ＵＰＳ变频器和线路调节器制造技术

在此揭示的系统和方法监视和控制给ＵＰＳ、变频器或线路调节器中的一个或多个的变换器的输入。至少部分地由纹波电压造成的畸变能从控制给该变换器的输入电流中除去。在此描述的系统和方法提供简单有效的减少或消除在同步和异步操作模式期间来自变换器输入电流一种或多种次谐波振荡和总谐波畸变。该变换器可能包括一个或多个整流器和逆变器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的至少一个实施方案通常涉及变换器的控制，更具体地说，涉及至少与 不间断电源、变频器和线路调节器之一相关联的变换器的控制。
技术介绍
至少形成不间断电源(UPS)、变频器或线路调节器的部件的变换器用来把可靠 的电力提供给许多不同类型的电子设备。时常，这样的电子设备需要来自变换器的特定 的电压和/或电流输入。变换器输入电流中不想要的畸变能通过变换器输出加到用电设 备上，这将造成低效操作、生产力损失，而且可能需要昂贵的电子元器件维护和更换费用。图1提供典型变换器100的方框图，该变换器形成把稳定功率和备份功率提供给 负荷140的UPS的部件。与图1所示类似的UPS可从West Kingston的美国能量变换公 司(American PowerConversion (APC) Corporation) RI 购买。变换器 100 可以包括整流器 110、逆变器120、控制器130和电池150。变换器100有分别与输入AC电源的输电线 和中性线联结的输入端112和114而且有把输出线和中性线提供给负荷140的输出端116 和 118。在线操作模式中，在控制器130的控制下，整流器110接受交流输入电压并且以 输出线121和122提供相对于公用线124正的和负的DC输出电压。在电池操作模式中， 在失去输入的交流功率之时，整流器110利用电池150产生DC电压。公用线124可能 与输入中性线114和输出中性线118联结通过变换器100提供连续的中性线。逆变器120 接受来自整流器110的DC电压并且以输电线116和118提供AC输出电压。
技术实现思路
在此揭示的系统和方法监视和控制给UPS、变频器或线路调节器中的一个或多 个的变换器的输入。为了提高效率，至少部分地由纹波电压造成的畸变可以从控制信号 中除去。此外，给变换器的输入电流可以受到控制。这将改善变换器的操作和至少减少 或消除来自变换器输入的谐波畸变和次谐波振荡信号之一。本专利技术的至少一个方面指向 用来控制变换器的方法。该方法接受包括诸如纹波电压之类的畸变的电压信号并且部分 地基于该电压信号通过将该电压信号与参考信号与进行比较确定控制信号。该控制信号 可以包括与纹波电压相关联的畸变。该方法通过至少滤掉一部分来自该控制信号的纹波 电压产生畸变比该控制信号少的平均控制信号。该方法至少部分地基于该平均控制信号 产生参考电流值并且向该参考电流值驱动变换器的输入电流。本专利技术的至少一个其它方面指向用来控制变换器的系统。该系统包括与变换器 相关联而且包括滤波器的控制模块。该滤波器适合接受有与纹波电压相关联的畸变的控 制信号，该滤波器还适合产生实质上没有纹波电压的平均控制信号。该控制模块适合至 少部分地基于该平均控制信号产生参考电流值，该控制模块进一步适合向该参考电流值驱动变换器的输入电流。本专利技术的至少一个其它方面指向用来控制不间断电源的系统。该系统包括用 来过滤有与纹波电压相关联的畸变的控制信号产生实质上没有畸变的平均控制信号的装 置。控制模块与不间断电源相关联，该控制模块适合至少部分地基于该平均控制信号产 生参考电流值。该控制模块进一步适合向该电流参考值驱动不间断电源的输入电流。本专利技术的至少一个其它方面指向一种存有包括将促使处理器控制变换器接受包 括纹波电压的电压信号的指令的指令序列的计算机易读的媒体。那些指令促使处理器控 制变换器部分地基于该电压信号通过将该电压信号与参考信号进行比较确定控制信号， 该控制信号包括与纹波电压相关联的畸变。那些指令促使处理器控制变换器通过至少滤 掉一部分来自该控制信号的纹波电压产生平均控制信号并且至少部分地基于该平均控制 信号产生参考电流值。那些指令促使处理器控制变换器向参考电流值驱动变换器的输入 电流并且把该输入电流加给至少与不间断电源、变频器和线路调节器之一相关联的整流器。这些方面的各种不同的各种不同的实施方案可能包括为变换器的输入电流提供 功率因数校正或者偏移该平均控制信号的相位。至少一个实施方案可能包括把来自变换 器的输出电流提供给负荷。在各种不同的实施方案中，从变换器到负荷的输出电流可能 有与变换器的输入电流同步或异步的频率。在一个实施方案中，纹波电压可以从电压信 号中滤掉，而且该电压信号可能被向参考电压值驱动。一个实施方案包括按电压信号周 期的众多时间例证抽取控制信号子样以产生平均控制信号。在各种不同的实施方案中， 至少整流器和逆变器之一可能与变换器相关联，而且滤波器可能适合至少将一部分次谐 波振荡信号、总谐波畸变信号或两者从变换器的输入电流中除去。在一个实施方案中， 超前滞后补偿器调整平均控制信号的相位。在各种不同的实施方案中，脉宽调制控制信 号占空比的调整把变换器的输入电流向参考电流值驱动。这些目标和目的是用依照权利要求1和任何其它权利要求的方法和系统实现 的。进一步的细节可以在剩余的权利要求中找到。在此揭示的系统和方法的其它方面 和优势从下面与仅仅作为范例举例说明本专利技术的原则的附图相结合的详细描述将变得明显。附图说明这些附图不打算依比例绘制。在这些附图中，每个在各种不同的附图中列举的 同一的或几乎同一的元器件将用相似的数字表示。为了清楚，可能并非每个元器件在每 幅附图中都被标注出来。在这些附图中图1是依照本专利技术的实施方案举例说明变换器的功能方框图；图2是依照本专利技术的实施方案举例说明变换器的控制的系统方框图；图3是依照本专利技术的实施方案举例说明变换器输入电流的次谐波振荡的曲线 图；图4是依照本专利技术的实施方案举例说明变换器输入电流的总谐波畸变的曲线 图；图5是依照本专利技术的实施方案举例说明移动平均滤波器的增益特征的曲线图6是依照本专利技术的实施方案举例说明变换器的控制的方框图；图7是依照本专利技术的一个实施方案举例说明移动平均滤波器的信号滤波的曲线 图；图8是依照本专利技术的一个实施方案描绘变换器的操作的曲线图；而图9是依照本专利技术的实施方案用来控制变换器的方法的流程图。具体实施例方式这项专利技术在其应用方面不局限于在下面的描述中陈述的和在附图中举例说明的 元器件的构造和安排的细节。本专利技术可以有其它的实施方案而且能够以各式各样的方式 实践或实现。另外，在此使用的片语和术语是为了描述，不应该被视为限制。本专利技术的至少一个实施方案改善变换器(例如，图1的变换器)的控制。然而， 本专利技术的实施方案不局限于图1的变换器，而是可能通常用于其它的变换器、电源、变 频器线路调节器或其它系统。如用于举例说明的附图所示，本专利技术可能体现在用来控制变换器的系统和方法 之中。这些系统和方法能向减少畸变的参考电流值驱动变换器的输入电流。在此揭示的 系统和方法的实施方案用来滤掉次谐波振荡、谐波畸变或两者。图2是依照本专利技术的实施方案举例说明变换器的控制系统200的方框图。系统 200通常包括至少一个变换器205。变换器205可能包括把交流(AC)信号变换成DC (DC) 信号或者把DC信号变换成AC信号的电路。在一个实施方案中，变换器205包括把AC 信号变换成DC信号和把DC信号变换成AC信号的电路。变换器205可能包括不间断电 源、变频器或线路调节器。举例来说在一个实施方案中，变换器205能包括维持连续地 或几乎连续地给各种不同的负荷供应电力的不间断电源(U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来控制变换器的方法，该方法包括：　　接受包括纹波电压的电压信号；　　部分地基于该电压信号通过将该电压信号与参考信号进行比较确定控制信号，该控制信号包括与纹波电压相关联的畸变；　　通过至少滤掉一部分来自该控制信号的纹波电压产生平均控制信号；　　至少部分地基于该平均控制信号产生参考电流值；以及把变换器的输入电流向该参考电流值驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-3-24 12/054,1091.一种用来控制变换器的方法，该方法包括 接受包括纹波电压的电压信号；部分地基于该电压信号通过将该电压信号与参考信号进行比较确定控制信号，该控 制信号包括与纹波电压相关联的畸变；通过至少滤掉一部分来自该控制信号的纹波电压产生平均控制信号； 至少部分地基于该平均控制信号产生参考电流值；以及 把变换器的输入电流向该参考电流值驱动。2.根据权利要求1的方法，其中驱动输入电流包括为该变换器的输入电流提供功率因 数校正。3.根据权利要求1的方法，进一步包括 偏移该平均控制信号的相位。4.根据权利要求1的方法，进一步包括把来自变换器的输出电流提供给负荷，其中输出电流有与输入电流的频率同步的频率。5.根据权利要求1的方法，进一步包括把来自变换器的输出电流提供给负荷，其中该输出电流有与输入电流的频率异步的频率。6.根据权利要求1的方法，进一步包括 把纹波电压从该电压信号中滤掉；以及 把该电压信号向参考电压值驱动。7.根据权利要求6的方法，进一步包括 把该电压信号加给与变换器相关联的逆变器。8.根据权利要求1的方法，其中产生参考电流值包括 接受来自变换器的均方根输入信号。9.根据权利要求1的方法，其中驱动输入电流包括 调整与输入电流相关联的脉宽调制控制信号的占空比。10.根据权利要求1的方法，其中纹波电压包括整流器纹波电压和逆变器纹波电压。11.根据权利要求1的方法，进一步包括控制变换器按同步操作模式和异步操作模 式之一操作。12.根据权利要求1的方法，其中变换器至少包括不间断电源、变频器和线路调节器之一。13.根据权利要求1的方法，其中产生平均控制信号包括 按电压信号周期的众多时间例证抽取控制信号的子样。14.根据权利要求1的方法，其中接受电压信号、确定控制信号、产生平均控制信 号、产生参考电流值和向参考电流值驱动变换器的输入电流是至少部分地用处理器完成 的，而且该方法是至少部分地用储存在计算机易读的媒体之中并且用处理器运行的程序 实现的。15.—种变换器，其中包括配置成接受输入电流的输入端；配置成提供输出电流输出端； 包括滤波器的控制模块；该滤波器适合接受有与纹波电压相关联的畸变的控制信号和产生实质上没有纹波电 压的平均控制信号；该控制模块适合至少部分地基于该平均控制信号产生参考电流值；而且 该控制模块适合向参考电流值驱动变换器的输入电流。16.根据权利要求15的变换器，进一步包括 适合接受输入电流的整流器。17.根据权利要求16变换器，进一步包括与整流器相关联...

【专利技术属性】
技术研发人员：P普瑞萨德，R格霍什，D克里基克，
申请(专利权)人：美国能量变换公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]