控制逆变器驱动器的功率输出的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种控制逆变器驱动器的功率输出的方法，并且具体地设及一种稳定 由逆变器驱动器传输到脉动或快速振荡负载的功率输出的方法。本发明能够用W帮助减少 电照明闪烁。
【背景技术】
[0002] 逆变器驱动器（也被称为变频/速驱动器或简单地被称为驱动器）是被设计成将 可控交流电流提供到驱动负载的马达W改变马达速度的电子装置。
[000引在负载的转矩脉动的情况下，例如，如果负载是往复累或压缩机，则假定马达从直 定的速度操作的情况下，转矩的波动被传送回逆变器驱动器。运些波动将其自身表现为逆 变器驱动器的电功率输入和供电电压的相应波动。运会导致在逆变器驱动器附近的电气照 明的刺激性闪烁。
[0004] 存在眼睛特别敏感的、在大约每分钟100到1500个周期之间的闪烁频率范围。在 运种情况下，对能够产生运样的闪烁频率的装备所设的限制可能是相当严格的，并且会很 难部署易于引起此范围内的转矩波动的机器的某些设计。例如，存在诸如IEC61000-3-3和 IEC61000-3-11的技术标准，其对电气装备引起的电流波动设置限制。如果任何装备超出 运些限制，则可能无法将设备投入某些市场。因此，当使用对脉动负载操作的逆变器驱动器 时，只要有可能，常常希望消除照明闪烁。
[0005] 照明闪烁问题可W通过各种公知技术来减少，例如，通过使用机械飞轮，或在往复 累的情况下通过使用多个气缸。然而，运些方法都负担相关的成本，如果运样的成本可W被 减少或完全被消除，其将是有益的。
[0006] 本发明试图提供解决在逆变器驱动器对脉动负载操作时遇到的照明闪烁问题的 改进方法。
【发明内容】
[0007] 在本发明的第一方面，提供了一种控制逆变器驱动器的功率输出的方法，逆变器 驱动器通过电机工作上连接到部件。部件在操作期间被设置为产生具有一个或更多个周期 频率分量的可变力。该方法包括：确定逆变器驱动器的功率输出；确定功率输出和参考功 率输出之间的差；W及根据差来控制逆变器驱动器的输出频率，从而在部件的操作期间稳 定或平滑功率输出。
[0008] 通过W运种方式在部件的力的周期或循环内改变逆变器驱动器的输出频率，部件 和逆变器驱动器之间的功率流可被调节，并保持在相对恒定的水平。输出频率可W通过改 变或控制逆变器驱动器的参考频率或其他参考输入（例如参考速度）来控制。参考频率可 W是逆变器运行或操作所处的任何设定频率。当逆变器驱动器连接到干线供电时，运会减 少脉动或快速变化的电功率需求的照明闪烁或其它不期望的效果。因此，本发明减少或消 除了对机械飞轮等的需求，因为该方法可W简单地在驱动器上运行的软件内实施。
[0009] 通过W智能方式改变（例如，电机的）轴的速度，而不是像常规方法一样尽可能使 其保持恒定，减少功率的脉动。因此有利于符合闪烁要求，并且在例如由于能量效率的原因 需要变速驱动器的情况下，额外的成本是最低的。此外，本发明允许往复式机器与较少的气 缸（降低成本并提高效率）或减小的飞轮惯性、或与两者一起使用。
[0010] 可变力具有至少一个周期频率分量，使得生成或产生力中的周期或规律重复或振 荡的变化。在旋转部件或机器的情形中，该力是转矩。该部件可W是产生脉动转矩的负载。 例如，该方法可被具体化在包括逆变器驱动器的系统中，该逆变器驱动器工作上连接到驱 动旋转累、压缩机或会生成脉动或波动转矩的类似设备或部件的电动马达。
[0011] 在本公开内容中，速度在很大程度上类似于频率，因为逆变器驱动器的频率转变 成部件的移动部分的旋转或循环速度。可W在逆变器驱动器中使用各种控制布置，W使用 旨在优化驱动器性能方面的公知的处理或算法直接或间接地将输出频率链接到输入参考 速度或频率需求。运些布置中的任一个可用于本发明。该描述主要提到参考频率，但同样 地也可W控制参考速度或其它相关参考输入，其效果主要是控制输出频率，从而控制马达 速度。
[0012] 电机可W是电动马达，并且输出功率可W由逆变器驱动器通过电机传输到部件， W使该部件产生可变力。马达的最常见形式是旋转的，由此机械输出是W转矩和角速度的 形式传输机械功率的轴。然而，本发明也可W应用于线性马达，其中机械输出是线性移动部 分，其W力和速度的形式提供机械功率。为了清楚起见，下面的公开内容在旋转马达的背景 下提到转矩和角速度，但应理解的是，在线性马达的背景下讨论力和速度时，可类似地应用 本发明构思。
[0013] 稳定或平衡的功率输出可W是在可变力的一个周期内基本上恒定的。该可变力的 一个周期可W是该可变力的任何周期频率分量的一个周期。因此，W上述方式，通过改变或 控制由逆变器驱动器传输的输出频率，可W最小化功率输出的波动，运可W相应地帮助减 少照明闪烁。
[0014] 如下所述，确定功率输出可W包括估计或导出功率输出。
[0015] 逆变器驱动器的平均输出频率可W在可变力的一个周期内是基本上恒定的。因 此，虽然逆变器驱动器的输出频率或速度可W在部件所产生的力的周期或循环内变化，但 是在此循环期间逆变器驱动器的平均速度或频率可W是基本上恒定的。
[0016] 控制逆变器驱动器的输出频率可W包括在可变力的一个周期内基本上控制输出 频率。
[0017] 一个或更多个周期频率分量的频率可W在大约1. 6化和25化之间。在运些频率 处，眼睛可能对电气照明的闪烁敏感，因此可W控制逆变器驱动器的功率输出，W有利地减 少闪烁的影响。
[0018] 可W通过W下操作来确定参考功率输出：确定逆变器驱动器的输出频率；确定输 出频率和参考输出频率之间的差；W及根据输出频率和参考输出频率之间的差来控制参考 功率输出。
[0019] 通常，工业中的理念是取决于被驱动的负载使驱动器的速度W期望值保持恒定。 然而，本发明可W有利地通过控制参考功率输出，同时允许驱动器的瞬时动态速度在部件 的每个循环内（例如，在力的每个周期期间）变化，来使驱动器的平均长期速度保持在期望 值。因此，逆变器驱动器的速度可W在每次轴旋转内动态地变化（例如，在旋转机器的背景 下），W保持驱动器输入功率恒定，从而避免照明闪烁。
[0020] 确定逆变器驱动器的功率输出可W包括确定逆变器驱动器的输出电压和输出电 流。可替代地或另外地，确定逆变器驱动器的功率输出可W包括确定电机的输出频率/速 度和输出转矩。运些值可W根据逆变器驱动器内的数据被算出、导出或估计。
[0021] 存在可用于提供逆变器速度和转矩估计的各种交流马达逆变器控制系统。对于速 度，运可W包括：简单的频率值，用于开环控制；补偿估计的转差（slip)的频率；针对无传 感器矢量的明确的速度估计；或针对全矢量控制器的实际速度测量。对于转矩，运可W包 括：逆变器输出电流的有功分量；或存在于矢量控制器中的转矩估计。当然，如本领域技术 人员所公知的，可W实施估计速度/频率和转矩的其它方法。
[0022] 稳定功率输出可W引起稳定逆变器驱动器的输入电流。稳定通常意味着负载转矩 (或力）的波动不被复制到输入电流，因为运会导致照明闪烁。反而，如上面所说明的，通过 改变或控制逆变器驱动