[發明專利]一種帶母線電壓預測的過電壓抑制方法

有效

• 申請號: 201310058738.9
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103166441A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 唐雪峰;顧鳴剛;劉奕騁;鄒宇星;李志鵬;王峰
• 申請（專利權）人: 常熟開關制造有限公司（原常熟開關廠）
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明公開了一種帶母線電壓預測的過電壓抑制方法，屬于電力電子的技術領域。

背景技術

隨著社會的發展，電機的運用越來越廣泛，電機調速技術變的尤為重要，變頻調速領域的產品如變頻器的應用也越來越廣泛，但是由于一般變換器（如變頻器）本身母線上的電容都很大，變頻調速系統在減速過程中，或者電機卸載過程中，電機處于發電狀態時，對母線電壓的控制為一大慣性環節，存在較大的滯后，容易造成變換器過壓報警或過壓故障。

經常發生過壓現象，會對正常生產帶來諸多不便，為了避免此類現象的發生，改善性能，不得不加裝制動電阻，將電機的能量消耗在制動電阻上。但是這將造成使用成本上升，系統可靠性降低，并且維護麻煩，因為制動電阻使用一段時間后可能失效，需要更換，使得生產效率降低。

針對上述問題，傳統的過壓失速抑制功能在一定程度上抑制母線電壓，這種方法是通過在一個運算周期內，判斷母線電壓大小，當母線電壓超過過壓抑制點之后改變輸出頻率，但是若過壓抑制點設置的過低，能量損耗大；若過壓抑制點設置的過高，則在控制上容易超調，控制效果很不理想。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了一種帶母線電壓預測的過電壓抑制方法。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

一種帶母線電壓預測的過電壓抑制方法，由變換器處理采集的母線電壓得到電機運行的頻率信號，所述變換器包括控制器、逆變單元，所述帶母線電壓預測的過電壓抑制方法包括如下步驟：

步驟1，在控制器內設定母線過壓抑制點U_bus*；

步驟2，在控制器內設置預測時間段△T,在當前運算周期T內：

步驟2-1，通過電壓采樣裝置采樣母線電壓U_bus，通過電流采樣裝置采樣電機相電流I，控制器運算電機相電壓U；

步驟2-2，控制器根據電機的相電壓U以及電機的相電流I運算出電機回饋的實時功率

步驟2-3，控制器運算出母線過壓抑制點U_bus*與采樣的母線電壓U_bus的差值△U_dc；

步驟2-4，控制器根據母線電壓U_bus、步驟2-3所述的差值△U_dc運算一個預測時間段△T內的預測回饋功率限值P_M；

步驟2-5，控制器運算一個預測時間段△T內，步驟2-2所述的實時功率與步驟2-4所述的預測回饋功率限值P_M的差值△P；

步驟2-6，控制器根據步驟2-5所述的差值△P運算得到頻率調節量df，調節輸出頻率f，從而改變逆變單元的輸出頻率，進而調節電機回饋的實時功率

步驟3，在每一個運算周期T內重復步驟2。

本發明采用上述技術方案，具有以下有益效果：本發明不僅僅以采集的母線電壓為監測量，同時以電機回饋的實時功率為監測量，再結合設置的預測時間段、過壓抑制點以及運算得到的預測回饋功率限制，能有效的預測并提前抑制母線過電壓的發生。

附圖說明

圖1為帶母線電壓預測的過電壓抑制方法的信號控制圖。

圖2為帶母線電壓預測的過電壓抑制方法的流程圖。

圖3為兩電平逆變單元的結構。

圖4為實驗測的的波形圖。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明：

一般變換器包括逆變單元以及控制器，逆變單元與電機連接來控制電機的運行。

控制器如圖1所示，包括三個運算單元、一個調節器、一個頻率控制單元以及一個閉環控制單元。第一運算單元運算母線過壓抑制點U_bus*與采樣的母線電壓U_bus的差值△U_dc。第二運算單元根據母線電壓U_bus、差值△U_dc運算一個預測時間段△T內的預測回饋功率限值P_M。第三運算單元運算一個預測時間段△T內實時功率與預測回饋功率限值P_M的差值△P。調節器根據差值△P運算得到頻率調節量df。頻率控制單元根據df調節輸出頻率f，將輸出頻率f送到閉環控制單元中，閉環控制單元輸出控制逆變單元的控制信號，從而改變逆變單元的輸出頻率（頻率控制單元的輸出頻率與逆變單元的輸出頻率相同），進而調節電機回饋的實時功率