[發(fā)明專利]基于直流母線電壓的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110260008.8
• 申請(qǐng)日: 2011-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102353851A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王傲能;康現(xiàn)偉;趙文才;金富寬;周虎軍;陶文濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶南方（武漢）自動(dòng)化有限公司
• 主分類號(hào): G01R29/16
• 分類號(hào): G01R29/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種變頻器功率單元的輸入缺相檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在通用變頻器中主要采用交直交電壓源型的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，整流部分采用電容濾波的三相不可控整流電路，在不發(fā)生輸入缺相的正常情況下工作時(shí)，直流母線電壓瞬時(shí)值U_PN在一個(gè)工頻周期中將有六個(gè)脈動(dòng)波頭；如果在三相交流電源供電系統(tǒng)中其中一相由于熔斷器或是空氣開(kāi)關(guān)故障而斷開(kāi)時(shí)，一個(gè)工頻周期中只有兩個(gè)電壓脈動(dòng)波頭，此時(shí)變頻器仍運(yùn)行則電容C將被反復(fù)大范圍的充電，它必然導(dǎo)致電容器的損壞，從而造成整臺(tái)變頻器的損壞，這種情況是不允許的。此外，如果負(fù)載較輕，雖然不會(huì)造成電容的損壞，但直流母線電壓的脈動(dòng)系數(shù)增大，對(duì)于通常采用恒電壓控制功能的變頻器，將導(dǎo)致開(kāi)關(guān)占空比和負(fù)載電流的振蕩，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

目前變頻器中輸入缺相檢測(cè)主要通過(guò)硬件電路的方法實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度和成本增加，此外，對(duì)于輸入缺相發(fā)生時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響不能給出具體的量化指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于直流母線電壓的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，能夠在輸入缺相發(fā)生時(shí)得到其影響系統(tǒng)運(yùn)行的具體量化指標(biāo)，并根據(jù)設(shè)定的指標(biāo)確定輸入缺相發(fā)生時(shí)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為：基于直流母線電壓的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，其特征在于：它依次包括以下步驟：

步驟1，對(duì)直流母線電壓瞬時(shí)值U_PN降壓和限幅處理后進(jìn)行采樣得到采樣值U_{DC_AD}；

步驟2，采樣值U_{DC_AD}反應(yīng)到DSP中得到電壓在DSP中的變量U_{DC_DSP}；

步驟3，對(duì)采樣值U_{DC_AD}的高頻諧波分量和高頻干擾信號(hào)進(jìn)行濾波，得到采樣濾波值；濾波的通帶截止頻率和阻帶下限截止頻率依據(jù)要獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定；

步驟4，在一個(gè)工頻周期內(nèi)，根據(jù)采樣濾波值反推得到直流母線電壓濾波值U_PN濾，對(duì)直流母線電壓濾波值U_PN濾計(jì)算其脈動(dòng)幅度和脈動(dòng)系數(shù)，當(dāng)脈動(dòng)幅度和脈動(dòng)系數(shù)達(dá)到或超過(guò)設(shè)定的閥值時(shí)則認(rèn)為發(fā)生了輸入缺相故障。

按上述方案，所述的步驟1具體為：在直流母線取直流母線電壓瞬時(shí)值U_PN經(jīng)直流母線電壓檢測(cè)電路降壓處理得到U_DC，用于把高電壓等級(jí)的直流母線電壓轉(zhuǎn)換為低壓信號(hào)，U_DC經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路后送DSP的AD口采樣得到采樣值U_{DC_AD}。

按上述方案，所述的步驟1的采樣頻率為1000-2000Hz。

按上述方案，所述的步驟4采樣濾波值反推得到直流母線電壓濾波值U_PN濾具體為：U_{DC_DSP}已知，通過(guò)U_{DC_DSP}由DSP的AD轉(zhuǎn)化公式轉(zhuǎn)換得到U_{DC_AD}，再通過(guò)調(diào)理電路的轉(zhuǎn)換關(guān)系得到U_DC，由U_DC根據(jù)直流母線電壓檢測(cè)電路降壓處理的降壓比例得到直流母線電壓瞬時(shí)值U_PN；U_{DC_AD}與U_PN的比例關(guān)系即為采樣濾波值與直流母線電壓濾波值U_PN濾的比例關(guān)系。

按上述方案，所述的步驟3通過(guò)濾波器的傳遞函數(shù)得到直流母線電壓濾波值。

按上述方案，所述的步驟4在一個(gè)工頻周期內(nèi)，計(jì)算直流母線電壓濾波值的最大值U_PN濾max、最小值U_PN濾min和平均值U_PN濾avg，可得到低頻紋波信號(hào)的脈動(dòng)幅度ΔU_PN濾＝U_PN濾max-U_PN濾min，脈動(dòng)系數(shù)

本發(fā)明的有益效果為：

1、無(wú)需檢測(cè)三相交流電源的硬件電路，采用變頻器中通常要求測(cè)量的直流母線電壓信號(hào)進(jìn)行輸入缺相是否發(fā)生判別，降低了硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度和成本。

2、可以得到輸入缺相發(fā)生對(duì)系統(tǒng)影響的具體量化指標(biāo)，即直流母線電壓紋波脈動(dòng)幅度和脈動(dòng)系數(shù)，這是傳統(tǒng)的硬件電路檢測(cè)方法辦不到的。

3、可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置具體的量化指標(biāo)的閥值，從而確定在輸入缺相發(fā)生時(shí)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合(例如不能隨意停機(jī))，如果缺相發(fā)生對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行影響不大時(shí)，變頻器可根據(jù)在未達(dá)到設(shè)定指標(biāo)時(shí)繼續(xù)運(yùn)行。