用于具有DC链路薄膜电容器的可调速驱动器中的稳定性控制的系统和方法技术方案

本公开提供了一种用于主动地阻尼具有DC链路薄膜电容器的可调速驱动器(ASD)的输出的控制系统，该控制系统被编程为至少基于在稳定操作点处在DC链路薄膜电容器两端的电压来计算d轴阻尼系数和q轴阻尼系数以用于稳定ASD的输出。该控制系统还被编程为：使用高通滤波器提取ASD的d轴输出电流和q轴输出电流中的d轴扰动和q轴扰动；分别用d轴阻尼系数和q轴阻尼系数来阻尼d轴扰动和q轴扰动；以及基于阻尼的d轴扰动和阻尼的q轴扰动来计算阻尼频率。该控制系统还被编程为使用阻尼频率来阻尼参考马达速度命令的旋转角以用于控制ASD。

System and method of stability control for adjustable speed drives with DC link thin film capacitors

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于具有DC链路薄膜电容器的可调速驱动器中的稳定性控制的系统和方法
技术介绍
本专利技术整体涉及可调速驱动器(ASD)，并且更具体地涉及用于当使用小型DC链路薄膜电容器时稳定ASD的输出电流的系统和方法。在常规ASD中，交流电(AC)电力输入通过整流器来转换为DC链路上的直流电(DC)电力并然后通过逆变器来转换为AC电力输出。AC电力输出具有用于操作AC马达或其他AC驱动的负载的所期望的特性。通常，在DC链路上使用在几百微法拉第(μF)与数千μF之间进行测量的大型电解电容器组以稳定DC链路电压并使ASD的逆变器侧马达控制与输入整流器操作分离。这些电解电容器组具有大容量以供用于能量存储并保持DC链路电压相当稳定。尽管电解电容器有效地稳定DC链路电压，但是它们具有若干缺点。作为一个示例，当在ASD中使用前端二极管整流器时，AC输入源电流因电解电容器组而严重地发生失真，使得低阶谐波污染公用设施电网。这些谐波可能通过连接的变压器和馈线设备引起更高均方根电流。如器械、计算机和通信系统的敏感设备可能无法正常地运行或遭受损坏。作为另一个示例，电解电容器变干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于主动地阻尼具有DC链路薄膜电容器的可调速驱动器(ASD)的输出的控制系统，所述控制系统被编程为：/n至少基于在稳定操作点处在所述DC链路薄膜电容器两端的电压来计算d轴阻尼系数和q轴阻尼系数以用于稳定所述ASD的输出；/n使用高通滤波器提取所述ASD的d轴输出电流和q轴输出电流中的d轴扰动和q轴扰动；/n分别用所述d轴阻尼系数和所述q轴阻尼系数来阻尼所述d轴扰动和所述q轴扰动；/n基于所述阻尼的d轴扰动和所述阻尼的q轴扰动来计算阻尼频率；以及/n使用所述阻尼频率来阻尼参考马达速度命令的旋转角以用于控制所述ASD。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170831 US 15/6928981.一种用于主动地阻尼具有DC链路薄膜电容器的可调速驱动器(ASD)的输出的控制系统，所述控制系统被编程为：
至少基于在稳定操作点处在所述DC链路薄膜电容器两端的电压来计算d轴阻尼系数和q轴阻尼系数以用于稳定所述ASD的输出；
使用高通滤波器提取所述ASD的d轴输出电流和q轴输出电流中的d轴扰动和q轴扰动；
分别用所述d轴阻尼系数和所述q轴阻尼系数来阻尼所述d轴扰动和所述q轴扰动；
基于所述阻尼的d轴扰动和所述阻尼的q轴扰动来计算阻尼频率；以及
使用所述阻尼频率来阻尼参考马达速度命令的旋转角以用于控制所述ASD。


2.根据权利要求1所述的控制系统，还被编程为至少基于所述DC链路薄膜电容器电压来计算所述高通滤波器的转角频率。


3.根据权利要求1所述的控制系统，还被编程为使用李雅普诺夫第一方法以7×7矩阵来分析所述ASD的稳定性。


4.根据权利要求1所述的控制系统，还被编程为使用李雅普诺夫第一方法以9×9矩阵来计算所述d轴阻尼系数和所述q轴阻尼系数。


5.根据权利要求1所述的控制系统，还被编程为基于在所述稳定操作点处的d轴定子电流和q轴定子电流、d轴定子磁通和q轴定子磁通、转子速度和电感器电流来计算所述d轴阻尼系数和所述q轴阻尼系数。


6.根据权利要求5所述的控制系统，还被编程为基于d轴扰动中间电流和q轴扰动中间电流来计算所述d轴阻尼系数和所述q轴阻尼系数。


7.根据权利要求1所述的控制系统，还被编程为通过分别将所述d轴扰动和所述q轴扰动乘以所述d轴阻尼系数和所述q轴阻尼系数来阻尼所述d轴扰动和所述q轴扰动。


8.根据权利要求1所述的控制系统，还被编程为：
将所述阻尼频率与所述参考马达速度命令相加以获得阻尼的参考马达速度命令；以及
对所述阻尼的参考马达速度命令求积分以获得所述阻尼的旋转角。


9.根据权利要求1所述的控制系统，还被编程为计算所述d轴阻尼系数和所述q轴阻尼系数以在所有额定操作条件下稳定所述ASD。


10.一种稳定具有结合在其中的DC链路薄膜电容器的可调速驱动器(ASD)的方法，所述方法包括：
在控制器处接收输入参数，所述输入参数包括来自电流传感器的由所述ASD输出的电流以及参考马达速度命令；
用所述控制器基于在所述DC链路薄膜电容器两端的至少一个稳态电压来计算d轴稳定因子和q轴稳定因子以用于稳定所述ASD；
用所述控制器将由所述ASD输出的所述电流变换为d轴电流和q轴电流；
用所述控制器中的高通滤波器分别获得所述d轴电流和所述q轴电流中的d轴扰动和q轴扰动；
用所述控制器分别使用所述d轴稳定因子和所述q轴稳定因子来补偿所述d轴扰动和所述q轴扰动；
用所述控制器基于所述补偿的d轴扰动和所述补偿的q轴扰动来计算反馈频率；以及
用所述反馈频率补偿参考马达速度命令来改变旋转角以用于控制所述ASD的逆变器。


11.根据权利要求10所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·李，姚文熙，钱振天，
申请(专利权)人：伊顿智能动力有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE