[發明專利]基于逆變器的設備及其控制方法

在審

• 申請號: 201980047658.9
• 申請日: 2019-07-17
• 公開（公告）號: CN112425054A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 恩里科·馬爾松;吉爾貝托·聘;保羅·波薩
• 申請（專利權）人: 伊萊克斯家用電器股份公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M5/458;H02P3/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;李德山

一種基于逆變器的設備(1)，被配置為控制電動機(2)，該基于逆變器的設備包括：輸入級(4)，該輸入級被配置為將交流電壓AC轉換成經整流的DC電壓；無電解電容器式逆變器(5)，該無電解電容器式逆變器被配置為基于開關信號的占空比來生成待饋送到所述電動機(2)的AC電流；DC環節(10)，該環節將所述無電解電容器式逆變器(5)連接到所述輸入級(4)并且來自或朝向所述無電解電容器式逆變器(5)的瞬時有效功率(P(t))經過該環節；DC環節電容器(11)，該電容器連接到所述DC環節(10)；電壓傳感器(13)，該電壓傳感器被配置為確定所述DC環節電容器電壓的幅值(Vdc(t))；電流傳感器(12)，這些電流傳感器被配置為確定由所述無電解電容器式逆變器(5)向所述電動機(2)施加的輸出電流的幅值；電流調節器系統(14)，該電流調節器系統被配置為基于確定的電流基準(idref、iqref)來控制所述占空比；以及有效電壓限制器單元(15)，該有效電壓限制器單元經過配置以便確定與從所述DC環節(10)吸收或供應回到該DC環節的瞬時有效功率(P(t))相關聯的有效電流，并且基于所述有效電流(ia)(iaref)來調節所述電流基準(idref，iqref)。

本發明涉及一種基于逆變器的設備及其控制方法。更具體地，本發明涉及一種基于逆變器的設備，該基于逆變器的設備被配置為操作家用電器(例如洗機器、烘干機、冰箱和/或洗碗機和/或空調)的電機、特別是永磁電機或感應電機或任何其他類似的電機。應理解，根據本發明，逆變器控制方法和設備被設計為控制與家用電器的任一種負載(例如滾筒、壓縮機、風扇、泵等)相關聯的電機。

眾所周知，現今，驅動電機的逆變器廣泛地應用于家用電器。一般來說，驅動電機的逆變器包括輸入級和逆變橋，該逆變橋又設有多個開關單元，該多個開關單元被控制以便生成并調制將要饋送到電機端子的AC電壓。輸入級一般包括二極管橋，該二極管橋具有聯接到電源以用于接收AC電源電壓的輸入端、用于提供DC電壓的輸出端、以及用于去除在整流電壓中出現的電壓紋波的電解電容器。

取決于功率大小，用于家用電器的逆變器通常被配置為具有高電容，以便將紋波電壓和因此紋波電流保持在一般介于10％至15％之間的合理水平內。實際上，如果紋波電壓/電流增加，那么電解電容器的預期壽命更糟，并且為電機的無縫驅動推薦小紋波電壓。然而，如果在一方面，電容器上的平穩且穩定的DC電壓(即，低紋波電壓)提高了電機驅動算法的性能，那么在另一方面，它會通過諧波來影響電源電流。

為了解決這樣的問題，用于家用電器的逆變器通常設有功率因數校正器單元(有源或無源)，該功率因數校正器單元包括電感器，該電感器具有足夠的電感以將功率因數(因此諧波)增加到期望值。然而，因數校正器單元的缺點在于它的部件昂貴且笨重。

本發明的目標是解決上面提到的缺點。

根據以上目標，根據本發明，提供了一種被配置為控制電動機的基于逆變器的設備，該基于逆變器的設備包括：輸入級，該輸入級連接到電源線路以接收AC線路電流和AC電源電壓并且被配置為將所述AC電源電壓轉換成經整流的DC電壓；無電解電容器式逆變器，該無電解電容器式逆變器被配置為基于開關信號的占空比來生成要饋送到所述電動機的輸出電流，DC環節，該環節將所述無電解電容器式逆變器連接到該輸入級并且來自或朝向所述無電解電容器式逆變器的DC環節電流經過該環節；DC環節電容器，該電容器連接到所述DC環節；電壓傳感器，該電壓傳感器被配置為確定所述DC環節電容器電壓的幅值；一個或多個電流傳感器，該一個或多個電流傳感器被配置為確定由所述無電解電容器式逆變器向所述電動機提供的輸出電流的幅值；以及電流調節器系統，該電流調節器系統被配置為基于確定的電流基準和所述輸出電流來控制所述占空比，所述基于逆變器的設備還包括有效電壓限制器單元，該有效電壓限制器單元被配置為調節所述電流調節器系統的所述電流基準，以便將所述DC環節電容器電壓限制在預定的電壓范圍內。

優選地，該有效電壓限制器單元進一步被配置為在不使用所述線路電流和/或DC環節電流和/或該DC電容器的電流的情況下調節所述電流調節器系統的所述電流基準。