用于控制变换器的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于控制变换器的设备。
【背景技术】
[0002]中压变换器指的是使用大于600VRMS线路电压的输入功率的变换器，并且它的额定功率容量在从几百千瓦(kW)变化到几万千瓦。中压变换器普遍用在鼓风机、栗、压缩机中等等。在这种中压变换器中，频繁使用级联多电平变换器，该级联电平变换器的输出相电压具有三个或多个输出电压电平。取决于多电平变换器的电池的数量来确定多电平变换器的输出电压电平的振幅和数量。每个电池使用隔离的输入电压。
[0003]典型地，由中压变换器驱动的中压电动机具有非常高的惯性。相应地，当误差在输入功率中发生或服务中断发生时，电动机花费长时间来完全地停止用于重启的操作。为了减少用于重启的时段，可以在电动机旋转期间根据电压/频率比(V/f)来施加电压。然而，这也许会导致大的浪涌电流(inrush current)从而使变换器或者电动机中的故障。
[0004]因为这个原因，为了减少用于重启的时段并且避免变换器或电动机中的故障，电压测量装置被使用。
[0005]现有电压测量装置在没有控制的情形下测量旋转中的电动机的感应电动势，以获得用于重启的电动机的电压信息和速度信息。当变换器生成输出时，然而电压测量装置测量来自变换器的输出，并且因此可以不再获得关于电动机的状态的信息。
[0006]当电动机根据电压/频率操作时，变换器不控制电动机的相-电流。当在自由转动期间测出的电动机的电压的频率用作变换器的输出频率时，取决于负载的尺寸来确定电动机的电流的放大器。
[0007]在电动机的自由转动状态(其被触发为抵抗输入功率中的误差的保护操作)下，如果负载的尺寸较小，则生成电流的幅度较小，因为感应电动势的振幅以及频率的减少较小，并且在输出用于重启的电压之后的转差频率较小。然而，如果负载的尺寸较大，则生成电流的幅度较大，因为感应电动势的振幅以及频率的减少较大，并且在输出用于重启的电压之后转差频率较大。
[0008]像这样，在大负载条件中，感应电动势大幅减少并且因此用于重启的可用电压的振幅较小。此外，由于更大转差频率而需要更大电流容量。
【发明内容】
[0009]本公开的一个方面在于提供一种用于控制变换器的设备，所述设备能够通过在电动机重启时对输出频率进行补偿来降低由转差频率生成的电流从而平稳重启电动机。
[0010]根据本公开的一个方面，用于在变换器系统中使用的变换器的设备包括:第一确定单元，其被配置为确定当输入功率减少到额定功率之下时的电动机的输入电压的频率，并且如果恢复所述输入功率，则确定重启时的所述电动机的输入电压的振幅、相位和频率；以及第二确定单元，其被配置为在重启时间之后确定命令电压以在重启区间中将所述命令电压施加至所述变换器直到来自所述变换器的输出电压达到预定输出电压为止。所述第二确定单元被配置为基于当所述输入功率减少到所述额定功率之下时的所述电动机的输入电压的频率、重启时的所述电动机的输入电压的频率、用于生成扭矩所需的时段以及重启时的电动机的输入电压的相位来确定所述命令电压的相位。
【附图说明】
[0011]本发明的上面和其他的方面、特征及优点将从结合所述附图给出的示例性实施例的下面描述变得显而易见，其中:
[0012]图1是示出根据本公开示例性实施例的使用用于控制变换器的设备的中压变换器系统的示例的视图；
[0013]图2是示出图1中显示的电池中的一个的具体配置的示意图；
[0014]图3是根据本公开示例性实施例的用于控制变换器的设备的框图；
[0015]图4和图5是现有技术中的用于概念性地示出确定命令电压的幅度和相位的方式的不意图；
[0016]图6是现有技术中的用于示出重启变换器的序列的图示；
[0017]图7是根据本公开示例性实施例的用于示出在重启区间确定命令电压的频率的方式的示意图；
[0018]图8是根据本公开示例性实施例的用于示出在重启范围确定命令电压的相位的方式的示意图；以及
[0019]图9是根据本公开示例性实施例的用于示出重启变换器的序列的图示。
【具体实施方式】
[0020]因为本公开可以以多种方式进行修改并且具有多个示例性实施例，所以具体示例性实施例将在附图中显示并且在详细描述中详细地描述。然而，应该理解的是，本公开并非限于具体示例性实施例，而是包括包含在本公开的精神和保护范围内的所有修改、等同以及替代。
[0021]此后，参考附图详细本公开的示例性实施例。
[0022]图1是示出使用根据本公开示例性实施例的用于控制变换器的设备的中压变换器系统的示例的视图。
[0023]如图1所示，在使用根据本发明的示例性实施例的用于控制变换器的的设备的系统中，变换器2被配置为对从三相电源施加的具有600VRMS或大于V RMS的线路电压的三相功率进行转化并且将其提供至中压三相电动机3。三相电动机3可以为但不限于为感应式电机或同步电机。
[0024]变换器2可以包括相移变压器10，多个电池20，电压检测单元30以及控制单元30 ο
[0025]相移变压器10可以使功率输入与电源I隔离并且可以如由多个电池20所需要的改变电压的相位和振幅以将其提供至多个电池20。通过执行这种相移，可以改善输入电流的总谐波失真(THD)。
[0026]多个电池20可以从相移变压器10接收输出电压，并且可以通过对来自电池的在相应相位中的输出进行求和来合成来自于中压变换器2的输出电压。
[0027]也就是说，在图1中，来自变换器2的相位-a中的输出电压是来自串联的电池20al和20a2的输出电压之和，来自变换器2的相位_b中的输出电压是来自串联的电池20bI和20b2的输出电压之和，来自变换器2的相位-c中的输出电压是来自串联的电池20cl和20c2的输出电压之和。虽然为了说明方便，在图1中串联两个电池，但是电池的数量不限于两个。本领域技术人员将明白串联的电池的数量可以取决于来自变换器2的输出电压而变化。多个电池具有相同配置。在以下描述中，不考虑它们的相位，电池被称为“电池 20”。
[0028]来自变换器2的在相应相位中的合成的输出电压具有相同振幅但具有不同相位，其中，每一个距其它相位具有120度的相移。此外，应该理解的是，变换器2的电池20的数量可以增加，而且THD或者施加到电动机3的输出电压的电压变化比dv/dt可以由多种转换方式来改善。
[0029]电压检测单元30可以在正常操作模式检测输入到电动机3的电压，即来自变换器2的输出电压。检测到的输出电压可以用于同步旁路，输出功率计算以及重启电动机3等等。
[0030]根据本发明的示例性实施例，控制单元40可以被实施为用于控制变换器的设备。控制单元40可以从电压检测单元30接收电压并且相应地生成用于控制多个电池20的控制信号。下面参照附图来描述控制单元40的具体配置和功能。
[0031]图2是示出图1中显示的多个电池中的一个的具体配置的示意图。
[0032]如图2所示，根据本公开示例性实施例的中压变换器系统中使用的电池20可以包括整流单元21、直流(DC)级电容器22、变换器单元23和电压驱动单元24。
[0033]整流单元21可以包括6个二极管并且可以将从相移变压器10 (在图10中)输入的交流(AC)电压整流为DC电压。可以基于整流单元21的输入功率与来自电