再生逆变器装置和使用电池单元的逆变器装置制造方法
【专利摘要】本发明提供再生逆变器装置和使用电池单元的逆变器装置。根据本发明的逆变器装置可包括：转换器单元，其配置为接收单相AC电以输出DC电；电容器单元，其配置为吸收从转换器单元输出的DC电；逆变器单元，其配置为合成所吸收的DC电以输出负载的驱动电力；以及转换器控制器，其配置为基于单相AC电和转换器单元的输出DC电来控制转换器单元，其中转换器控制器包括：转换器门信号发生器，其配置为控制包含在转换器单元中的多个门；以及输入线路谐波电压发生器，其配置为输出转换器附加电力至连接到转换器门信号发生器的输入侧的加法器，转换器附加电力具有与单相AC电的基频分量的频率的预定倍数大小相同的单相AC电的基频分量的频率的预定倍数。
【专利说明】再生逆变器装置和使用电池单元的逆变器装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种再生逆变器装置和使用单元电池的逆变器装置，且更具体地，涉及能够通过在再生逆变器装置和使用单元电池的逆变器装置中的直流链(DC-1ink)电压脉动改善来实现系统体积减小和成本降低的一种再生逆变器装置和使用单元电池的逆变器
装直。
【背景技术】
[0002]高电压逆变器可以表示具有600V以上线间电压均方根(RMS)值的输入电力的逆变器。这样的高电压逆变器主要用于风机、泵、压缩机等应用领域。
[0003]在所述应用领域中使用的高电压逆变器中，变速操作频繁地发生，因而，当需要快速加速或快速减速操作时，要采用使用再生逆变器的再生操作，从而支持快速加速或快速减速。此外，例如，对于诸如牵引机、提升机、输送机等应用领域，这样的再生操作基本上是必需的。
[0004]图1示出了一种典型的高电压逆变器装置的连接构造。
[0005]存在有各种高电压逆变器，但对于如图1所示的靠单位电力驱动的高电压逆变器的示例，高电压逆变器100接收3相电源来更换相位，并增强电力电流的谐波失真率，然后通过变压器生成单位电力， 并将单位电力合成进3相电压中从而按照各个相位将其供给3相电动机。
[0006]图2示出了高电压逆变器100的单元电池构造。
[0007]每个单元电池可以包括:电感器202，其用来接收来自输入电源单元201的交流(AC)电以存储和供给电力；转换器203，其用来将通过电感器202的电力转换成DC电；转换器控制器206，其用来控制转换器203 ；电容器204，其用来吸收转换器203的输入/输出电力；逆变器205，其用来将DC电再次转换成AC电；以及逆变器控制器207，其用来控制逆变器 205。
[0008]被包括在逆变器装置100中的单元电池接收单相电力以提供相电压。根据转换器控制器206和逆变器控制器207的开关控制来实施其具体操作，并可以参照Chapter7，Binffu, High-Power Converters and AC Drive, Wiley-Science (Wiley-科学、吴彬、高功率转换器和AC驱动器、第7章)来描述其详细操作。
[0009]更具体地，转换器控制器206是转换器203的输出端口以控制被连接至电容器204的DC线电压。通常，电容器204被用来解决在输入/输出端口中的功率不平衡，且当从电源侧供给的输入功率大于负载处消耗的输出功率时，DC线电压升高，而在相反情况下DC线电压降低以进行吸收操作。图3和图4示出了用来控制DC线电压的转换器控制器206的DC线电压控制器构造。
[0010]可以根据应用领域，以如图3中所示的积分比例控制器或如图4中所示的比例积分控制器的形式来选择性地配置典型的DC线电压控制器。
[0011]在每幅图中，Kp表示比例增益，Ki表示积分增益，Vdc可以代表被输出至电容器204的DC线电压的测量值，而Vdc*代表DC线电压控制指令信号值。
[0012]基于dq坐标系电流，如等式I中可以计算图3中获得的q轴电流指令信号iq*，如等式2中可以计算图4中获得q轴电流指令信号iq*。
[0013]【等式I】
【权利要求】
1.一种再生逆变器装置，包括: 转换器单元，其被配置为接收单相交流电以输出直流电； 电容器单元，其被配置为吸收从所述转换器单元输出的直流电； 逆变器单元，其被配置为合成所吸收的直流电以输出负载的驱动电力；以及转换器控制器，其被配置为基于所述单相交流电和所述转换器单元的输出直流电来控制所述转换器单元， 其中，所述转换器控制器包括: 转换器门信号发生器，其被配置为控制被包含在所述转换器单元中的多个门；以及输入线路谐波电压发生器，其被配置为输出转换器附加电力至被连接到所述转换器门信号发生器的输入侧的加法器，所述转换器附加电力具有与所述单相交流电的基频分量的频率的预定倍数大小相同的所述单相交流电的基频分量的频率的预定倍数。
2.根据权利要求1所述的再生逆变器装置，其中，所述转换器控制器包括: 相位检测单元，其被配置为检测所述单相交流电的相位信息； 坐标转换单元，其被配置为基于所检测出的相位信息将所述单相交流电的电流转换成依据dq同步坐标系的d轴电流和q轴电流； 电压控制器，其被配置为根据所述转换器单元的输出电压来生成d轴控制电流和q轴控制电流；以及 电流控制器，其被配置为根据经坐标转换的d轴电流和q轴电流以及从所述电压控制器输出的所述d轴控制电流和q轴控制电流来生成用来控制所述转换器单元的第一控制电压， 其中，所述输入线路谐波电压发生器基于所述单相交流电和所述第一控制电压来输出第二控制电压，并且 所述加法器将所述第一控制电压和所述第二控制电压相加以将其输出至所述转换器门信号发生器。
3.根据权利要求1所述的再生逆变器装置，其中，所述输入线路谐波电压发生器包括用来保持所述转换器附加电力的电压大小和频率处于预定倍数的比例控制器。
4.根据权利要求1所述的再生逆变器装置，其中，所述预定倍数是3倍。
5.根据权利要求2所述的再生逆变器装置，其中，所述输入线路谐波电压发生器包括: 减法器，其被配置为输出所述第一控制电压和单相电源电压之间的差； 绝对值计算单元，其被配置为计算所述减法器输出的绝对值以计算所述基频分量的大小; 比例控制器，其被配置为基于所计算出的所述基频分量的大小来输出预定大小的谐波电压；以及 相位判定单元，其被配置为控制相位以使得从所述比例控制器输出的谐波电压变成预定倍数个基频以输出所述第二控制电压。
6.根据权利要求1所述的再生逆变器装置，进一步包括: 逆变器控制器，其被配置为基于所述逆变器单元的所述输出电压来控制所述逆变器单元， 其中，所述逆变器控制器包括:逆变器门信号发生器，其被配置为控制被包含在所述逆变器单元中的多个门；以及输出线路谐波电压发生器，其被配置为输出逆变器附加电力至被连接到所述逆变器门信号发生器的输入侧的加法器，所述逆变器附加电力具有与所述逆变器单元的所述输出电压的基频分量的频率的预定倍数大小相同的所述逆变器单元的所述输出电压的基频分量的频率的预定倍数。
7.根据权利要求6所述的再生逆变器装置，其中，所述转换器附加电力频率的所述单相交流电的所述基频分量的预定倍数与逆变器附加电力频率的所述逆变器单元的所述输出电压的所述基频分量的预定倍数相同。
8.根据权利要求6所述的再生逆变器装置，其中，所述输出线路谐波电压发生器包括:绝对值计算单元，其被配置为计算所述逆变器单元的所述输出电压的基频分量的大小；以及 相位判定单元，其被配置为通过基于所述逆变器单元的所述输出电压的负载角和所述逆变器单元的所述输出电压的基频分量大小的相位控制来输出所述逆变器附加电力。
9.一种包括多个单元电池的逆变器装置，所述逆变器装置包括: 相位替换变压器单元，其被配置为从输入电源接收3相电以进行相位替换，并且将单相电提供给每个单元电池；以及 输出线路，其被配置为合成从所述每个单元电池输出的电力以将其输出至3相驱动负载， 其中，所述每个单元电池均包括: 转换器单元，其被配置为接收所述单相电以输出直流电； 逆变器单元，其被配置为输出所述直流电至所述输出线路； 转换器控制器，其被配置为基于所述单相电和所述转换器单元的输出电力来控制所述转换器单元；以及 逆变器控制器，其被配置为基于所述逆变器单元的所述输出电压来控制所述逆变器单元， 其中，所述转换器控制器包括输入线路谐波电压发生器，所述输入线路谐波电压发生器被配置为输出转换器附加电力，所述转换器附加电力具有与所述单相电的所述基频分量的频率的预定倍数大小相同的所述单相交流电的所述基频分量的频率的预定倍数，以及所述逆变器控制器包括输出线路谐波电压发生器，所述输出线路谐波电压发生器被配置为输出逆变器附加电力，所述逆变器附加电力具有与所述输出电压的所述基频分量的频率的预定倍数大小相同的所述输出电压的所述基频分量的频率的预定倍数。
10.根据权利要求9所述的逆变器装置，其中，所述每个单元电池均使用被分成与待被连接至所述输出线路的3相驱动负载的每一相对应的预定组的单元电池。
11.根据权利要求10所述的逆变器装置，其中，所述3相驱动负载的相电压使用被合成为已分成所述预定组的单元电池的电压之和的单元电池。
12.根据权利要求9所述的逆变器装置，其中，被包含在所述每个单元电池中的所述逆变器单元和所述转换器单元使用被连接在串联H桥结构中的单元电池。
13.根据权利要求9所述的逆变器装置，其中，所述3相驱动负载使用包含感应电动机和同步电动机中的至少一个的单元电池。
【文档编号】H02M5/458GK103683966SQ201310399143
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】崔乘喆, 俞安橹 申请人:Ls产电株式会社