[发明专利]用于有源前端应用的线性和非线性动态总线控制

说明书

本发明涉及用于有源前端应用的线性和非线性动态总线控制。一种电力转换器具有动态总线控制器，以控制针对马达电力流方向和再生电力流方向的整流器DC输出，其中，对于DC输出处的电力流的再生方向，控制器将DC总线电压控制在第一再生电压极限与第二再生电压极限之间，并且根据再生电力极限参数以随着DC总线电压值的增加而增加的方式来限制DC输出处的电力。对于DC输出处的电力流的马达方向，控制器将DC输出处的DC总线电压控制在第一马达电压极限与第二马达电压极限之间，并且根据马达电力极限参数以随着DC总线电压值的增加而减小的方式来限制DC输出处的电力。

技术领域

所公开的主题涉及电力转换、有源整流器及其控制技术。

背景技术

有源前端(AFE)电力转换器是根据开关控制信号进行操作以在AC形式与DC形式之间转换电力的AC-DC开关整流器。AFE转换器可以转换例如来自电网的AC输入电力以向负载提供DC电力，并且可以为电网再生电力，提供单位功率因数或其他功率因数校正(PFC)操作，并且可以在某些示例中以受控的电流失真例如根据IEEE标准5％进行操作。AFE转换器可以用于将转换器的DC输出连接至多个逆变器或一个逆变器的马达驱动应用中，所述逆变器控制驱动马达负载的一个或更多个操作参数，例如速度和/或转矩。在各种实现方式中，AFE转换器可以用于将DC侧连接至DC供应例如燃料电池、太阳能电池等的并网应用中。在其他实现方式中，AFE转换器的DC输出可以连接至DC电力存储电路或系统，例如为马达驱动的飞轮供电的逆变器、外部DC存储电容器等。在某些示例中，AFE转换器包括可以用于存储DC电力的内部DC总线电容器。内部或外部DC电力存储部件或系统有助于在具有伺服驱动器或其他负载的系统中进行操作，所述伺服驱动器或其他负载在电力从AFE转换器输出流出的马达操作与电力流入AFE转换器中的再生操作之间交替。

AFE转换器可以在不同的模式下操作，例如在第一模式下控制或调节转换器DC输出处的DC总线电压。在一个示例中，调节通过将DC总线电压调整为比输入线电压的峰值高例如2％来有助于高效操作。在第二模式下，AFE转换器可以例如根据用户设置针对DC总线电压的调节设定点手动操作。AFE转换器还可以实现下垂控制，例如，在该下垂控制中，DC总线电压被调节或控制成允许连接至共享DC总线的多个AFE转换器的并行操作。AFE转换器还可以实现功率因数校正或无功伏安(Var)控制，在该控制中，根据无功功率命令输入来调节DC总线电压。

发明内容

现在对本公开内容的各个方面进行概括以有助于对本公开内容的基本理解，其中本概要不是对本公开内容的全面概述并且既不旨在确定本公开内容的某些要素，也不旨在划定本公开内容的范围。相反，本概要的主要目的是在下文呈现的更详细的描述之前以简化的形式呈现本公开内容的构思。

根据一个方面，一种电力转换器包括AC输入、DC输出、开关电路以及控制器，该控制器被配置成在第一电压极限与第二电压极限之间选择性地调节DC总线电压，并且根据DC总线电压来限制DC输出处的电力。根据另一方面，一种方法包括：对于DC输出处的电力流的再生(motoring)方向，将DC输出处的DC总线电压控制在第一再生电压极限与第二再生电压极限之间，并且根据再生电力极限参数来限制DC输出处的电力；对于DC输出处的电力流的马达方向，将DC输出处的DC总线电压控制在第一马达电压极限与第二马达电压极限之间，并且根据马达电力极限参数来限制DC输出处的电力。在又一方面，一种非暂态计算机可读介质包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由处理器执行时使处理器：对于整流器的DC输出处的电力流的再生方向，将DC输出处的DC总线电压控制在第一再生电压极限与第二再生电压极限之间，并且根据再生电力极限参数来限制DC输出处的电力；以及对于DC输出处的电力流的马达方向，将DC输出处的DC总线电压控制在第一马达电压极限与第二马达电压极限之间，并且根据马达电力极限参数来限制DC输出处的电力。

附图说明