大功率变频扩展电路、控制方法、装置和变频驱动板与流程

本发明涉及电路领域，具体而言，涉及一种大功率变频扩展电路、控制方法、装置和变频驱动板，以及变频压缩机系统。

背景技术：

随着人们环保意识的提高，对节能环保的产品越来越青睐，空调作为提高人们生活舒适度的产品，不但进入了千家万户，也在各种商场、大厦使用，而这种大型商用空调也成为了这种公共场所的能耗大户，这种大型商用空调的变频节能化也成为了大势所趋。

变频空调主要通过变频驱动板改变异步电机的输入电压和频率来调整其输出功率，从而实现空调的最优、最节能运行。变频驱动板主要包括整流器、直流总线、逆变器以及控制电路，其中，整流器用于将交流电转换为直流电，直流总线用于平波、储能以及传输直流电源，逆变器用于将直流电转换为一定频率和电压的交流电，并输出给压缩机的异步电机。

图1是根据相关技术的变频驱动板的电路结构示意图，如图1所示，为了保护逆变器和压缩机，在位于整流器a和逆变器b之间的直流总线上设置有直流继电器k，用于控制直流母线的通断，以避免逆变器和压缩机在系统故障或者直流母线欠压的状态下工作。

研究发现，大型商用空调如果采用变频技术，其直流总线上的电流非常大。然而，目前的板载直流继电器由于其载流小、耐压小，无法承受过大的直流电流；而载流量大的继电器不仅尺寸大，成本也非常昂贵。上述原因导致了大型商用空调的变频化难以普及。

综上所述，针对相关技术中由于变频驱动板的直流总线上的直流电流过大导致大型商用空调的变频化难以普及的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种大功率变频扩展电路、控制方法、变频驱动板和变频压缩机系统，以至少解决相关技术中由于变频驱动板的直流总线上的直流电流过大导致大型商用空调的变频化难以普及的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种大功率变频扩展电路，所述大功率变频扩展电路包括：交流接触器，其中，

所述交流接触器的一个主触点与变频驱动板的直流继电器的一个主触点并联，所述交流接触器的另一个主触点与所述直流继电器的另一个主触点并联；

所述直流继电器的一个主触点和另一个主触点分别串联在所述变频驱动板的整流器和逆变器之间的两根直流母线上。

第二方面，本发明实施例提供了一种大功率变频扩展电路的控制方法，包括：

在第一预定条件下，控制所述直流继电器的主触点吸合；

在第二预定条件下，控制所述交流接触器的主触点吸合，其中，所述第二预定条件包括：所述直流继电器的主触点处于吸合状态，且直流母线上的电流大于第二预定值。

第三方面，本发明实施例提供了一种大功率变频扩展电路的控制装置，包括：

第一控制器，用于在第一预定条件下，控制所述直流继电器的主触点吸合；

第二控制器，用于在第二预定条件下，控制所述交流接触器的主触点吸合，其中，所述第二预定条件包括：所述直流继电器的主触点处于吸合状态，且直流母线上的电流大于第二预定值。

第四方面，本发明实施例提供了一种变频驱动板，所述变频驱动板包括第一方面所述的大功率变频扩展电路。

第五方面，本发明实施例提供了一种变频压缩机系统，所述变频压缩机系统包括第一方面所述的大功率变频扩展电路。

通过本发明实施例提供的大功率变频扩展电路、控制方法、装置和变频驱动板以及变频压缩机系统，采用包括交流接触器的大功率变频扩展电路，该交流接触器的一个主触点与变频驱动板的直流继电器的一个主触点并联，交流接触器的另一个主触点与直流继电器的另一个主触点并联；直流继电器的一个主触点和另一个主触点分别串联在变频驱动板的整流器和逆变器之间的两根直流母线上，解决了相关技术中由于变频驱动板的直流总线上的直流电流过大导致大型商用空调的变频化难以普及的问题，提高了变频驱动板的电流容量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的变频驱动板的电路结构示意图；

图2是根据本发明实施例的包含大功率变频扩展电路的变频驱动板的电路结构示意图；

图3是根据本发明实施例的大功率变频扩展电路的控制方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的大功率变频扩展电路的控制装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例的变频压缩机系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实施例中提供了一种大功率变频扩展电路，图2是根据本发明实施例的包含大功率变频扩展电路的变频驱动板的电路结构示意图，如图2所示，大功率变频扩展电路包括：交流接触器km，交流接触器km的一个主触点km1与变频驱动板的直流继电器k的一个主触点k1并联，交流接触器km的另一个主触点km2与直流继电器k的另一个主触点k2并联。

上述的直流继电器k的一个主触点k1和另一个主触点k2分别串联在变频驱动板的整流器a和逆变器b之间的两根直流母线上。该直流继电器k用于控制直流母线的接通和断开。

通过上述的大功率变频扩展电路，在直流继电器k的主触点和交流接触器km的主触点都接通的情况下，由于交流接触器km的主触点与直流继电器k的主触点并联，因此交流接触器km能够分流直流继电器k上的直流电流，从而提升了变频驱动板的直流电流容量，解决了相关技术中由于变频驱动板的直流总线上的直流电流过大导致大型商用空调的变频化难以普及的问题，有利于大型商用空调的变频化，也提高了变频驱动板的通用性。

可选地，在本发明实施例中的交流接触器km可以为两极交流接触器或者两个单极交流接触器，其中，在采用两个单极交流接触器时，这两个单极交流接触器的控制侧共用相同的控制信号，以实现两个单极交流接触器的主触点共同动作，起到与两极交流接触器相同的控制效果。

可选地，本发明实施例的大功率变频扩展电路还包括控制器s，该控制器s可以复用变频驱动板的控制器。控制器s分别与交流接触器km的控制侧、直流继电器k的控制侧连接，控制器s用于产生控制交流接触器km的控制侧的第一控制信号，以及产生控制直流继电器k的控制侧的第二控制信号。

可选地，上述的第一控制信号和第二控制信号可以是相同的控制信号，也可以是不同的控制信号。

在采用相同的控制信号时，交流接触器km和直流继电器k共同动作，即在直流继电器k的主触点吸合时，交流接触器km的主触点也吸合；在直流继电器k的主触点断开时，交流接触器km的主触点也断开。采用相同的控制信号控制直流继电器k和交流接触器km，控制方式简单，易于实现。

在采用不同的控制信号时，直流继电器k和交流接触器km在吸合时先后动作。在本实施例本实施例中，直流继电器k先于交流接触器km吸合；在直流继电器k和交流接触器km均吸合后，若系统断电或者系统报故障，则直流继电器k和交流接触器km同时断开。采用上述不同的控制信号来控制直流继电器k和交流接触器km，以变频空调系统为例，当变频空调的制冷量较小，即压缩机功率较小时，可直接通过变频驱动板的直流继电器k接通变频驱动板的直流母线上的直流电流，然后逆变出去给压缩机供电；当空调的制冷量较大，即压缩机功率较大时，再使用交流接触器分流变频驱动板的直流母线上的直流电流，然后逆变出去给压缩机供电，从而扩展变频驱动板的电流失效大功率变频化。

可选地，控制器s用于在第一预定条件下产生控制直流继电器k的主触点吸合的控制信号。其中，第一预定条件包括但不限于：系统未报故障，且直流母线上的电压大于第一预定值。在本实施例中，当系统未报故障且直流母线上的电压大于第一预定值时才控制直流继电器k的主触点吸合，其目的是避免压缩机在系统故障时运行或者在电压欠压的情况下运行，以保障压缩机及系统中的其他部件的安全运行。

根据实际需要，在变频压缩机系统外接220v交流电的情况下，上述的第一预定值可以选取为256v。

可选地，控制器s，还用于在第二预定条件下产生控制交流接触器km的主触点吸合的控制信号。其中，第二预定条件包括但不限于：直流继电器k的主触点处于吸合状态，且直流母线上的电流大于第二预定值。通过上述的第二预定条件可以实现在直流继电器k的主触点吸合后再吸合交流接触器km的主触点的控制方式，其中的第二预定值用于判断当前直流母线上的电流是否过大，是否需要启用交流接触器km来分流电流。

根据实际需要，上述的第二预定值可以选取为30a。试验表明，当第二预定值为30a时一方面能够保障直流继电器的运行安全，进而保障系统的稳定运行；另一方面还能够提高系统的能效。

在本实施例中还提供了一种大功率变频扩展电路的控制方法，图3是根据本发明实施例的大功率变频扩展电路的控制方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤s301，在第一预定条件下，控制直流继电器的主触点吸合；

步骤s302，在第二预定条件下，控制交流接触器的主触点吸合，其中，第二预定条件包括：直流继电器的主触点处于吸合状态，且直流母线上的电流大于第二预定值。

可选地，第一预定条件包括：系统未报故障，且直流母线上的电压大于第一预定值。

可选地，上述的第一预定值可以为256v，上述的第二预定值可以为30a。

在本发明实施例中还提供了一种大功率变频扩展电路的控制装置，该控制装置用于实现图3所示的控制方法。图4是根据本发明实施例的大功率变频扩展电路的控制装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：

第一控制器41，与第二控制器耦合，用于在第一预定条件下，控制直流继电器的主触点吸合；

第二控制器42，用于在第二预定条件下，控制交流接触器的主触点吸合，其中，第二预定条件包括：直流继电器的主触点处于吸合状态，且直流母线上的电流大于第二预定值。

可选地，第一预定条件包括：系统未报故障，且直流母线上的电压大于第一预定值。

在本实施例中还提供了一种变频驱动板，该变频驱动板包括上述的大功率变频扩展电路。

在本实施例中还提供了一种包括上述的大功率变频扩展电路的变频压缩机系统，图5是根据本发明实施例的变频压缩机系统的结构示意图，如图5所示，该变频压缩机系统包括：变频驱动板1和变频压缩机2，其中变频驱动板包括：整流器a、逆变器b、整流器a和逆变器b之间的直流母线，以及大功率变频扩展电路。

该大功率变频扩展电路包括控制器s、直流继电器k及其主触点k1和k2，以及交流接触器km及其主触点km阿和km2。

在本实施例中，该变频压缩机系统可以结合图3的方法进行控制。

需要说明的是，在图5中示意性示出了一根直流母线上直流继电器和交流接触器的主触点的连接方式，在另一根直流母线上直流继电器和交流接触器的主触点也以同样的方式进行连接，但在图中未示出。

综上所述，通过本发明实施例，使用交流接触器分流、控制变频驱动板的直流母线上整流而来的直流电流，并在逆变之后给变频压缩机供电，提高了变频驱动板通过大电流的能力，同时也提高了变频驱动板的通用性。本发明实施例提供的大功率变频扩展电路板既可应用在小电流的家用变频空调，也可应用在电流很大的商用大型机组。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。