用于确定在一电源线上一电压波前传播时间的装置。有益的，所述控制装置包括一用于存储一表示在一电源线上一电压波前的传播时间的值的装置。根据本专利技术的电子转换器包括一DC电源；在所述DC电源和至少一个负载提供输出线之间连接的多个功率半导体；和一用于提供一具有位于一负压值和一正压值之间的值的中间DC电压的装置，还包括如上所定义的一控制装置，用于控制所述功率半导体。根据本专利技术的电器装备包括一转换器，包括一DC电源； 在所述DC电源和至少一个负载提供输出线之间连接的多个功率半导体；和一用于提供一具有位于一负压值和一正压值之间的值的中间DC电压的装置；一所提供的用于接收由所述转换器提供的脉冲电压电子负载，和一电线，用于将所述电子负载连接到所述转换器上。所述转换器包括如上定义的一控制装置，用于控制所述功率半导体。根据本专利技术用于将一脉冲电压提供给一电子负载的转换器的控制处理包括第一电压波前步骤，用于提供位于一初始值和一中间值之间的第一电压波前；第一延迟步骤，用于引入一时间延迟；和第二电压波前步骤，用于提供位于所述中间值和一脉冲幅值之间的第二电压波前以补偿电压反射影响。所述控制处理最好包括一脉冲持续时间步骤，用于在一脉冲持续时间周期内使一脉冲持续；一第三电压波前步骤，用于使位于一脉冲幅值和一中间值之间的电压波前减小；一第二延迟步骤，用于引入一时间延迟；和一第四电压波前步骤，用于使位于一中间值和一初始值之间的电压波前减小。有益的，所述第一电压波前步骤、第二电压波前步骤、第三电压波前步骤和/或第四电压波前步骤通过限制所述电压变化控制所述电压波前。附图说明对在下面结合附图对非限制性例子目的而给出的本专利技术特定实施例的描述，本专利技术的其它优点和特性将会变得更加明显，其中图1表示一装备图，包括用做变速器向马达供电的一现有技术的转换器；图2示出了在一电源线上流动的由一现有技术的转换器所引起的电压信号和电压波前；图3A到3C的曲线示出了根据本专利技术第一实施例的在一连接到一转换器上的线上的电压信号；图4的框图示出了包括根据本专利技术一实施例的用做向马达提供变速器的一转换器的装备；图5A到5C的曲线示出了根据本专利技术第一实施例在一由转换器连接的线上的电压信号；图6A到6C的曲线示出了根据本专利技术第二实施例在一由转换器连接的线上的电压信号；图7的曲线示出了根据本专利技术第一实施例一由转换器提供的电压信号；图8的曲线示出了根据本专利技术第二实施例一由转换器提供的电压信号；图9的曲线示出了根据本专利技术第三实施例一由转换器提供的电压信号；图10示出了根据本专利技术一实施例在一装置中的脉宽调制调节信号；图11示出了根据本专利技术一实施例用于控制作为变速器的一转换器的控制装置；图12和13的流程示出了根据本专利技术所述实施例的处理；图14、15和16示出了一转换器的电压曲线和所述负载的电压曲线分别与现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转换器的控制装置，包括一用于控制功率半导体（３、２０、２１、２２）通过至少一个电源线（４）的至少二个导体从电源（ＶＣ）向连接到所述转换器上的一电子负载（２）提供至少一个脉冲电压（ＶＩ）的装置（５），其特征在于：所述控制装置控制功 率半导体（２０、２０Ａ－２０Ｄ、２１Ａ－２１Ｄ，２２Ａ－２２Ｄ）在所述线的多个导体上提供一第一脉冲电压，其具有位于第一低电平或零值（Ｖ０，Ｖ１）和一中间值（ＶＭ）之间的第一波前（１０），以及在一预定时间延迟（Ｔ２）之后提供位于所述中间值（ＶＭ）和一幅度值（ＶＣ，Ｖ２）之间的第二波前（１１），以补偿所述线上的电压反射影响。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普鲍德森，弗朗科伊斯布维特，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]