專利名稱：并行功率逆變器電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的領(lǐng)域并且更具體地涉及逆變器及其控制。
背景技術(shù)：
大量的功率轉(zhuǎn)換電路的形態(tài)和類型是已知的并且正在使用。許多這些電路依賴于用于將直流(DC)功率轉(zhuǎn)換為頻率受控交流(AC)功率的逆變器拓?fù)?。在許多拓?fù)渲刑峁┱髌骰蚱渌D(zhuǎn)換器以接收典型地從電網(wǎng)輸入AC功率，并且將AC功率轉(zhuǎn)換為施加到DC總線的DC功率，其用于向逆變器電路饋電。這些拓?fù)溆迷诙喾N應(yīng)用中，諸如用于控制電機(jī)的速度和操作特性。利用逆變器拓?fù)涞碾姍C(jī)驅(qū)動(dòng)器常常使用通過(guò)單個(gè)DC總線彼此耦合的單個(gè)轉(zhuǎn)換器和單個(gè)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器由成對(duì)提供的固態(tài)開(kāi)關(guān)形成并且在導(dǎo)通和不導(dǎo)通狀態(tài)之間交替地切換以提供典型地具有受控頻率的期望的輸出波形。這些拓?fù)渥阋杂糜谠S多較小的應(yīng)用，并且可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率、安裝尺寸、電壓和其他規(guī)格而在尺寸上變化。然而， 對(duì)于較大的電機(jī)，這些驅(qū)動(dòng)器的部件成比例地變大并且變昂貴。于是有吸引力的是使用可替選的拓?fù)?，其中并行地提供多個(gè)逆變器，它們的輸出連結(jié)以向負(fù)載提供公共AC輸出。這些并行逆變器應(yīng)用造成了獨(dú)特的困難。例如，由于逆變器的輸出基本上彼此短接，因此需要各種磁結(jié)構(gòu)以防止由于逆變器中的功率電子開(kāi)關(guān)的不匹配的開(kāi)關(guān)定時(shí)而建立環(huán)流。例如，如果第一逆變器中的開(kāi)關(guān)以未充分與并行逆變器的開(kāi)關(guān)同步的方式開(kāi)關(guān)，則由于開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，可能允許輸出功率重新進(jìn)入一個(gè)或其他的逆變器。而且，由于這些逆變器部件的開(kāi)關(guān)頻率非常高，因此在沒(méi)有現(xiàn)有技術(shù)中使用的類型的磁結(jié)構(gòu)的情況下，將需要高精度以防止這種環(huán)流。仍必須提出充分精確的開(kāi)關(guān)拓?fù)洹?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了設(shè)計(jì)用于響應(yīng)于這些需要的用于驅(qū)動(dòng)逆變器開(kāi)關(guān)的技術(shù)。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于將輸入AC功率轉(zhuǎn)換為DC功率的轉(zhuǎn)換器和用于將DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC功率的耦合到轉(zhuǎn)換器的逆變器，以及共享線路側(cè)總線，其耦合到驅(qū)動(dòng)模塊的轉(zhuǎn)換器，用于提供輸入AC功率。共享負(fù)載側(cè)總線耦合到逆變器，用于將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出。公共控制器耦合到所有逆變器并且被配置為向逆變器提供信號(hào)以允許每個(gè)逆變器彼此分離地和并行地生成用于各個(gè)逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于將輸入AC功率轉(zhuǎn)換為DC功率的轉(zhuǎn)換器和用于將DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC功率的耦合到轉(zhuǎn)換器的逆變器。公共控制器耦合到所有逆變器并且被配置為向逆變器提供信號(hào)以允許每個(gè)逆變器彼此分離地和并行地生成用于各個(gè)逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。共享線路側(cè)總線耦合到驅(qū)動(dòng)模塊的轉(zhuǎn)換器，用于提供輸入AC功率，并且共享負(fù)載側(cè)總線耦合到逆變器，用于將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出而不會(huì)在它們之間插入電感分量。每個(gè)逆變器包括功率層處理電路，其在操作期間從公共控制器接收信號(hào)并且基于接收信號(hào)生成關(guān)于柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于將輸入AC功率轉(zhuǎn)換為DC功率的轉(zhuǎn)換器和用于將DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC功率的耦合到轉(zhuǎn)換器的逆變器，以及公共控制器，其耦合到所有逆變器并且被配置為向逆變器提供信號(hào)以允許每個(gè)逆變器彼此分離地和并行地生成用于各個(gè)逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。共享線路側(cè)總線耦合到驅(qū)動(dòng)模塊的轉(zhuǎn)換器，用于提供輸入AC功率，并且共享負(fù)載側(cè)總線耦合到逆變器，用于將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出而不會(huì)在它們之間插入電感分量。每個(gè)逆變器經(jīng)由各個(gè)光纜耦合到公共控制電路并且包括功率層處理電路，其在操作期間經(jīng)由各個(gè)光纜從公共控制器接收信號(hào)并且基于接收信號(hào)生成關(guān)于柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)，任何兩個(gè)逆變器的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)彼此之間相差不超過(guò) 40ns。


當(dāng)參照附圖閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在附圖通篇中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，其中圖1是根據(jù)本公開(kāi)的某些方面的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示圖；圖2是圖示多個(gè)并行電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中使用的功率層接口電路的圖1的系統(tǒng)的一部分的進(jìn)一步的示圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的方面的用于在控制電路和功率電路之間通信的某些功能電路和數(shù)據(jù)交換設(shè)備的示圖；圖4是逆變器的一相中的功率電子開(kāi)關(guān)的示意圖；圖5是控制電路和功率層電路之間的數(shù)據(jù)互換的示圖；圖6是圖示根據(jù)本技術(shù)的方面的各個(gè)逆變器的功率電路中的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的重建的時(shí)序圖；圖7是遵循圖6中圖示的信號(hào)時(shí)序的功率電路中的時(shí)鐘恢復(fù)的曲線圖；圖8是圖示用于協(xié)調(diào)并行驅(qū)動(dòng)器中的功率電路的操作的示例性邏輯的框圖；圖9是其中提供時(shí)鐘信號(hào)導(dǎo)體用于傳送時(shí)鐘信號(hào)的可替選的實(shí)施例的示圖；圖10是多驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)中的若干個(gè)并行驅(qū)動(dòng)部分的示例性物理示圖；圖11是關(guān)于并行操作的三個(gè)這種驅(qū)動(dòng)部分的電流失衡測(cè)量結(jié)果的曲線圖；圖12是同一布置中的接通柵極驅(qū)動(dòng)同步測(cè)量結(jié)果的曲線圖；以及圖13是斷開(kāi)柵極同步測(cè)量結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖1呈現(xiàn)了根據(jù)本公開(kāi)的方面的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被配置為耦合到如附圖標(biāo)記12指示的諸如電網(wǎng)的AC電源，并且向電機(jī)14或者任何其他適當(dāng)?shù)呢?fù)載遞送經(jīng)調(diào)理的功率。系統(tǒng)10包括多個(gè)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)器，它們彼此并行耦合以向負(fù)載提供功率。在圖1中圖示的示例中，例如，第一驅(qū)動(dòng)器16被圖示為耦合到第二驅(qū)動(dòng)器18和另一驅(qū)動(dòng)器20，該另一驅(qū)動(dòng)器20可以是第三、第四、第五或者任何適當(dāng)?shù)哪┒司幪?hào)的驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)前考慮的實(shí)施例可以容納高達(dá)5個(gè)并行驅(qū)動(dòng)器，盡管可以同一方式配置更少或更多的并行驅(qū)動(dòng)器。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的技術(shù)的某些方面可以與單個(gè)驅(qū)動(dòng)器一起使用。然而，其他方面特別良好地適用于多個(gè)并行驅(qū)動(dòng)器。如下文更全面地描述的，控制器22耦合到每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的電路并且被配置為控制電路的操作。在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，控制器可以容納在一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中或者分立的殼體中。 提供適當(dāng)?shù)木€纜(例如，光纖線纜)以在控制器和各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的電路之間傳遞控制和反饋信號(hào)?？刂破鲗f(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)器的操作以確保共享功率供應(yīng)并且驅(qū)動(dòng)器的操作充分地同步以向電機(jī)提供期望的功率輸出。在圖1中圖示的實(shí)施例中，可以在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的上游提供功率濾波電路M。該電路可以在線路側(cè)總線26的上游提供，或者相似的電路可以在每個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的總線下游提供。該電路可以包括設(shè)計(jì)和應(yīng)用中通常傳統(tǒng)的電感器、電容器、斷路器、熔絲等。功率總線沈在各個(gè)驅(qū)動(dòng)器之間分送三相AC功率。在該總線的下游，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器包括轉(zhuǎn)換器電路觀，其將三相AC功率轉(zhuǎn)換為施加到DC總線30的DC功率。轉(zhuǎn)換器電路觀可以是無(wú)源的或有源的。就是說(shuō)，在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，非柵極驅(qū)動(dòng)電路單獨(dú)地用于限定全波整流器，其將輸入AC功率轉(zhuǎn)換為施加到總線的DC功率。在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器電路觀可以是有源的或柵極驅(qū)動(dòng)的，包括在導(dǎo)通和不導(dǎo)通狀態(tài)之間切換以控制施加到總線的 DC功率的特性的受控功率電子開(kāi)關(guān)。繼續(xù)每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的部件的描述，可以提供總線濾波電路34，其調(diào)理沿DC總線30傳送的DC功率。該濾波電路可以包括例如，電容器、電感器(例如，扼流器)、制動(dòng)電阻器等。 在一些實(shí)施例中，可以在DC總線上提供公共器件，其可以通過(guò)由附圖標(biāo)記32圖示的鏈路彼此華禹合。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)一步包括逆變器電路36。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，該電路將典型地包括成組的功率電子開(kāi)關(guān)，諸如絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和二極管，其被布置為允許將來(lái)自總線的DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC輸出波形。逆變器因此創(chuàng)建了三相頻率受控輸出，每相沿輸出總線38短接或組合。組合的功率可以施加到輸出濾波電路40，其可以包括耦合各相之間的輸出功率的磁部件。該電路也可以沿負(fù)載側(cè)總線38提供。控制器將典型地包括控制電路42，其被配置為通過(guò)適當(dāng)?shù)叵蚰孀兤麟娐?并且在適當(dāng)?shù)那闆r中，向變換器電路)發(fā)信號(hào)以控制這些電路中的功率電子開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制方案?？刂齐娐?2可以例如包括任何適當(dāng)?shù)奶幚砥?，諸如微處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列 (FPGA)、存儲(chǔ)器電路、支持電源等。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，控制電路可以被配置為實(shí)現(xiàn)各種期望的控制方案，諸如用于速度調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)矩控制、矢量控制、啟動(dòng)方案等。在圖1中圖示的實(shí)施例中，各種功能電路板44鏈接到控制電路并且可以被設(shè)置用于特定的功能。例如，通過(guò)使用該電路可以實(shí)現(xiàn)范圍廣泛的選項(xiàng)，包括上文提到的控制方案、以及各種通信選項(xiàng)、安全選項(xiàng)等?？刂破鲗⒌湫偷卦试S連接到操作者接口，其可以位于控制器本地和/或遠(yuǎn)離控制器。在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，例如，操作者接口 46可以在物理上位于控制器上但是可移除用于手持接駁。接口電路(例如，便攜式計(jì)算機(jī))也可以諸如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)線纜或者其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(包括標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制協(xié)議)永久地或臨時(shí)地耦合到控制器。最后，控制器可以耦合到如附圖標(biāo)記48指示的各種遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制電路。該電路可以包括監(jiān)控站、控制站、控制室、遠(yuǎn)程編程站等。應(yīng)當(dāng)注意，該電路還可以包括其他驅(qū)動(dòng)器，使得系統(tǒng)10的操作可以在期望的情況中與其他設(shè)備的操作協(xié)調(diào)。該協(xié)調(diào)在自動(dòng)設(shè)置中是特別有用的，其中以協(xié)調(diào)的方式執(zhí)行大量的操作。因此，控制電路42可以與自動(dòng)控制器、分立的計(jì)算機(jī)等實(shí)現(xiàn)的邏輯協(xié)調(diào)地形成其控制。圖2圖示了上述各個(gè)驅(qū)動(dòng)器中可以包括的某些部件。例如，控制電路42被圖示為耦合到功率層接口電路50。該電路將設(shè)置在每個(gè)驅(qū)動(dòng)器中并且將在驅(qū)動(dòng)器中獨(dú)立地但是在控制電路的控制下協(xié)調(diào)地操作。功率層接口電路可以包括一定范圍的電路，諸如專用處理器、存儲(chǔ)器等。在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，功率層接口電路50包括FPGA，其實(shí)現(xiàn)用于執(zhí)行各個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的功率電子開(kāi)關(guān)的控制的編程。功率層接口電路因此與如附圖標(biāo)記52指示的功率層通信，其自身包括成組的功率電子器件，諸如IGBT和二極管。這些開(kāi)關(guān)通常由附圖標(biāo)記M圖示。在典型的布置中，開(kāi)關(guān)可以設(shè)置在單個(gè)支持部上或多個(gè)支持部上。例如，在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，對(duì)于每相功率提供分立的支持部，多個(gè)IGBT和二極管設(shè)置在每個(gè)支持部上。這些器件自身可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞綐?gòu)造，諸如直接接合銅堆疊、引線框封裝等。通常，在如附圖標(biāo)記56指示的電路中提供一種或數(shù)種類型的反饋。這種反饋可以包括例如， 輸出電壓、輸出電流、溫度等?？梢栽谙到y(tǒng)各處提供其他反饋信號(hào)，諸如以允許控制電路監(jiān)控輸入功率、輸出功率、DC總線功率等的電氣參數(shù)。控制電路的結(jié)構(gòu)和操作可以基本上與Campbell等人在2008年11月17日提交的題為"Motor Controller with Deterministic Synchronous Interrupt having Multiple Serial Interface Backplane”的美國(guó)公布專利申請(qǐng)第20100123422號(hào)中描述的內(nèi)容相似， 其通過(guò)引用并入本公開(kāi)。圖3圖示了其中各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的某些功能部件可以耦合以提供系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器的協(xié)調(diào)操作的示例性方式。如圖3中所示，控制電路42通過(guò)光學(xué)接口的媒介耦合到逆變器電路36。如上文指示的，控制電路將包括任何適當(dāng)?shù)奶幚黼娐罚T如圖3中圖示的實(shí)施例中的 FPGA 58。該FPGA可以包括其自身的存儲(chǔ)器或者可以提供分立的存儲(chǔ)器(未示出)。亦如上文提到的，F(xiàn)PGA 58可以與如附圖標(biāo)記60指示的各種功能板合作地執(zhí)行各種功能。FPGA 通過(guò)光纖接口 62與各種逆變器通信，光纖接口 62與相配的光纖接口 64通信。該接口將信號(hào)分送到各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的系列光纖接口 66。這些部件依次地在每個(gè)逆變器的功率級(jí)與光纖接口 68通信。該功率級(jí)的電路將典型地包括另外的FPGA 70，其可以設(shè)置在功率電路接口 72的公共的支持部(例如，電路板)上。該支持部(其在當(dāng)前上下文中可以被稱為功率層接口)用于從控制電路接收信號(hào)，將信號(hào)報(bào)告回控制電路，生成用于功率電子開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)等。電路還可以執(zhí)行某些測(cè)試功能，諸如在期望時(shí)驗(yàn)證一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以被禁用。 功率電路接口 72可以將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動(dòng)如附圖標(biāo)記74通常指示的功率電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。功率電路74將包括如上文描述的功率電子開(kāi)關(guān)。應(yīng)當(dāng)注意，在某些實(shí)施例中，控制電路和功率層電路之間的信號(hào)傳送可以在光纖以外的導(dǎo)體上執(zhí)行。例如，可以利用傳統(tǒng)的銅或其他導(dǎo)體。在這些情況中，結(jié)合圖3討論的光纖接口可以被省略，并且控制電路直接耦合到功率層電路。當(dāng)前上下文中的功率層電路的特定功能包括基于由控制電路42提供的信號(hào)生成柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。就是說(shuō)，不同于直接從控制電路42提供柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，這里描述的電路允許將某些數(shù)據(jù)提供給每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的功率層，并且基于針對(duì)功率層電路中的FPGA運(yùn)行的時(shí)
7鐘，可以在每個(gè)功率層中并行地生成或計(jì)算定時(shí)信號(hào)。定時(shí)信號(hào)用于生成典型地如圖4中圖示的那樣布置的功率電子器件的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。就是說(shuō)，每個(gè)逆變器的每相將包括如附圖標(biāo)記76指示的成組的開(kāi)關(guān)，特別是高邊開(kāi)關(guān)78和低邊開(kāi)關(guān)80。這些功率開(kāi)關(guān)跨越DC總線30耦合并且輸出82耦合在高邊開(kāi)關(guān)和低邊開(kāi)關(guān)之間。開(kāi)關(guān)在導(dǎo)通和不導(dǎo)通狀態(tài)之間的協(xié)調(diào)開(kāi)關(guān)允許在輸出線路82上生成受控輸出波形。實(shí)際上，許多這樣的開(kāi)關(guān)可以設(shè)置在公共支持部上并且彼此耦合以提供期望的功率容量。圖5是考慮用于建立功率層處的功率電子器件的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的、并行驅(qū)動(dòng)器的拓?fù)浜万?qū)動(dòng)器之間的通信的圖示。特別地，控制電路FPGA 58將沿第一、傳送(TX)光纖提供某種數(shù)據(jù)并且經(jīng)由第二、并行接收(RX)光纖接收數(shù)據(jù)。由附圖標(biāo)記84、86和88指示的相似的光纖對(duì)被設(shè)置用于每個(gè)逆變器。對(duì)于每個(gè)逆變器，光纖對(duì)并行地傳送數(shù)據(jù)并且接收數(shù)據(jù)，使得每個(gè)逆變器中的功率層接口電路，并且特別地與該電路關(guān)聯(lián)的處理器可以重新計(jì)算來(lái)自控制電路FPGA的時(shí)鐘或定時(shí)信息而不需要向逆變器傳送時(shí)鐘數(shù)據(jù)。在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，這些光纖對(duì)的長(zhǎng)度90基本上相等以減少由于控制電路和功率層電路之間的信號(hào)傳播引起的差別性能。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，由于逆變器的輸出基本上短接，因此每個(gè)逆變器的功率層之間的開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)定時(shí)的差異可能引起通常要避免的環(huán)流。圖5中圖示的并且下文更詳細(xì)地描述的布置允許維持逆變器之間的開(kāi)關(guān)定時(shí)中的嚴(yán)密的容差，諸如約20至 40ns。在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，從控制板FPGA發(fā)送到每個(gè)逆變器的功率層的數(shù)據(jù)包括控制狀態(tài)，載波增量，死時(shí)間值，以及U、V和W(輸出)相比較值。由每個(gè)功率層提供回控制板 FPGA的數(shù)據(jù)包括總線電壓，溫度，故障狀態(tài)，以及U、V和W相電流。如下文所述，基于提供給每個(gè)功率層的信息，可以并行地生成固有地同步的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)而沒(méi)有傳送時(shí)鐘信號(hào)的開(kāi)銷。就是說(shuō)，根據(jù)其自身的振蕩器和時(shí)鐘操作的每個(gè)功率層的FPGA可以準(zhǔn)確地生成或重新計(jì)算各個(gè)逆變器的開(kāi)關(guān)與其他逆變器的開(kāi)關(guān)同步的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)。如參照?qǐng)D6和 7更詳細(xì)描述的，在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中電路通過(guò)傳輸用于同步的數(shù)據(jù)工作，該數(shù)據(jù)嵌入在沿傳送光纖提供的數(shù)據(jù)中。該數(shù)據(jù)允許功率層處的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)。而且，從控制電路發(fā)送方便時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)的載波波形信號(hào)。最后，結(jié)合恢復(fù)時(shí)鐘數(shù)據(jù)允許柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的同步，由每個(gè)功率層執(zhí)行相位比較。在操作中，控制電路向每個(gè)逆變器的功率層電路發(fā)送信號(hào)，其允許功率層電路計(jì)算或重新計(jì)算用于改變每個(gè)逆變器中的固態(tài)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)的定時(shí)。在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，這些計(jì)算基于參照恢復(fù)時(shí)鐘步長(zhǎng)和三角波形累加器的載波波形的重構(gòu)。為了允許計(jì)算或重新計(jì)算定時(shí)，控制電路發(fā)送允許載波三角波形的重構(gòu)的三角增量信號(hào)。其還發(fā)送用于三個(gè)輸出相U、v和W中的每個(gè)的比較值。還發(fā)送死時(shí)間或延遲信號(hào)以允許避免將每個(gè)逆變器橋臂的高邊和低邊開(kāi)關(guān)同時(shí)置于導(dǎo)通狀態(tài)(例如，圖3)。圖6呈現(xiàn)了關(guān)于每個(gè)逆變器橋臂的圖3中圖示類型的高邊和低邊開(kāi)關(guān)的示例性時(shí)序圖。應(yīng)當(dāng)注意，這種開(kāi)關(guān)是針對(duì)并行逆變器的相同橋臂執(zhí)行的，并且盡管存在相移，針對(duì)逆變器的其他橋臂執(zhí)行相似的開(kāi)關(guān)。還應(yīng)當(dāng)注意，不同于可以在控制電路級(jí)執(zhí)行用于生成柵極驅(qū)動(dòng)定時(shí)的相似處理的現(xiàn)有的拓?fù)洌挛拿枋龅奶幚碓诠β蕦犹巿?zhí)行。計(jì)算自身的某些方面可以基本上與在1999年6月四日授予Kerkman等人的題為“Apparatus for Reducing the Effects of Turn on Delay Errors in Motor Control，，的美國(guó)專利第5，917，721 號(hào)；在 1999年 11 月 23 日授予Kerkman等人的題為“Apparatus for Controlling Reflected Voltage on Motor Supply Lines” 的美國(guó)專利第 5，990，658 號(hào)；在 2010 年 6 月 15 日授予 Tallam 等人的題為"Systems and Methods for Common-mode Voltage Reduction in AC Drives”的美國(guó)專利第7，738，洸7號(hào)；以及在2008年3月11日授予 Kerkman等人的題為“System and Method for Adjustabl e Carrier Waveform Generator，， 的美國(guó)專利第 , 342，380號(hào)中描述的內(nèi)容相似，所有這些專利通過(guò)引用并入本公開(kāi)。如圖6中所示，基于從控制電路接收到的信息在每個(gè)功率層接口電路中重新計(jì)算三角載波92。三角載波波形的改變速率或斜率取決于波形的步長(zhǎng)增量和恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)。 在下文中參照?qǐng)D7討論載波信號(hào)的重新計(jì)算。在圖6中三角載波波形與由附圖標(biāo)記94指示的相位計(jì)數(shù)線交叉。該相位計(jì)數(shù)線允許改變固態(tài)開(kāi)關(guān)的占空周期，使其升高或降低以改變其與載波的交點(diǎn)。相位計(jì)數(shù)94的豎直位置的移位由從控制電路傳送到功率層接口電路的相比較值提供。交點(diǎn)導(dǎo)致如圖6中的附圖標(biāo)記96指示的相位比較器輸出的計(jì)算。在圖 6中，開(kāi)關(guān)對(duì)中的上固態(tài)開(kāi)關(guān)的時(shí)序在圖的上部分中圖示，而開(kāi)關(guān)對(duì)中的下固態(tài)開(kāi)關(guān)的時(shí)序在圖的下部分中指示。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于上開(kāi)關(guān)和下開(kāi)關(guān)兩者，比較器輸出96通常相同但是反相。相位計(jì)數(shù)線和載波的交點(diǎn)在時(shí)間102和104處產(chǎn)生了這些比較器輸出中的每個(gè)中的上升沿98和下降沿100，上和下開(kāi)關(guān)中的上升和下降彼此相反。而且，在圖6中圖示的實(shí)施例中，結(jié)合相位比較器輸出考慮死時(shí)間或延遲以產(chǎn)生分別由附圖標(biāo)記106和108指示的上開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)定時(shí)和下開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)定時(shí)。就是說(shuō)，控制電路向功率層電路傳送死時(shí)間或延遲信號(hào)，其使上和下開(kāi)關(guān)的OFF(斷開(kāi))或不導(dǎo)通時(shí)段延長(zhǎng)并且ON(接通)或?qū)〞r(shí)段減少，從而避免將這兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)置于導(dǎo)通狀態(tài)，即導(dǎo)致電流“直通”的條件。在圖6中由附圖標(biāo)記110指示的該延遲導(dǎo)致提供如下時(shí)段的計(jì)算定時(shí)，在該時(shí)段中各開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通和不導(dǎo)通狀態(tài)以產(chǎn)生施加到固態(tài)開(kāi)關(guān)的柵極的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。就是說(shuō)，如圖6中所示，時(shí)段112表示其中上開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)段，而附圖標(biāo)記114表示其中下固態(tài)開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通的時(shí)段?？梢宰⒁?，死時(shí)間允許在下開(kāi)關(guān)移至導(dǎo)通狀態(tài)之前將上開(kāi)關(guān)置于不導(dǎo)通狀態(tài)。這樣附圖標(biāo)記116表示其中上固態(tài)開(kāi)關(guān)處于不導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)段，而附圖標(biāo)記118 表示其中下固態(tài)開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)段。這里再次地，死時(shí)間允許避免這兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通。這些定時(shí)信號(hào)隨后被施加到柵極以按傳統(tǒng)的方式控制固態(tài)開(kāi)關(guān)的通電。然而，應(yīng)當(dāng)注意，如果死時(shí)間不改變，則用于該參數(shù)的值可以不常發(fā)送或者在電路初始化時(shí)發(fā)送，并且不需要由控制電路重復(fù)發(fā)送。而且，如果死時(shí)間是固定的，則一些實(shí)施例可以簡(jiǎn)單地將死時(shí)間值存儲(chǔ)在功率層電路中。圖7呈現(xiàn)了用于通過(guò)在功率層接口電路中使用累加器來(lái)重新計(jì)算三角波形的示例性技術(shù)。圖7的示示了對(duì)應(yīng)于圖6的載波92的載波計(jì)數(shù)器120。計(jì)數(shù)器波形被圖示為由累加器值122和恢復(fù)時(shí)鐘時(shí)間124限定。時(shí)鐘時(shí)間被分為時(shí)間增量1 并且隨后基于累加的時(shí)間步長(zhǎng)1 計(jì)算載波計(jì)數(shù)器。將該載波計(jì)數(shù)器的三角增量從控制電路傳送到每個(gè)逆變器的功率層電路。應(yīng)當(dāng)注意，從控制電路傳送到每個(gè)逆變器的功率層電路的信號(hào)足以重新計(jì)算載波和定時(shí)信號(hào)，因此允許每個(gè)逆變器獨(dú)立地和并行地、高保真地重新計(jì)算定時(shí)信號(hào)。在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，例如，逆變器的定時(shí)之間的偏差不超過(guò)約40ns，并且在某些實(shí)施例中可以不超過(guò)約20ns?？梢远ㄆ诘貙⑼矫}沖從控制電路發(fā)送到功率層接口電路以重新建立時(shí)鐘之間的同步性。就是說(shuō)，在功率層接口電路的處理器的振蕩器未以相同的速率操作的情況下， 通過(guò)使用同步脈沖可以定期地(例如，每隔250ys)校正任何變化。然而，在功率層電路處重新計(jì)算定時(shí)信號(hào)的能力實(shí)現(xiàn)了逆變器的并行，同時(shí)顯著地減少了環(huán)流。圖8呈現(xiàn)了用于執(zhí)行這些操作的示例性邏輯。通常由圖8中的附圖標(biāo)記130指示的邏輯開(kāi)始于如步驟132指示的在控制電路中生成參考數(shù)據(jù)。該參考數(shù)據(jù)將典型地包括定時(shí)或者可用于計(jì)算定時(shí)的數(shù)據(jù)，在本實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)包括載波三角波形增量，U、V和W相比較值以及死時(shí)間或延遲值。如步驟134處指示的，隨后將這些值并行地傳送到各逆變器， 并且特別地傳送到功率層接口電路。如步驟136處指示的，基于功率層接口電路的時(shí)鐘間隔和三角增量，在如圖7中指示的逆變器中恢復(fù)時(shí)鐘定時(shí)。在步驟138處，隨后在功率層接口電路中重構(gòu)定時(shí)信號(hào)并且生成具有調(diào)制信號(hào)的脈沖用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)逆變器的固態(tài)開(kāi)關(guān)。在步驟140處，可以將信號(hào)從每個(gè)逆變器發(fā)送回控制電路。如上文提及的，在當(dāng)前考慮的實(shí)施例中，該信息可以包括U、V和W相電流、總線電壓、溫度、故障狀態(tài)等。如上文提及的，前面的處理允許公共三相輸出中的具有公共控制電路的并行耦合的逆變器的開(kāi)關(guān)的準(zhǔn)確同步。波形或者用于重新計(jì)算波形的數(shù)據(jù)由控制電路FPGA生成并且通過(guò)功率層FPGA中的相同的波形進(jìn)行鏡像。該定時(shí)信號(hào)的重新計(jì)算便于控制任務(wù)中斷生成，簡(jiǎn)化控制電路和功率層電路之間的信息傳送，并且在需要的情況下允許驅(qū)動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)器的同步(例如，經(jīng)由ΙΕΕΕ-1588)。這種驅(qū)動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)器的同步可以如Campbell等人在 2008 年 11 月 17 日提交的題為"Motor Drive Synchronization System and Method，，的美國(guó)公布專利申請(qǐng)第20100123425號(hào)中公開(kāi)的那樣執(zhí)行，其通過(guò)引用并入本公開(kāi)。在某些實(shí)施例中，還考慮在控制電路和每個(gè)功率層接口之間提供另外的光學(xué)導(dǎo)體，可以在該光學(xué)導(dǎo)體上傳送時(shí)鐘信號(hào)。圖9圖示了該類型的系統(tǒng)。如上文討論的，每個(gè)逆變器36可以經(jīng)由包括一對(duì)光纖的并行的串行線纜耦合到控制電路。可以提供第三光纖 144，在該第三光纖144上將時(shí)鐘信號(hào)從控制電路提供給每個(gè)功率層接口。該時(shí)鐘信號(hào)的提供可以通過(guò)如圖7中圖示的三角波形的重新計(jì)算來(lái)避免對(duì)時(shí)鐘恢復(fù)的需要。因此，定時(shí)信號(hào)的重新計(jì)算可以基于所傳送的時(shí)鐘信號(hào)同步地執(zhí)行。盡管在并行逆變器的背景下描述了前面的技術(shù)，但是應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)控制單個(gè)逆變器的開(kāi)關(guān)時(shí)可以使用相同的技術(shù)。就是說(shuō)，控制電路可以適于生成定時(shí)信號(hào)或者可以從其得到定時(shí)信號(hào)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以被發(fā)送到單個(gè)逆變器的功率層接口，其如上文討論的那樣重構(gòu)用于改變單個(gè)逆變器的固態(tài)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)的定時(shí)信號(hào)。在某些背景下，這可以允許簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線、逆變器的模塊化功率層、這種電路的編程的模塊性等。還應(yīng)當(dāng)注意，盡管這里公開(kāi)了用于驅(qū)動(dòng)逆變器的固態(tài)開(kāi)關(guān)的定時(shí)信號(hào)的計(jì)算或重新計(jì)算的特定技術(shù)，但是也可以使用其他技術(shù)。就是說(shuō)，控制電路可以將信息傳送到功率層電路，該信息允許通過(guò)其他算法在功率層電路處建立開(kāi)關(guān)定時(shí)。圖10呈現(xiàn)了具有上述類型的系統(tǒng)的多個(gè)、并行驅(qū)動(dòng)器布置的示例性實(shí)施例。在圖 10的實(shí)現(xiàn)方案中，提供了多個(gè)模塊化電氣殼體，其彼此連結(jié)以形成包括若干個(gè)并行驅(qū)動(dòng)器 16、18和20的公共驅(qū)動(dòng)器。通常由附圖標(biāo)記146指示的殼體均具有門(mén)148，其可以打開(kāi)以接入各個(gè)并行驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部部件。如上文提到的，這些殼體中的一個(gè)可以容器控制器22，其如上文所述通過(guò)光纖耦合到該同一驅(qū)動(dòng)器和其他并行驅(qū)動(dòng)器。在每個(gè)驅(qū)動(dòng)器中，在逆變器 152上方容納轉(zhuǎn)換器150。殼體中的這些電路的特定布置可以改變，但是已發(fā)現(xiàn)圖示實(shí)施例允許便利地組合地或分立地移除各個(gè)電路用于服務(wù)、更換等。轉(zhuǎn)換器耦合到每個(gè)殼體(未示出)中的線路側(cè)總線，用于從線路拉出功率以轉(zhuǎn)換為DC功率，該DC功率由DC總線導(dǎo)體 (未示出)傳送到各個(gè)逆變器。相似地，每個(gè)逆變器耦合到各個(gè)殼體中的公共負(fù)載側(cè)總線， 其向負(fù)載提供輸出功率。除了圖10中圖示的殼體，可以提供分立的殼體用于配線連接、通信連接等。每個(gè)部分的基部處的吹風(fēng)機(jī)1 允許冷卻空氣在電路的散熱器或者其他冷卻部件上流通。該冷卻空氣可以由每個(gè)驅(qū)動(dòng)器部分的頂部處的通風(fēng)孔156排出。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如圖11、12和13中所示，在每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的功率層并行地生成柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)允許高度的同步性。特別地，圖11是如上文所述操作的三個(gè)并行驅(qū)動(dòng)器的輸出電流的電流跡線158。通過(guò)沿豎直軸160的電流幅值以及沿水平軸162的時(shí)間以圖形方式圖示了該電流跡線。如可以從圖中看出的，在輸出電流之間測(cè)量的極小的電流失衡疊加到這些電流，導(dǎo)致了極小的環(huán)流。圖12呈現(xiàn)了如通常由附圖標(biāo)記164指示的開(kāi)關(guān)接通門(mén)控同步測(cè)量結(jié)果。在該圖中，通過(guò)沿豎直軸166的幅值和沿水平軸168的時(shí)間表示柵極信號(hào)。圖示了三個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)170、172、174，其示出了驅(qū)動(dòng)器之間的接通定時(shí)中的優(yōu)秀的同步性。相似地，圖13呈現(xiàn)了如通常由附圖標(biāo)記176指示的關(guān)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)門(mén)控同步測(cè)量結(jié)果。這里再次地，如軸178 相對(duì)時(shí)間180指示的，豎直地圖示柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。三個(gè)斷開(kāi)信號(hào)182、184和186被再次圖示為具有定時(shí)的高度同步性。而且，可以注意，前面的技術(shù)有效地建立了可以被稱為“主/從”系統(tǒng)的系統(tǒng)以及用于生成功率層電路使用的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的方法。就是說(shuō)，控制電路生成三角載波并且確定U、V和W相柵極定時(shí)。重新計(jì)算該定時(shí)所需的數(shù)據(jù)被發(fā)送到功率層電路。不論使用單個(gè)功率層(用于單個(gè)逆變器)還是多個(gè)功率層(例如，在所描述的并行布置中)，情況都是這樣。當(dāng)使用多個(gè)并行功率層時(shí)，相同的數(shù)據(jù)被同時(shí)并行地發(fā)送到所有功率層。隨后各功率層用作從設(shè)備，基于相同的信息重新計(jì)算定時(shí)。同步脈沖的使用允許功率層保持與控制電路同步并且保持彼此同步(同步脈沖有效地重新設(shè)置每個(gè)功率層中的計(jì)數(shù)器)。隨后將時(shí)鐘增量寫(xiě)入到功率層中的波形生成器，并且通過(guò)每個(gè)同步脈沖處的中斷來(lái)鎖存數(shù)據(jù)。本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)方案，包括但不限于方案1. 一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于將輸入交流AC功率轉(zhuǎn)換為直流DC功率的轉(zhuǎn)換器和用于將DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC功率的、耦合到所述轉(zhuǎn)換器的逆變器；共享線路側(cè)總線，耦合到所述驅(qū)動(dòng)模塊的所述轉(zhuǎn)換器，用于提供輸入AC功率；共享負(fù)載側(cè)總線，耦合到所述逆變器，用于將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出；以及公共控制器，耦合到所有逆變器并且被配置為向所述逆變器提供信號(hào)，以允許每個(gè)逆變器彼此分離地以及并行地生成用于各個(gè)逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。方案2.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)逆變器包括功率層處理電路，其在操作期間從所述公共控制器接收信號(hào)并且基于接收信號(hào)生成關(guān)于所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)。方案3.根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)逆變器的所述功率層處理電路從所述公共控制電路接收足以計(jì)算載波波形以及關(guān)于輸出功率的三相的所述功率電子開(kāi)關(guān)的占空周期的信號(hào)。
方案4.根據(jù)方案3所述的系統(tǒng)，其中來(lái)自所述公共控制電路的信號(hào)包括三角載波波形增量、死時(shí)間以及輸出相比較值。方案5.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中所述控制電路經(jīng)由并行的光纜耦合到所述逆變器。方案6.根據(jù)方案5所述的系統(tǒng)，其中所述光纜具有基本上相同的長(zhǎng)度。方案7.根據(jù)方案5所述的系統(tǒng)，其中所述光纜均包括僅2個(gè)并行的光纖。方案8.根據(jù)方案7所述的系統(tǒng)，其中所述光纖中的一個(gè)專用于從所述公共控制電路到各個(gè)逆變器的數(shù)據(jù)傳送，以及所述光纖中的另一個(gè)專用于從各個(gè)逆變器到所述公共控制電路的數(shù)據(jù)傳送。方案9.根據(jù)方案5所述的系統(tǒng)，其中所述光纜均僅包括3個(gè)并行的光纖。方案10.根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中所述光纖中的第一個(gè)專用于從所述公共控制電路到各個(gè)逆變器的數(shù)據(jù)傳送，所述光纖中的第二個(gè)專用于從各個(gè)逆變器到所述公共控制電路的數(shù)據(jù)傳送，以及所述光纖中的第三個(gè)專用于從所述公共控制電路向各個(gè)逆變器提供時(shí)鐘信號(hào)。方案11.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中直接經(jīng)由所述共享負(fù)載側(cè)總線將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出而不會(huì)在它們之間插入電感分量。方案12. —種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于將輸入交流AC功率轉(zhuǎn)換為直流DC功率的轉(zhuǎn)換器和用于將DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC功率的、耦合到所述轉(zhuǎn)換器的逆變器；公共控制器，耦合到所有逆變器并且被配置為向所述逆變器提供信號(hào)，以允許每個(gè)逆變器彼此分離地和并行地生成用于各個(gè)逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)；共享線路側(cè)總線，耦合到所述驅(qū)動(dòng)模塊的所述轉(zhuǎn)換器，用于提供輸入AC功率；以及共享負(fù)載側(cè)總線，耦合到所述逆變器，用于將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出而不會(huì)在它們之間插入電感分量；其中每個(gè)逆變器包括功率層處理電路，其在操作期間從所述公共控制器接收信號(hào)并且基于接收信號(hào)生成關(guān)于所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)。方案13.根據(jù)方案12所述的系統(tǒng)，其中所述控制電路經(jīng)由具有基本上相同長(zhǎng)度的并行的光纜耦合到所述逆變器。方案14.根據(jù)方案13所述的系統(tǒng)，其中所述光纜均包括僅2個(gè)并行的光纖，所述光纖中的一個(gè)專用于從所述公共控制電路到各個(gè)逆變器的數(shù)據(jù)傳送，以及所述光纖中的另一個(gè)專用于從各個(gè)逆變器到所述公共控制電路的數(shù)據(jù)傳送。方案15.根據(jù)方案12所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)逆變器的所述功率層處理電路從所述公共控制電路接收足以計(jì)算載波波形以及關(guān)于輸出功率的三相的所述功率電子開(kāi)關(guān)的占空周期的信號(hào)。方案16.根據(jù)方案15所述的系統(tǒng)，其中來(lái)自所述公共控制電路的信號(hào)包括三角載波波形增量、死時(shí)間以及輸出相比較值。方案17. —種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于將輸入交流AC功率轉(zhuǎn)換為直流DC功率的轉(zhuǎn)換器和用于將DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC功率的、耦合到所述轉(zhuǎn)換器的逆變器；公共控制器，其耦合到所有逆變器并且被配置為向所述逆變器提供信號(hào)，以允許每個(gè)逆變器彼此分離地和并行地生成用于各個(gè)逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)；共享線路側(cè)總線，耦合到所述驅(qū)動(dòng)模塊的所述轉(zhuǎn)換器，用于提供輸入AC功率；共享負(fù)載側(cè)總線，耦合到所述逆變器，用于將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出而不會(huì)在它們之間插入電感分量；其中每個(gè)逆變器經(jīng)由各個(gè)光纜耦合到所述公共控制電路，并且包括功率層處理電路，其在操作期間經(jīng)由各個(gè)光纜從所述公共控制器接收信號(hào)并且基于接收信號(hào)生成關(guān)于所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)，任何兩個(gè)逆變器的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)彼此之間相差不超過(guò) 40ns ο方案18.根據(jù)方案17所述的系統(tǒng)，其中所述光纜均包括僅2個(gè)并行的光纖，所述光纖中的一個(gè)專用于從所述公共控制電路到各個(gè)逆變器的數(shù)據(jù)傳送，以及所述光纖中的另一個(gè)專用于從各個(gè)逆變器到所述公共控制電路的數(shù)據(jù)傳送。方案19.根據(jù)方案17所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)逆變器的所述功率層處理電路從所述公共控制電路接收足以計(jì)算載波波形以及關(guān)于輸出功率的三相的所述功率電子開(kāi)關(guān)的占空周期的信號(hào)。方案20.根據(jù)方案19所述的系統(tǒng)，其中來(lái)自所述公共控制電路的信號(hào)包括三角載波波形增量、死時(shí)間以及輸出相比較值。盡管這里圖示和描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到許多修改和改變。因此，應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求旨在涵蓋落在本發(fā)明的真實(shí)精神內(nèi)的所有這樣的修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于將輸入交流AC功率轉(zhuǎn)換為直流DC功率的轉(zhuǎn)換器和用于將DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC功率的、耦合到所述轉(zhuǎn)換器的逆變器； 共享線路側(cè)總線，耦合到所述驅(qū)動(dòng)模塊的所述轉(zhuǎn)換器，用于提供輸入AC功率； 共享負(fù)載側(cè)總線，耦合到所述逆變器，用于將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出；以及公共控制器，耦合到所有逆變器并且被配置為向所述逆變器提供信號(hào)，以允許每個(gè)逆變器彼此分離地以及并行地生成用于各個(gè)逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)逆變器包括功率層處理電路，其在操作期間從所述公共控制器接收信號(hào)并且基于接收信號(hào)生成關(guān)于所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)逆變器的所述功率層處理電路從所述公共控制電路接收足以計(jì)算載波波形以及關(guān)于輸出功率的三相的所述功率電子開(kāi)關(guān)的占空周期的信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中直接經(jīng)由所述共享負(fù)載側(cè)總線將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出而不會(huì)在它們之間插入電感分量。
5.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于將輸入交流AC功率轉(zhuǎn)換為直流DC功率的轉(zhuǎn)換器和用于將DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC功率的、耦合到所述轉(zhuǎn)換器的逆變器；公共控制器，耦合到所有逆變器并且被配置為向所述逆變器提供信號(hào)，以允許每個(gè)逆變器彼此分離地和并行地生成用于各個(gè)逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)；共享線路側(cè)總線，耦合到所述驅(qū)動(dòng)模塊的所述轉(zhuǎn)換器，用于提供輸入AC功率；以及共享負(fù)載側(cè)總線，耦合到所述逆變器，用于將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出而不會(huì)在它們之間插入電感分量；其中每個(gè)逆變器包括功率層處理電路，其在操作期間從所述公共控制器接收信號(hào)并且基于接收信號(hào)生成關(guān)于所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述控制電路經(jīng)由具有基本上相同長(zhǎng)度的并行的光纜耦合到所述逆變器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述光纜均包括僅2個(gè)并行的光纖，所述光纖中的一個(gè)專用于從所述公共控制電路到各個(gè)逆變器的數(shù)據(jù)傳送，以及所述光纖中的另一個(gè)專用于從各個(gè)逆變器到所述公共控制電路的數(shù)據(jù)傳送。
8.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于將輸入交流AC功率轉(zhuǎn)換為直流DC功率的轉(zhuǎn)換器和用于將DC功率轉(zhuǎn)換為頻率受控AC功率的、耦合到所述轉(zhuǎn)換器的逆變器；公共控制器，其耦合到所有逆變器并且被配置為向所述逆變器提供信號(hào)，以允許每個(gè)逆變器彼此分離地和并行地生成用于各個(gè)逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 共享線路側(cè)總線，耦合到所述驅(qū)動(dòng)模塊的所述轉(zhuǎn)換器，用于提供輸入AC功率； 共享負(fù)載側(cè)總線，耦合到所述逆變器，用于將來(lái)自所有驅(qū)動(dòng)模塊的頻率受控AC功率組合為公共AC輸出而不會(huì)在它們之間插入電感分量；其中每個(gè)逆變器經(jīng)由各個(gè)光纜耦合到所述公共控制電路，并且包括功率層處理電路，其在操作期間經(jīng)由各個(gè)光纜從所述公共控制器接收信號(hào)并且基于接收信號(hào)生成關(guān)于所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)，任何兩個(gè)逆變器的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)彼此之間相差不超過(guò)40ns。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述光纜均包括僅2個(gè)并行的光纖，所述光纖中的一個(gè)專用于從所述公共控制電路到各個(gè)逆變器的數(shù)據(jù)傳送，以及所述光纖中的另一個(gè)專用于從各個(gè)逆變器到所述公共控制電路的數(shù)據(jù)傳送。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)逆變器的所述功率層處理電路從所述公共控制電路接收足以計(jì)算載波波形以及關(guān)于輸出功率的三相的所述功率電子開(kāi)關(guān)的占空周期的信號(hào)。
全文摘要
多個(gè)逆變器電機(jī)驅(qū)動(dòng)器并行地互連以向電機(jī)提供公共輸出。公共控制電路經(jīng)由光纜耦合到所有并行驅(qū)動(dòng)器并且向每個(gè)逆變器的功率層電路提供信號(hào)，用于在功率層處生成關(guān)于各個(gè)逆變器功率電子開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)。得到的定時(shí)呈現(xiàn)了高度的同步性，使得在并行驅(qū)動(dòng)器的輸出中出現(xiàn)極小的失衡，導(dǎo)致非常低的環(huán)流。
文檔編號(hào)H02P27/06GK102340280SQ201110213048
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者蘭加拉詹·M·塔拉姆, 拉塞爾·J·克爾克曼, 理查德·H·拉多舍維奇, 阿蘭·J·坎貝爾 申請(qǐng)人:洛克威爾自動(dòng)控制技術(shù)股份有限公司