專利名稱：總線暫態(tài)狀況下的共模電壓減小的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電力轉(zhuǎn)換，并且更具體地，涉及用于減小基于電流源轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動系統(tǒng)的共模電壓(CMV)應(yīng)カ的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
電動機驅(qū)動器是將來自線路側(cè)源的輸入電力轉(zhuǎn)換為不同的形式以向負(fù)載(諸如電動機)的繞組提供受控驅(qū)動電流的電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。電流源轉(zhuǎn)換器(CSC)類型的驅(qū)動器例如通常包括開關(guān)整流器，其中AC (交流)輸入電カ選擇性地開關(guān)以產(chǎn)生被饋送到輸出逆變器的DC(直流)鏈路電流，該輸出逆變器產(chǎn)生用于以受控的速度和扭矩驅(qū)動電動機負(fù)載的單相或多相AC輸出電流。電動機驅(qū)動器的AC到DC部分和DC到AC部分兩者通常使用固態(tài)開關(guān)部件。無變壓器電壓源和電流源逆變器(VSI/CSI)的一個難題是電動機負(fù)載與地之間的共模輸出電壓，其會導(dǎo)致在電動機上增加的應(yīng)力。共模電流和電壓還會對驅(qū)動系統(tǒng)部件(諸如內(nèi)部鏈路扼流圈或其他部件)施加應(yīng)力。在一些實例中，總線暫態(tài)狀況期間的峰值共模電壓可以等于峰值線對中性點輸出電壓，這會使得電動機上的線對地電壓加倍。因此，需要一種用于尤其是在驅(qū)動系統(tǒng)的總線暫態(tài)期間減小電動機驅(qū)動器中的共模電壓應(yīng)カ的改進系統(tǒng)和方法，以防止部件故障或過早劣化。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在概括本發(fā)明的各個方面以有利于基本理解，其中，該發(fā)明內(nèi)容不是詳盡的概述，并且不g在確定某些元件或限定其范圍。相反，該發(fā)明內(nèi)容的主要目的是在下文中給出的更詳細(xì)描述之前以簡化形式給出ー些構(gòu)思。本公開內(nèi)容提出了電動機驅(qū)動和操作技木，其中，可以減小暫態(tài)狀況期間的共模電壓，以通過對旁路操作的整流器相的智能選擇來減輕或防止損壞電動機驅(qū)動器或所驅(qū)動的電動機。根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面，提供了ー種電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其包括有源整流器；逆變器，用于驅(qū)動電動機或其他負(fù)載；以及開關(guān)控制系統(tǒng)，具有整流器控制部件和耦合到整流器控制部件的總線暫態(tài)控制部件。開關(guān)控制系統(tǒng)提供用于正常操作的第一模式的開關(guān)控制信號和用于保護操作的第二模式的開關(guān)控制信號。在正常操作中，整流器對根據(jù)逆變器需求所設(shè)置的期望值而提供的電流量進行控制。在某些實施例中，諸如根據(jù)來自反饋電路的至少ー個反饋信號或值，基于出現(xiàn)在電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)處的穩(wěn)態(tài)狀況的所檢測到的或感測到的失真而在第二模式下激活總線暫態(tài)控制。在一些實施例中，這可以使用反饋機制來實現(xiàn)，該反饋機制用信號通知諸如通過在電源總線上增加另外的驅(qū)動器、在總線上増加諧波濾波器、在總線上増加功率因數(shù)校正電容器、在線加入的其他裝置、或者引起驅(qū)動器的穩(wěn)態(tài)電力狀況的改變的任何狀況而引起的系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)狀況的改變。總線暫態(tài)控制使得整流器控制部件至少部分基于選擇準(zhǔn)則而在第二模式期間使所選擇的相電路(諸如整流器相)旁路，以調(diào)節(jié)電流。在某些實施例中，至少部分基于AC輸入節(jié)點處的絕對電壓值而在任何給定時間選擇被旁路的相。在某些實現(xiàn)方式中，例如，旁路相被選擇為相關(guān)聯(lián)的絕對線對中性點電壓值最小(例如，最接近零)的相。在某些實施例中，所選擇的相是與具有最高的絕對線間電壓值的相不相關(guān)聯(lián)的相。該選擇可基于第二模式下的操作期間的絕對電壓而改變，并且某些實施例中的總線暫態(tài)控制器確定所選擇的相以按順序方式使各個相旁路，其中通過使所選擇的相中的開關(guān)器件短路而同時使其他相的開關(guān)器件開路來使諸如系統(tǒng)整流器中的所選擇的相旁路。根據(jù)本公開內(nèi)容的另外的方面，提供了一種用于操作電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的方法。該方法涉及電力驅(qū)動器的兩種操作模式。在第一模式下，將整流器開關(guān)控制信號提供到有源整流器，以轉(zhuǎn)換輸入電力從而將DC電流提供到諸如中間DC電路 ，并且對DC電流進行調(diào)節(jié)。該方法還包括監(jiān)測暫態(tài)狀況，并且在檢測到暫態(tài)時，通過使所選擇的整流器相旁路而工作在第二操作模式，以減小AC輸入端與AC輸出端之間的共模電壓。某些實施例包括在第二模式下以順序方式使整流器相短路。另外，在某些實施例中，通過使與具有最高絕對線間電壓的AC輸入節(jié)點不相關(guān)的所選擇的整流器相短路，基于絕對電壓值來選擇所旁路的整流器相。某些實施例包括使具有最小絕對線對中性點電壓值的整流器相旁路。某些實施例中的方法還包括感測整流器、中間DC電路以及逆變器中的至少ー個的暫態(tài)狀況，以及根據(jù)所感測到的暫態(tài)狀況將電動機驅(qū)動器的操作模式設(shè)置為第二模式。


以下描述和附圖詳細(xì)闡述了公開內(nèi)容的某些說明性實現(xiàn)方式，其表示可實現(xiàn)本公開內(nèi)容的各種原理的多種示例性方式。然而，所示出的示例不是本公開內(nèi)容的多個可能實施例的詳盡描述。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，將在以下詳細(xì)描述中闡述本公開內(nèi)容的其他目的、優(yōu)點和新穎特征，其中圖I是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的ー個或多個方面的具有暫態(tài)控制部件的示例性電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意圖；圖2是示出圖I的系統(tǒng)的另外細(xì)節(jié)的示意圖；圖3是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的ー個或多個方面的具有暫態(tài)控制部件的示例性電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意圖；圖4是示出在暫態(tài)總線狀況期間在電動機驅(qū)動器和被短路的所選整流器相處測量到的示例性輸入線對中性點相電壓的波形圖；圖5是示出在沒有本公開內(nèi)容的選擇性旁路控制的情況下的、在正常操作模式和在暫態(tài)狀況期間的電動機驅(qū)動器中的示例性輸入電壓狀況的波形圖；圖6a是示出在沒有本公開內(nèi)容的選擇性旁路控制的情況下的、在正常操作模式和在暫態(tài)狀況期間的電動機驅(qū)動器中的示例性中性點電阻器電壓的波形圖；圖6b是示出使用根據(jù)本公開內(nèi)容的選擇性旁路控制的、在正常操作模式和在暫態(tài)狀況期間的保護第二模式下的電動機驅(qū)動器中的示例性中性點電阻器電壓的波形圖；以及圖7-9是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的各個方面的、用于操作CSC電動機驅(qū)動器的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖，在下文中結(jié)合附圖描述多個實施例或?qū)崿F(xiàn)方式，其中，相同的附圖標(biāo)記始終用于表示相同的元件，并且其中，各個特征不一定是按比例繪制的。圖I中示出電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100，其包括示例性三相AC電壓源111，其將輸入電カ提供到電動機驅(qū)動器110，電動機驅(qū)動器110轉(zhuǎn)換輸入電カ以驅(qū)動耦合到轉(zhuǎn)換器輸出端114的電動機負(fù)載120。驅(qū)動器110是電流源轉(zhuǎn)換器(CSC)類型，其中輸入端112連接到AC電源111。盡管示出為具有三相輸入112，但是其他實施例可提供単相AC輸入或者可包括適于接收三個或更多個輸入相的多相輸入。也可想到其他電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其具有雙橋矩陣驅(qū)動器、間接矩陣驅(qū)動器或包括控制到AC輸出節(jié)點的、AC輸入節(jié)點處的AC輸入電力的開關(guān)矩陣的矩陣驅(qū)動器。CSC驅(qū)動器110在輸出端子114處提供可變頻率、可變幅度的単相或多相AC輸出電力，以驅(qū)動AC電動機負(fù)載120，AC電動機負(fù)載120在所示出的示例中具有三相繞組。在其他實施例中，輸出端114可提供単相AC輸出或者可以是任意數(shù)量的相。電動機驅(qū)動器110包括具有DC鏈路扼流圈的中間DC電路150，該DC鏈路扼流圈具有上部繞組WA和下部繞組WB，上部繞組WA和下部繞組WB耦合在其中包括有開關(guān)器件的輸入整流器IlOa與輸出逆變器IlOb之間。 在某些實施例中，DC鏈路可以是簡單的DC電路電感器或者如所示出的示例中的共模扼流圈。另外，所示出的驅(qū)動器110提供輸入濾波，該輸入濾波包括在每個輸入相中的電感器Li和耦合在輸入線A、B、C與其各自的輸入中性節(jié)點之間的輸入濾波器電容器Ci。整流器IlOa是例如通過中間DC電路150與輸出逆變器IlOb耦合的電流源整流器(CSR)，并且ー個或多個隔離部件(例如，未示出的變壓器)可以可選地包括在驅(qū)動器110中。輸出逆變器IlOb是例如適于接收DC電路150的DC輸出的電流源逆變器(CSI)，用于在輸出端114處生成AC輸出，輸出端114經(jīng)由線U、V和W將輸出電カ提供到電動機負(fù)載120，并且輸出逆變器IlOb包括耦合在負(fù)載120與輸出中性節(jié)點之間的輸出電容器Cm。有源整流器IlOa包括多相/單相電路或橋臂級，多相/単相電路或橋臂級具有耦合在輸入端112與DC電路150之間的開關(guān)器件S1-S6的布置，并且有源整流器IlOa根據(jù)開關(guān)控制系統(tǒng)140的整流器控制部件144a提供的多個整流器開關(guān)控制信號142a而工作。這些相包括例如其中分別具有開關(guān)器件的第一相121、第二相123以及第三相125。整流器IlOa不受其中的相布置的數(shù)量限制，并且可包括具有用于電流流動的其他開關(guān)器件的一相或多相布置。例如，第一、第二和第三相121、123和125具有分別以串聯(lián)布置連接的ー對開關(guān)器件。在正常操作模式下，通過各相的整流器開關(guān)S1-S6來切換AC輸入電力，以在中間電路150中產(chǎn)生中間DC總線電流Idc。逆變器IlOb其中包括與DC電路150和輸出端114耦合的相的開關(guān)器件S7-S12，開關(guān)器件S7-S12根據(jù)相應(yīng)的開關(guān)控制信號142b而工作。開關(guān)控制系統(tǒng)140的逆變器控制部件144b提供開關(guān)控制信號142b，以選擇性地轉(zhuǎn)換來自DC電路150的DC電力，從而提供AC輸出電カ來驅(qū)動電動機負(fù)載120。在保護操作模式下，例如，整流器電路的一相或多相被開路，同時ー個或多個不同的相被短路，以保護驅(qū)動器免受在電路的線上感測到的穩(wěn)態(tài)失真。例如，反饋電路118感測電カ信號中的電網(wǎng)輸入處的暫態(tài)(諸如諧波和背景失真)，并且基于將驅(qū)動器置于保護模式/狀態(tài)的所感測的暫態(tài)狀況，以防止對任何部件的損壞。在某些實現(xiàn)方式中，可以經(jīng)由反饋系統(tǒng)118來測量電網(wǎng)側(cè)濾波器電路112的電容器Ci處的(例如，線對中性點)電壓以用于線路側(cè)暫態(tài)控制，其中總線暫態(tài)的常見原因是電網(wǎng)側(cè)接地故障、PFC電容器開關(guān)等。其他暫態(tài)源可以包括在電源總線上增加另外的驅(qū)動器，在總線上増加諧波濾波器、在總線上增加功率因數(shù)校正電容器或者在線加入或離線取走的其他裝置。暫態(tài)狀況可以是引起電動機驅(qū)動電路的導(dǎo)線中的電信號的波動的任意狀況的結(jié)果。暫態(tài)狀況是在引起電路的傳導(dǎo)路徑內(nèi)的幅度、頻率、電力、能量、電壓、電流等從多個正常操作水平的線性、指數(shù)或不受控的混亂改變電カ狀況中，在浪涌期間發(fā)生的、線路的穩(wěn)態(tài)狀況或正常操作電カ狀況的改變。有時，暫態(tài)會達(dá)到例如線路電壓的兩倍，此時，在沒有實現(xiàn)任何保護的情況下，通常導(dǎo)致驅(qū)動器內(nèi)的裝置故障或過早劣化。
DC電路150具有鏈接整流器IlOa和逆變器IlOb的開關(guān)的DC鏈路扼流圈或電感器，并且提供正向電流路徑。然而，DC電路是可選的并且可想到其他配置，諸如雙橋矩陣驅(qū)動器、間接矩陣或矩陣驅(qū)動器。圖I所示示例的第一繞組WA是鏈路扼流圈的正向或正DC路徑，其具有連接到上部開關(guān)S1-S3的第一端Al和與上部CSI開關(guān)S7-S9耦合的第二端A2，并且負(fù)或返回DC路徑中的第二繞組WB具有耦合到下部CSR開關(guān)S4-S6的第一端BI和耦合到下部開關(guān)S10-S12的第二端B2。開關(guān)器件S1-S6和S7-S12可以是根據(jù)開環(huán)或閉環(huán)形式的ー個或多個任意適當(dāng)類型或形式的開關(guān)方案(諸如相位控制、脈寬調(diào)制等)來控制的任意適當(dāng)可控電開關(guān)類型(例如，IGCT、GT0、晶閘管、IGBT等)。在某些實施例中，逆變器IlOb的開關(guān)器件S7-S12是強迫換流器件，包括但不限于SGCT、IGBT或GT0，并且整流器IlOa的開關(guān)器件S1-S6可以是諸如上述器件的強迫換流器件以及諸如晶閘管的換相換流器件。在這點上，晶閘管器件可用于強迫換流器件形式的逆變器開關(guān)器件S7-S12，其中額外的電路被添加到器件觸發(fā)電路。電動機驅(qū)動器110還包括開關(guān)控制系統(tǒng)140，開關(guān)控制系統(tǒng)140包括ー個或多個處理器和相關(guān)聯(lián)的存儲器以及I/o電路(未示出)，該I/O電路包括用于生成開關(guān)控制信號142的驅(qū)動器電路，以選擇性地激勵開關(guān)器件。例如，也可采用單獨的開關(guān)控制系統(tǒng)，其中共享互連和信息，以便于協(xié)調(diào)驅(qū)動器110的操作。驅(qū)動器110還包括與輸入端112、整流器110a、DC電路150、逆變器IlOb以及輸出端114可操作地耦合的反饋系統(tǒng)118。反饋系統(tǒng)118包括用于提供一個或多個反饋信號和/或值118a的一個或多個感測元件，這ー個或多個反饋信號和/或值118a表示輸入端112、整流器110a、中間DC電路150、逆變器IlOb和/或輸出端114處的電力狀況。例如，在連接驅(qū)動器110的總線處所測量到的穩(wěn)態(tài)狀況的改變可以決定提供到開關(guān)控制系統(tǒng)140的反饋信號和/或值。開關(guān)控制系統(tǒng)140可被提供有一個或多個設(shè)置點或期望值141以及來自反饋系統(tǒng)118的一個或多個反饋信號或值118a，由此在用于在暫態(tài)狀況期間保護驅(qū)動器的保護模式操作中實現(xiàn)ー個或多個閉環(huán)電動機驅(qū)動器控制目標(biāo)。開關(guān)控制系統(tǒng)140及其部件144可以是任意適當(dāng)?shù)挠布?、處理器?zhí)行的軟件、固件、邏輯或其組合，它們被適配、配置、編程或者可操作用于實現(xiàn)此處示出和描述的功能。用于控制功能的反饋信號或值可以基于來自反饋系統(tǒng)118的信號和/或值118a、所測量到的輸入值(例如，線路電壓、電流等)以及其他信息、數(shù)據(jù)等，該信息、數(shù)據(jù)可以為諸如電信號、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等的任意適當(dāng)形式，并且可從任意適當(dāng)?shù)脑?諸如外部網(wǎng)絡(luò)、開關(guān)、與系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的用戶接ロ或其他適當(dāng)?shù)脑?接收。在所示出的實施例中，反饋電路118基于整流器110a、DC電路150以及逆變器IIOb或者耦合在AC輸入與AC輸出節(jié)點處的其他電路中的至少ー個的所感測的狀況，將ー個或多個反饋信號或值118a提供到控制器140，所感測到的狀況包括通過適當(dāng)?shù)姆逯禉z測器或其他傳感器所測量到的穩(wěn)態(tài)值和/或控制器140可根據(jù)其確定信號暫態(tài)狀況、頻率、幅度、電流和/或電壓等的感測值。在這點上，即使對于沒有直接穩(wěn)態(tài)傳感器的系統(tǒng)，控制器140也可基于反饋信號或值118a經(jīng)由適當(dāng)電動機模型而在內(nèi)部生成無傳感器的信號反饋值。在所示示例中，開關(guān)控制系統(tǒng)140包括模式控制部件144m，模式控制部件144m用于將開關(guān)控制系統(tǒng)140設(shè)置到用于電動機驅(qū)動器110的正常操作的第一模式或者設(shè)置到用于需要電路保護的情形的第二模式，其中示例性的模式控制部件144m根據(jù)來自反饋電路118的至少ー個反饋信號或值118a來設(shè)置電動機驅(qū)動模式。具體地，當(dāng)檢測到或感測到暫態(tài)狀況時，如穩(wěn)態(tài)的改變或在其中期望利用如本文描述的選擇性相旁路的電控制技術(shù)來降低驅(qū)動器110中的共模電壓(如橫跨驅(qū)動器110的輸入端和輸出端的共模電壓，或在電動機120處的共模電壓)或電流的任意其他情形中的改變，所示出的模式控制部件144m將開關(guān)控制系統(tǒng)140設(shè)置到第二模式。例如，輸出中性節(jié)點109和輸入中性節(jié)點111之間的共模電阻器Rcm可以在暫態(tài)狀況期間橫跨驅(qū)動器110經(jīng)歷以下共模電壓，該共模電壓是正常 電壓的兩倍，并且該共模電壓可以導(dǎo)致意外的部件故障或過早的器件劣化。這些實施例中的開關(guān)控制系統(tǒng)140包括逆變器控制部件144b，逆變器控制部件144b在第一模式和第二模式中提供逆變器開關(guān)控制信號142b，以使得逆變器IlOb根據(jù)ー個或多個設(shè)置點141選擇性地轉(zhuǎn)換來自DC電路150的DC電流從而將AC電カ提供至AC輸出端114。在正常操作(第一模式)中，控制器140的整流器控制部件144a提供整流器開關(guān)控制信號142a，以根據(jù)表示逆變器IlOb的需求的期望DC電流值Idc*來轉(zhuǎn)換AC輸入電力，從而將經(jīng)調(diào)節(jié)的DC電流Idc提供到DC電路150。在這么做時，整流器控制器144a可以采用一個或多個反饋信號或值118a，如來自整流器IlOa的、表示實際的DC電流Idc的測量到的DC電流值。當(dāng)在模式控制部件144a處感測到驅(qū)動器的穩(wěn)態(tài)狀況的測量到的變化吋，則用信號通知操作保護模式或第二模式。此外，當(dāng)表明驅(qū)動器的穩(wěn)態(tài)狀況的這種變化的信號將要出現(xiàn)時，諸如當(dāng)電源總線上的其他驅(qū)動器、總線上的諧波濾波器、總線上的功率因數(shù)校正電容器、其他裝置被在線加入時，可以出現(xiàn)模式的變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的任意數(shù)量的狀況也可以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)狀況，該穩(wěn)態(tài)狀況可以被感測到或用信號通知給模式控制部件144m o在第二模式(驅(qū)動器保護)中，總線暫態(tài)控制部件144c用于將至少ー個總線暫態(tài)控制信號或值142c提供給整流器控制部件144a，以使得整流器控制部件144a選擇性地旁路整流器IlOa的所選相。在所示的三相示例中，整流器包括三個整流器相121、123和125，在第二模式中至少部分地基于ー個或多個選擇準(zhǔn)則在任意給定時間選擇這三個整流器相之ー用于旁路，以降低驅(qū)動器110的輸入端112和輸出端子114之間的共模電流。在穩(wěn)態(tài)狀況變化期間，其中可能在隨時間變化的電學(xué)值(如功率、電壓、電流或能量等)中出現(xiàn)快速尖峰，并且通過暫態(tài)控制部件144c可以有利地降低這些尖峰，在某些實施例中，暫態(tài)控制部件144c用于以順序方式來旁路整流器IlOa的所選相。在第二模式期間的任意給定時間，第一整流器相121 (與輸入相“A”相關(guān)聯(lián))、第二相123 (與輸入相“B”相關(guān)聯(lián))、或第三相125 (與輸入相“ C”相關(guān)聯(lián))可以至少部分地基于選擇準(zhǔn)則選擇性地被暫態(tài)控制部件144c旁路，從而使得整流器控制器144a激活(接通)所選擇的整流器相的兩個開關(guān)器件。在矩陣驅(qū)動器等中，開關(guān)器件的相可以不表示整流器相、其中有連接到AC輸入端和相應(yīng)AC輸出端的開關(guān)器件的相。例如，基于從反饋系統(tǒng)118獲得的感測到的或推導(dǎo)出的絕對電壓值，圖I中的所選擇的相的開關(guān)器件(例如，相121的SI和S4或其他相)被暫態(tài)控制信號142c選擇性地短路(都接通或?qū)?，而其他相開關(guān)被開路?？梢酝ㄟ^激勵開關(guān)本身或經(jīng)由可以耦合橫跨所選相的其他器件或路徑的其他電流路徑(例如，橫跨這些相開關(guān)而連接的一個或多個專用旁路開關(guān)，未示出)來直接使這些器件短路，從而在橫跨所選相基本沒有阻抗的情況下使電流流過。在第二模式的某些實施例中，整流器控制部件144a提供整流器開關(guān)控制信號142a，以基于選擇準(zhǔn)則根據(jù)暫態(tài)控制信號142c在給定時間使整流器相短路，而其他(未被選擇的)相被開路。例如，在第二模式期間可以選擇在任意給定時間處的與最低絕對線對中性點電壓值相關(guān)聯(lián)的相用于旁路。在另ー示例中，例如，當(dāng)在暫態(tài)狀況期間絕對線對中性點電壓值變化時，可以在不同時間處接通整流器相的ー對或多對整流器開關(guān)(例如，SI/S4、S2/S5、和/或S3/S6)以提供用于電流流動的電路路徑，而其他相中的其他對的開關(guān)被開路以防止電流流動。暫態(tài)控制部件144c在不同時間處產(chǎn)生總線暫態(tài)控制信號142c，以在驅(qū)動器110的穩(wěn)態(tài)狀況的感測到的變化期間根據(jù)選擇準(zhǔn)則使得整流器的不同相被短路。例如，在第二操作模式中，在相關(guān)聯(lián)的線對中性點電壓的時間期間(例如，圖3中的Vcia的絕對值低于其他線對中性點電壓Vcib和VcdC (在圖3的曲線中表示為BP Va)(旁路相a))，第一整流器相121 (與輸入相“ A”相關(guān)聯(lián))可以被短路，而第二相123和第三相125被開路。然后，第二相123(與輸入相“B”相關(guān)聯(lián))可以被短路(BP Vb，當(dāng)圖3中的火少的絕對值低于Veia和VeiC的絕對值吋)，而第一相121和第三相125被開路。以下如圖3所示，第三相125 (與輸入相“ C”相關(guān)聯(lián))可以被短路(BP Vc)，而第一相121和第二相123被開路(在圖3中的VcdC的絕對值低于Vc^a和火ル時)。可以根據(jù)在第二操作模式期間測量到的選擇準(zhǔn)則并根據(jù)給定暫態(tài)狀況的持續(xù)時間，通過暫態(tài)控制部件144c用信號通知各種順序方式，并且可以經(jīng)由總線暫態(tài)控制部件144c用信號通知在暫態(tài)狀況期間用于使ー個或多個選擇相短路以及用于使其他相開路的其他方式。以下結(jié)合附圖來示出并描述暫態(tài)控制部件144c的幾個不同示例性實施例，其中，部件144c可以被實現(xiàn)為硬件、處理器執(zhí)行的軟件、固件、邏輯或其組合，而暫態(tài)控制器144c可以被實現(xiàn)為單獨的部件或者可以與整流器控制部件144a集成在一起，或者被集成在開關(guān)控制系統(tǒng)140的其他部件中。一個示例中的暫態(tài)控制部件144c經(jīng)由總線將總線信號142c提供到整流器控制器144a，從而在任意給定時間使所選擇的整流器121、122或123旁路。某些實施例中的控制信號142c相對于時間按照順序方式啟動這些相的旁路，其中，所選擇的要旁路的相可以根據(jù)電路的不同參數(shù)而改變。而且，在某些實施例中，根據(jù)各種機制和選擇準(zhǔn)則在第二模式中使整流器相旁路。例如，可以利用任意適當(dāng)?shù)目煽仉婇_關(guān)類型(例如，IGCT、GT0、晶閘管、IGBT等)使具有開關(guān)器件的整流器的相短路，其中另外可以通過控制部件144c根據(jù)ー種或多種任意適當(dāng)類型或形式的開關(guān)方案(如相位控制、脈寬調(diào)制等)來控制該可控電開關(guān)類型。在某些實施例中，在任意給定時間響應(yīng)于暫態(tài)控制器144c提供的總線暫態(tài)控制信號或值142c，在第二保護操作模式期間在各個時間處順序地并直接地使每個 相內(nèi)的整流器器件短路，以用于在基本沒有阻抗的情況下使電流流過所選相。
進ー步如圖2所示，整流器電路IlOa具有分別在整流器相121、123和125內(nèi)電耦合的上開關(guān)器件和下開關(guān)器件S1-S6。暫態(tài)控制部件144c基于感測到的電線路信號的狀況和模式控制部件144m設(shè)置的模式接收來自反饋電路118的一個或多個反饋信號和/或值118a?；讴`個或多個選擇準(zhǔn)則，暫態(tài)控制部件142c通過選擇性地使所選整流器相旁路來降低分別橫跨AC輸入線A、B、C的輸入節(jié)點和AC輸出線U、V、W的輸出節(jié)點的電信號波動。例如，暫態(tài)控制部件144c在暫態(tài)狀況期間將信號提供至整流器控制器144a，以相對于時間啟動順序操作方式。暫態(tài)控制部件144c用信號通知整流器IlOa的所選相，例如，通過使相121內(nèi)的整流器器件(在該示例中為SI和S4)短路而被旁路的第一相121。在第二模式期間的任意給定時間處選擇要使哪個整流器相短路，至少部分地基于選擇準(zhǔn)則。例如，可以測量橫跨整流器的每個相的最低絕對線對中性點電壓值，從而確定在任意給定時間處要被短路的所選相。線對中性點電壓可以在任意給定時間橫跨整流器相121、123和125而變化，因此，為了確保在暫態(tài)狀況期間始終使與最低絕對線對中性點輸入電壓值相關(guān)聯(lián)的 線短路，所選相根據(jù)測量到的線對中性點輸入電壓而改變。換句話說，可以基于選擇準(zhǔn)則按順序使整流器的各相短路，選擇準(zhǔn)則包括與整流器的相有關(guān)聯(lián)的最低絕對線對中性點電壓值，其中最低絕對線對中性點電壓值相對于時間而改變。可替換地，選擇準(zhǔn)則可以包括在輸入線路上生成的切換狀況的外部提供的其他電學(xué)測量值或信息。例如，可以測量(或以其他方式確定)橫跨各對輸入線A、B和C的絕對線間電壓，并且這些電壓的絕對值可以用作選擇準(zhǔn)則。在某些實施例中，例如橫跨任意兩條線的最大絕對線間電壓值(例如，VAC、VAB、VBC)可以用作選擇準(zhǔn)則以確定所選擇的整流器相。在這點上，在某些實施例中，可以在任意給定時間處選擇與最大絕對線間電壓值不相關(guān)的相以用于旁路。例如，如果A-B線間電壓(VAB)的絕對值是三個絕對線間電壓中最高的，則與該電壓不相關(guān)的相(即，相“ C”，125)是被選擇用于旁路的相，而其他(未被選擇的)相A和B被開路。當(dāng)在輸入線路A、B、C或者總線上感測到與穩(wěn)態(tài)狀況或正常操作有所不同的暫態(tài)狀況或電波動時，模式控制器144將操作切換到第二(保護)操作模式，其中，暫態(tài)控制部件144c確定要使哪個整流器相電短路和/或開路。在任意給定時間處，每個整流器相中的電信號有所變化，并且與暫態(tài)控制部件144c所使用的選擇準(zhǔn)則對應(yīng)的整流器相變成被短路(旁路)的相。在所選相被短路時，未被選擇的其他整流器相被開路以降低驅(qū)動器的共模電壓。例如，在某些示例性介質(zhì)電壓驅(qū)動器110中，共模電壓的絕對電壓值可以被控制為小于300伏。在沒有這種保護機制的情況下，由于DC鏈路中的共模扼流圈的飽和，電壓可能出現(xiàn)更大尖峰，并導(dǎo)致驅(qū)動器內(nèi)的意外裝置故障。在結(jié)束了在驅(qū)動器上感測到的暫態(tài)之后，驅(qū)動器經(jīng)由模式控制返回到第一模式以用于正常電動機驅(qū)動操作。圖3示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的其他方面的示例性的電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100’(如矩陣驅(qū)動器)，其中由具有共模降低暫態(tài)控制部件144c的開關(guān)控制系統(tǒng)140’操作開關(guān)網(wǎng)絡(luò)矩陣162。系統(tǒng)100’包括多相AC輸入端104’，多相AC輸入端104’具有用于接收來自源111’的多相AC輸入電力的多個AC輸入端子,并且系統(tǒng)100可以包括輸入濾波器電路112’(在該示例中為電容器)，輸入濾波器電路112’與輸入線A、B和C耦合并提供經(jīng)由共模電阻Rcm耦合到輸出中性點的輸入中性點。在某些實施例中，可以省略從線路側(cè)中性點到負(fù)載側(cè)中性點的連接、以及共模感測電阻器Rem。而且，系統(tǒng)100’可以包括輸出濾波器電路109 (如所示的形成負(fù)載側(cè)中性點的輸出電容器Cm以及線路電抗器)，電抗器可以是獨立輸出線路中的單獨電抗器部件,或者這些可以被纏繞在公共芯(common core)上作為如所示的共模扼流圈109a。系統(tǒng)100’還具有多相AC輸出端114’，多相AC輸出端114’具有用于將多相AC輸出電力提供至例如負(fù)載120’(例如，電動機、磨機等)的多個AC輸出端子。在所示的三相示例中，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)162包括形成多個相電路121’、123’和125’的多個開關(guān)器件，其中姆個相電路與輸入相之一相關(guān)聯(lián)(例如，電路121’與輸入相A稱合，電路123’與輸入相B耦合，電路125’與輸入相C耦合)。根據(jù)來自控制器140的相應(yīng)開關(guān)控制信號來操作矩陣開關(guān)器件，其中每個相電路121’、123’和125’連接到相應(yīng)的AC輸入端子A、B、C并連接到相應(yīng)的AC輸出端子U、V、W，其中每個相電路121’、123’和125’包括耦合在相應(yīng)AC輸入端子和相應(yīng)AC輸出端子之間的至少ー個開關(guān)器件。開關(guān)控制系統(tǒng)140’提供開關(guān)控制信號142’以使得開關(guān)網(wǎng)絡(luò)162基于ー個或多個設(shè)置點信號或值141’選擇性地轉(zhuǎn)換來自多相AC輸入端104’的AC輸入電力，從而將多相AC輸出電カ提供至多相AC輸出端114’。
開關(guān)控制系統(tǒng)140’包括暫態(tài)控制部件144c，暫態(tài)控制部件144c在第二(保護)模式中提供暫態(tài)控制信號142’以根據(jù)選擇準(zhǔn)則使得相電路121’、123’和125’旁路，這在上面有詳細(xì)討論。暫態(tài)控制部件144c在第二模式中在操作期間提供至少ー個暫態(tài)旁路信號142’，以使得開關(guān)網(wǎng)絡(luò)162基于至少ー個選擇準(zhǔn)則使所選相電路(例如，121’ )短路，同時使與其他相電路(例如，123’和/或125’)相關(guān)聯(lián)的至少ー個開關(guān)器件開路。暫態(tài)控制部件144c用于按照順序方式使相電路121’、123’和125’短路，以使得根據(jù)選擇準(zhǔn)則在第ニ模式中在操作期間的不同時間處將被短路的所選相電路改變?yōu)榱硪凰x相電路。例如，在第二模式中在操作期間的任意給定時間處，所選相電路被選擇為與具有最小絕對線對中性點電壓值的AC輸入節(jié)點相關(guān)聯(lián)的相，該最小絕對線對中性點電壓值被接收作為在反饋信號118a’處感測到的測量值。在其他實施例中，在第二模式中在操作期間的任意給定時間處，所選擇的相電路被選擇為與具有最高絕對線間電壓值的AC輸入節(jié)點不相關(guān)的相。圖4中示出了以下示例，其中示出了橫跨輸入電容器Ci的線對中性點輸入電壓信號(V^a'V^b和VciC)。甸個信號是具有在驅(qū)動電路的穩(wěn)態(tài)狀況下基本保持恒定的幅度和頻率的隨時間變化的信號。暫態(tài)狀況更改信號并改變信號的穩(wěn)態(tài)狀況以變成波形斜率、曲率等中的躍起(rampant)不連續(xù),這與隨著時間近似固定或穩(wěn)定的情況相反。圖4還示出了基于具有最低絕對線對中性點電壓(最接近于零)的相的、在任意給定時間處要短路的所選相。在等于零的時間處，例如，相121、121’與橫跨相應(yīng)輸入電容器Cia的測量到的線對中性點電壓Veia相關(guān)聯(lián)?？偩€暫態(tài)控制部件144c、144c’生成到整流器控制部件144a的信號142c、142c’以使相121、121’短路。隨著時間流逝，具有Veia的相的絕對值增大到以下點，在該點處，具有VeiC的相125、125’變成所選相，該所選相通過暫態(tài)控制部件144c、144c’用信號通知以被短路。隨后，Vcib是測量到的絕對線對中性點電壓值，并且作為相應(yīng)，相123、123’是所選擇的要短路的相。來自暫態(tài)控制部件144c、144c’的信號持續(xù)，直到第二操作模式改變并且不再檢測到暫態(tài)狀況為止?？商鎿Q地，可以使用絕對線對中性點電壓值之外的其他選擇準(zhǔn)則來選擇在任意給定時間處要被旁路的相。例如，可以使用最大線間電壓作為用于使與最高線間電壓不相關(guān)的相旁路的選擇準(zhǔn)則。例如，當(dāng)相比于其他線間電壓值，Vab是最高絕對電壓值時，選擇與該電壓不相關(guān)的相“C”(125、125’ )以用于旁路，而其他相A和B被開路以使得沒有電流流過它們。本公開內(nèi)容不限于用于順序地使驅(qū)動電路的相短路的任何ー個選擇準(zhǔn)則。用于順序地使相旁路的選擇準(zhǔn)則可以基于提供給暫態(tài)控制部件的或感測到的任何電數(shù)據(jù)，用于在不同時間處確定不同的所選相，以在暫態(tài)狀況期間降低驅(qū)動電路中的共模電壓并控制共模電流。圖5示出了在沒有本公開內(nèi)容的選擇性旁路控制的情況下、在正常操作模式以及在短暫態(tài)狀況期間在電動機驅(qū)動器中的示例性輸入電壓狀況。該圖示出了橫跨輸入濾波器112處的輸入電容器測量到的電學(xué)的隨時間變化的線對中性點電壓信號Vcia、Vcib和\iCo在t = 120ms之前，出現(xiàn)暫態(tài)狀況，持續(xù)時間約35ms。在暫態(tài)狀況之前和之后，信號Vcia、Vcib和VcdC處于穩(wěn)態(tài)狀況，其中隨時間變化的電信號的頻率和幅度保持相對恒定或穩(wěn)定。一旦感測到或得知暫態(tài)狀況，則例如示例性的電動機驅(qū)動器110在第二模式中進行操作，并且總線暫態(tài)控制部件144c、144c’選擇性地在這些相中確定要順序地短路的所選相，而其他相被開路。總線暫態(tài)控制部件提供的第二模式中的保護動作將共模電壓信號降低為小于300V。圖6a和6b示出了正常操作模式中以及暫態(tài)狀況期間的示例性中性點電阻器電壓狀況(例如，橫跨上面的圖I至圖3所示的Rcm)，其中圖6a示出了沒有本公開內(nèi)容的選擇性旁路控制的情況下的操作，而圖6b示出了第二模式中的選擇性旁路被用于禁止暫態(tài)狀 況期間的共模電流和電壓的情形。例如，圖6a示出了當(dāng)沒有保護旁路順序時(例如，在沒有上述的示例性模式控制器144m和暫態(tài)控制器144c、144c’的情況下)，耦合在驅(qū)動器的輸入濾波器112、112’和輸出濾波器114、114’之間的中性點電阻器Rcm兩端的電壓。如在圖6a中看到的，橫跨Rcm的共模電流產(chǎn)生電壓電平的很大擺動，尖峰處于約四千伏的絕對值。然而，圖6b示出了當(dāng)總線暫態(tài)控制部件進行操作以用信號通知相的順序以使得在暫態(tài)狀況期間沒有一個或多個相被始終短路，而是所有的相都基于選擇準(zhǔn)則被順序地短路作為在給定時間選擇的相時，小于300V的共模電壓。圖7是示出根據(jù)本公開的其他方面的用于操作電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示例性方法200的流程圖。盡管以下按照一系列動作或事件的形式描述并示出了方法200，但是應(yīng)當(dāng)理解本公開內(nèi)容的各種方法不限于這些動作或事件的所示順序，并且除了下文中特別提供的內(nèi)容之夕卜，一些動作或事件可以按照不同順序發(fā)生和/或與除本文示出和描述的那些內(nèi)容之外的其他動作或事件同時發(fā)生。此外，并不需要示出的所有步驟來實現(xiàn)根據(jù)本公開內(nèi)容的處理或方法，并且可結(jié)合一個或多個這種動作。所示出的方法可以被實現(xiàn)為硬件、處理器執(zhí)行的軟件、可編程邏輯等或其組合，以提供本文描述的電動機驅(qū)動控制和保護電路功能，并且可以在任何基于電流源轉(zhuǎn)換器的電動機驅(qū)動器中(如在上面示出和描述的示例性驅(qū)動器的開關(guān)控制系統(tǒng)140、140’中)采用所示出的方法，其中，本公開內(nèi)容不限于特別示出和描述的應(yīng)用和實施例。處理200在202處開始，其中驅(qū)動器電路逆變器控制部件144b的操作將逆變器開關(guān)控制信號142b提供給逆變器110b，以在正常操作模式中根據(jù)至少一個設(shè)置點141轉(zhuǎn)換經(jīng)調(diào)節(jié)的DC電流，從而將AC電カ提供給AC輸出端114。在204處，反饋系統(tǒng)118通過感測和/或以其他方式確定驅(qū)動器110的一個或多個部件(包括耦合例如整流器110a、中間DC電路150、逆變器IlOb等的輸入端和輸出端的線路)的狀況來監(jiān)測驅(qū)動器110。在206確定感測到的電動機狀況是否表明暫態(tài)狀況，例如，當(dāng)出現(xiàn)檢測到的或感測到的線路上的穩(wěn)態(tài)狀況的變化吋。如果是(在206處為是)，則處理前進到212。如果電動機狀況不表明第ニ(保護)模式情形(在206處為否)，則控制器140繼續(xù)在第一(正常)操作模式中，其中在208處整流器控制器144a將整流器開關(guān)控制信號142a提供到有源整流器IlOa以轉(zhuǎn)換AC輸入電力，從而將DC電流Idc提供給中間并(在210處)根據(jù)表示逆變器IlOb的需求的期望DC電流值Id,調(diào)節(jié)電流Idc。處理在202和204處繼續(xù)，其中，逆變器控制部件144b將逆變器開關(guān)控制信號142b提供給逆變器110b，從而根據(jù)至少一個設(shè)置點141來轉(zhuǎn)換經(jīng)調(diào)節(jié)的DC電流，以將AC電カ提供給AC輸出端114，之后，處理返回到204以繼續(xù)監(jiān)測電動機狀況從而檢測暫態(tài)狀況。一旦確定了暫態(tài)狀況(在206處為是)，則處理200在212處在第二操作模式(保護模式)中進行，其中，總線控制信號被提供給整流器控制部件144a以順序地使整流器IlOa的整流器相121、123、125旁路，從而降低驅(qū)動器110的端子處的輸入電カ和輸出電力之間的共模電流和/或電壓。根據(jù)圖8中所示的一個實施例，處理流程或方法300從下述操作開始，如上所述地，在電流源電動機驅(qū)動電路110中，提供逆變器開關(guān)控制信號以轉(zhuǎn)換DC電流從而將電力輸出至電動機負(fù)載。在304處監(jiān)測驅(qū)動器在304處的暫態(tài)狀況，并在306處確定是否正發(fā)生暫態(tài)狀況。一旦確定保護模式(在306處為是)，則處理流程在如下所述的312和314處繼續(xù)。否則(在306處為否)，處理300在正常操作模式下將整流器開關(guān)控制信號提供給整流器110a，從而將作為AC輸入電流的輸入電力轉(zhuǎn)換為DC電流，其中在310處根據(jù)期望的設(shè)置點來調(diào)節(jié)DC電流并在上面討論的302和304處重復(fù)該處理。一旦確定暫態(tài)狀況(在306處為是)，則處理在312處繼續(xù)到第二操作模式(電路保護模式)，其中總線暫態(tài)控制部件144c在開關(guān)控制中提供總線控制信號，從而在任意給定時間根據(jù)選擇準(zhǔn)則順序地使所選整流器相121、123或125旁路。至少ー個選擇準(zhǔn)則至少部分地用于選擇在314處短路的整流器相。選擇準(zhǔn)則包括絕對線間電壓值(例如，Vab,Vac.Vbc)以確定在任意給定時間處被短路的相，直到暫態(tài)狀況停止為止。在某些實施例中，這涉及選擇與最大絕對線間輸入電壓不相關(guān)的相。然后，處理300繼續(xù)進行以在304處監(jiān)測驅(qū)動器的暫態(tài)狀況或穩(wěn)態(tài)的改變。圖9中示出了另ー實施例，其中，在第二模式下選擇對應(yīng)于最低的絕對線對中性點電壓值的旁路相。處理400在402開始(與以上結(jié)合圖7和8描述的202和302類似)。在404，針對暫態(tài)狀況監(jiān)測電動機驅(qū)動器，并且在406確定是否發(fā)生了暫態(tài)。如果沒有發(fā)生(406為否)，驅(qū)動器工作在正常模式，其中整流器開關(guān)信號被提供到整流器110a，以根據(jù)設(shè)置點將輸入的電カ轉(zhuǎn)換成輸出的電力，并且在410調(diào)節(jié)DC電流。否則(406為是)，處理400進行到412，以提供總線控制信號，從而根據(jù)選擇準(zhǔn)則而順序地使所選擇的整流器相旁路。在414，基于包括絕對線對中性點電壓的選擇準(zhǔn)則而使所選擇的整流器相短路。例如，與保護操作模式期間最低的絕對線對中性點輸入電壓相關(guān)聯(lián)的整流器相成為在任意給定時間被短路的所選擇的相。因此，整流器相獨立地被短路，并且以順序方式彼此分開，以減小驅(qū)動器的共模電壓。在其他實施例中，多于ー個相可被短路，同時ー個或多個相開路。根據(jù)本公開內(nèi)容的另外的方面，提供了一種非瞬時計算機可讀介質(zhì)，諸如計算機存儲器、電カ轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)(例如，以上的開關(guān)控制系統(tǒng)140)內(nèi)的存儲器、CD-ROM、軟盤、閃存驅(qū)動器、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、計算機等，其具有用于執(zhí)行上述處理的計算機可執(zhí)行指令。以上示例僅表示本發(fā)明的各個方面的若干個可能實施例，其中本領(lǐng)域技術(shù)人員 在閱讀并理解該說明書和附圖之后可進行等同的變更和/或修改。特別地，關(guān)于上述部件(組件、裝置、系統(tǒng)、電路等)執(zhí)行的各種功能，除非相反指出，否則用于描述這樣的部件的術(shù)語(包括對“裝置”的提及)g在對應(yīng)于任意部件，諸如硬件、處理器執(zhí)行的軟件或者其組合，其執(zhí)行所述部件的指定功能(即，功能上等同)，但是結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行所示出的本發(fā)明的實現(xiàn)方式中的功能的公開結(jié)構(gòu)。另外，盡管可以關(guān)于多個實現(xiàn)方式中的僅ー個實現(xiàn)方式公開了本發(fā)明的特定特征，但是該特征可與其他實現(xiàn)方式的ー個或多個其他特征組合，這對于任何給定或特定應(yīng)用來說可以是所期望的和有利的。另外，對于在詳細(xì)描述和/或權(quán)利要求中使用術(shù)語“包括(including) ”、“包括(includes) ”、“具有(having) ”、“具有(has)”、“有(with)”或者其變型的程度，這樣的術(shù)語g在以類似于術(shù)語“包括(comprising) ”的方式為包括性的附記附記I ー種電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括有源整流器，包括交流AC輸入端，具有多個AC輸入節(jié)點以接收AC輸入電力；直流DC輸出端，具有第一 DC輸出節(jié)點和第二 DC輸出節(jié)點；以及整流器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其包括形成多個整流器相的多個整流器開關(guān)器件，所述多個整流器開關(guān)器件単獨地耦合在所述AC輸入節(jié)點之一與所述第一 DC輸出節(jié)點和所述第二 DC輸出節(jié)點之一之間，所述整流器開關(guān)器件単獨地用于根據(jù)相應(yīng)的整流器開關(guān)控制信號而選擇性地將所述AC輸入節(jié)點與相應(yīng)的DC輸出節(jié)點耦合；逆變器，包括:AC輸出端，具有用于將AC電カ提供到負(fù)載的多個AC輸出節(jié)點；以及逆變器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括多個逆變器開關(guān)器件，所述多個逆變器開關(guān)器件単獨地耦合在一對DC電流路徑之一與所述AC輸出節(jié)點之一之間，所述逆變器開關(guān)器件単獨用于根據(jù)相應(yīng)的逆變器開關(guān)控制信號而選擇性地將相應(yīng)的DC電流路徑與相應(yīng)的AC輸出節(jié)點電耦合；開關(guān)控制系統(tǒng)，選擇性地工作在用于正常操作的第一模式下和用于暫態(tài)總線狀況期間的電路保護的第二模式下，所述開關(guān)控制系統(tǒng)包括逆變器控制部件，用于在所述第一模式和所述第二模式下提供所述逆變器開關(guān)控制信號，以使得所述逆變器根據(jù)所述負(fù)載的至少ー個設(shè)置點而選擇性地轉(zhuǎn)換DC電流，從而將AC電カ提供到所述AC輸出端，整流器控制部件，用于在所述第一模式下提供所述整流器開關(guān)控制信號，以根據(jù)表示所述逆變器的要求的期望DC電流值而轉(zhuǎn)換AC輸入電力，從而提供調(diào)節(jié)后的DC電流，以及總線暫態(tài)控制部件，在所述第二模式下用于提供至少ー個總線暫態(tài)控制信號或值，從而使得所述整流器控制部件選擇性地使所述整流器的所選擇的相旁路，所選擇的相是至少部分地基于至少一個選擇準(zhǔn)則而選擇的以減小與所述驅(qū)動器相關(guān)聯(lián)的共模電壓或共模電流，同時使與其他相有關(guān)聯(lián)的開關(guān)器件開路。附記2.根據(jù)附記I所述的系統(tǒng)，其中，所述總線暫態(tài)控制部件用于通過使基于所述選擇準(zhǔn)則而選擇的相的整流器開關(guān)器件短路，而在不同的時間選擇性地使所選擇的相旁路。附記3.根據(jù)附記2所述的系統(tǒng)，其中，所選擇的相被選擇為在任意給定時間與具有最接近零的絕對線對中性點電壓值的AC輸入節(jié)點相關(guān)聯(lián)的整流器相。附記4.根據(jù)附記2所述的系統(tǒng)，其中，所述總線暫態(tài)控制部件用于至少部分地基于所述AC輸入節(jié)點處的絕對電壓值，來確定在任意給定時間所選擇的相。
附記5.根據(jù)附記4所述的系統(tǒng)，其中，所選擇的整流器相被選擇為在任意給定時間與具有最高的絕對線間電壓值的AC輸入節(jié)點不相關(guān)聯(lián)的整流器相。附記6.根據(jù)附記I所述的系統(tǒng)，還包括反饋電路，基于所述整流器和所述逆變器中的至少ー個的所感測到的狀況，來提供至少ー個反饋信號或值；以及模式控制部件，用于根據(jù)來自所述反饋電路的至少ー個反饋信號或值而將所述開關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)置為所述第一模式或所述第二模式。附記7.根據(jù)附記6所述的系統(tǒng)，其中，所述模式控制部件用于當(dāng)在所述AC輸入端和/或所述AC輸出端處出現(xiàn)所檢測到的或感測到的穩(wěn)態(tài)狀況失真吋，將所述開關(guān)控制系統(tǒng) 設(shè)置為所述第二模式。附記8.根據(jù)附記I所述的系統(tǒng)，其中，所述總線暫態(tài)控制部件用于檢測所述第二操作模式，并且作為響應(yīng)將所述至少ー個總線暫態(tài)控制信號發(fā)送到所述整流器控制部件。附記9.根據(jù)附記I所述的系統(tǒng)，其中，所述總線暫態(tài)控制部件通過使所選擇的相短路并且將被短路的所選擇的相改變?yōu)榱硪凰x擇的相來以順序方式使所述整流器相旁路，直至在所述整流器的所述AC輸入節(jié)點上檢測不到暫態(tài)狀況為止。附記10.根據(jù)附記I所述的系統(tǒng)，包括耦合到所述AC輸入端和所述AC輸出端以用于其之間的電流流動的電路路徑，其中，所述總線暫態(tài)控制部件通過將橫跨所述電路路徑的操作絕對電壓值控制為小于300伏特以用于電路保護，來在所述第二操作模式期間減小橫跨所述電路路徑而測量到的共模電壓。附記11.根據(jù)附記I所述的系統(tǒng)，其中，所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是在所述第一操作模式和所述第二操作模式期間對連接到所述AC輸出端以接收所述AC電カ的電動機負(fù)載進行驅(qū)動的電流源轉(zhuǎn)換器驅(qū)動器，并且所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括具有DC鏈路電感器的DC電路，所述DC鏈路電感器具有耦合在相應(yīng)的第一DC電流路徑和第二DC電流路徑中的第一繞組和第二繞組。附記12. —種用于操作電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的方法，所述方法包括將逆變器開關(guān)控制信號提供到逆變器，以根據(jù)至少ー個設(shè)置點轉(zhuǎn)換DC電流，從而將AC電カ提供到耦合到負(fù)載的AC輸出端；在所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第一操作模式下，將整流器開關(guān)控制信號提供到有源整流器，以轉(zhuǎn)換AC輸入端處的AC輸入電力，從而提供DC電流；監(jiān)測所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的暫態(tài)狀況；以及在檢測到暫態(tài)狀況時，工作在所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第二操作模式下，所述第二操作模式包括使具有與所述AC輸入端耦合的開關(guān)器件的多個相中的所選擇的整流器相旁路，以減小所述AC輸入端與所述AC輸出端之間的共模電流。附記13.根據(jù)附記12所述的方法，包括以順序方式使所述整流器相短路。附記14.根據(jù)附記13所述的方法，其中，使所選擇的整流器相旁路包括在第一時間使第一整流器相短路，同時使其他整流器相開路；在第二時間使所述整流器相中的第二整流器相短路，同時使其他整流器相開路；以及在第三時間使第三整流器相短路，同時使其他整流器相開路。
附記15.根據(jù)附記12所述的方法，包括通過使與具有最高的絕對線間電壓值的AC輸入節(jié)點不相關(guān)聯(lián)的所選擇的整流器相短路而同時使其他整流器相開路，來基于絕對電壓值而使所選擇的整流器相旁路。
附記16.根據(jù)附記12所述的方法，包括通過使具有最小絕對線對中性點電壓值的所選擇的整流器相短路而同時使其他整流器相開路，來基于絕對電壓值而使所選擇的整流器相旁路。附記17.根據(jù)附記12所述的方法，包括感測所述整流器、中間DC電路以及所述逆變器中的至少ー個的暫態(tài)狀況；以及根據(jù)所感測到的暫態(tài)狀況將所述電動機驅(qū)動器的操作模式設(shè)置為所述第二模式。附記18. —種非瞬時計算可讀介質(zhì)，包括用于操作電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令包括將逆變器開關(guān)控制信號提供到逆變器，以根據(jù)至少ー個設(shè)置點轉(zhuǎn)換DC電流，從而將AC電カ提供到耦合到負(fù)載的AC輸出端；在所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第一操作模式下，將整流器開關(guān)控制信號提供到有源整流器，以轉(zhuǎn)換AC輸入端處的AC輸入電力，從而提供DC電流；監(jiān)測所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的暫態(tài)狀況；以及在檢測到暫態(tài)狀況時，工作在第二操作模式下，所述第二操作模式包括使所選擇的整流器相旁路，以減小所述AC輸入端與所述AC輸出端之間的共模電流。附記19 ー種電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括多相AC輸入端,包括用于接收多相AC輸入電力的多個AC輸入端子；多相AC輸出端,具有用于提供多相AC輸出電カ的多個AC輸出端子；開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括形成多個相電路的多個開關(guān)器件，所述多個開關(guān)器件単獨地與所述AC輸入端子中的相應(yīng)ー個相關(guān)聯(lián)，所述開關(guān)器件根據(jù)開關(guān)控制信號而工作，每個相電路連接到相應(yīng)的AC輸入端子和相應(yīng)的AC輸出端子，并且每個相電路包括耦合在所述相應(yīng)的AC輸入端子與所述相應(yīng)的AC輸出端子之間的至少ー個開關(guān)器件；以及開關(guān)控制系統(tǒng)，用于提供開關(guān)控制信號，以使得所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)至少一個設(shè)置點信號或值而選擇性地轉(zhuǎn)換來自所述多相AC輸入端的AC輸入電力，以將所述多相AC輸出電カ提供到所述多相AC輸出端，所述開關(guān)控制系統(tǒng)工作在用于控制所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的正常操作的第一模式下和用于在暫態(tài)狀況期間保護所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第二模式下，所述開關(guān)控制系統(tǒng)包括暫態(tài)控制部件，在所述第二模式下的操作期間基于至少ー個選擇準(zhǔn)則而提供至少ー個暫態(tài)旁路信號，以使得所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)使所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的所選擇的相電路短路，同時使得與其他相電路相關(guān)聯(lián)的至少ー個開關(guān)器件開路。附記20.根據(jù)附記19所述的系統(tǒng)，其中，所述暫態(tài)控制部件被配置成以順序方式使所述相電路短路，以使得被短路的所選擇的相電路根據(jù)所述選擇準(zhǔn)則在所述第二模式下的操作期間的不同時間改變?yōu)榱愆`選擇的相電路。附記21.根據(jù)附記19所述的系統(tǒng)，其中，所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是AC到AC矩陣轉(zhuǎn)換器，所述AC到AC矩陣轉(zhuǎn)換器在所述第一操作模式和所述第二操作模式期間對連接到所述多相AC輸出端以接收所述多相AC輸出電カ的電動機負(fù)載進行驅(qū)動。
附記22.根據(jù)附記19所述的系統(tǒng)，其中，所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是電流源轉(zhuǎn)換器驅(qū)動器，所述電流源轉(zhuǎn)換器驅(qū)動器在所述第一操作模式和所述第二操作模式期間對連接到所述多相AC輸出端以接收所述多相AC輸出電カ的電動機負(fù)載進行驅(qū)動，并且所述電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括整流器和耦合到所述電動機負(fù)載的逆變器。附記23.根據(jù)附記19所述的系統(tǒng)，其中，在所述第二模式下的操作期間的任意給定時間，所選擇的相電路被選擇為與具有最小的絕對線對中性點電壓值的AC輸入節(jié)點相關(guān)聯(lián)的相。附記24.根據(jù)附記19所述的系統(tǒng)，其中，在所述第二模式下的操作期間的任意給 定時間，所選擇的相電路被選擇為與具有最高的絕對線間電壓值的AC輸入節(jié)點不相關(guān)聯(lián)的相。
權(quán)利要求
1.ー種電カ轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括 有源整流器，包括交流AC輸入端，具有多個AC輸入節(jié)點以接收AC輸入電力；直流DC輸出端，具有第一 DC輸出節(jié)點和第二 DC輸出節(jié)點；以及整流器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其包括形成多個整流器相的多個整流器開關(guān)器件，所述多個整流器開關(guān)器件単獨地耦合在所述AC輸入節(jié)點之一與所述第一 DC輸出節(jié)點和所述第二 DC輸出節(jié)點之一之間，所述整流器開關(guān)器件單獨地用于根據(jù)相應(yīng)的整流器開關(guān)控制信號而選擇性地將所述AC輸入節(jié)點與相應(yīng)的DC輸出節(jié)點耦合； 逆變器，包括:AC輸出端，具有用于將AC電カ提供到負(fù)載的多個AC輸出節(jié)點；以及逆變器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括多個逆變器開關(guān)器件，所述多個逆變器開關(guān)器件単獨地耦合在ー對DC電流路徑之一與所述AC輸出節(jié)點之一之間，所述逆變器開關(guān)器件単獨用于根據(jù)相應(yīng)的逆變器開關(guān)控制信號而選擇性地將相應(yīng)的DC電流路徑與相應(yīng)的AC輸出節(jié)點電耦合； 開關(guān)控制系統(tǒng)，選擇性地工作在用于正常操作的第一模式下和用于暫態(tài)總線狀況期間的電路保護的第二模式下，所述開關(guān)控制系統(tǒng)包括 逆變器控制部件，用于在所述第一模式和所述第二模式下提供所述逆變器開關(guān)控制信號，以使得所述逆變器根據(jù)所述負(fù)載的至少ー個設(shè)置點而選擇性地轉(zhuǎn)換DC電流，從而將AC電カ提供到所述AC輸出端， 整流器控制部件，用于在所述第一模式下提供所述整流器開關(guān)控制信號，以根據(jù)表示所述逆變器的要求的期望DC電流值而轉(zhuǎn)換AC輸入電力，從而提供調(diào)節(jié)后的DC電流，以及 總線暫態(tài)控制部件，在所述第二模式下用于提供至少ー個總線暫態(tài)控制信號或值，從而使得所述整流器控制部件選擇性地使所述整流器的所選擇的相旁路，所選擇的相是至少部分地基于至少一個選擇準(zhǔn)則而選擇的以減小與所述驅(qū)動器相關(guān)聯(lián)的共模電壓或共模電流，同時使與其他相有關(guān)聯(lián)的開關(guān)器件開路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述總線暫態(tài)控制部件用于通過使基于所述選擇準(zhǔn)則而選擇的相的整流器開關(guān)器件短路，而在不同的時間選擇性地使所選擇的相旁路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所選擇的相被選擇為在任意給定時間與具有最接近零的絕對線對中性點電壓值的AC輸入節(jié)點相關(guān)聯(lián)的整流器相。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述總線暫態(tài)控制部件用于至少部分地基于所述AC輸入節(jié)點處的絕對電壓值，來確定在任意給定時間所選擇的相。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所選擇的整流器相被選擇為在任意給定時間與具有最高的絕對線間電壓值的AC輸入節(jié)點不相關(guān)聯(lián)的整流器相。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括 反饋電路，基于所述整流器和所述逆變器中的至少ー個的所感測到的狀況，來提供至少ー個反饋信號或值；以及 模式控制部件，用于根據(jù)來自所述反饋電路的至少ー個反饋信號或值而將所述開關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)置為所述第一模式或所述第二模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述模式控制部件用于當(dāng)在所述AC輸入端和/或所述AC輸出端處出現(xiàn)所檢測到的或感測到的穩(wěn)態(tài)狀況失真吋，將所述開關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)置為所述第二模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述總線暫態(tài)控制部件用于檢測所述第二操作模式，并且作為響應(yīng)將所述至少ー個總線暫態(tài)控制信號發(fā)送到所述整流器控制部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述總線暫態(tài)控制部件通過使所選擇的相短路并且將被短路的所選擇的相改變?yōu)榱硪凰x擇的相來以順序方式使所述整流器相旁路，直至在所述整流器的所述AC輸入節(jié)點上檢測不到暫態(tài)狀況為止。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，包括耦合到所述AC輸入端和所述AC輸出端以用于其之間的電流流動的電路路徑，其中，所述總線暫態(tài)控制部件通過將橫跨所述電路路徑的操作絕對電壓值控制為小于300伏特以用于電路保護，來在所述第二操作模式期間減小橫跨所述電路路徑而測量到的共模電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及總線暫態(tài)狀況下的共模電壓減小。提出了電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和控制技術(shù)，其中，總線暫態(tài)控制部件在保護操作模式期間使整流器的所選擇的相旁路，以減小共模電壓或電流。
文檔編號H02P27/06GK102647149SQ20121003729
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者理查德·洛卡澤維斯基, 納維德·R·扎加里, 肖原, 韋立祥 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司