[實用新型]逆變器輸出電壓檢測裝置及逆變器

有效

• 申請號: 201822278220.7
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN209690468U
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 陳斌
• 申請（專利權）人: 深圳市匯川技術股份有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R19/00
• 代理公司: 44217 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸軍<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本實用新型提供了一種逆變器輸出電壓檢測裝置及逆變器，逆變器輸出電壓檢測裝置，包括采樣單元、調制單元和解調單元，調制單元包括數模混合ΔΣ芯片，解調單元包括電壓時間積分單元和輸出電壓獲取單元，其中：采樣單元，用于檢測逆變器輸出電壓瞬時值；數模混合ΔΣ芯片，用于將逆變器輸出電壓瞬時值轉換為數據位流；解調單元，用于從數據位流中提取高位電壓信息；電壓時間積分單元，用于向輸出電壓獲取單元輸出相鄰兩個采樣觸發脈沖信號間的時間間隔以及電壓時間面積；輸出電壓獲取單元，用于根據時間間隔以及電壓時間面積，確定輸出電壓。本實用新型減小了由于采樣點不匹配引起的采樣誤差，避免了采樣脈沖時間間隔傳遞，提高了模塊通用性。

技術領域

本實用新型實施例涉及電機控制技術領域，更具體地說，涉及一種逆變器輸出電壓檢測裝置及逆變器。

背景技術

由于無速度傳感器控制方案具有成本低、可靠性高的優點，目前在電機驅動系統中已獲得廣泛應用。矢量控制系統下無速度傳感器控制方案的關鍵是旋轉坐標系定向角度的觀測。現有基于電機T型等效模型的觀測均直接或者間接的基于電機三相輸入電壓。

電機三相電壓通常采用逆變器脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation，PWM)占空比反算得到。然而由于電壓型逆變器死區時間、功率管壓降等非理想因素，反算電壓與真實電壓之間存在誤差，在低輸出頻率下，誤差電壓甚至大于真實輸出電壓，嚴重降低定向角度觀測的準確性。

現有的逆變器非線性補償方法一定程度上可以降低誤差電壓，但是該方法需基于逆變器輸出電流檢測和逆變器非線性模型，而實際情況下因電流開關紋波以及逆變器非對稱性的影響，很難精確建模，限制了補償方案的精度。

為避免上述問題采取的方式是通過電壓檢測電路直接檢測輸出電壓，目前已有的方案有：

高電平時間檢測法，通過硬件電路直接檢測逆變器在脈沖寬度調制模式下的輸出電壓高電平時間，結合母線電壓和高電平時間，計算得到輸出相電壓。但該方案只適合于檢測兩電平拓撲下逆變器輸出相電壓，不能應用于線電壓檢測和多電平輸出電壓檢測，而且該方案是通過硬件比較的形式不能有效的反映實際輸出電壓斜率變化，并忽略了逆變器非線性電壓誤差中功率管壓降部分。

多段電壓比較檢測法，采用多段電壓比較的形式，獲取逆變器不同電壓下輸出時間，累計獲得脈沖寬度調制下開關周期內的平均值。該方案一定程度上可以體現輸出電壓斜率變化，并且能夠檢測多電平電壓。但是該方案的多段數與硬件系統復雜度成正比，提高了硬件系統成本和復雜度，且依舊不能體現功率管壓降部分。

低通濾波檢測法，這類方案通過有源或者無源的形式搭建低通濾波器，濾除逆變器輸出脈沖寬度調制信號中的高頻量。在低通濾波采樣方案下隨著實際頻率的提高，濾波后電壓幅度值降低，難以保障模擬信號的采樣精度。而且在正常運行頻率低的場合，為保障電壓檢測精度，需要調整硬件時間常數，適用范圍窄。除此之外，低通濾波還存在相位和幅值誤差，為精確補償，需要采用高精度濾波電容，成本較高。

實用新型內容

本實用新型實施例提供一種逆變器輸出電壓檢測裝置及逆變器，旨在解決現有逆變器輸出電壓采樣方法缺點的問題，如高電平時間檢測法：不能應用于線電壓檢測和多電平輸出電壓檢測，且忽略了逆變器非線性電壓誤差中功率管壓降部分，不能有效反應輸出電壓斜率變化；多段電壓比較檢測法：提高了硬件系統成本和復雜度，且不能體現功率管壓降部分；低通濾波檢測法：存在適用范圍窄，且存在電壓檢測相位和幅度誤差的問題。

本實用新型實施例解決上述技術問題的技術方案是，提供一種逆變器輸出電壓檢測裝置，包括采樣單元、調制單元和解調單元，所述調制單元包括數模混合ΔΣ芯片，所述解調單元包括電壓時間積分單元和輸出電壓獲取單元，其中：

所述采樣單元，用于檢測逆變器輸出電壓瞬時值，且連接到所述數模混合ΔΣ芯片；