採用適應性波形基準的電力轉換設備和方法
2023-10-10 14:56:09 2
專利名稱：採用適應性波形基準的電力轉換設備和方法
技術領域：
本發明涉及電力轉換設備和方法，特別涉及AC電力轉換設備和方法。
背景技術：
電源裝置——例如不間斷電源(UPS)——可包含用於由AC源(例如AC公用電網)產生DC電壓的輸入整流器。通常，人們希望整流器電路在AC輸入處保持高的波形品質，例如，提供低諧波電流和/或接近一(1)的功率因數。在某些UPS中，採用電流模式控制的脈寬調製(PWM)整流器——即檢測AC輸入電流並做出響應地調製整流器、使得AC輸入電流波形基本上與AC輸入電壓同相——實現功率因數控制。這種傳統的整流器可檢測AC輸入電壓並對之進行適當的標度(scale)和補償，以便為電流環路產生波形基準。在2002年11月1日提交的、Taimela的美國專利申請No.10/286,027(代理人文件編號No.9060-201)中介紹了這種控制方案的實例，該申請整體併入此處作為參考。
這種方法通常是有效的，但電流環路可能需要相對較高的帶寬，以便在AC電壓波形失真時對之進行跟蹤。然而，將這種高帶寬整流器耦合到阻抗相對較高的源——例如電動發電機組——可能導致整流器的輸入極點頻率落在電流環路帶寬之內，這可能導致環路不穩定。
發明內容
在本發明的某些實施例中，電力轉換設備——例如UPS——包括第一波形基準信號發生器電路與第二波形基準信號發生器電路。第一波形基準信號發生器電路適用於響應AC母線地產生第一波形基準信號，第二波形基準信號發生器電路適用於產生第二波形基準信號，例如正弦基準信號。該設備還包含控制電路和電力轉換器電路(例如整流器和/或逆變器)，控制電路有選擇地由第一與第二波形基準信號產生第三波形基準信號，電力轉換器電路耦合到AC母線並適用於響應第三波形基準信號地向AC母線傳送電力和/或從AC母線傳送電力。特別地，控制電路可適用於對第一與第二波形基準信號進行加權合併以產生第三波形基準信號。控制電路可對電力轉換器的運行參數——例如電壓、電流、功率因數、源阻抗或輸出阻抗、電壓失真(例如總諧波失真或其被選分量)、極點頻率和/或諧波輸入電流——做出響應地加權合併第一與第二波形基準信號。
在本發明進一步的實施例中，控制電路適用於推定AC母線上的源阻抗。控制電路對所推定的源阻抗做出響應地對第一與第二波形基準信號進行加權合併。其後，控制電路確定波形參數，並對所確定的波形參數做出響應地加權合併第一與第二波形基準信號。波形參數可包括例如電壓、電流、功率因數、阻抗、極點頻率、電壓失真和/或諧波電流。控制電路可適用於與所確定的源阻抗成比例地加權第二波形基準信號。
在本發明進一步的實施例中，電力轉換設備——例如UPS——包含波形基準信號發生器電路和正弦信號發生器電路，波形基準信號發生器電路適用於對AC母線上的AC電壓做出響應地產生波形基準信號，正弦信號發生器電路適用於產生與AC電壓同步的正弦基準信號。該設備還包括控制電路和電力轉換器電路，控制電路適用於加權合併波形基準信號和正弦基準信號以產生合成波形基準信號，電力轉換器電路耦合到AC母線，並適用於對合成波形基準信號做出響應地將電力傳送到AC母線和/或從AC母線傳送電力。
在本發明更進一步的實施例中，提供了電力轉換方法。對AC母線做出響應地產生第一波形基準信號。由例如正弦源等產生第二波形基準信號。由第一與第二波形基準信號有選擇地產生第三波形基準信號，對第三波形基準信號做出響應地向AC母線傳送電力和/或從AC母線傳送電力。
本發明的實施例可提供不同的優點。在某些整流器應用中，採用得自AC母線電壓和正弦基準的合成波形基準可允許電力轉換器在寬範圍的輸入條件下穩定運行，同時最優化電流波形性能。在某些實施例中，採用源阻抗確定(source impedance determination)來產生兩種波形基準源的起始加權可允許獲得穩定的起始運行狀態，使得可基于波形參數——例如功率因數、電壓失真或諧波電流——進行基準最優化。
圖1-3為原理圖，其示出了根據本發明不同實施例的電力轉換設備； 圖4為一原理圖，其示出了根據本發明某些實施例的UPS； 圖5為一原理圖，其示出了根據本發明進一步的實施例的UPS整流器控制體系結構； 圖6為一流程圖，其示出了根據本發明附加實施例的例證性UPS整流器控制操作； 圖7為一原理圖，其示出了根據本發明更進一步的實施例的逆變器控制體系結構。
具體實施例方式 下面將參照附圖介紹本發明的具體例證性實施例。然而，本發明可以用許多不同的形式實現，並不應被認為限制在這裡所述的實施例；相反，提供這些實施例使本公開更為徹底、完善，並向本領域技術人員充分傳達本發明的範圍。貫穿全文，相同的標號表示相同的元件。
如這裡所用的術語「包含」、「包括」、「具有」以及「具備」是開放式的，即指的是一個或一個以上的所述元件、步驟和/或功能，而不排除一個或一個以上未提到的元件、步驟和/或功能。還應明了，這裡所用的術語「和/或」指的是並且包括一個或一個以上相關所列項目的任何以及所有可能的組合。將會明了，當元件被稱為「連接」或「耦合」到另一元件時，其可以直接連接或耦合到另一元件，或者，可以存在中間元件。還將進一步明了，當傳送、通信或其他交互被描述為在元件「之間」發生時，這種傳送、通信或其他交互可能是單向和/或雙向的。
本發明的實施例包含被配置為提供這裡所介紹的功能的電路。可以明了，這種電路可包含模擬電路、數字電路以及模擬與數字電路的組合。
下面參考根據本發明實施例的無線終端和方法的功能性說明和/或框圖介紹本發明。將會明了，功能說明和/或框圖中的各個塊以及功能說明和/或框圖中塊的組合可以用模擬和/或數字硬體和/或電腦程式指令實現。這些電腦程式指令可被提供給通用計算機、專用計算機、ASIC和/或其他可編程數據處理設備的處理器，使得指令在由計算機和/或其他可編程數據處理設備的處理器執行時，產生用於實現框圖和/或功能說明中指定的功能/動作的裝置。在某些替代實施方式中，附圖中所述的功能/動作可以不以框圖和/或功能說明中所述的順序發生。例如，被示為相繼發生的兩個操作可在實際上基本同時執行，或者，取決於所涉及的功能/動作，該運行某些時候可以用相反的順序執行。
執行本發明操作的電腦程式代碼可以用面向對象的程式語言——例如Java、Smalltalk或C++——或傳統的過程程式語言——例如「C」程式語言——或低級代碼——例如彙編語言和/或微代碼——編寫。程序代碼可作為獨立軟體包或另一軟體包的一部分整體上在單處理器和/或跨多處理器執行。
圖1示出了根據本發明某些實施例的電力轉換設備100。設備100包含響應AC母線10地產生第一波形基準信號133的第一波形基準信號發生器電路110。例如，在下面介紹的實施例中，第一波形基準信號133可以為響應AC母線10上的AC電壓地產生的信號，因此，可以反映AC電壓的波形特徵，該AC電壓在不同的時候可以為基本正弦的、準正弦的或從正弦特徵失真的。設備100還包含第二波形基準信號發生器電路120，其產生第二波形基準信號135。第二波形基準信號135例如可為來自合成源——例如與第一波形基準信號135有關的模擬或數字波形合成器——的更為一致的「理想」正弦信號。可以明了，第一與第二波形基準信號133、135中的每一個可以為模擬信號或數位訊號，例如分段模擬正弦波形的數字值序列。
設備100還包含控制電路130，該電路有選擇地由第一與第二波形基準信號133、135產生用於控制電力轉換器電路(例如整流器或逆變器)的第三波形基準信號137。如圖所示，控制電路130包含權重因子確定器電路134，該電路確定在加權合併器電路132——其產生第三波形基準信號137——中施加到第一與第二波形基準信號133、135的權重因子k1、k2。特別地，權重因子確定器電路134對與電力轉換器電路140的運行相關聯的一個或一個以上的運行參數139做出響應地確定權重因子k1、k2。類似於第一與第二波形基準信號133、135，第三波形基準信號137可以為模擬信號或數位訊號。
如上所述，在本發明不同的實施例中，用於耦合到AC母線的電力轉換器的波形基準信號可表示來自AC母線的波形信息與得自替代源——例如波形合成器——的波形信息的適應性加權合併。例如，在UPS應用中，根據本發明某些實施例的適應性波形基準控制可以使UPS的AC輸入整流器能夠適應AC電壓波形品質和/或源阻抗中的改變。這種技術還可應用到將某種類型的AC波形基準輸入用於它們的控制的其他類型的電力轉換器，例如用於在線互動UPS的逆變器。
如圖2所示，根據本發明進一步的實施例的電力轉換設備200包含第一波形基準信號發生器電路210以及第二波形基準信號發生器電路220，第一波形基準信號發生器電路210對AC母線10做出響應地產生第一波形基準信號233，第二波形基準信號發生器電路220產生第二波形基準信號235，例如正弦基準信號。控制電路230包含加權合併器電路232，加權合併器電路232根據權重因子k1、k2對第一與第二波形基準信號233、235進行加權合併，產生施加到電力轉換器240——其耦合到AC母線10——的第三波形基準信號237。權重因子k1、k2由權重因子確定器電路234對運行參數——例如AC電流(iac)、AC電壓(vac)、DC電壓(vdc)和/或例如功率因數等得自電壓與電流的參數——做出響應地確定。如圖所示，權重因子確定器電路234基於將相應的運行參數狀態與相應的權重因子值相關聯的規則確定權重因子k1、k2。可以明了，這些規則可以用許多不同的形式實現，包括公式、查閱表、邏輯結構等等。
參照圖3，根據本發明更進一步的實施例的電力轉換設備300包含第一波形基準信號發生器電路310以及第二波形基準信號發生器電路320，第一波形基準信號發生器電路310對AC母線10做出響應地產生第一波形基準信號333，第二波形基準信號發生器電路320產生第二波形基準信號335，例如正弦基準信號。控制電路330包含加權合併器電路332，加權合併器電路332根據權重因子k1、k2對第一與第二波形基準信號333、335進行加權合併，產生第三波形基準信號337，該信號被施加到耦合到AC母線10的電力轉換器340。權重因子k1、k2由權重因子確定器電路334對運行參數——例如AC電流(iac)、AC電壓(vac)、DC電壓(vDC)等等——做出響應地確定。特別地，權重因子確定器電路334確定一個或一個以上的導出運行參數，例如描述與AC母線10相關聯的電流和/或電壓的波形特徵的或對這些特徵有影響的參數，例如功率因數(PF)、電壓失真(VD)(例如總諧波失真或其被選分量)、源阻抗、輸入極點頻率或諧波輸入電流(iharmonic)。權重因子確定器電路334基於將相應的導出運行參數狀態(例如功率因數和輸入諧波電流等級的不同的組合)與相應的權重因子值相關聯的規則產生權重因子k1、k2。
圖4示出了根據本發明進一步的實施例的不間斷電源(UPS)400。UPS 400包含被配置為耦合到AC母線10(其耦合到AC電源20)的輸入401。設備400還包含整流器電路410與逆變器電路430的串聯組合，整流器電路410包含電感412、IGBT 414a與414b以及整流器控制電路416，逆變器電路430通過DC母線420a、420b耦合到整流器電路410並在輸出402上產生AC輸出電壓vACout。整流器電路410在DC母線420a與420b上產生正負DC電壓vDC1與vDC2。UPS 400進一步包含耦合到DC母線420a與420b的備用DC電源。如圖所示，備用DC電源包含電池450和DC/DC轉換器電路440，不過，可以明了，其他類型的DC備用電源也可採用。
整流器電路410的電晶體414a、414b由整流器控制電路416對輸入401上的輸入電壓vACin、對電流傳感器405檢測到的輸入電流iin、對適應性波形基準信號發生器電路470產生的波形基準信號Ref做出響應地進行控制。特別地，整流器控制電路416對波形基準信號Ref做出響應地控制電流iin，在輸入40l上提供例如所希望的功率因數或其他波形特徵。波形基準信號Ref有選擇地由輸入電壓vACin——其作為第一波形基準信號——以及正弦基準信號發生器電路460所提供的第二波形基準信號產生。基準信號發生器電路460產生的第二波形基準信號還可被提供給逆變器430，作為用於產生AC輸出電壓vACout的基準。
圖5示出了數字控制體系結構，其可以沿圖4所示的線為整流器控制提供適應性波形基準。一種模擬-數字(A/D)轉換器電路501對AC輸入電壓vACin和AC輸入電流iACin以及母線420a與420b上的DC電壓vDC1與vDc2進行採樣，產生被傳送到處理器502的採樣信號
處理器502例如為微處理器、微控制器、數位訊號處理器(DSP)或其他計算裝置，其中，實現塊505-595。可以明了，被採樣的信號
可在A/D轉換器電路50l中進行標度、濾波和/或其他處理。
在處理器502中，通過在低通濾波器(LPF)塊515(例如有限脈衝響應(FIR)濾波器或無限脈衝響應(IIR)濾波器)中對所採樣的輸入電壓信號
進行濾波以移除頻率較高的分量，並接著在超前濾波器(1eadfilter)塊520中進行濾波以便對LPF塊515產生的相位滯後進行補償，產生第一波形基準信號。第二波形基準信號由正弦信號發生器塊540產生的正弦信號產生，其由相位鎖定環塊545將相位鎖定到輸入電壓
所採樣的輸入電壓信號
和所採樣的輸入電流信號
還被提供給參數推定器塊530，參數推定器塊530適用於推定與轉換器運行相關聯的運行參數，例如功率因數、源阻抗、諧波輸入電流等等。響應所推定的運行參數，權重因子確定器塊535確定在增益塊525與550中應用到相應的波形基準信號——其由超前濾波器塊520以及相位鎖定環塊545產生——的相應的權重因子k1、k2。加權信號被施加到求和塊555，產生輸入到乘法器塊560的合成波形基準信號。
所採樣的DC電壓信號
在求和塊505中求和，產生在顛倒塊(inversion block)510中求倒數的信號並用於在乘法器塊560中乘以求和塊555的輸出，由此產生第一電流指令信號。所採樣的輸入電壓信號
還被傳送到均方根(rms)計算塊565，其產生表示輸入電壓信號
的rms值的信號。於是，rms電壓信號在顛倒塊570中求倒數，產生在乘法器塊575中乘以乘法器塊560所產生的第一電流指令信號的信號，由此產生標準化的電流基準信號。在求和塊580中從電流基準信號中減去所採樣的輸入電流信號
產生施加到比例積分微分(PID)補償塊585的誤差信號，比例積分微分補償塊585產生第二電流指令信號。乘法器塊560與PID補償塊585分別產生的第一與第二電流指令信號在求和塊590中求和，產生合成電流指令信號，該信號被施加到PWM控制信號發生器塊595。PWM控制信號發生器塊595做出響應地產生用於IGBT 414a、414b的控制信號。
圖6示出了根據本發明某些實施例可由圖5所示的體系結構提供的例證性操作。參照圖6，並繼續參照圖5，為了初始化控制運行，參數推定器塊530可確定無負載電壓(塊610)和有負載電壓以及電流(塊620)，並接著由這些測量(塊630)根據下面的等式確定源阻抗Zs 接著，權重因子確定器塊535可做出響應地由所推定的源阻抗確定權重因子k1、k2的初始值(塊640)。如下所述，後初始化源阻抗確定(post-initialization source impedance determination)也可用於為由引入非線性的負載變化(例如電感飽和)引起的源阻抗中的變化進行最優化。
源阻抗Zs典型地用電感Ls表示，Ls可用下式近似 其中，ω為AC輸入的(基本的)頻率。在本發明的某些實施例中，整流器的輸入極點頻率ωp可以明確地由源阻抗的推定以及整流器電路的已知輸入電容Ci利用下式計算 接著，可確定在這一頻率上產生可接受的阻尼的權重因子k1、k2的值。例如，將相應的極點頻率值與權重因子k1、k2的相應值相關聯的查閱表可用於選擇適當的權重因子值。這種表可以從例如試驗和/或仿真中產生。在本發明的某些實施例中，如果權重因子k1、k2如下相關 k2＝α-k1，(4) 其中，α為已知值，k2的可接受的初始值可以通過與
成比例地選擇k2的值來以更為簡單的方式獲得，而不需要明確推定極點頻率。於是，k1的初始值可按照公式(4)由k2確定。這些初始值——其可以是次優的——可允許整流器穩定運行，也就是說，沒有振蕩，使得可在後來發起迭代過程以確定更優的值。
例如，如圖6所示，隨著整流器運行的進行，參數推定器塊530可迭代地推定功率因數、電壓失真、輸入諧波電流、源阻抗、極點頻率和/或某些其他運行參數(塊650)並做出響應地調整權重因子k1、k2的值，以便基於被監測參數進行最優化(塊660)。源阻抗還可被周期性地評定(塊670)以便確定例如是否存在新的源。如果檢測到表示源中有變化的顯著變化(塊680)，可基於源阻抗進行對權重因子的重新初始化(塊640)。基於源阻抗對權重因子的重新初始化可以用與基於其他運行參數(例如功率因數)所做的調節相比較低的速率發生，因為源阻抗的階躍變化可能以低得多的頻率發生。源中的變化還可由某種其他事件——例如轉換開關狀態的改變——發出信號。因此，在本發明的替代實施例中，這樣的一種事件可用於觸發源阻抗的重新推定以及權重因子的重新初始化。
將會明了，最優化可相對於任何獨立運行參數和/或運行參數組合發生，且運行參數可隨設備狀態改變而變化。採用多種不同技術例如公式、查閱表和/或模糊邏輯可進行最優化操作。
可以進一步明了，本發明還可適用於控制除整流器以外的電力轉換器。例如，如圖7所示，可採用波形基準——其以類似於上面參照圖4-6介紹的方式產生——控制在線互動式UPS 700的逆變器750。在UPS 700中，通過在低通濾波器(LPF)塊705(例如有限脈衝響應(FIR)濾波器或無限脈衝響應(IIR)濾波器)中對表示AC母線10上的AC電壓的AC電壓信號vAC進行濾波以移除較高頻分量、接著在超前濾波器塊710中進行濾波以補償LPF塊705產生的相位滯後，產生第一波形基準信號。第二波形基準信號由正弦信號發生器塊730產生的正弦信號產生，其由相位鎖定環塊735相位鎖定到AC電壓信號vAC。
AC電壓信號vAC和AC信號iAC被提供給參數推定器塊720，參數推定器塊720適用於推定與逆變器750的運行有關的運行參數，例如功率因數、輸出阻抗、輸出電壓諧波失真等等。對所推定的運行參數做出響應，權重因子確定器塊725確定相應的權重因子k1、k2，權重因子k1、k2在增益塊715、740中被施加到由超前濾波器塊710和相位鎖定環塊735產生的相應的波形基準信號。被加權的信號被施加到求和塊745，產生輸入到逆變器750的合成波形基準信號。逆變器750做出響應地在AC母線10與DC源760(例如電池)之間傳送電力。可以明了，圖7所示的控制電路可以為模擬和/或數字的，且參照圖6所介紹的適應技術和沿著初始化線的控制技術可用於例如圖7所示的應用。還可明了，沿著這裡介紹的線的控制技術還可用於控制本發明的範圍內的其他應用中的逆變器和/或整流器。
在附圖和說明書中，公開了本發明的例證性實施例。儘管採用了具體的術語，但它們用於一般性和說明性意義，並非是為了限制，本發明的範圍由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種電力轉換設備，其包含
第一波形基準信號發生器電路，其適用於對AC母線做出響應地產生第一波形基準信號；
第二波形基準信號發生器電路，其適用於產生第二波形基準信號；
控制電路，其有選擇地由所述第一與第二波形基準信號產生第三波形基準信號；以及
電力轉換器電路，其耦合到所述AC母線，並適用於對所述第三波形基準信號做出響應地向所述AC母線傳送電力和/或從所述AC母線傳送電力。
2.根據權利要求1的設備，其中，所述控制電路適用於對所述第一與第二波形基準信號進行加權合併，產生所述第三波形基準信號。
3.根據權利要求2的設備，其中，所述控制電路適用於對所述電力轉換器的運行參數做出響應地對所述第一與第二波形基準信號進行加權合併。
4.根據權利要求3的設備，其中，所述控制電路包含
權重因子確定器電路，其適用於對所述運行參數做出響應地為相應的所述第一與第二波形基準信號確定相應的權重因子；以及
合併器電路，其適用於根據所述確定的權重因子，由所述第一與第二波形基準信號產生所述第三波形基準信號。
5.根據權利要求4的設備，其中，所述運行參數包含電壓、電流、功率因數、阻抗、極點頻率、電壓失真和/或諧波電流。
6.根據權利要求4的設備，其中，所述權重因子確定器電路適用於根據一個或一個以上的預先確定的規則確定所述權重因子，所述規則將相應的權重因子值與相應的運行參數狀態關聯。
7.根據權利要求2的設備，其中，所述控制電路適用於推定所述AC母線上的源阻抗，對所述推定的源阻抗做出響應地加權合併所述第一與第二波形基準信號，並接著確定波形參數以及對所述確定的波形參數做出響應地加權合併所述第一與第二波形基準信號。
8.根據權利要求7的設備，其中，所述波形參數包含電壓、電流、功率因數、阻抗、極點頻率、電壓失真和/或諧波電流。
9.根據權利要求7的設備，其中，所述控制電路適用於與所述推定的源阻抗成比例地加權所述第二波形基準信號。
10.根據權利要求7的設備，其中，所述控制電路適用於由所述推定的源阻抗推定極點頻率，並對所述推定的極點頻率做出響應地加權所述第一與第二波形基準。
11.根據權利要求2的設備，其中，所述第二波形基準信號發生器電路適用於將所述第二波形基準信號同步到所述AC母線上的所述AC電壓。
12.根據權利要求11的設備，其中，所述第二波形基準信號發生器電路包含
正弦信號發生器電路，其產生正弦信號；以及
相位鎖定環電路，其接收所述正弦信號，並對所述AC母線上的所述AC電壓做出響應地由所述正弦基準信號產生所述第二波形基準信號。
13.根據權利要求2的設備，其中，所述電力轉換器電路包含整流器和/或逆變器。
14.根據權利要求2的設備，其中，所述電力轉換器包含電流模式控制的轉換器。
15.一種電力轉換設備，該設備包含
波形基準信號發生器電路，其適用於對AC母線上的AC電壓做出響應地產生波形基準信號；
正弦信號發生器電路，其適用於產生同步到所述AC電壓的正弦基準信號；
控制電路，其適用於對所述波形基準信號與所述正弦基準信號進行加權合併，產生合成波形基準信號；以及
電力轉換器電路，其耦合到所述AC母線，並適用於對所述合成波形基準信號做出響應地向所述AC母線傳送電力和/或從所述AC母線傳送電力。
16.根據權利要求15的設備，其中，所述控制電路適用於對所述電力轉換器的運行參數做出響應地加權合併所述波形基準信號與所述正弦基準信號。
17.根據權利要求16的設備，其中，所述運行參數包含電壓、電流、功率因數、阻抗、極點頻率、電壓失真和/或諧波電流。
18.根據權利要求15的設備，其中，所述控制電路適用於推定所述AC母線上的源阻抗，對所述推定的源阻抗做出響應地加權合併所述波形基準信號與所述正弦基準信號，並接著確定波形參數以及對所述確定的波形參數做出響應地加權合併所述波形基準信號與所述正弦基準信號。
19.根據權利要求18的設備，其中，所述波形參數包含電壓、電流、功率因數、阻抗、極點頻率、電壓失真和/或諧波電流。
20.根據權利要求15的設備，其中，所述電力轉換器電路包含整流器和/或逆變器。
21.一種不間斷電源(UPS)，該UPS包含
波形基準信號發生器電路，其適用於對AC母線上的AC電壓做出響應地產生波形基準信號；
正弦信號發生器電路，其適用於產生同步到所述AC電壓的正弦基準信號；
控制電路，其適用於對所述波形基準信號與所述正弦基準信號進行加權合併，產生合成波形基準信號；以及
電力轉換器電路，其耦合到所述AC母線，並適用於對所述合成波形基準信號做出響應地向所述AC母線傳送電力和/或從所述AC母線傳送電力。
22.根據權利要求21的UPS，其中，所述控制電路適用於對電壓、電流、功率因數、阻抗、極點頻率、電壓失真和/或諧波電流做出響應地加權合併所述波形基準信號與所述正弦基準信號。
23.根據權利要求21的UPS，其中，所述控制電路適用於推定所述AC母線上的源阻抗，對所述推定的源阻抗做出響應地加權合併所述波形基準信號與所述正弦基準信號，並接著確定波形參數以及對所述確定的波形參數做出響應地加權合併所述波形基準信號與所述正弦基準信號。
24.根據權利要求23的UPS，其中，所述波形參數包含電壓、電流、功率因數、阻抗、極點頻率、電壓失真和/或諧波電流。
25.根據權利要求21的UPS，其中，所述電力轉換器電路包含整流器和/或逆變器。
26.一種電力轉換方法，該方法包含
對AC母線做出響應地產生第一波形基準信號；
產生第二波形基準信號；
有選擇地由所述第一與第二波形基準信號產生第三波形基準信號；
對所述第三波形基準信號做出響應地向所述AC母線傳送電力和/或從所述AC母線傳送電力。
27.根據權利要求26的方法，其中，有選擇地由所述第一與第二波形基準信號產生第三波形基準信號包含對所述第一與第二波形基準信號進行加權合併以產生所述第三波形基準信號。
28.根據權利要求27的方法，其中，對所述第三波形基準信號做出響應地向所述AC母線傳送電力和/或從所述AC母線傳送電力包含將所述第三波形基準信號施加到耦合到所述AC母線的電力轉換器，且其中，對所述第一與第二波形基準信號進行加權合併以產生所述第三波形基準信號包含對所述電力轉換器的運行參數做出響應地對所述第一與第二波形基準信號進行加權合併。
29.根據權利要求28的方法，其中，對所述電力轉換器的運行參數做出響應地對所述第一與第二波形基準信號進行加權合併包含
對所述運行參數做出響應地為相應的所述第一與第二波形基準信號確定相應的權重因子；以及
根據所述確定的權重因子，對所述第一與第二波形基準信號進行加權合併。
30.根據權利要求29的方法，其中，所述運行參數包含電壓、電流、功率因數、阻抗、極點頻率、電壓失真和/或諧波電流。
31.根據權利要求29的方法，其中，對所述運行參數做出響應地為相應的所述第一與第二波形基準信號確定相應的權重因子包含根據一個或一個以上的預先確定的規則確定所述權重因子，所述規則將相應的權重因子值與相應的運行參數狀態關聯。
32.根據權利要求27的方法，其中，對所述第一與第二波形基準信號進行加權合併以產生所述第三波形基準信號包含
推定所述AC母線上的源阻抗；
對所述推定的源阻抗做出響應地加權合併所述第一與第二波形基準信號；
為所述AC母線確定波形參數；以及
對所述確定的波形參數做出響應地加權合併所述第一與第二波形基準信號。
33.根據權利要求32的方法，其中，所述波形參數包含電壓、電流、功率因數、阻抗、極點頻率、電壓失真和/或諧波電流。
34.根據權利要求32的方法，其中，對所述推定的源阻抗做出響應地加權合併所述第一與第二波形基準信號包含與所述確定的源阻抗成比例地加權所述第二波形基準信號。
35.根據權利要求32的方法，其還包含其中，對所述推定的源阻抗做出響應地加權合併所述第一與第二波形基準信號包含由所述推定的源阻抗推定極點頻率，並對所述推定的極點頻率做出響應地加權所述第一與第二波形基準。
36.根據權利要求27的方法，其還包含將所述第二波形基準信號同步到所述AC母線上的AC電壓。
37.根據權利要求27的方法，其中，對所述第三波形基準信號做出響應地向所述AC母線傳送電力和/或從所述AC母線傳送電力包含將所述第三波形基準信號施加到耦合到所述AC母線的整流器和/或逆變器。
全文摘要
電力轉換設備——例如UPS——包含第一波形基準信號發生器電路與第二波形基準信號發生器電路，第一波形基準信號發生器電路適用於(110，210，310，401)響應AC母線(10)地產生第一波形基準信號(133，233，333，vACin)，第二波形基準信號發生器電路適用於(120，220，320，460)產生第二波形基準信號(135，235，335，ref)，例如，由另一源產生的更為一致的正弦信號。該設備還包含控制電路(130，230，330，470)以及電力轉換器電路(例如整流器和/或逆變器)(140，240，340，410)，控制電路由第一與第二波形基準信號有選擇地產生第三波形基準信號(137，237，337)，電力轉換器電路耦合到AC母線並適用於響應第三波形基準信號地將電力傳送到AC母線或從AC母線傳送電力。特別地，控制電路可適用於對第一與第二波形基準信號進行加權合併以產生第三波形電力轉換設備——例如UPS——包含第一波形基準信號發生器電路與第二波形基準信號發生器電路，第一波形基準信號發生器電路適用於響應AC母線地產生第一波形基準信號，第二波形基準信號發生器電路適用於產生第二波形基準信號，例如，由另一源產生的更為一致的正弦信號。該設備還包含控制電路和電力轉換器電路(例如整流器和/或逆變器)，控制電路適用於有選擇地由第一與第二波形基準信號產生第三波形基準信號，電力轉換器耦合到AC母線並適用於響應第三波形基準信號地將電力轉移到AC母線或從AC母線轉移電力。特別地，控制電路可適用於對第一與第二波形基準信號進行加權合併以產生第三波形基準信號。控制電路可以響應電力轉換器的運行參數——例如電壓、電流、功率因數、源阻抗、電壓失真和/或諧波輸出電流——對第一與第二波形基準信號進行加權合併。
文檔編號H02M1/00GK1957520SQ20058001688
公開日2007年5月2日 申請日期2005年4月25日 優先權日2004年5月26日
發明者P·S·泰梅拉, K·L·瓦尼爾 申請人:伊頓動力品質公司