阅读说明：本技术 用于操作电子控制器的方法 (Method for operating an electronic control unit ) 是由 马可·佐丹 史蒂文·刘 于 2019-12-24 设计创作，主要内容包括：描述一种用于操作电子控制器的方法,其中电子控制器能被连接至负载(100)用于为其供电并包括DC总线和连接至DC总线而以总线电压Vdc被供电的逆变器级(13)。电子控制器还包括连接至逆变器级(13)且用于控制逆变器级(13)并生成用于以可调整方式为负载(100)供电的电源电流Iout的控制设备(14)。方法包括：步骤A–测量DC总线的总线电压Vdc的值；步骤B–隔离总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o并对比振荡分量和阈值Vth；步骤C–如果振荡分量Vdc-o大于阈值Vth,控制逆变器级(13)以将补偿电流Iadd添加至电源电流Iout。补偿电流Iadd被调制以生成至DC总线的补偿电压Vadd,使得总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o与补偿电压Vadd的结合具有小于或等于初始振荡分量Vdc-o的值。(A method for operating an electronic controller is described, wherein the electronic controller is connectable to a load (100) for powering the same and comprises a DC bus and an inverter stage (13) connected to the DC bus to be powered at a bus voltage Vdc. The electronic controller further comprises a control device (14) connected to the inverter stage (13) and for controlling the inverter stage (13) and generating a supply current Iout for adjustably powering the load (100). The method comprises the following steps: step A-measuring a value of a bus voltage Vdc of the DC bus; step B-isolating the oscillation component Vdc-o of the bus voltage Vdc and comparing the oscillation component with a threshold Vth; step C-if the oscillation component Vdc-o is greater than the threshold Vth, the inverter stage (13) is controlled to add the compensation current Iadd to the power supply current Iout. The compensation current Iadd is modulated to generate a compensation voltage Vadd to the DC bus such that the oscillating component Vdc-o of the bus voltage Vdc in combination with the compensation voltage Vadd has a value less than or equal to the initial oscillating component Vdc-o.)

用于操作电子控制器的方法

技术领域

本发明涉及用于操作电子控制器的方法，尤其被设计用于控制制冷机的压缩机。

特别地，本发明涉及用于操作配备有整流级或电压转换器，例如PFC单元，以及连接至DC总线用于DC电源的逆变器的电子控制器的方法。

背景技术

本文中所使用的表达“脉动”或“电压脉动”指电压振荡，该电压振荡叠加至恒定电压值上以累积地确定例如在DC总线处的电压，且在电源系统(例如单相或三相)中，该电压振荡根据直流电压(DC)从交流电压的获得而得出。目前，通常地，电源控制器对用户设备是已知的，电源控制器包括电压的整流级或主动转换，在电压的整流级或主动转换的下游具有DC链路级和具有电容器单元的DC总线级电容器。

DC链路可以具有电感，该电感已知为如DC-扼流和/或转换级的专业术语，被设计用于输入处的功率因数校正(PFC)。

在DC级的下游，具有受控逆变器级，该受控逆变器级用于确定用户设备的操作控制，如，例如用于控制压缩机以及尤其是容积式压缩机的操作速度，该压缩机例如是涡轮型或滚动型、具有活塞、转子、双转子、双级，螺旋型等，应用于制冷机中。

目前已知的是，这些类型的控制器可以导致电压脉动以及相应电流以高且不同的振幅增大，且这可不利地影响电容器的持续时间以及对逆变器执行的电压控制具有负面影响。

这些影响也由DC总线的电容器和PFC单元的线圈的DC扼流电感或电感效应之间的电感性-电容性相互作用导致和/或增强。

一旦这些电压脉动增大被触发，电压脉动增大由于电流振荡而趋于自保持，该电流振荡由于控制器的电子部件的非理想行为而发生，如，例如由于电容器处的电感和寄生电流的饱和而发生。

此影响，即使它不导致阻塞，也可以产生DC总线的电压的减小和周期振荡，以及达到也可超过部件的声明的额定值的值。

发明内容

形成本发明的基础的问题在于克服前述传统控制器的缺点。

本发明的目的因此是通过提供用于操作电子控制器的方法解决此问题，该方法允许获得对由逆变器控制的电压的控制，该控制是可靠的且精确的，较长持续的，以及保证控制器的电子部件以及尤其是DC总线的电容器元件的较长寿命。

在此目的的背景下，本发明的目标在于提供一种用于操作电子控制器的方法，该方法允许电压脉动的振幅的增大被抵消。

本发明的另一目标在于提供一种用于操作电子控制器的方法，该方法通过控制逆变器允许电压脉动的任何增大得到补偿。

本发明的又一目标在于提供一种用于操作电子控制器的方法，该方法允许生成相对于与电压脉动相关的那些电流具有相差的电流。

该目标，以及将在下文中更全面地显露的这些以及其他目标通过用于操作电子控制器的方法实现。电子控制器能够连接至负载用于为负载提供电力且包括DC总线以及连接至DC总线而以总线电压Vdc被提供电力的逆变器级，电子控制器还包括连接至所述逆变器级且用于控制逆变器级并以可调整方式生成用于为负载提供电力的电源电流Iout的控制设备，所述方法包括：步骤A–测量DC总线的总线电压Vdc的值；步骤B–隔离总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o并对比振荡分量Vdc-o与阈值Vth；步骤C–如果振荡分量Vdc-o大于阈值Vth，控制逆变器级(13)以将补偿电流Iadd添加至电源电流Iout；其中补偿电流Iadd被调制以生成至DC总线(12)的补偿电压Vadd，使得振荡分量Vdc-o与补偿电压Vadd的结合具有小于或等于初始振荡分量Vdc-o的值。

在一个实施例中，补偿电流Iadd被调制以生成至DC总线(12)的补偿电压Vadd，使得总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o与补偿电压Vadd的结合具有小于或等于阈值Vth的值。

在一个实施例中，以规律的时间间隔Tc循环地重复步骤A、B和C。

在一个实施例中，步骤A包括测量总线电压Vdc的振荡脉动分量；步骤C包括生成补偿电流Iadd，使得补偿电压Vadd具有被设计为生成对于脉动分量的破坏性干扰的趋势。

在一个实施例中，阈值Vth被设定使得补偿电压Vadd以破坏性方式干扰脉动分量，优选地阈值Vth被设定为Vth＝0以消除脉动分量。

在一个实施例中，通过测量表示总线电压Vdc的值且构成总线电压Vdc的一小部分的信号来执行步骤A。

在一个实施例中，以预定时间间隔循环地重复步骤A。

在一个实施例中，所述方法还包括：步骤D，在步骤C之前，包括对总线电压Vdc的值的确认。仅在所述确认具有正面结果的情况下执行步骤C。

在一个实施例中，补偿电流Iadd是成比例的，选自：与所述总线电压Vdc的所述振荡分量Vdc-o的振幅或半振幅成比例，Iadd＝K(Vdc-o)；与所述振荡分量Vdc-o与和所述振荡分量Vdc-o的符号相关联的所述阈值Vth之间的差值成比例，Iadd＝K(Vdc-o-(Vth x sgn(Vdc-o)))。

在一个实施例中，补偿电流Iadd的强度被限制为不大于电源电流Iout的强度的50％的值，优选地不大于电源电流Iout的强度的30％的值。

根据本发明的方法保证对供应电压的较好控制和/或保证DC总线的电容器的更大持续时间，特别地防止由过电压的脉动引起的损害。

附图说明

将从在所附附图中通过示例的方式示出的用于操作电子控制器的方法的优选的但非排他的实施例的描述中显露本发明的其他特征和优点，其中：

图1为电子控制器的简化图；

图2为表示根据本发明的用于操作电子控制器的方法的简化流程图。

具体实施方式

特别参考前述附图，附图标记10以其整体指示电子控制器，电子控制器可被连接至负载100用于为负载供电，且电子控制器包括：

-整流级11；

-DC总线12；

-逆变器级13，通过DC总线12连接至整流级11，DC总线12用于为逆变器级13供应总线电压Vdc；

-控制设备14，连接至逆变器级13，用于控制逆变器级13以可调整方式生成用于为负载100提供电力的电源电流Iout。

特别地，负载100可以为制冷机的压缩机，在此情况下控制设备14将用于控制逆变器级13以根据可变旋转状态操作压缩机。

根据本发明的操作方法可以因此尤其被设计用于电子控制器的用于操作制冷机的压缩机的操作，该压缩机例如为涡轮型或滚动型，具有可变速度。

操作性地，根据本发明的用于操作电子控制器的方法包括：

步骤A–测量DC总线12的总线电压Vdc的值；

步骤B–隔离总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o并对比振荡分量Vdc-o与阈值Vth；

步骤C–如果总线电压值Vdc大于阈值Vth，控制逆变器级13将补偿电流Iadd添加至电源电流Iout，其中补偿电流Iadd被调制以在DC总线12处生成补偿电压Vadd，使得总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o与补偿电压Vadd的结合具有小于初始振荡分量Vdc-o的值，且优选地小于阈值Vth的值。优选地，在振荡分量Vdc-o的振幅或半振幅的绝对值与阈值Vth之间执行步骤B的对比。

可以循环地、连续地或以可以是规律的时间间隔Tc重复步骤A、B和C。

步骤A可以包括测量总线电压Vdc的振荡脉动分量。

步骤C，相应地，可以包括生成补偿电流Iadd，使得补偿电压Vadd具有被设计用于产生对于脉动分量的破坏性干扰的趋势。

特别地，步骤C可以生成补偿电流Iadd，使得补偿电压Vadd是这样的：其与总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o的结合构成补偿后电压Vcomp＝Vdc-o+Vadd，该补偿后电压小于或等于在结合之前的总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o，以及优选地小于阈值电压Vth。

此外，阈值Vth可以被设定为趋于消除总线电压Vdc的脉动分量。

为此，步骤C可以包括生成补偿电流Iadd，使得补偿电压Vadd以破坏性方式干扰脉动分量，消除它。

例如，控制设备14可以通过测量表示总线电压Vdc的值且构成总线电压Vdc的一小部分的信号来执行步骤A。

在根据本发明的方法中，可以以预定规律，例如以选自125ps和250ps之间的频率循环地重复步骤A。

可以通过可连接至控制设备14的数字模拟转换器执行步骤A。

根据本发明的方法可以包括步骤D，步骤D在步骤C之前，包括对总线电压Vdc的值的确认。

根据本发明的方法可以包括仅在所述确认具有正面结果的情况下执行步骤C。

根据本发明的方法可以包括仅在所述确认具有正面结果的情况下执行步骤B。

确认可以在于验证总线Vdc的值是否在预定范围[Vdc-min,Vdc-max]内。

步骤A的隔离总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o的操作可以包括，例如，使用低通滤波器以获得总线电压Vdc的恒定分量Vdc-c以及将恒定分量Vdc-c从总线电压Vdc中减去，或该操作可以包括使用高通滤波器。

因此可以根据振荡分量Vdc-o调制补偿电流Iadd以便对振荡分量Vdc-o产生破坏性影响。

为了不干扰负载100的操作，方法可以是这样的，补偿电流Iadd的强度被限制为不大于负载100的电源电流Iout的强度的50％的值，以及优选地不大于负载100的电源电流Iout的强度的30％的值。

可以根据本发明的视情况而定的实施需求选择阈值Vth，且阈值Vth也可以具有零值(Vth＝0)，也就是说，在具有并非为零的电压脉动的情况下，通过应用补偿电压Vadd的补偿效果将总是有效的。

特别地，阈值Vth得自于对电容器的串联的设计的考虑且还基于电子控制器的期望寿命。

特别地，逆变器级13的期望寿命越长，为了DC总线的电容的串联的相同水平的降级，需要从总线电压Vdc的脉动得出的压力越低，且因此阈值Vth必须越低。

也可以根据逆变器级13生成的功率电平选择阈值Vth，例如，可以在最大容忍限值内以成比例的方式选择阈值Vth，对于该功率，以这样的方式以对电容器的串联处的压力的异常吸收进行补偿。

通过实施根据本发明的方法，如果总线电压Vdc的振荡分量，即总线电压的在绝对项中的振幅或半振幅大于该容忍值，即大于阈值Vth，则生成额外电流，该额外电流对DC总线12的电容器的串联的电容器进行放电，减小总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o。

可以根据本发明获得额外电流，在来自逆变器级13的输出处额外地将补偿电流Iadd强加于电源电流Iout。

以这样的方式设定补偿电流Iadd，在逆变器级13的输出处生成额外功率，暗示在DC总线12处的电气功率，其随后需要来自DC总线12的电容器的串联的电流。

通过实施根据本发明的方法，此请求的功率在破坏性干扰的方面将具有反映脉动振荡的破坏性干扰的趋势，因此从电容器的相同串联得出额外电流，获得对电容器的串联进行放电的期望效果，即减小电容器的串联的负载，也就是说，减小总线电压Vdc。

换句话说，在根据本发明的方法中，通过有功电气功率，在总线电压Vdc处，使用在来自逆变器级13的输出处设定的补偿电流Iadd与在电容器的串联处的随后额外电流之间的联系。

来自逆变器级13的输出处的补偿电流Iadd可受逆变器级13的电流调整环路控制。特别地，在负载100为压缩器的情况下，与有功功率有联系的电流分量将直接与压缩机的驱动力矩产生相联系。

朝着负载100设定的补偿电流Iadd被选为这样的值，使得补偿电流Iadd朝着负载100的效果(例如，作为扰乱力矩，如果负载100是压缩机)相对于否则将存在的电流是可忽略的。

如前所述，补偿电流Iadd可被选为与总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o的测量值和阈值Vth之间的差值成正比。

在负载100为压缩机的情况下，补偿电流Iadd将被添加至生成用于旋转压缩机所必须的力矩所需要的电流，且得到的总和变成逆变器级13的调整环路的参考。

换句话说，可以以这样的方式选择补偿电流Iadd的强度，该强度不确定仅由电源电流Iout生成的力矩的不大于力矩自身的50％且优选的不大于力矩自身的30％的变化。

特别地，如果振荡分量Vdc-o的绝对值大于阈值Vth，补偿电流Iadd可以与总线电压Vdc的振荡分量Vdc-o的振幅或半振幅成正比，例如，根据公式Iadd＝K(Vdc-Vdc-c)＝KVdc-o，其中K为常量。

在这样的情况下，只要振荡分量Vdc-o的绝对值超出阈值Vth，补偿电流Iadd将被注入与振荡分量Vdc-o成正比的值。

这允许系统的反应是立即强烈且有效的。可选地，为了具有平缓的补偿效果，补偿电流Iadd可以与振荡分量Vdc-o和具有振荡分量Vdc-o的符号的阈值Vth之间的差值成正比，即根据公式Iadd＝K(Vdc-o-(Vth x sgn(Vdc-o)))，其中如果VDC-o<0，则sgn(Vdc-o)＝-1；如果VDC-o>0，则sgn(Vdc-o)＝1；或如果VDC-o＝0，则sgn(Vdc-o)＝0。

因此已经示出本发明如何实现设定目标和目的。

特别地，提供一种允许控制待得到的受逆变器可控制的电压的用于操作电子控制器的方法，该方法是可靠的且精确的，较长持续的，以及保证控制器的电子部件以及尤其是DC总线的电容器的串联的较长寿命。

此外，提供一种允许抵消电压脉动的振幅的增大并通过控制逆变器补偿电压脉动的任何增大的用于操作电子控制器的方法。

根据本发明的一种用于操作电子控制器的方法允许生成相对于与电压脉动相关的那些电流具有相差的电流。

本发明，按照设想，易于经受各种修改或变形，全部落入所附权利要求的保护范围内。

此外，所有细节可由其他技术上等同的元素替换。

实践上，可根据视情况而定的需求以及现有技术水平改变形式和维度。

在以下权利要求中提及的构造特征和技术特征之后跟随符号或附图标记的情况下，仅以增强权利要求的可理解性的目的使用符号或附图标记，且因此符号或附图标记不以任何方式构成对仅通过示例的方式由符号或附图标记指示的每个元件的解释的限定。