一种矿用模块化四象限变频器母线电压校正方法与流程

本发明具体涉及变频器，具体是一种矿用模块化四象限变频器母线电压校正方法。

背景技术：

1、在煤矿领域，变频器主要应用于电牵引设备的行走驱动系统，皮带、刮板等运输系统，以及风机、水泵等调速系统，主要起到调速、节能的目的。其中风机、水泵类负载所用变频器基本是两象限变频器，皮带、刮板等运输系统两象限变频器和四象限变频器都有用，而矿用电牵引设备所用变频器考虑设备行走时动态响应速度，基本采用矿用四象限变频器进行驱动，由于矿用车载设备对电控箱体积有严格限制，矿用四象限变频器大多以模块化形式装在防爆箱壳体内部，减小变频器体积的同时增加变频器防护能力，提高变频器的可靠性和方便维护人员诊断变频器故障。由于矿用模块化四象限变频器使用工况恶劣，受器件质量、焊接工艺、安装工艺、粉尘、潮湿、震动、散热等因素影响，变频器母线电压检测电路会出现检测不准的现象，从而导致四象限变频器延缓进入能量回馈状态或提前进入能量回馈状态，直流母线过欠压保护误动作，情况严重会导致主回路器件损坏、发生危险。

2、授权公告号为cn112798997b的现有技术中，是根据前端检测到的交流进线电压值，来修正后端直流电压检测值，并调整电压计算系数，直流电压检测只能做到基本符合实际值，使变频器在直流母线检测电压偏差一定范围内工作。

3、授权公告号为cn109582071b的现有技术，是用于分布式变流系统，而非模块化变频器系统，同时该方法是通过向各子系统发送母线电压校准系数，以便对各子系统的母线电压值进行校准，而非实际检测值，对于矿用模块化四象限来说，还是不够准确。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种矿用模块化四象限变频器母线电压校正方法，以解决上述背景技术中提出的由于矿用模块化四象限变频器使用工况恶劣，受器件质量、焊接工艺、安装工艺、粉尘、潮湿、震动、散热等因素影响，变频器母线电压检测电路会出现检测不准的现象，从而导致四象限变频器延缓进入能量回馈状态或提前进入能量回馈状态，直流母线过欠压保护误动作，情况严重会导致主回路器件损坏、发生危险的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种矿用模块化四象限变频器母线电压校正方法，应用于矿用模块化四象限变频器，所述矿用模块化四象限变频器包括整流电路、直流预充电路、直流支撑电容c1、放电电阻r2、逆变电路、进线电压检测电路、整流侧母线检测电路和逆变侧母线检测电路，所述进线电压检测电路检测点设置于整流电路前端，所述整流侧母线电压检测电路检测点设置于整流电路和直流预充电路之间；所述逆变侧母线电压检测电路检测点设置于直流预充电路和逆变电路之间，矿用模块化四象限变频器的母线电压校正方法，包括以下步骤：

4、s101、变频器上电后，获取交流进线电压实际值vin、整流侧母线电压实际值vdclink1和逆变侧母线电压实际值vdclink2；

5、s102、根据交流进线电压实际值vin、整流侧母线电压实际值vdclink1和逆变侧母线电压实际值vdclink2计算变频器母线电压校正值，通过变频器母线电压校正值对变频器母线电压值进行校正。

6、作为本发明进一步的方案：所述整流电路与电网的三相电源线连接，整流电路包括三路并联设置的整流支路，每一整流支路包括两个串联的开关管，每一个开关管反并联有二极管，每一整流支路中两个开关管间的连接节点连接有导线，三路整流支路经导线分别与三相电源线连接。

7、作为本发明再进一步的方案：所述逆变电路包括三路并联设置的逆变支路，每一逆变支路包括两个串联的开关管，每一个开关管反并联有二极管，每一逆变支路中两个开关管间的连接节点连接有导线，三路逆变支路经导线分别与电机的三相电源线连接。

8、作为本发明再进一步的方案：所述直流预充电路包括电阻r1以及与电阻r1并联的开关s1，电阻r1的一端与三路整流支路中的二极管负极连接，电阻r1的另一端与三路逆变支路中的二极管负极连接。

9、作为本发明再进一步的方案：所述直流支撑电容c1设置于整流电路和所述逆变电路之间，直流支撑电容c1与整流电路、逆变电路并联，放电电阻r2与直流支撑电容c1并联。

10、作为本发明再进一步的方案：s101中，交流进线电压实际值vin通过进线电压检测电路计算得到，整流侧母线电压实际值vdclink1通过整流侧母线电压检测电路计算得到，逆变侧母线电压实际值vdclink2通过逆变侧母线电压检测电路计算得到。

11、作为本发明再进一步的方案：s102中，对变频器母线电压值进行校正的方法，包括以下步骤：

12、s201、计算母线电压估算值vdclink3＝k*vin，其中，k>0，需要说明的是，k为整流系数，根据现有技术中的三相全桥整流电路计算公式，k一般取值在1.35～1.414；vin为交流进线电压实际值；

13、s202、判断整流侧母线电压实际值vdclink1、逆变侧母线电压实际值vdclink2以及计算母线电压估算值vdclink3的取值范围是否满足条件公式，判断结果为是时，计算变频器母线电压校正值，否则，进行s203、其中：条件公式为：

14、x1*vdclink3<vdclink1<x2*vdclink3成立，x1*vdclink3<vdclink2<x2*vdclink3也成立，其中0<x1<1，1<x2<2；

15、变频器母线电压校正值的计算公式为：vdclink＝(vdclink1+vdclink2)/2。

16、s203、判断变频器故障类型，变频器故障类型包括：逆变侧母线电压检测故障、整流侧母线电压检测故障和进线侧电压检测故障，其中：

17、若x1*vdclink3<vdclink1<x2*vdclink3成立，x1*vdclink3<vdclink2<x2*vdclink3不成立，其中0<x1<1，1<x2<2，故障类型为逆变侧母线电压检测故障，变频器停机；

18、若x1*vdclink3<vdclink1<x2*vdclink3不成立，x1*vdclink3<vdclink2<x2*vdclink3成立，其中0<x1<1，1<x2<2，故障类型为整流侧母线电压检测故障，变频器停机；

19、若x1*vdclink3<vdclink1<x2*vdclink3不成立，x1*vdclink3<vdclink2<x2*vdclink3不成立，其中0<x1<1，1<x2<2，故障类型为报进线侧电压检测故障，变频器停机。

20、步骤s202和步骤s203中，x1和x2为允许偏差系数。

21、作为本发明再进一步的方案：还包括有根据变频器母线电压校正值进行能量回馈动作判定的方法，包括以下步骤：判断变频器母线电压校正值vdclink<vr是否成立，若是，变频器处于正常运行的电动状态，否则，可控功率器件动作，变频器处于能量回馈状态，其中，vr为能量回馈母线电压阈值。

22、作为本发明再进一步的方案：还包括有根据变频器母线电压校正值进行母线电压过欠压保护判断的方法，包括以下步骤：

23、s301、判断变频器母线电压校正值vdclink是否大于等于vmin且小于等于vmax，若是，变频器正常运行，否则，进行s302；

24、s302、判断变频器母线电压校正值vdclink是否大于vmax，若是，变频器停机，直流母线过压保护故障，否则，变频器停机，直流母线欠压保护故障。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在模块化变频器内部增加母线电压检测电路，通过取两路检测值的平均值来对母线电压检测值进行校正，且两路母线电压检测电路检测点不同，一路母线电压检测电路检测点靠近整流电路，在整流电路之后、直流预充电路之前，另一路母线电压检测电路检测点靠近逆变电路，在直流预充电路之后、逆变电路之前，此外还通过交流进线电压实时监测值估算母线电压的方式，与两路母线电压检测值进行比较，能够进一步准确判断出交流进线电压检测电路和两路母线检测电路的故障问题，解决了因母线电压检测不准导致的四象限变频器误动作、误保护的问题，提高了设备的可靠性，同时能够准确判断电压检测电路故障问题，提高了售后、维修人员的工作效率。