變頻器直流過壓的抑制方法以及變頻器直流過壓抑制裝置的製作方法
2023-09-16 06:49:15
專利名稱：變頻器直流過壓的抑制方法以及變頻器直流過壓抑制裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於變壓器領域，特別涉及一種變頻器直流過壓的抑制方法以及變頻器直流過壓的抑制裝置。
背景技術：
電壓源型變頻器在變頻調速的工業現場得到廣泛的應用。對於兩象限電壓源型變頻器，在減速時間較短或者負載突然減小的情況下，往往會出現電機能量回饋的現象。由於兩象限變頻器的整流單元一般為單向二極體整流，能量不能流向電網，所以會導致直流母線濾波電容電壓的泵升，產生直流過壓的故障保護。為了改善兩象限電壓源型變頻器在電機能量回饋變頻器時直流母線電壓泵升的問題，一般都會在直流濾波電容處安裝有放電電阻，以抑制瞬時的電壓上升。這種方法在小功率變頻場合適用，而在功率等級較高的情況下，往往放電電阻的體積會很大，安裝、散熱都會有不少的問題。對變頻器直流母線過壓的控制中，通常採用在不增加硬體的情況下，通過軟體算法來緩解直流電壓泵升的問題，即通過不同的方案來改變減速的速率，控制電機向變頻器的能量反饋。較直接的方法有，檢測直流母線的電壓與給定電壓作比較，通過控制器來調節電機的減速速率。這種控制滯後比較嚴重，在直流母線電容的容值不是很大時，並不能控制住電壓的泵升。
發明內容
本發明針對現有技術存在的問題，提出了以一種以直流電壓作為外環，有功電流作為內環的變頻器直流母線過壓抑制的方法，以及一種變頻器直流過壓的抑制裝置。本發明通過以下技術方案實現:—種變頻器直流過壓的抑制方法，其特正在於:所述的抑制方法的步驟如下:I)經直流電壓測量單元測量變頻器直流母線的電壓Vd。，與設定最大直流母線電壓限值V:比較；若測得的變頻器直流母線電壓Vd。大於設定最大直流母線電壓限值V'，則執行變頻器直流母線電壓過壓抑制功能:2)經變頻器輸出電壓測量單元測量變頻器輸出電壓Va，Vb, V。，計算輸出電壓矢量的相位角Qu;3)經變頻器輸出電流測量測量變頻器輸出電流ia，ib，i。，計算輸出電流在α-β靜止坐標系下，兩正交軸系的分量ia，ie ；4)根據2), 3)計算出的輸出電壓矢量相位角Qu和輸出電流在α-β靜止坐標系下，兩正交軸系的分量i α，，計算輸出電流定向與輸出電壓坐標系d_q中,兩正交軸系的分量id，iq ；5)將設定最大直流母線電壓限值V:與測量得到的變頻器直流母線電壓Vd。作差得到AVd。；6)將5)中得到的電壓差值AVd。經直流電壓PI控制器單元得到給定有功電流值id ；7)將6)中得到的有功電流值i*d給定值與4)中測得的變頻器輸出的有功電流反饋值id作差得Δ id ；8)將7)中得到的有功電流差值Λ i*d經有功電流PI控制器單元得到角頻率控制修正值Λ ω ；9)將8)中得到的角頻率控制修正值Λ ω經運行角頻率修正單元，對其進行修正。變頻器直流過壓的抑制裝置，其特徵在於:包括用於檢測變頻器直流母線電壓的直流電壓測量單元，直流電壓測量單元連接有第一比較器，第一比較器用於比較直流電壓測量單元測得的變頻器直流母線電壓和設定的最大直流母線電壓限值，第一比較器連接有直流電壓PI控制器單元，還包括用於檢測變頻器輸出電流的變頻器輸出電流測量單元以及檢測變頻器輸出電壓的變頻器輸出電壓測量單元，變頻器輸出電流測量單元以及變頻器輸出電壓測量單元同時與有功電流計算單元連接，所述的直流電壓PI控制器單元和有用電流計算單元同時與第二比較器連接，所的第二比較器與有功電流PI控制器單元連接，有功電流PI控制器單元與運行角頻率修正單元連接。本發明具有以下技術效果:本發明所述的變頻器直流過壓的抑制方法中，採用有功電流作為內環，允許變頻器的功率因數角能夠大於H /2，這樣能夠充分利用直流母線電壓允許的電壓泵升限值，可以使電機最小停機時間最優，另外本發明所述的抑制方法計算方便，能夠降低對硬體的要求，便於生產和進行大規模的推廣。
圖1為本發明的系統框圖；圖2為本發明抑制方法的控制流程圖；圖中I為直流電壓測量單元，2為第一比較器，3為直流電壓PI控制器單元，4為第二比較器，5為有功電流PI控制器單元，6為運行角頻率修正單元，7為變頻器輸出電流測量單元，8為變頻器輸出電壓測量單元，9為有功電流計算單元。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明。如圖2所示的一種變頻器直流過壓的抑制方法，其特正在於:所述的抑制方法的步驟如下:I)經直流電壓測量單元測量變頻器直流母線的電壓Vdc，與設定最大直流母線電壓限值V*dc比較；若測得的變頻器直流母線電壓Vdc大於設定最大直流母線電壓限值V*dc，則執行變頻器直流母線電壓過壓抑制功能:2)經變頻器輸出電壓測量單元測量變頻器輸出電壓Va，Vb，Vc，計算輸出電壓矢量的相位角9u;根據3S/2S矢量變化，把三相相差120°的電壓變換到正交的α-β靜止坐標系下。變換公式如下:
權利要求
1.一種變頻器直流過壓的抑制方法，其特正在於: 所述的抑制方法的步驟如下: 1)經直流電壓測量單元測量變頻器直流母線的電壓Vd。，與設定最大直流母線電壓限值v*dc比較；若測得的變頻器直流母線電Svd。大於設定最大直流母線電壓限值V'，則執行變頻器直流母線電壓過壓抑制功能: 2)經變頻器輸出電壓測量單元測量變頻器輸出電壓Va，Vb,V。，計算輸出電壓矢量的相位角Qu; 3)經變頻器輸出電流測量測量變頻器輸出電流ia，ib，i。，計算輸出電流在α-β靜止坐標系下，兩正交軸系的分量ia，ie ; 4)根據2),3)計算出的輸出電壓矢量相位角Qu和輸出電流在α-β靜止坐標系下，兩正交軸系的分量i α，，計算輸出電流定向與輸出電壓坐標系d_q中,兩正交軸系的分量id，iq ; 5)將設定最大直流母線電壓限值V:與測量得到的變頻器直流母線電壓Vd。作差得到AVdc; 6)將5)中得到的電壓差值Mac經直流電壓PI控制器單元得到給定有功電流值id； 7)將6)中得到的有功電流值i*d給定值與4)中測得的變頻器輸出的有功電流反饋值id作差得Δ id ； 8)將7)中得到的有功電流差值Λi*d經有功電流PI控制器單元得到角頻率控制修正值Δ ω ; 9)將8)中得到的角頻率控制修正值Λω經運行角頻率修正單元，對其進行修正。
2.變頻器直流過壓的抑制裝置，其特徵在於:包括用於檢測變頻器直流母線電壓的直流電壓測量單元，直流電壓測量單元連接有第一比較器，第一比較器用於比較直流電壓測量單元測得的變頻器直流母線電壓和設定的最大直流母線電壓限值，第一比較器連接有直流電壓PI控制器單元，還包括用於檢測變頻器輸出電流的變頻器輸出電流測量單元以及檢測變頻器輸出電壓的變頻器輸出電壓測量單元，變頻器輸出電流測量單元以及變頻器輸出電壓測量單元同時與有功電流計算單元連接，所述的直流電壓PI控制器單元和有功電流計算單元同時與第二比較器連接，所述第二比較器與有功電流PI控制器單元連接，有功電流PI控制器單元與運行角頻率修正單元連接。
全文摘要
本發明屬於變壓器領域，特別涉及一種變頻器直流過壓的抑制方法以及變頻器直流過壓的抑制裝置。一種變頻器直流過壓的抑制方法,其將有功電流作為內環控制量，同時調整有功電流在調節運行角頻率，從而克服直流母線電壓的泵升，另外本發明允許變頻器的功率因數角能夠大於π/2，這樣能夠充分利用直流母線電壓允許的電壓泵升限值，可以使電機最小停機時間最優。
文檔編號H02M1/32GK103117646SQ201210509410
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者周金平 申請人:常州聯力自動化科技有限公司