[發(fā)明專利]變頻調(diào)速系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410241036.9
• 申請(qǐng)日: 2014-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103986403B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斌;王正;張怡;甘鴻堅(jiān);應(yīng)建平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)達(dá)電子企業(yè)管理（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H02P27/06
• 分類號(hào): H02P27/06
• 代理公司: 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11438
• 代理人: 姜怡,闞梓瑄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變頻調(diào)速技術(shù)，且特別涉及一種變頻調(diào)速系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著節(jié)能減碳、綠色環(huán)保的要求，在工業(yè)系統(tǒng)中，變頻調(diào)速的電機(jī)應(yīng)用愈來愈廣泛。近年來，高壓變頻系統(tǒng)需求大量增加，對(duì)性能的要求也愈來愈嚴(yán)格。許多的電網(wǎng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上均希望能長(zhǎng)時(shí)間維持變頻系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作，盡量減少停機(jī)的時(shí)間，以提升效率。尤其大容量的變頻系統(tǒng)往往因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)慣量大，一旦電網(wǎng)短暫掉電使得變頻系統(tǒng)中斷運(yùn)作，在電網(wǎng)恢復(fù)后需要長(zhǎng)時(shí)間讓變頻系統(tǒng)回到運(yùn)作的狀態(tài)。如果變頻調(diào)速系統(tǒng)無法穩(wěn)定運(yùn)作，或是讓變頻調(diào)速系統(tǒng)從中斷狀態(tài)恢復(fù)到運(yùn)作狀態(tài)耗時(shí)過長(zhǎng)，將大幅影響變頻調(diào)速系統(tǒng)的效能。

因此，如何設(shè)計(jì)一個(gè)新的變頻調(diào)速系統(tǒng)及其方法，以解決上述的問題，乃為此一業(yè)界亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的一態(tài)樣是在提供一種具有低電壓穿越功能(Low Voltage Ride Through；LVRT)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，包括變頻器。變頻器包含整流器、一直流母線以及逆變器，其中整流器轉(zhuǎn)換電網(wǎng)電壓為直流母線電壓，逆變器通過該直流母線與整流器電性連接，以根據(jù)該直流母線將直流母線電壓轉(zhuǎn)換為三相交流信號(hào)。變頻調(diào)速系統(tǒng)包含：掉電檢測(cè)模塊、升降頻率控制模塊、運(yùn)行模式選擇模塊以及逆變器控制模塊。掉電檢測(cè)模塊電性連接至電網(wǎng)，以采樣電網(wǎng)電壓，俾根據(jù)電網(wǎng)電壓與額定饋電電壓產(chǎn)生掉電系數(shù)，根據(jù)掉電系數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)作模式切換信號(hào)。升降頻率控制模塊根據(jù)頻率給定控制信號(hào)產(chǎn)生目標(biāo)頻率信號(hào)。運(yùn)行模式選擇模塊接收目標(biāo)頻率信號(hào)以及降頻量，根據(jù)來自掉電檢測(cè)模塊的運(yùn)作模式切換信號(hào)產(chǎn)生輸出頻率信號(hào)。逆變器控制模塊根據(jù)輸出頻率信號(hào)產(chǎn)生三相調(diào)制信號(hào)控制逆變器的運(yùn)作。

本發(fā)明的又一態(tài)樣是在提供一種變頻調(diào)速方法，應(yīng)用于一種具有低電壓穿越功能的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，變頻調(diào)速系統(tǒng)包括變頻器。變頻器具有整流器、直流母線以及逆變器，其中整流器轉(zhuǎn)換電網(wǎng)電壓為直流母線電壓，逆變器通過該直流母線將直流母線電壓轉(zhuǎn)換為三相交流信號(hào)。變頻調(diào)速方法包含：通過變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電性連接至電網(wǎng)的掉電檢測(cè)模塊采樣電網(wǎng)電壓，俾根據(jù)電網(wǎng)電壓與額定饋電電壓值產(chǎn)生掉電系數(shù)，根據(jù)掉電系數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)作模式切換信號(hào)。通過變頻調(diào)速系統(tǒng)的升降頻率控制模塊，根據(jù)頻率給定控制信號(hào)產(chǎn)生目標(biāo)頻率信號(hào)。通過變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行模式選擇模塊，接收目標(biāo)頻率信號(hào)以及降頻量，根據(jù)來自掉電檢測(cè)模塊的運(yùn)作模式切換信號(hào)產(chǎn)生輸出頻率信號(hào)。通過變頻調(diào)速系統(tǒng)的逆變器控制模塊，根據(jù)輸出頻率信號(hào)產(chǎn)生三相調(diào)制信號(hào)控制該逆變器的運(yùn)作。

應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，依據(jù)與電網(wǎng)電壓相關(guān)的掉電系數(shù)決定運(yùn)作模式切換信號(hào)，進(jìn)而依變頻調(diào)速系統(tǒng)中變頻器的運(yùn)作情形決定變頻量，在不同的運(yùn)作模式中依相應(yīng)的變頻量對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)整，以維持整個(gè)變頻調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定，而輕易地達(dá)到上述的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中，變頻調(diào)速系統(tǒng)的方框圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中，掉電檢測(cè)模塊更詳細(xì)的方框圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中，電網(wǎng)電壓有效值以及額定饋電電壓值的比例與掉電系數(shù)的關(guān)系圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中，掉電系數(shù)與運(yùn)作模式切換信號(hào)的關(guān)系圖；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中，降功率控制模塊更詳細(xì)的方框圖；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例中，再生發(fā)電控制模塊更詳細(xì)的方框圖；以及

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例中，一種變頻調(diào)速方法的流程圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1：變頻調(diào)速系統(tǒng) 10：整流器

11：電網(wǎng)12：直流母線

120A、120B：直流母線電容 14：逆變器

15：負(fù)載電動(dòng)機(jī)100：變頻器

160：掉電檢測(cè)模塊 161：降功率控制模塊

162：再生發(fā)電控制模塊 163：升降頻率控制模塊

164：逆變器控制模塊 1640：電壓頻率曲線控制單元

1642：波寬調(diào)變單元165：運(yùn)行模式選擇模塊

166：電流檢測(cè)模塊 167：有功電流分解模塊

168：母線電壓檢測(cè)模塊 169A、169B：加法器

20：檢測(cè)單元22：掉電計(jì)算單元

24：運(yùn)行模式計(jì)算單元50：參考電流計(jì)算單元

52：電流差計(jì)算單元54：降頻量調(diào)節(jié)單元

56：致能單元58：輸出單元

60：電壓差計(jì)算單元62：第一調(diào)節(jié)單元

64：電流差計(jì)算單元66：第二調(diào)節(jié)單元