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CN105531922B - 用于在可调速驱动中控制再生能量的系统以及方法 - Google Patents

用于在可调速驱动中控制再生能量的系统以及方法 Download PDF

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CN105531922B CN201480046649.5A CN201480046649A CN105531922B CN 105531922 B CN105531922 B CN 105531922B CN 201480046649 A CN201480046649 A CN 201480046649A CN 105531922 B CN105531922 B CN 105531922B
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Abstract

本发明公开了一种用于控制可调速度驱动(ASD)以便在发电操作模式期间减速AC负载的系统以及方法。ASD包括电容器以及被耦接到DC连接的逆变器。电流传感器系统被耦接到逆变器的输出。ASD进一步包括控制系统，该控制系统被编程为计算电容器的能量，利用计算的电容器能量而生成参考电力，以及从由电流传感器系统接收的实时电流信号来计算反馈电力。控制系统将反馈电力与参考电力进行比较，基于该比较而限定频率偏移，利用频率偏移而生成速度命令，以及向逆变器输出速度命令以便在减速期间维持平滑的DC连接电压。

Description

用于在可调速驱动中控制再生能量的系统以及方法
技术领域
本发明一般涉及可调速驱动，并且更特别地涉及在利用双环路控制结构的减速期间用于在操作的发电模式时控制可调速驱动的系统以及方法。
背景技术
电机驱动在工业应用中频繁用于适应电力以及此外控制电驱动电机，例如与泵、风扇、压缩机、起重机、造纸厂、钢厂、轧钢厂、电梯、机床等一起供应的电驱动电机。电机典型地提供伏特/赫兹的控制，并大幅改进了电驱动电机和应用的效率和生产率。逐渐地，电机驱动采取擅于为电驱动电机或者感应式电机提供可变速度和/或可变转矩控制的可调节或者可变速度驱动(ASD或者VSD)或者可调频率驱动(AFD)的形式。
如果感应式电机的定子端部连接至三相AFD系统，感应式电机的定子在电机驱动操作模式期间将以定子旋转磁场的方向旋转。当负载转矩被施加至电机轴时，稳态速度保持小于同步速度。然而，当感应式电机以与定子旋转场相同的方向旋转时，例如在无负载操作状态期间，如果感应式电机的速度高于同步速度，则感应式电机处于发电操作模式。在发电模式期间，产生在定子旋转磁场相反作用的发电转矩，使得电力从感应式电机回流至AFD。
为了停止AFD系统，AFD施加更低的频率至感应式电机，以尝试以比如果电机允许逐渐至停止更快的速率对电机减速。在减速过程中，AFD持续向电机绕组施加能量，以便保持磁场有效。由于施加的频率低于电机的实际频率，在感应式电机的发电行为将会导致电力流反转AFD系统的动能并将电力反馈回供电电源期间，电机进入发电操作模式。由于能量从电机转移到AFD的DC连接，DC连接电压增加并可能变得不稳定。
在减速过程中，一种用于保护AFD的已知技术监测DC连接电压。如果在减速期间DC连接电压上升超过DC连接电压阈值，AFD将会跳闸并打断正常的停止操作。图1中显示了该技术的说明。图表10显示了用于由40hp驱动在无负载时(即最小转矩)以0.1秒减速速率从100Hz至0Hz驱动的20hp电机的实验波形，包括驱动输出频率12、DC连接电压14以及电机电流16。图表10的顶部18以1秒分割说明，并且图表10的底部20以50毫秒分割说明波形的子部分。由于电机开始斜降其速度并且驱动输出频率12降低，当DC连接电压超出阈值时，电机进入发电状态并且上升的DC连接电压14导致过电压跳闸。在AFD跳闸之后，电机以不可控的方式关闭。不稳定的DC连接电压以及不受控的关闭增加DC连接电容器上的压力，引入EMC问题，产生非期望的谐波和共振，增大机械应力，并且降低整体系统性能。
取代跳闸，AFD的切换控制可导致DC连接电压在减速过程中开始振荡。作为示例，图2中所示的图表22说明了用于在无负载时对20hp电机从100Hz减速至0Hz的示例性60hp驱动的DC连接电压24、电机电流26以及驱动输出频率28的所捕捉的波形。当选择减速功能并且将减速速率设定为0.1秒时，电机开始斜降其速度进入发电状态。如图表22所示，DC连接电压24形成具有超过150V过冲的振荡。也就是说，特定的频率，电压将会在高值和低值之间跳动并且打断正常的减速过程，导致EMI和EMC干扰周围设备。
用于控制减速过程的另一已知方案采用制动电阻器，其提供了驱散可再生能量的通路。制动电阻器控制电路感测高DC电压状态并穿过DC连接与制动电阻电连接。尽管制动电阻器可有效驱散过度的能量，制动电阻器的成本显著。此外，制动电阻器的大的物理尺寸显著增加了AFD的整体尺寸。
因此，可期望提供一种在发电操作模式期间用于控制AFD的系统以及方法，该发电操作模式在减速期间维持平滑DC连接电压，而无需跳闸AFD或者在DC连接电压中产生振荡。进一步地，可期望提供一种无需制动电阻器而控制AFD的系统以及方法，以最小化AFD的尺寸以及成本。
发明内容
本发明的实施例提供了一种在利用双环路控制结构的再生操作环境期间用于负载的受控减速的系统以及方法。
根据本发明的一个方面，可调频率驱动系统包括可耦接到AC负载的可调频率驱动。可调频率驱动包括被耦接到DC连接的电容器、具有被耦接到DC连接的输入的逆变器、以及被耦接到逆变器的输出的电流传感器系统。可调频率驱动进一步包括控制系统，该控制系统被编程为计算电容器的能量，利用计算的电容器能量而产生参考电力，以及计算来自由电流传感器系统接收的实时电流信号的反馈电力。控制系统进一步被编程为将反馈电力与参考电力进行比较，基于比较而限定频率偏移，利用频率偏移而生成速度命令，以及输出速度命令至逆变器。
根据本发明的另一方面，减速感应式电机的方法包括控制可调速驱动从而根据V/Hz分布的第一操作点而为感应式电机初始地提供电力，计算可调速驱动的DC电容器能量，以及计算从感应式电机发送至可调速驱动的反馈电力。方法还包括基于计算的DC电容器能量和计算的反馈电力而生成补偿频率，在来自补偿频率的V/Hz分布上限定第二操作点，以及控制可调速驱动从而根据第二操作点而为感应式电机提供电力。
根据本发明的又一方面，用于被耦接到负载的可调速驱动的控制系统包括第一控制环路，该第一控制环路具有电容器能量微分电路以及被耦接到电容器能量微分电路的输出的第一控制器。第一控制器被编程为调整电容器能量变化。控制系统还包括被耦接到第一控制环路的输出的第二控制环路，第二控制环路具有电力微分电路以及被耦接到电力微分电路的输出的第二控制器，第二控制器被编程为调整负载的有效电力功耗。
本发明的各种其它特征和优点将从以下详细的描述和附图中变得显而易见。
附图说明
附图说明了目前预期用于实施本发明的优选实施例。
在附图中：
图1为根据已知技术的用于由40hp驱动在无负载时以0.1秒减速速率从100Hz至0Hz驱动的20hp电机的波形图。
图2为根据另一已知技术的用于由60hp驱动在无负载时以0.1秒减速速率从100Hz至0Hz驱动的20hp电机的波形图。
图3为根据本发明的实施例的用于以受控方式控制负载减速的3相AC控制系统的示意图，该3相AC控制系统整合了诸如可调速驱动(ASD)的电力转换设备。
图4为根据本发明的实施例的用于在减速期间控制图1中所示的可调速驱动的双环路控制系统的框图。
图5为阐述根据本发明实施例的电机驱动减速控制技术的步骤的流程图。
图6为说明利用图5的减速控制技术的示例性ASD操作的波形图。
具体实施方式
此处阐述的本发明实施例涉及电子电力转换器和逆变器，以及涉及在再生操作状态期间提供负载的受控减速的系统以及方法。系统包括双环路控制系统，该双环路控制系统包括调整电容器能量的外部的控制环路以及调整由负载消耗的电力的内部的控制环路。
参照图3，图示了三相可调频率驱动(AFD)系统50。AFD系统50包括可调频率驱动(AFD)52，该可调频率驱动(AFD)52被设计为接收三相交流(AC)电力输入、整流AC输入，以及执行所整流的段到被供应至负载54的可变频率和幅度的三相交流电压的DC/AC转换。在一个实施例中，AFD 52根据以下更详细描述的示例性V/Hz特性而运行。例如，根据不同实施例，负载54可以是诸如感应式电机的交流电机。AFD 52还包括转换器56(例如将非受控的AC输入从AC电压输入58转换到直流(DC)输出的三相整流桥)，DC连接电容器组60，将DC输入转换为受控AC输出的开关阵列62，电流传感器系统64，DC连接电压传感器66，以及包括一个或者更多计算机处理器70以及多个控制算法的控制系统68。
转换器56将三相AC电压输入58转换为DC电力，从而在转换器56与开关阵列62之间存在DC连接电压Vdc。DC连接电压通过DC连接电容器组60被缓冲或者平滑，该DC连接电容器组60具有基于一个或者多个DC连接电容器72的整体电容Cd。
开关阵列62逆变并适配DC连接电压或者将DC连接电压逆变并适配为感应式电机54的受控的可调频率，可调电压AC输出。根据一个实施例，开关阵列62包括共同形成脉宽调制(PWM)逆变器78的一系列IGBT开关74以及反并联二极管76。PWM逆变器78将AC电压波形综合成具有固定频率和幅度，以传递至诸如感应式电机的负载54。PWM逆变器78被配置为根据PWM控制方案(诸如，例如空间矢量调制(SVM)控制方案或者正弦三角PWM控制方案)而运行以便控制多个开关，因而产生受控制的AC电力输出。在示例性实施例中，PWM逆变器78被配置为根据SVM控制方案运行。尽管开关阵列62显示为包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)74，应当意识到本发明其它实施例预期了如本领域公知的其它电力开关设备，诸如例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
PWM逆变器78由控制系统68操作，控制系统68可包括执行高速操作(例如空间矢量调制(SVM)、DC连接电压去耦接和保护)的若干控制器或者处理器。控制系统68经由栅极驱动信号连接PWM逆变器78，并从电流传感器系统64以及DC连接电压传感器66接收输入，以监测DC连接电压以及PWM逆变器78的输出上的变化。合适的接口(I/F)80缓冲从控制系统68至IGBT 74的栅极驱动信号。在一个实施例中，接口80从控制系统68中的空间矢量PWM模块82接收低电力输入信号，并为其对应的IGBT 74的栅极提供放大的高电流驱动输入，从而促进其高效切换。
根据各种实施例，电流传感器系统64和DC连接电压传感器66可以是发送实时电压信号84以及实时电流信号86的有线或者无线传感器。电流传感器系统64包括电流传感器(例如霍尔效应传感器)88、90、92，为了测量三相AC电机电流，将电流传感器88、90、92放置在AFD 52的AC输出上。DC连接电压Vdc的DC连接电压传感器66在DC连接94上。在如下详细描述，所监测的电压变化以及电流值用于在减速过程中控制PWM逆变器78的切换。
在操作期间，控制系统68接收实时电压信号84和实时电流信号86，并在空间矢量PWM模块82产生一系列控制信号。根据一个实施例，为了生成频率命令或者电压幅值命令，控制系统68从输入设备(未示出)接收频率(或者速度)命令。电压幅值命令由频率命令的函数给出，典型地称为V/Hz曲线或者分布。在示例性实施例中，基于V/Hz分布或者曲线而生成栅极控制信号。空间矢量PWM模块82向接口80输出栅极控制信号，因此形成SVM控制方案。例如，V/Hz分布可以是定义AFD 52的电压和操作频率之间的关系的预设置线性或者非线性曲线。
除了空间矢量PWM模块82之外，控制系统68进一步包括由合适的处理器70执行的Clarke变换模块96、Park变换模块98、减速模块100以及空间矢量模块102。空间矢量PWM模块82以及模块96-102的操作将会关于图4和5做更详细的描述。
现参照图4和5，并继续参照图3的AFD系统50，陈述用于平滑地减速负载的减速控制技术104。技术104使用双控制环路结构以监测DC连接电容器组60的能量以及PWM逆变器78的输出电力，并且平滑地控制由于感应式电机54被减速并进入发电操作模式而生成的再生能量流。双控制环路结构包括调整DC连接电容器组60的能量变化的外部控制环路106以及调整在感应式电机54中消耗的有效电力的内部控制环路108。
当AFD系统50进入感应式电机54的减速控制过程并发起减速模块100的操作时，技术104在框110开始，如图4所示，包括内部控制环路108以及外部控制环路106。在一个实施例中，当监测的DC连接电压上升超过预定电压阈值时，技术104发起减速模块100的操作。
外部控制环路106包括电容器能量微分电路112，其获得DC连接电容器组60的电容器能量Edc与参考电容器能量值Eref之间的差。在框114中，根据下式计算电容器能量Edc：
其中C为DC连接电容器组60的电容，并且Vdc为在框116中确定的实时DC连接电压。微分电路112比较计算的实时电容器能量Edc与参考电容器能量值Eref，以确定DC连接电容器组60的能量变化ΔEcap。当ΔEcap大于0时，感应式电机54将能量返回给DC连接电容器组60。当ΔEcap小于0时，感应式电机54吸收来自DC连接电容器组60的能量。
在一个实施例中，参考电容器能量值Eref计算如下：
其中Vref为DC连接参考电压。在示例性实施例中，DC连接参考电压可计算如下：
Vref＝Vin*1.414+65 (等式3)
其中Vin为输入电网电压。在该实施例中，DC连接电容器中的能量变化可定义为：
连接到微分电路112的第一控制器118操作调整外部控制环路106的反馈控制，从而ΔEcap等于0。在一个实施例中，控制器118为实施反馈控制的比例积分(PI)控制器。控制器118的输出由范围限制框120以及放大器122接收，该放大器122输出表示框124中感应式电机54的有效电力的参考电力Pref。
参考电力Pref然后用于内部控制环路108中，以便在框126处计算补偿频率Fcomp。为了计算补偿频率Fcomp，电力微分电路128将计算的参考电力Pref与在框130中计算的反馈电力Pfeed进行比较。在一个实施例中，通过从电流传感器系统64接收电流值并在Clarke变换模块96中执行电流值的Clarke变换，反馈电力Pfeed的计算在框132开始。Clarke变换模块96的输出被馈入Park变换模块98以执行Park变换。减速模块100使用来自Park变换模块98的输出并计算反馈电力如下：
其中Id和Iq为来自Park变换的输出，并且Vd和Vq表示内部参考电压。当反馈电力Pfeed大于0时，感应式电机54从AFD 52吸收能量。作为替代，当反馈电力Pfeed小于0时，感应式电机54将能量馈到AFD 52。
第二控制器134，诸如例如PI控制器，从微分电路128接收输出并运行反馈控制以调整在感应式电机54中消耗的有效电力。控制134的输出首先经过范围限制框136，该范围限制框136输出频率偏移或者计算的补偿频率Fcomp。在再生状态期间，计算的补偿频率Fcomp为正，以限制DC连接电压Vdc增大并保持其稳定。
在典型减速过程中，AFD 52以预定的速率减少操作频率，同时跟随感应式电机54的给定V/F曲线。因此，在减速过程中每个时间点具有为其分配的给定的参考频率Fref。技术104通过利用和函数将计算的补偿频率Fcomp加入到参考频率Fref，而在框138中修改编程的减速过程的操作点，从而与典型的减速过程分离。Fcomp和Fref之和的输出然后被输入到V/F曲线模块142，其在框144基于修改的频率值而生成电压命令。因此，计算的补偿频率Fcomp表示在减速期间被添加到感应式电机54的电压的附加总量。
V/F曲线模块142的输出被输入到空间矢量模块102，该空间矢量模块102输出通过Vd、Vq和θ定义的旋转电压矢量。该旋转电压矢量被馈入到空间矢量PWM模块82，该空间矢量PWM模块82依次将表示速度命令的栅极信号输出至接口80，该接口80将速度命令传输至PWM逆变器78的IGBT 74。
尽管PWM模块82以上描述为空间矢量PWM模块，本领域技术人员将会意识到可采用其它合适的PWM，诸如例如正弦三角PWM。进一步，控制器118和134在作为替代的实施例中可以是比例-积分-微分(PID)控制器。
参照图6，图表146显示了由示例性20hp AFD驱动而驱动的示例性20hp感应式电机的DC连接电压148、输出电流150和输出频率152，利用技术104而控制该示例性20hp AFD驱动，以在无负载时以0.1秒使感应式电机从100Hz减速至0Hz。图表146的顶部154以2秒分割而说明，而图表146的底部156以200ms分割而说明。如图所示，DC连接电压148在减速期间保持受控制，同时输出频率或者速度斜降152保持平滑。进一步，输出电流150受控制并且不会经受振荡。
有利地，本发明实施例因此提供用于控制可调频率驱动或者可变速度驱动从而对负载减速而无需使用制动电阻器的系统以及方法，这使用在减速期间维持平滑DC连接电压而无需使驱动跳闸或者在DC连接电压中产生振荡状态的控制策略。此处阐述的减速控制策略的实施例修改用于定义该驱动的操作点的参考频率，以便在减速期间产生的发电操作模式期间，在给定操作点限制DC连接电压。基于控制电容器能量以及由负载消耗的有效电力的双控制环路策略，确定对频率参考的修改的量。
公开的方法以及装置的技术贡献在于其具有控制AC负载或者感应式电机的减速的计算机实施技术。该技术采用双环路控制系统的能力，该双环路控制系统包括调节DC电容器能量的第一控制环路以及调节由AC负载消耗的电力的第二控制环路。
本领域技术人员将理解本发明的实施例可连接计算机可读存储介质并且由计算机可读存储介质控制，该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机程序。计算机可读存储介质包括多个部件，诸如电子部件、硬件部件和/或计算机软件部件中的一个或者多个。这些部件可包括一个或者多个通常存储指令的计算机可读存储介质，该指令诸如用于执行序列的一个或者多个实施方式或者实施例中的一个或者多个部分的软件、固件和/或汇编语言。这些计算机可读存储介质通常是非易失的和/或有形的。此类计算机可读存储介质的示例包括存储设备和/或计算机的可记录数据存储媒介。例如，计算机可读存储介质可采用磁、电、光学、生物和/或原子数据存储媒介中的一个或者多个。进一步，此类介质可采用诸如软盘、磁带、CD-ROM、DVD-ROM、硬盘驱动和/或电子存储器的形式。未列出的非易失和/或有形计算机可读存储介质的其它形式可与本发明的实施例一起采用。
若干此类部件可在系统的实现中合并或者分开。进一步，此类部件可包括一组和/或系列的计算机指令，该计算机指令写成本领域技术人员将理解的若干编程语言的任一种，或者该计算机指令与本领域技术人员将理解的若干编程语言的任一种一起实施。此外，可采用诸如载波的其它形式的计算机可读介质来实施表示指令序列的计算机数据信号，当由一个或者多个计算机执行该指令序列时，使得一个或者多个计算机执行序列的一个或者多个实施方式或者实施例的一个或者多个部分。
因此，根据本发明的一个实施例，一种可调频率驱动系统包括可耦接到AC负载的可调频率驱动。可调频率驱动包括被耦接到DC连接的电容器，具有被耦接到DC连接的输入的逆变器，以及被耦接到逆变器的输出的电流传感器系统。可调频率驱动进一步包括控制系统，该控制系统被编程为计算电容器的能量，利用计算的电容器能量产生参考电力，以及计算从由电流传感器系统接收的实时电流信号的反馈电力。控制系统进一步被编程为将反馈电力与参考电力进行比较，基于比较而限定频率偏移，利用频率偏移而生成速度命令，以及向逆变器输出速度命令。
根据本发明的另一实施例，一种减速感应式电机的方法包括控制可调速度驱动从而根据V/Hz分布上的第一操作点向感应式电机初始地提供电力，计算可调速度驱动的DC电容器能量，以及计算从感应式电机发送至可调速度驱动的反馈电力。方法还包括基于计算的DC电容器能量以及计算的反馈电力而生成补偿频率，限定来自补偿电力频率的V/Hz分布上的第二操作点，以及控制可调速度驱动从而根据第二操作点而向感应式电机提供电力。
根据本发明实施例的又一方面，用于被耦接到AC负载的可调速度驱动的控制系统包括第一控制环路，该第一控制环路具有电容器能量微分电路以及被耦接到电容器能量微分电路的输出的第一控制器。第一控制器被编程为调整电容器能量变化。控制系统还包括被耦接到第一控制环路的输出的第二控制环路，第二控制环路具有电力微分电路以及被耦接到电力微分电路的输出的第二控制器，第二控制器被编程为调整负载的有效电力消耗。
本发明依据优选实施例而被描述，并且应当意识到除了这些明确阐述以外的等同物、替换物以及修改也是可能的并且落入所附权利要求的保护范围内。

Claims (20)

1.一种可调频率驱动系统，包括：
可耦接到AC负载的可调频率驱动，所述可调频率驱动包括：
被耦接到DC连接的电容器；
具有被耦接到所述DC连接的输入的逆变器；
被耦接到所述逆变器的输出的电流传感器系统；以及
控制系统，其被编程为：
计算所述电容器的能量；
利用所计算的电容器能量而生成参考电力；
根据由所述电流传感器系统接收的实时电流信号来计算反馈电力；
将所述反馈电力与所述参考电力进行比较；
基于所述比较而限定频率偏移；
利用所述频率偏移而生成速度命令；以及
向所述逆变器输出所述速度命令。
2.根据权利要求1所述的可调频率驱动系统，其中所述控制系统进一步包括：
被配置为调整所述电容器的能量的第一控制环路；以及
被耦接到所述第一控制环路的输出的第二控制环路，所述第二控制环路被配置为调整由所述AC负载消耗的电力。
3.根据权利要求2所述的可调频率驱动系统，其中所述第一控制环路计算所述参考电力；以及
其中所述第二控制环路计算所述频率偏移。
4.根据权利要求2所述的可调频率驱动系统，进一步包括第一控制器，所述第一控制器被编程为：
计算所述电容器的能量变化；以及
调整所述第一控制环路，从而使得所述电容器的所述能量变化等于零。
5.根据权利要求4所述的可调频率驱动系统，其中所述第一控制器进一步被编程为从实时DC连接电压来计算所述电容器的所述能量变化。
6.根据权利要求5所述的可调频率驱动系统，其中所述第一控制器被编程为根据下式来计算所述电容器的所述能量变化ΔEcap，
其中C为所述电容器的电容，Vref为所述DC连接的参考电压，以及Vdc为所述实时DC连接电压。
7.根据权利要求1所述的可调频率驱动系统，其中所述控制系统进一步被编程为：
接收初始频率命令；
基于所述频率偏移而调节所述初始频率命令；以及
基于所调整的频率命令而生成所述速度命令。
8.根据权利要求1所述的可调频率驱动系统，其中所述控制系统进一步被编程为：
从预先限定的电压/频率曲线，生成对应于所调节的频率命令的电压命令；以及
基于所述电压命令来控制所述逆变器。
9.根据权利要求1所述的可调频率驱动系统，进一步包括被耦接到所述DC连接的电压传感器，所述电压传感器被配置为：
监测所述实时DC连接电压；以及
将所述实时DC连接电压发送到所述控制系统。
10.根据权利要求1所述的可调频率驱动系统，其中所述AC负载包括感应式电机。
11.根据权利要求1所述的可调频率驱动系统，其中所述控制系统包括多个PI控制器。
12.一种用于减速感应式电机的控制方法，所述方法包括：
控制可调速度驱动从而根据V/Hz分布上的第一操作点而向所述感应式电机初始地提供电力；
计算所述可调速度驱动的DC电容器能量；
计算从所述感应式电机发送到所述可调速度驱动的反馈电力；
基于所计算的DC电容器能量以及所计算的反馈电力而生成补偿频率；
从所述补偿频率在所述V/Hz分布上限定第二操作点；以及
控制所述可调速度驱动从而根据所述第二操作点向所述感应式电机提供电力。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
在第一控制环路中调整所述DC电容器的能量；以及
在第二控制环路中调整由所述感应式电机消耗的电力。
14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括:
从所述DC电容器能量以及参考电容器能量而计算参考电力；以及
基于所述参考电力以及所述计算的反馈电力而生成所述补偿频率。
15.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：在所述V/Hz分布上限定具有比所述第一操作点的频率更高频率的所述第二操作点。
16.一种用于被耦接到负载的可调速度驱动的控制系统，所述控制系统包括：
第一控制环路，其包括：
电容器能量微分电路；以及
被耦接到所述电容器能量微分电路的输出的第一控制器，所述第一控制器被编程为调整电容器能量变化；以及
被耦接到所述第一控制环路的输出的第二控制环路，所述第二控制环路包括：
电力微分电路；以及
被耦接到所述电力微分电路的输出的第二控制器，所述第二控制器被编程为调整所述负载的有效电力消耗。
17.根据权利要求16所述的控制系统，其中所述电容器能量微分电路计算DC连接电容器的实时能量值与参考能量值之间的差；以及
其中所述第一控制器进一步被编程为输出参考电力。
18.根据权利要求17所述的控制系统，其中所述电力微分电路接收反馈电力输入并计算在所述参考电力与所述反馈电力输入之间的差。
19.根据权利要求16所述的控制系统，其中所述第二控制器进一步被编程为输出频率偏移。
20.根据权利要求19所述的控制系统，其进一步包括空间矢量模块，所述空间矢量模块被编程为基于所述频率偏移而限定所述可调速度驱动的切换命令。
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