专利名称：变频器直流过压的抑制方法以及变频器直流过压抑制装置的制作方法
技术领域：
本发明属于变压器领域，特别涉及一种变频器直流过压的抑制方法以及变频器直流过压的抑制装置。
背景技术：
电压源型变频器在变频调速的工业现场得到广泛的应用。对于两象限电压源型变频器，在减速时间较短或者负载突然减小的情况下，往往会出现电机能量回馈的现象。由于两象限变频器的整流单元一般为单向二极管整流，能量不能流向电网，所以会导致直流母线滤波电容电压的泵升，产生直流过压的故障保护。为了改善两象限电压源型变频器在电机能量回馈变频器时直流母线电压泵升的问题，一般都会在直流滤波电容处安装有放电电阻，以抑制瞬时的电压上升。这种方法在小功率变频场合适用，而在功率等级较高的情况下，往往放电电阻的体积会很大，安装、散热都会有不少的问题。对变频器直流母线过压的控制中，通常采用在不增加硬件的情况下，通过软件算法来缓解直流电压泵升的问题，即通过不同的方案来改变减速的速率，控制电机向变频器的能量反馈。较直接的方法有，检测直流母线的电压与给定电压作比较，通过控制器来调节电机的减速速率。这种控制滞后比较严重，在直流母线电容的容值不是很大时，并不能控制住电压的泵升。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了以一种以直流电压作为外环，有功电流作为内环的变频器直流母线过压抑制的方法，以及一种变频器直流过压的抑制装置。本发明通过以下技术方案实现:—种变频器直流过压的抑制方法，其特正在于:所述的抑制方法的步骤如下:I)经直流电压测量单元测量变频器直流母线的电压Vd。，与设定最大直流母线电压限值V:比较；若测得的变频器直流母线电压Vd。大于设定最大直流母线电压限值V'，则执行变频器直流母线电压过压抑制功能:2)经变频器输出电压测量单元测量变频器输出电压Va，Vb, V。，计算输出电压矢量的相位角Qu;3)经变频器输出电流测量测量变频器输出电流ia，ib，i。，计算输出电流在α-β静止坐标系下，两正交轴系的分量ia，ie ；4)根据2), 3)计算出的输出电压矢量相位角Qu和输出电流在α-β静止坐标系下，两正交轴系的分量i α，，计算输出电流定向与输出电压坐标系d_q中,两正交轴系的分量id，iq ；5)将设定最大直流母线电压限值V:与测量得到的变频器直流母线电压Vd。作差得到AVd。；6)将5)中得到的电压差值AVd。经直流电压PI控制器单元得到给定有功电流值id ；7)将6)中得到的有功电流值i*d给定值与4)中测得的变频器输出的有功电流反馈值id作差得Δ id ；8)将7)中得到的有功电流差值Λ i*d经有功电流PI控制器单元得到角频率控制修正值Λ ω ；9)将8)中得到的角频率控制修正值Λ ω经运行角频率修正单元，对其进行修正。变频器直流过压的抑制装置，其特征在于:包括用于检测变频器直流母线电压的直流电压测量单元，直流电压测量单元连接有第一比较器，第一比较器用于比较直流电压测量单元测得的变频器直流母线电压和设定的最大直流母线电压限值，第一比较器连接有直流电压PI控制器单元，还包括用于检测变频器输出电流的变频器输出电流测量单元以及检测变频器输出电压的变频器输出电压测量单元，变频器输出电流测量单元以及变频器输出电压测量单元同时与有功电流计算单元连接，所述的直流电压PI控制器单元和有用电流计算单元同时与第二比较器连接，所的第二比较器与有功电流PI控制器单元连接，有功电流PI控制器单元与运行角频率修正单元连接。本发明具有以下技术效果:本发明所述的变频器直流过压的抑制方法中，采用有功电流作为内环，允许变频器的功率因数角能够大于H /2，这样能够充分利用直流母线电压允许的电压泵升限值，可以使电机最小停机时间最优，另外本发明所述的抑制方法计算方便，能够降低对硬件的要求，便于生产和进行大规模的推广。
图1为本发明的系统框图；图2为本发明抑制方法的控制流程图；图中I为直流电压测量单元，2为第一比较器，3为直流电压PI控制器单元，4为第二比较器，5为有功电流PI控制器单元，6为运行角频率修正单元，7为变频器输出电流测量单元，8为变频器输出电压测量单元，9为有功电流计算单元。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。如图2所示的一种变频器直流过压的抑制方法，其特正在于:所述的抑制方法的步骤如下:I)经直流电压测量单元测量变频器直流母线的电压Vdc，与设定最大直流母线电压限值V*dc比较；若测得的变频器直流母线电压Vdc大于设定最大直流母线电压限值V*dc，则执行变频器直流母线电压过压抑制功能:2)经变频器输出电压测量单元测量变频器输出电压Va，Vb，Vc，计算输出电压矢量的相位角9u;根据3S/2S矢量变化，把三相相差120°的电压变换到正交的α-β静止坐标系下。变换公式如下:
权利要求
1.一种变频器直流过压的抑制方法，其特正在于: 所述的抑制方法的步骤如下: 1)经直流电压测量单元测量变频器直流母线的电压Vd。，与设定最大直流母线电压限值v*dc比较；若测得的变频器直流母线电Svd。大于设定最大直流母线电压限值V'，则执行变频器直流母线电压过压抑制功能: 2)经变频器输出电压测量单元测量变频器输出电压Va，Vb,V。，计算输出电压矢量的相位角Qu; 3)经变频器输出电流测量测量变频器输出电流ia，ib，i。，计算输出电流在α-β静止坐标系下，两正交轴系的分量ia，ie ; 4)根据2),3)计算出的输出电压矢量相位角Qu和输出电流在α-β静止坐标系下，两正交轴系的分量i α，，计算输出电流定向与输出电压坐标系d_q中,两正交轴系的分量id，iq ; 5)将设定最大直流母线电压限值V:与测量得到的变频器直流母线电压Vd。作差得到AVdc; 6)将5)中得到的电压差值Mac经直流电压PI控制器单元得到给定有功电流值id； 7)将6)中得到的有功电流值i*d给定值与4)中测得的变频器输出的有功电流反馈值id作差得Δ id ； 8)将7)中得到的有功电流差值Λi*d经有功电流PI控制器单元得到角频率控制修正值Δ ω ; 9)将8)中得到的角频率控制修正值Λω经运行角频率修正单元，对其进行修正。
2.变频器直流过压的抑制装置，其特征在于:包括用于检测变频器直流母线电压的直流电压测量单元，直流电压测量单元连接有第一比较器，第一比较器用于比较直流电压测量单元测得的变频器直流母线电压和设定的最大直流母线电压限值，第一比较器连接有直流电压PI控制器单元，还包括用于检测变频器输出电流的变频器输出电流测量单元以及检测变频器输出电压的变频器输出电压测量单元，变频器输出电流测量单元以及变频器输出电压测量单元同时与有功电流计算单元连接，所述的直流电压PI控制器单元和有功电流计算单元同时与第二比较器连接，所述第二比较器与有功电流PI控制器单元连接，有功电流PI控制器单元与运行角频率修正单元连接。
全文摘要
本发明属于变压器领域，特别涉及一种变频器直流过压的抑制方法以及变频器直流过压的抑制装置。一种变频器直流过压的抑制方法,其将有功电流作为内环控制量，同时调整有功电流在调节运行角频率，从而克服直流母线电压的泵升，另外本发明允许变频器的功率因数角能够大于π/2，这样能够充分利用直流母线电压允许的电压泵升限值，可以使电机最小停机时间最优。
文档编号H02M1/32GK103117646SQ201210509410
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者周金平 申请人:常州联力自动化科技有限公司