[發明專利]變頻器、變頻器組件及其控制方法

有效

• 申請號: 201780094567.1
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN111052582B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 周亞軍
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02P27/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 趙冬梅

本發明提供了一種變頻器，適于通過直流母線與另一變頻器連接，變頻器包括：正母線接口，適于與另一變頻器的正母線接口互相連接；外接泄放電阻接口，適于與另一變頻器的外接泄放電阻接口互相連接，以及第一控制邏輯，第一控制邏輯控制變頻器和另一變頻器之間通過直流母線實現的母線并聯的導通或斷開。此外，本發明還提供了一種相應的變頻器組件、控制方法以及計算機可讀存儲介質。

技術領域

本發明涉及變頻器領域，尤其涉及適用共直流母線方案的變頻器、變頻器組件及其控制方法。

背景技術

變頻器帶載電機有兩種工作狀態：電動狀態和發電狀態。當電機處于減速或者負載轉速高于電機時，電機處于反向發電狀態，發的電會返回到變頻器的直流母線上面，導致母線電壓升高。如果不及時處理，會觸發變頻器過壓保護。傳統的做法是把這部分能量用制動電阻消耗掉，但這種方法比較浪費。另一種做法是把很多臺變頻器直流母線并聯起來，把這部分多余的能量分享給其他變頻器消耗掉，避免浪費。對于這第二種做法來說，如果是不同功率的變頻器進行母線并聯，則在正常工作時小功率變頻器會額外承擔大功率變頻器的電流需求，增加小功率變頻器整流橋的負載，導致小功率變頻器整流橋特別容易損壞。

此外，圖1示出了一種已知的變頻器的主電路框圖。該變頻器主要包括整流橋1、母線電容2、制動單元3、逆變橋4。其中，制動單元3就是用來泄放由反向發電產生的電能。此外，該變頻器也會預留DCP(Direct?Current?Positive，正直流母線)接口、DCN(DirectCurrent?Negative，負直流母線)接口以及PB(Brake，外接制動電阻)接口，這三個人機界面端口。其中，DCP和DCN為直流母線接口，而PB為外接制動(或泄放)電阻接口。

研究發現，小功率變頻器和大功率變頻器共直流母線電壓時，在正常運行時，小功率變頻器的整流橋1會額外承擔來自大功率變頻器的電流，導致小功率整流橋1過載，輕則小功率變頻器過熱保護，重則直接損壞。但上述的共直流母線方案又是一個非常節能的環保方案。因此，業界亟需有更好的方案來消除上述小功率變頻器的整流橋過載的問題，以保證共直流母線方案的安全實施。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本發明在既有的變頻器的基礎上通過線路上的調整以及運行方式上的控制技術來實現共直流母線的智能控制，即實現可控的共直流母線連接。因此，本發明可以在充分獲得共直流母線方案的有效效果的同時避免小功率變頻器的整流橋出現過載、過熱等問題的發生。此外，本發明無需對既有變頻器的結構設計進行改動，是一種成本較低的改進方案，且具有較好的適用前景。

根據本發明的一個方面，提供了一種變頻器，適于通過直流母線與另一變頻器連接，所述變頻器包括：

正母線接口，適于與所述另一變頻器的正母線接口互相連接；

外接泄放電阻接口，適于與所述另一變頻器的外接泄放電阻接口互相連接，以及

第一控制邏輯，所述第一控制邏輯控制所述變頻器和所述另一變頻器之間通過所述直流母線實現的母線并聯的導通或斷開。

根據一個實施例，在上述的變頻器中，將所述直流母線在所述變頻器上電待機時的母線電壓作為基準值，

當所述母線電壓在所述基準值之上增加大于或等于一預設閾值時，所述第一控制邏輯導通所述母線并聯，以實現所述變頻器和所述另一變頻器之間的母線電壓共享；反之，所述第一控制邏輯斷開所述母線并聯。

根據一個實施例，在上述的變頻器中，

所述變頻器包括并聯在直流母線上的第一母線電容和第一制動單元，其中所述第一制動單元進一步包括第一IGBT及第一二極管，所述第一制動單元的外接泄放電阻接口連接在所述第一二極管的正極和所述第一IGBT的集電極之間，所述第一母線電容的一端和所述第一二極管的負極一起連接于所述變頻器的正母線接口，所述第一母線電容的另一端和所述第一IGBT的發射極共同連接于所述變頻器的負母線接口。