[發(fā)明專利]一種變頻器及其限流方法、系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611245744.5
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106788113A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘聲;劉軍鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市英威騰電氣股份有限公司
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08;H02M7/5387
• 代理公司: 深圳市深佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44285
• 代理人: 王仲凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變頻器領(lǐng)域，特別涉及一種變頻器及其限流方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

變頻器控制模式主要有恒壓頻比控制、矢量控制模式。恒壓頻比控制由于其控制算法簡單，易于軟件實現(xiàn)同時對電機參數(shù)依賴小，其應(yīng)用范圍越來越廣，特別在對變頻器動態(tài)性能要求不高場合。

但在某些應(yīng)用場合，盡管對變頻器動態(tài)性能要求不高，但變頻器負(fù)載會無規(guī)律突變，從而使其輸出電流也產(chǎn)生波動。在負(fù)載突變情況下往往造成變頻器因輸出電流過大造成故障停機，影響生產(chǎn)過程；同時因輸出電流過大變頻器主開關(guān)器件存在損壞風(fēng)險。對于此類問題，目前變頻器恒壓頻比控制模式主要有兩種解決辦法，即軟件限流與硬件限流。

軟件限流控制通過軟件設(shè)置限流值，一般為變頻器額定電流1.6倍，通過采集變頻器輸出電流，結(jié)合當(dāng)前變頻器輸出頻率，當(dāng)變頻器輸出電流超過設(shè)定的軟件限流值時，控制軟件通過比例積分控制器，閉環(huán)調(diào)節(jié)變頻器輸出電壓頻率及幅值，抑制變頻器輸出電流增加。

由于該方法引入閉環(huán)控制，其達(dá)到穩(wěn)態(tài)需要調(diào)節(jié)時間，若負(fù)載突變時間小于閉環(huán)調(diào)節(jié)時間，該抑制方法將存在失效風(fēng)險。

硬件限流通過硬件設(shè)置限流值，一般為2倍變頻器額定電流峰值，當(dāng)變頻器輸出電流超過硬件限流值，產(chǎn)生硬件觸發(fā)信號，該信號一方面封鎖變頻器驅(qū)動脈沖；另一方面進(jìn)入控制芯片，從源頭封鎖變頻器驅(qū)動信號。變頻器驅(qū)動信號被封鎖時，根據(jù)變頻器采用的主電路拓?fù)洌┘釉陔姍C端電壓與變頻器驅(qū)動信號封鎖前相比，其電壓極性相反，從而抑制輸出電流增大。參考圖1所示。

表1為一種硬件限流的電機端電壓變化表。

表1

雖然，硬件限流解決了軟件限流的響應(yīng)時間慢，可能會抑制失效的問題，但硬件限流前后電機端電壓變化量大，如表1所示，前后差值變化量為兩倍，造成變頻器輸出電流變化斜率大，輸出電流波形不好，進(jìn)而影響電機控制性能如電機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)、有噪聲等。因此，如何解決這一問題成為現(xiàn)有的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種變頻器限流方法，解決限流前后電壓變化量大，減少對電機的影響，提高電機的控制性能。其具體方案如下：

一種變頻器限流方法，包括：

獲取電機的三相電流并判斷是否出現(xiàn)過載電流；

當(dāng)出現(xiàn)過載電流時，調(diào)整當(dāng)前PWM載波周期內(nèi)三相橋式逆變電路中的開關(guān)器件狀態(tài)，以將所述三相橋式逆變電路的上橋臂所有開關(guān)器件全部閉合，下橋臂所有開關(guān)器件全部斷開，或?qū)⑺鋈鄻蚴侥孀冸娐返南聵虮鬯虚_關(guān)器件全部閉合，上橋臂所有開關(guān)器件全部斷開，且不影響后續(xù)PWM載波周期內(nèi)三相橋式逆變電路中的開關(guān)器件正常工作狀態(tài)。

優(yōu)選的，當(dāng)出現(xiàn)過載電流時，所述控制開關(guān)器件閉合與斷開的具體方式為通過改變當(dāng)前開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖，且不影響后續(xù)正常工作狀態(tài)下的驅(qū)動脈沖。

優(yōu)選的，所述調(diào)整三相橋式逆變電路中的開關(guān)器件狀態(tài)的過程包括：

判斷PWM載波處于上升沿或下降沿；

當(dāng)在所述PWM載波處于上升沿出現(xiàn)過載電流時，控制所述三相橋式逆變電路的上橋臂所有開關(guān)器件驅(qū)動脈沖全部跳轉(zhuǎn)至高電平，使上橋臂所有開關(guān)器件全部閉合，下橋臂所有開關(guān)器件驅(qū)動脈沖全部跳轉(zhuǎn)至低電平，使下橋臂所有開關(guān)器件使全部斷開；

當(dāng)在所述PWM載波處于下降沿出現(xiàn)過載電流時，控制所述三相橋式逆變電路的上橋臂所有開關(guān)器件驅(qū)動脈沖全部跳轉(zhuǎn)至低電平，使上橋臂所有開關(guān)器件全部斷開，下橋臂所有開關(guān)器件驅(qū)動脈沖跳轉(zhuǎn)至高電平，使下橋臂所有開關(guān)器件全部閉合。

優(yōu)選的，所述獲取電機的三相電流的過程包括：

檢測所述電機的三相電流；

或者，檢測所述電機的兩相電流，將兩相電流相加并取反得到另一相電流。

本發(fā)明還公開了一種變頻器限流系統(tǒng)，包括：

電流獲取模塊：獲取電機的三相電流；

驅(qū)動脈沖調(diào)理模塊：所述驅(qū)動脈沖調(diào)理模塊包含過流比較單元，所述過流比較單元用于判斷所述三相輸出電流是否過流，當(dāng)出現(xiàn)過載電流時，調(diào)整當(dāng)前PWM載波周期內(nèi)三相橋式逆變電路中的開關(guān)器件狀態(tài)，以將所述三相橋式逆變電路的上橋臂所有開關(guān)器件全部閉合，下橋臂所有開關(guān)器件全部斷開，或?qū)⑺鋈鄻蚴侥孀冸娐返南聵虮鬯虚_關(guān)器件全部閉合，上橋臂所有開關(guān)器件全部斷開，且不影響后續(xù)PWM載波周期內(nèi)三相橋式逆變電路中的開關(guān)器件正常工作狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動脈沖調(diào)理模塊包括：

載波檢測子模塊，用于判斷PWM載波處于上升沿或下降沿；