[发明专利]具有人工智能的中压变频驱动器

说明书

一种变频驱动系统，其包括：功率转换器，该功率转换器具有向一个或多个输出相供电的多个功率单元，每个功率单元具有多个包含半导体开关的开关设备；多个传感器，其用于监测功率转换器的值；以及控制系统，该控制系统与功率转换器处于通信中并控制多个功率单元的运行，该控制系统包括处理器，该处理器通过可执行指令被配置为：访问功率转换器的第一降阶模型；接收由多个传感器所提供的值；结合第一降阶模型对值进行分析以确定一个或多个运行模式；以及输出功率转换器的一个或多个所确定的运行模式。

背景

1.领域

本公开的各方面总体上涉及一种具有人工智能的驱动系统，具体地涉及一种用于驱动系统、例如中压变频驱动器的控制系统和控制方法。在整个说明书中，术语“驱动器”、“驱动系统”、“转换器”和“电源”可以互换使用。

2.相关技术描述

多个中压(MV)变频驱动器、例如多个多级功率转换器被用于中压交流(AC)驱动器、柔性交流传输系统(FACTS)和高压直流(HVDC)传输系统的应用中，因为单个功率半导体设备不能处理高压。多级功率转换器通常包括用于每相的多个功率单元，每个功率单元包括具有半导体开关的逆变电路，这些半导体开关能够改变各个单元的电压输出。

多级功率转换器的一个示例是例如在授予Hammond的美国专利No.5,625,545中所描述的具有多个H桥单元的级联H桥转换器系统，该专利的内容在此通过引用被整体纳入。多级功率转换器的另外的示例是具有多个M2C或M2LC子系统的模块化多级转换器系统。

中压驱动器包含特定用途的数字控制系统。数字控制系统将控制回路的命令和状态、功率单元控制信息和外部通信接口的任务拆分为三个独立的组件。三个独立的主要组件是针对控制回路命令、状态和非驱动接口的控制处理器/主机中央处理单元，针对功率单元控制和通信的现场可编程门阵列(FPGA)，以及针对外部通信的电子可编程逻辑器件(EPLD)。主要组件需要在印刷电路板(PCB)上有专用的数据总线，以便主要组件可以在它们之间交换信息以使驱动系统成功运行。

概述

简而言之，本公开的各方面涉及一种驱动系统，其例如体现为中压变频驱动器，并且更具体地，涉及一种用于驱动系统的控制系统和控制方法。

本公开的第一方面提供了一种变频驱动系统，其包括：功率转换器，该功率转换器包括向一个或多个输出相供电的多个功率单元，每个功率单元包括包含半导体开关的多个开关设备；多个用于监测功率转换器的值的传感器；以及控制系统，该控制系统与功率转换器处于通信中并控制多个功率单元的运行，该控制系统包括至少一个处理器，至少一个处理器通过可执行指令被配置为：访问功率转换器的第一降阶模型；接收由多个传感器所提供的值；结合第一降阶模型对值进行分析以确定一个或多个运行模式；以及输出功率转换器的一个或多个所确定的运行模式。

本公开的第二方面提供了一种用于控制变频驱动器的方法，其包括通过运行至少一个处理器：访问功率转换器的降阶模型；接收由传感器所提供的功率转换器的传感器值；结合降阶模型分析传感器值以确定功率转换器的运行模式；以及输出运行模式。

本公开的第三个方面提供了一种非瞬态计算机可读介质，其上编码有处理器可执行的指令，当由至少一个处理器执行时，该指令使该至少一个处理器执行用于控制如在此所述的变频驱动器的方法。

附图说明

图1说明了根据在此所公开的一示例性实施例的级联H桥转换器系统的已知基本配置的示意图。

图2说明了根据在此所公开的一个示例性实施例的级联H桥转换器系统的另外的已知基本配置的示意图。

图3说明了根据在此所公开的一个示例性实施例的驱动系统的示意图。

图4说明了根据本公开的一个示例性实施例的带有控制系统的驱动系统的示意图。