动子系统的运行点位于第2和第4象限。同样在发电 机的运行中转子功率表现为相互互补。
[0040] 从图3出发，互补的运行点不可位于同步转数之上。但是同步转数之上的转数可 用第二驱动子系统中的扭矩实现，其对抗期望的有效力矩。当然在同步转速的附近仅小转 子功率在互补驱动子系统中吸收。
[0041] 互补运行点实现包括电动机静止状态在内的两个同步转数之间的转数调节范围 并且因此实现在同步转数之下的不变的负载力矩的移动。根据本发明可借助于在转子侧上 布置的逆变器实现在在两个子系统的同步转数之间的完全转数范围中的互补或者对应运 行点的使用，其中存在同方向起作用的扭矩。
[0042] 驱动子系统的两个定子旋转场相对环绕。然后由此导致同步转数之间的相同取向 的扭矩。
[0043] 通过两个驱动子系统如通常的变压器表现的方式，在接通网电压的情况下首先在 定子侧上通过在转子侧上布置的逆变器3和4的抑制二极管（未示出）载入在逆变器3和 4之间共同存在的中间回路电容。只要逆变器3和4未时钟地运行，在中间回路中调整转子 侧的相同取向的空转电压。未使用电动机的旋转运动。
[0044] 逆变器3和4的辅助电压供应可通过中间回路电压UZ的获取实现。必要的功率 覆盖在转子功率的功率平衡的失调上。这还在驱动子系统之一的同步转数的情况下通过各 其他驱动子系统实现。
[0045] 作为逆变器3和4的相应运行或者调节方法优选使用所谓的向量调节，其允许调 节转子电流的幅度和相角。用于控制双供给的异步机器的该调节技术的方法足够公知并且 也可以在此使用。
[0046] 为了达到两个驱动子系统之间的功率均衡两个逆变器3和4的中间回路电压UZ 可作为调节量使用。
[0047] 转数n=0表示对于根据本发明的驱动系统100无不寻常的运行状态。因为两个驱 动子系统中的要调节的转子电流以网频率流通，在其他情况下在异步电动机中存在的问题 在控制具有力矩存在的电动机静止状态时不出现。出现电动机和发电机的运行之间的软过 渡。这例如对于升程驱动特别重要。
[0048] 在静止状态中驱动子系统的转子功率具有高度，该高度对应于在同步转数的情况 下在相同扭矩时的机轴功率。该转子功率在在静止状态中忽略在系统中存在的损失的情况 下导致在第二驱动子系统中的相同高扭矩。由此导致，在每个驱动子系统的启动中提供用 于要求的扭矩的一半贡献。该特性使得根据本发明的驱动系统对于所有应用可使用，其中 要求高并且还周期的启动扭矩，并且例如在许多传动技术技术应用中随着转数升高扭矩需 求倒退。
[0049] 转子电流的频率在两个驱动子系统中记忆。在负载下仅改变转子电流的幅度和角 度，但频率不变。通过所有四个运行象限的连续改变用该驱动是可能的。
[0050] 网频率的变化导致转数的改变。但是对于互补的工作点第二逆变器4的频率在网 频率改变的情况下以双重升程再调整，以便遵守用于互补的工作点的条件等式（见上面）。 因为由此已知频率跟踪的高度，还可以跟踪第一逆变器3的工作点。然后该系统表现为转 数刚性的。
[0051] 可理解，根据本发明的驱动系统100未限制在极对数p=l上。原理上在此给出的 等式还可对于其他极对数给出。但是出于一目了然的原因省略。
[0052] 如果两个驱动子系统的极对数相同，得出与网电压的逆变器频率和和相序的旋转 方向无关的对称运行点。互补工作点如在图2中所示彼此对称。在驱动子系统的不同极对 数的情况下表现出在图2中直线的上升，这导致用于确定互补的工作点的等式的适配。
[0053] 原理上逆变器3和4的拓扑不限制在电压中间回路-逆变器。I-变换器和直接变 换器在原理上同样可以使用。
[0054] 原则上驱动子系统的大小选择不限于实施成对称的。对称的设计导致，不存在驱 动系统的优选的旋转方向并且可以等价地使用所有四个象限。网电压的相序的依赖不存 在。
[0055] 两个驱动子系统的非对称的设计可以尤其是在具有优选旋转方向和线性或方形 扭矩走向的应用中导致参与的组件的要求的结构大小的大大减少。
[0056] 借助于本发明异步机器可作为转数可变驱动在星形网中在所有四个运行象限中 运行。此外具有较高精度的转数的无反馈运行是可能的。可以控制直到静止状态中的小转 数和发电机的运行的转变。系统有关地仅出现正弦形的网电流，由此大大减少网负载。
[0057] 在网中无盲功率的运行是可能的，因为电动机的盲功率可通过转子侧的逆变器引 导。由此可进一步减少网负载。
[0058] 相对于常规的系统逆变器可对于小功率选择大小，因为仅动子功率必须引导到逆 变器。
[0059] 可以使用具有较低额定电压的低成本和低损耗的功率部件，这是因为通过动子/ 定子绕组的绕组数比例可确定转子电压。
[0060] 可以减少EMV-损耗，这是因为接通逆变器的动子侧。
【主权项】
1. 驱动系统（100)，包括： -三相交流电动机，包括： _机轴， -第一三相绕组组（1)，包括： -三相定子绕组（la)，其能与三相交流电压网（U，V，W)相连，以及 -三相转子绕组（lb)，其与机轴抗扭地机械耦合，以及 -第二三相绕组组（2)，包括： -三相定子绕组（2a)，其能与三相交流电压网（U，V，W)如此相连，使得产生相对于借助 于第一绕组组（1)的定子绕组（la)产生的旋转场反向的环绕的旋转场，以及 -三相转子绕组（2b)，其与机轴抗扭地机械耦合， -第一逆变器（3)，其与机轴抗扭地机械耦合并且与第一绕组组（1)的三相转子绕组 (lb)电親合，以及 -第二逆变器（4)，其与机轴抗扭地机械耦合并且与第二绕组组（2)的三相转子绕组 (2b)电親合， -其中第一逆变器（3)和第二逆变器（4)如此电耦合，使得电功率能在逆变器之间传 输， -其中第二逆变器（4)构造成如此产生用于其所关联的转子绕组（2b)的控制信号，使 得借助于第二逆变器（4)产生的电动机转数对应于借助于第一逆变器（3)产生的电动机转 数，以及 -其中第一和第二逆变器（3,4)构造成如此产生用于其所关联的转子绕组（lb，2b)的 控制信号，使得借助于第一逆变器（3)产生的扭矩的工作方向和借助于第二逆变器（4)产 生的扭矩工作方向相符。2. 如权利要求1所述的驱动系统（100)，其特征在于，第一和第二逆变器（3,4)构造成 如此产生用于其所关联的转子绕组（lb，2b)的控制信号，使得从借助于第一逆变器（3)馈 送到其所关联的转子绕组（lb)中的功率和借助于第二逆变器（4)馈送到其所关联的转子 绕组（2b)中的功率的和为零。3. 如权利要求1或2所述的驱动系统（100)，其特征在于，通过借助于机轴驱动的风扇 叶轮，其中第一和第二逆变器（3,4)与风扇叶轮抗扭地耦合并且热耦合。4. 如权利要求3所述的驱动系统，其特征在于，第一和第二逆变器（3,4)集成在风扇叶 轮中。5. 驱动系统如权利要求3或4,其特征在于，风扇叶轮形成第一和第二逆变器（3,4)的 壳体。
【专利摘要】驱动系统(100)具有：三相交流电动机，包括：机轴，第一三相绕组组(1)，包括：三相定子绕组(1a)，其能与三相交流电压网(U，V，W)相连，以及三相转子绕组(1b)，其与机轴抗扭地机械耦合，第二三相绕组组(2)，包括：三相定子绕组(2a)，其与三相交流电压网(U，V，W)如此相连，使得产生相对于旋转场（其借助于第一绕组组(1)的定子绕组(1a)产生）反向的环绕的旋转场，以及三相转子绕组(2b)，其与机轴抗扭地机械耦合，第一逆变器(3)，其与机轴抗扭地机械耦合并且与第一绕组组(1)的三相转子绕组(1b)电耦合，以及第二逆变器(4)，其与机轴抗扭地机械耦合并且与第二绕组组(2)的三相转子绕组(2b)电耦合，其中第一逆变器(3)和第二逆变器(4)如此电耦合，使得电功率可在逆变器之间传输。
【IPC分类】H02P9/42, H02P9/00
【公开号】CN105359405
【申请号】CN201480039306
【发明人】A.托尔克斯多夫
【申请人】伦策驱动有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年5月8日
【公告号】DE102013208552A1, EP2994993A2, US20160181958, WO2014180960A2, WO2014180960A3