[發明專利]用于改善電機驅動功率因數控制的系統和方法

有效

• 申請號: 200810085700.X
• 申請日: 2008-01-28
• 公開（公告）號: CN101267186A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: N·R·扎格里;J·C·懷斯曼;Y·肖
• 申請（專利權）人: 洛克威爾自動控制技術股份有限公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02M1/42;H02M5/44
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陳煒

1.一種電機驅動系統，包括：

開關整流器，所述開關整流器包括與交流輸入耦合，并且根據第一組開關控制信號操作的第一組開關設備，以選擇性將交流輸入耦合至中間直流鏈路以提供直流鏈路電流；

逆變器，所述逆變器包括與直流鏈路耦合，并且根據第二組開關控制信號操作的第二組開關設備，以將交流輸出電流提供給電機；以及

控制器，操作上與所述開關整流器和所述逆變器耦合，以提供所述第一和第二組開關控制信號，所述控制器包括：

電機控制元件，根據電機反饋和設定值或曲線圖確定所需電機控制電流值，

功率因數控制元件，確定對應于與交流輸入相關聯的輸入電容的所需功率因數補償電流值，

整流器控制元件，用于將所述第一組開關控制信號提供給開關整流器，以根據所需的電機控制電流值和所需的功率因數補償電流值，在至少一部分的電機轉速范圍內提供增加的直流鏈路電流以控制所述電機驅動系統的功率因數，以及

逆變器控制元件，用于將第二組開關控制信號提供給逆變器，以根據所需的電機控制電流提供交流輸出。

2.權利要求1所述的電機驅動系統，其特征在于，所述逆變器控制元件根據所需的功率因數補償電流值，以減小的增益運行。

3.權利要求2所述的電機驅動系統，其特征在于，所述逆變器控制元件在根據所需的電機控制電流值將交流輸出電流提供給電機的同時，在所述第二組開關控制信號中提供至少一個旁路態，以根據所需的功率因數補償電流值選擇性旁路一部分直流鏈路電流。

4.權利要求2所述的電機驅動系統，其特征在于，所述逆變器控制元件在根據所需的電機控制電流值將交流輸出電流提供給電機的同時，提供所述第二組開關控制信號以根據所需的功率因數補償電流值選擇性減少電機磁通。

5.權利要求1所述的電機驅動系統，其特征在于，所述整流器控制元件在電機速度低于第一速度值時，提供所述第一組開關控制信號用于增大的直流鏈路電流，所述第一速度值小于滿額電機速度。

6.一種用于控制電機驅動系統的功率因數的控制系統，所述電機驅動系統具有將直流鏈路電流提供至逆變器的開關整流器，所述控制系統包括：

電機控制元件，根據電機反饋和設定值或曲線圖確定所需的電機控制電流值；

功率因數控制元件，確定對應于與所述整流器的交流輸入相關聯的輸入電容的所需的功率因數補償電流值；

整流器控制元件，用于將第一組開關控制信號提供給所述開關整流器，以根據所需的電機控制電流值和所需的功率因數補償電流值，在至少一部分的電機轉速范圍內，提供增加的直流鏈路電流，從而控制所述電機驅動系統的功率因數；和

逆變器控制元件，用于根據所需電機控制電流，將第二組開關控制信號提供給逆變器，從而提供交流輸出。

7.權利要求6所述的控制系統，其特征在于，所述逆變器控制元件根據所需的功率因數補償電流值，以減小的增益運行。

8.權利要求7所述的控制系統，其特征在于，所述逆變器控制元件在根據所需的電機控制電流值將交流輸出電流提供給電機的同時，在所述第二組開關控制信號中提供至少一個旁路態，以根據所需的功率因數補償電流值選擇性旁路-部分直流鏈路電流。

9.權利要求6所述的控制系統，其特征在于，所述整流器控制元件在電機速度低于第一速度值時，提供第一組開關控制信號用于增大的直流鏈路電流，所述第一速度值小于滿額電機速度。

10.一種用于控制交流電機的方法，包括：

利用開關整流器整流交流輸入，以提供直流鏈路電流；

利用逆變器逆變直流鏈路電流，以將交流輸出電流提供給電機；

根據電機反饋和設置值或曲線圖，確定所需的電機控制電流值；

確定對應于與交流輸入相關聯的輸入電容的所需的功率因數補償電流值；

控制開關整流器，以根據所需的電機控制電流值和所需的功率因數補償電流值，在至少一部分的電機速度范圍內提供增大的直流鏈路電流；以及

根據所需的電機控制電流，控制逆變器以提供交流輸出。