一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法、装置及系统，其中，所述交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法包括：获取交直交逆变器的拓扑结构信息以及母线电容容值设计参数；根据所述交直交逆变器的拓扑结构信息判断所述交直交逆变器的输入结构，获取判断结果；根据所述判断结果，获取所述交直交逆变器的直流母线电容容值。采用本发明提供的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法、装置及系统，不但可以方便、快捷、准确的实现交直交逆变系统中直流母线电容容值的设计，而且设计中涵盖逆变系统应用的不同情形,能显著提高相应设计工作的效率，节省设计成本。
【专利说明】一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法、装 置及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及交直交变频【技术领域】，尤其涉及一种交直交逆变器母线电容器容值设 计值的获取方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]在交直交变频领域，直流母线电容是应用非常普遍且比较重要的元件。从抑制直 流母线电压扰动，以及承受开关变换过程中纹波电流的角度考虑，电容取值越大越好；但由 于电容成本所占比重较大，成本控制的现实考虑则要求电容值尽可能小。
[0003]然而，直流母线电容容值的设计是较为复杂的过程。通常，依赖于设计人员的工程 设计经验进行取值，或者，通过对于电容容值的设计计算方法进行取值。在所述电容容值的 设计计算方法涉及到瞬态参数或者等效参数时，都需要额外分析计算，计算过程相当复杂， 而且设计中的等效分析往往过于简单化，又忽略了某些对于设计计算影响较大的因素。例 如:现有技术中提出一种电压型变频器直流环节滤波电容器容值的设计方法，对于容值的
—tI
设计从纹波电压考虑依据公式:C = R]n I ’式中tf为母线电容放电时间，R为负载等效
\-a%
电阻，a%为直流母线电压波动幅度比例。
[0004]在实现现有电容容值设计的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题:
[0005]现有的对于直流母线电容容值的设计方法大多依靠实践经验或者经验公式推算， 存在概念模糊，设计过程不够清晰明确，存在设计结果裕量过大的情况，不易于控制硬件成 本。即使现有技术采用电容容值的设计方法，则需要对瞬态参数或者等效参数，进行相对复 杂计算，应用不便，而且存在明显的不足；例如:没有考虑交流无功负载输出对于母线电容 容值设计的影响，未考虑交直交逆变系统单相或者三相输出结构的区别，适用面窄。实际 上，对于交流负载，尤其是其中的无功分量，对于母线电压波动的影响更大，甚至在某些场 合需要作为主要扰动因素考虑来设计。
【发明内容】
[0006]本发明的实施例提供一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法、装置 及系统。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0007]—种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法，包括:
[0008]获取交直交逆变器的拓扑结构信息以及母线电容容值设计参数；
[0009]根据所述交直交逆变器的拓扑结构信息判断所述交直交逆变器的输入结构，获取 判断结果；
[0010]根据所述判断结果，获取所述交直交逆变器的直流母线电容容值。
[0011]一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取装置，包括:[0012]信息获取单元，用于获取交直交逆变器的拓扑结构信息以及母线电容容值设计参 数；
[0013]判断单元，用于根据所述交直交逆变器的拓扑结构信息判断所述交直交逆变器的 输入结构，获取判断结果；
[0014]容值获取单元，用于根据所述判断结果，获取所述交直交逆变器的直流母线电容 容值。
[0015]一种交直交逆变系统，包括:如上所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的 获取装置。
[0016]本发明实施例提供的一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法、装置 及系统，通过获取交直交逆变器的拓扑结构信息以及母线电容容值设计参数；根据所述交 直交逆变器的拓扑结构信息判断所述交直交逆变器的输入结构，获取判断结果；根据所述 判断结果，获取所述交直交逆变器的直流母线电容容值。，这样，不但可以方便、快捷、准确 的实现交直交逆变系统中直流母线电容容值的设计，而且设计中还可以根据交直交逆变器 的拓扑结构，设计不出适用于相应逆变器的直流母线电容容值，从而大大提高了相应设计 工作的效率，节省设计成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例提供的一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方 法流程图；
[0018]图2为本发明实施例提供的一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方 法实现流程图；
[0019]图3为本发明实施例提供的一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方 法实例流程图；
[0020]图4为本发明实施例提供的一个交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取装 置结构示意图；
[0021]图5为本发明实施例提供的一种交直交逆变系统结构示意图；
[0022]图6为本发明实施例提供的一种交直交逆变器后端等效为恒定直流负载简化结 构示意图；
[0023]图7为本发明实施例提供的一种直流母线电压波动分析图；
[0024]图8为本发明实施例提供的一种直流母线电压波动简化分析图；
[0025]图9为本发明实施例提供的一种交直交逆变器单相输出带纯无功负载结构示意 图；
[0026]图10为本发明实施例提供的一种交直交逆变器后端带纯无功负载时母线电压波 动分析图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明实施例提供的一种交直交逆变器母线电容器容值设计值 的获取方法、装置及系统进行详细描述。
[0028]如图1所示，为本发明实施例提供的一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法；该方法包括:
[0029]S101:获取交直交逆变器的拓扑结构信息以及母线电容容值设计参数；
[0030]S102:根据所述交直交逆变器的拓扑结构信息判断所述交直交逆变器的输入结构，获取判断结果；
[0031]S103:根据所述判断结果，获取所述交直交逆变器的直流母线电容容值。
[0032]其中，所述交直交逆变器的拓扑结构信息包括:输入结构信息和输出结构信息； 所述母线电容容值设计参数包括:母线电压设定值Udc,母线电压最大允许波动比例X、系统输入电压频率fs、系统输出电压频率f。、负载有功功率P、负载无功功率Q。
[0033]如图2所示，为本发明实施例提供的一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法的具体实现流程图；
[0034]所述交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法具体实现过程如下:
[0035]S201:获取交直交逆变器的拓扑结构信息以及母线电容容值设计参数；所述交直交逆变器的拓扑结构信息包括:输入结构信息和输出结构信息；所述母线电容容值设计参数包括:母线电压设定值Ud。，母线电压最大允许波动比例X、系统输入电压频率fs、系统输出电压频率f。。
[0036]S202:根据所述交直交逆变器的输入结构信息，判断所述交直交逆变器是单相输入还是三相输入；
[0037]S203:如果所述交直交逆变器是单相输入，则获取对应的母线电容器容值一；该
步骤获取容值一的具体方法如下:
【权利要求】
1.一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法，其特征在于，包括:获取交直交逆变器的拓扑结构信息以及母线电容容值设计参数；根据所述交直交逆变器的拓扑结构信息判断所述交直交逆变器的输入结构，获取判断结果;根据所述判断结果，获取所述交直交逆变器的直流母线电容容值。
2.根据权利要求1所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法，其特征在于，所述交直交逆变器的拓扑结构信息包括:输入结构信息和输出结构信息；所述母线电容容值设计参数包括:母线电压设定值Ud。，母线电压最大允许波动比例X、系统输入电压频率fs、系统输出电压频率f。、负载有功功率P、负载无功功率Q。
3.根据权利要求2所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法，其特征在于，根据所述交直交逆变器的拓扑结构信息判断所述交直交逆变器的输入结构，获取判断结果的步骤，具体包括:根据所述交直交逆变器的输入结构信息，判断所述交直交逆变器是单相输入还是三相输入；如果所述交直交逆变器是单相输入，则获取对应的母线电容器容值一；如果所述交直交逆变器是三相输入，则获取对应的母线电容器容值二 ；根据所述交直交逆变器的输出结构信息，判断所述交直交逆变器是单相输出还是三相输出；根据所述判断，获取判断结果。
4.根据权利要求3所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法，其特征在于，当所述判断结果为所述交直交逆变器是单相输入，单相输出时，获取所述交直交逆变器的后端负载的无功负载比重以及对应的预设值；根据所述获取的所述交直交逆变器的后端负载的无功负载比重以及对应的预设值进行判断；如果所述后端负载的无功负载比重大于预设值时，则获取对应的母线电容器容值三。
5.根据权利要求3或4所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法，其特征在于，所述根据所述判断结果，获取所述交直交逆变器的直流母线电容容值的步骤，具体包括:如果所述交直交逆变器的输入为单相输入，输出为单相输出，所述后端负载的无功负载比重大于所述预设值，获取所述母线电容器容值一与所述母线电容器容值三中最大的作为所述交直交逆变器的直流母线电容容值；如果所述交直交逆变器的输入为单相输入，输出为单相输出，所述后端负载的无功负载比重小于所述预设值，获取所述母线电容器容值一作为所述交直交逆变器的直流母线电容容值；如果所述交直交逆变器的输入为三相输入，输出为单相输出，所述后端负载的无功负载比重大于所述预设值，获取所述母线电容器容值二与所述母线电容器容值三中最大的作为所述直交逆变器的直流母线电容容值；如果所述交直交逆变器的输入为单相输入，输出为三相输出，获取所述母线电容器容值一作为所述直交逆变器的直流母线电容容值；如果所述交直交逆变器的输入为三相输入，输出为三相输出，获取所述母线电容器容值二作为所述直交逆变器的直流母线电容容值。
6.根据权利要求5所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取方法，其特征在于，所述获取对应的母线电容器容值一的方法，包括: 获取公式一
7.一种交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取装置，其特征在于，包括:信息获取单元，用于获取交直交逆变器的拓扑结构信息以及母线电容容值设计参数； 判断单元，用于根据所述交直交逆变器的拓扑结构信息判断所述交直交逆变器的输入结构，获取判断结果；容值获取单元，用于根据所述判断结果，获取所述交直交逆变器的直流母线电容容值。
8.根据权利要求7所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取装置，其特征在于，所述交直交逆变器的拓扑结构信息包括:输入结构信息和输出结构信息；所述母线电容容值设计参数包括:母线电压设定值Ud。，母线电压最大允许波动比例X、系统输入电压频率fs、系统输出电压频率f。、负载有功功率P、负载无功功率Q。
9.根据权利要求8所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取装置，其特征在于，所述判断单元，具体包括:判断子单元一:用于根据所述交直交逆变器的输入结构信息，判断所述交直交逆变器是单相输入还是三相输入；信息获取子单元:用于如果所述交直交逆变器是单相输入，则获取对应的母线电容器容值一；或者，如果所述交直交逆变器是三相输入，则获取对应的母线电容器容值二 ；所述判断子单元，还用于根据所述交直交逆变器的输出结构信息，判断所述交直交逆变器是单相输出还是三相输出；结果获取子单元，用于根据所述判断，获取判断结果。
10.根据权利要求9所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取装置，其特征在于，当所述判断结果为所述交直交逆变器是单相输入，单相输出时，所述信息获取单元，还用于获取所述交直交逆变器的后端负载的无功负载比重以及对应的预设值；所述判断单元，还用于根据所述获取的所述交直交逆变器的后端负载的无功负载比重以及对应的预设值进行判断；所述信息获取子单元，还用于如果所述后端负载的无功负载比重大于预设值时，则获取对应的母线电容器容值三。
11.根据权利要求9或10所述的交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取装置，其特征在于，所述容值获取单元，具体包括:如果所述交直交逆变器的输入为单相输入，输出为单相输出，所述后端负载的无功负载比重大于所述预设值，获取所述母线电容器容值一与所述母线电容器容值三中最大的作为所述交直交逆变器的直流母线电容容值；如果所述交直交逆变器的输入为单相输入，输出为单相输出，所述后端负载的无功负载比重小于所述预设值，获取所述母线电容器容值一作为所述交直交逆变器的直流母线电容容值； 如果所述交直交逆变器的输入为三相输入，输出为单相输出，所述后端负载的无功负载比重大于所述预设值，获取所述母线电容器容值二与所述母线电容器容值三中最大的作为所述直交逆变器的直流母线电容容值；如果所述交直交逆变器的输入为单相输入，输出为三相输出，获取所述母线电容器容值一作为所述直交逆变器的直流母线电容容值；如果所述交直交逆变器的输入为三相输入，输出为三相输出，获取所述母线电容器容值二作为所述直交逆变器的直流母线电容容值。
12.一种交直交逆变系统，其特征在于，所述交直交逆变系统包括:如权利要求7至11 中任意一项所述交直交逆变器母线电容器容值设计值的获取装置。
【文档编号】H02M5/40GK103580495SQ201210264191
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月27日 优先权日:2012年7月27日
【发明者】郑翔 申请人:北京动力源科技股份有限公司