扭轉模式阻尼控制器系統連接到驅動包括電機和非電機的傳動系統的變流器。控制器系統包括被配置為接收與變流器或傳動系統的變量有關的測量數據的輸入接口和連接到輸入接口的控制器。控制器被配置為基于來自輸入接口的測量數據，計算沿傳動系統的軸的一段的至少一個動態轉矩分量；基于至少一個動態轉矩分量，為變流器的逆變器和整流器生成控制數據以用于阻尼傳動系統的軸中的扭轉振蕩；以及發送控制數據至整流器和逆變器以用于調制變流器和電機之間交換的有功功率。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本文公開的主題的實施例通常涉及方法和系統，更具體地，涉及用于阻尼旋轉系統中出現的扭轉振動的機制和技術。
技術介紹
石油和天然氣工業具有對于以變速驅動各種機器的增長的需求。這樣的機器可以包括壓縮機、電動機、膨脹器、燃氣輪機、泵等等。變頻電氣傳動增加了能量效率并且為機器提供了增加的靈活性。用于驅動例如大型氣體壓縮機組的一種機構是負載換相逆變器(LCI)0氣體壓縮機組包括例如燃氣輪機、電動機和壓縮機。氣體壓縮機組可以包括或多或少的電機和渦輪機。然而，由電力電子驅動系統引入的問題是由于電諧波導致的電機的轉矩中脈動分量的生成。在傳動系統的扭轉固有頻率下轉矩的脈動分量可以與機械系統相互作用，這是不期望的。·扭轉振蕩或振動是振蕩角運動，所述振蕩角運動可以出現在例如如圖I所示的具有附著于軸的多種質量的軸中。圖I示出了系統10，所述系統10包括燃氣輪機12、電動機14、第一壓縮機16和第二壓縮機18。或者這些機器的軸連接到彼此或者這些機器共用單個軸20。因為葉輪和沿軸20分布的其他質量，軸20的旋轉可以被具有附著于軸的質量(例如葉輪)的不同速度的旋轉產生的扭轉振蕩所影響。如上面所討論的，扭轉振動典型地由驅動電動機的電力電子設備引入。例如，圖I示出了提供電功率給LCI 24的電力網電源(電源)22，LCI 24又驅動電動機14的軸20。電力網可以是隔離的發電機。為了阻尼(最小化)扭轉振動，如圖2所示(其對應于轉讓給與本申請相同的受讓人的美國專利No. 7，173，399的圖1，在這里通過引用而結合其全部的公開內容)，可以將逆變器控制器26提供給LCI 24的逆變器28并且逆變器控制器26可以被配置為引入逆變器延遲角變化(鄒)用于調制從逆變器28轉移至電動機14的有功功率量。備選地，可以將整流器控制器30提供給整流器32并且整流器控制器30可以被配置為引入整流器延遲角變化(Δα)用于調制從發電機22轉移至直流環節44并且因此轉移至電動機14的有功功率量。注意到，通過調制從發電機22轉移至電動機14的有功功率量，有可能阻尼在包括電動機14和燃氣輪機12的系統中出現的扭轉振動。在這點上，注意到，電動機14和燃氣輪機12的軸連接到彼此，而發電機22的軸未連接到電動機14或燃氣輪機12。兩個控制器26和30分別接收來自傳感器36和38的信號作為輸入，并且這些信號指示了電動機14和/或發電機22所經受的轉矩。換句話說，逆變器控制器26處理傳感器36感測到的轉矩值以用于生成逆變器延遲角變化(Δβ)，而整流器控制器30處理傳感器38感測到的轉矩值以用于生成整流器延遲角變化(Δα)。逆變器控制器26和整流器控制器30彼此獨立并且這些控制器可以在給定的系統中一起或單獨地實現。圖2示出了傳感器36監控電動機14的軸的一部分(段)40并且傳感器38監控發電機22的軸42。圖2還示出了整流器32和逆變器28之間的直流環節44。然而，單獨地確定整流器延遲角變化(Δσ)或逆變器延遲角變化(ΔΡ)并非總是可實現的和/或精確的。因此，將期望提供使用其他方式來阻尼振動振蕩的系統和方法。
技術實現思路
根據示范的實施例，存在有連接到驅動包括電機和非電機的傳動系統的變流器的扭轉模式阻尼控制器系統。該控制器系統包括被配置為接收與變流器或傳動系統的變量有關的測量數據的輸入接口以及連接到輸入接口的控制器。控制器被配置為基于來自輸入接口的測量數據計算沿傳動系統的軸的一段的至少一個動態轉矩分量，基于至少一個動態轉矩分量為變流器的逆變器和整流器生成控制數據以用于阻尼傳動系統的軸中的扭轉振蕩，以及發送控制數據至整流器和逆變器以用于調制變流器和電機之間交換的有功功率。根據另一個不范的實施例,存在有用于驅動作為傳動系統的一部分的電機的系統。該系統包括整流器，所述整流器被配置為接收來自電源的交流電并且將交流電轉換為 直流電；直流環節，所述直流環節連接到整流器并且被配置為傳輸直流電；逆變器，所述逆變器連接到直流環節并且被配置為將接收的直流電轉變為交流電；輸入接口，所述輸入接口被配置為接收與變流器或傳動系統的變量有關的測量數據；以及控制器，所述控制器連接到輸入接口。控制器被配置為基于來自輸入接口的測量數據計算沿傳動系統的軸的一段的至少一個動態轉矩分量，基于至少一個動態轉矩分量為整流器和逆變器生成控制數據以用于阻尼機械系統的軸中的扭轉振蕩，并且發送控制數據至整流器和逆變器以用于調制變流器和電機之間交換的有功功率。根據又一個不范的實施例，存在有用于阻尼包括電機的傳動系統中的扭轉振動的方法。該方法包括接收與(i )驅動電機的變流器或(i i )傳動系統或(i i i )變流器和傳動系統兩者的變量有關的測量數據；基于測量數據計算沿傳動系統的軸的一段的至少一個動態轉矩分量；基于至少一個動態轉矩分量為變流器的逆變器和整流器生成控制數據以用于阻尼傳動系統的軸中的扭轉振蕩；以及發送控制數據至整流器和逆變器以用于調制變流器和電機之間交換的有功功率。根據再一個示范的實施例，存在有包括計算機可執行指令的計算機可讀介質，其中在被執行時，所述指令實現用于阻尼扭轉振動的方法。計算機指令包括在先前段落中記錄的方法中記載的步驟。附圖說明被結合進說明書并且構成說明書的一部分的附圖示出了一個或多個實施例，并且與描述一起解釋這些實施例。在附圖中 圖I是連接到電機和兩個壓縮機的常規燃氣輪機的示意 圖2是包括整流器控制器和逆變器控制器的傳動系統的示意 圖3是根據示范實施例的由控制器控制的負載、電動機和燃氣輪機的示意 圖4是根據示范實施例的變流器和相關聯的邏輯的示意 圖5是根據示范實施例的變流器和相關聯的邏輯的示意 圖6是說明具有停用的阻尼控制的軸的轉矩的圖表； 圖7是說明根據示范實施例的具有啟用的阻尼控制的軸的轉矩的圖表；圖8是根據示范實施例的變流器和相關聯的邏輯的示意 圖9是根據示范實施例的被配置為控制變流器以用于阻尼扭轉振動的控制器的示意 圖10是根據示范實施例的將調制提供給整流器的控制器的示意 圖11是根據示范實施例的控制整流器以用于阻尼扭轉振動的方法的流程 圖12是根據示范實施例的將調制提供給整流器和逆變器的控制器的示意 圖13是根據示范實施例的對變流器的逆變器、整流器和直流環節來說存在的電壓的示意 圖14是表明根據示范實施例的阿爾法和貝塔角度調制的扭轉效應的圖表； 圖15是根據示范實施例的控制逆變器和整流器以用于阻尼扭轉振動的方法的流程 圖16是根據示范實施例的用于阻尼扭轉振動的電壓源逆變器和相關聯的控制器的示意圖；以及 圖17是多質量系統的不意圖。具體實施例方式示范實施例的下面的描述參考了附圖。不同附圖中相同的附圖標記標識了相同或類似的元件。下面詳細的描述并沒有限制本專利技術。相反，本專利技術的范圍由所附的權利要求書來限定。為了簡單起見，與通過負載換相逆變器驅動的電動機的結構和術語有關地討論下面的實施例。然而，接下來將要討論的實施例不限于這樣的系統，而是可以應用于(利用適當的調節)用其他裝置(例如電壓源逆變器(VSI))驅動的其他系統。整個說明書對“一個實施例”或“實施例”的提及意味著與實施例一起描述的特定特征、結構或特性包括在所公開的主題的至少一個實施例中。因此，短語“在一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：SH施拉姆，CM西勒，AS阿基爾斯，P羅通多，
申請(專利權)人：諾沃皮尼奧內有限公司，
類型：
國別省市：
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