CN111800064A - 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法 - Google Patents

压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111800064A
CN111800064A CN202010566594.8A CN202010566594A CN111800064A CN 111800064 A CN111800064 A CN 111800064A CN 202010566594 A CN202010566594 A CN 202010566594A CN 111800064 A CN111800064 A CN 111800064A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bus voltage
current bus
direct
direct current
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010566594.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111800064B (zh
Inventor
蒲波宇
甘鸿坚
何静飞
安伟国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Kunwu Fengdian Technology Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Kunwu Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Kunwu Technology Co ltd filed Critical Zhejiang Kunwu Technology Co ltd
Priority to CN202010566594.8A priority Critical patent/CN111800064B/zh
Publication of CN111800064A publication Critical patent/CN111800064A/zh
Priority to PCT/CN2021/107061 priority patent/WO2021254530A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111800064B publication Critical patent/CN111800064B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0805—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for synchronous motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H02H7/0838—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements with H-bridge circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H02H7/0844—Fail safe control, e.g. by comparing control signal and controlled current, isolating motor on commutation error
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/09—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法，包括：在电机调速的过程中，基于电机转速设定直流母线电压给定值，控制直流母线电压实际值跟踪直流母线电压给定值；设置直流母线电压限压点跟随直流母线电压给定值且大于直流母线电压给定值，设置直流母线电压限压恢复点跟随直流母线电压给定值且小于直流母线电压给定值；当直流母线电压实际值大于等于直流母线电压限压点时，控制功率开关管停止工作，直至小于等于直流母线电压限压恢复点时，控制功率开关管恢复工作。本发明提高了***效率，降低了直流母线储能电容以及功率开关管故障的风险，减小了轻载时整流模块和逆变模块的损耗，避免功率管误关断的情况发生。

Description

压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法
技术领域
本发明涉及过压保护领域，特别是涉及一种压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法。
背景技术
现有的压缩机变频调速***中，功率在8kW以上的应用场合，一般采用三相交流电源供电，前级采用不控整流桥做整流，后级采用IPM模块(Intelligent Power Module，智能功率模块)做三相逆变为电机提供交流输入，如图1所示。此***的缺点，一是整流桥中二极管属于不控器件，***工作时会给电网注入大量的低次谐波电流；二是直流母线电压不可控，且随着负载功率的增加，母线电压的波动也会加大。
永磁同步电机的调速一般以额定转速为分界点，额定转速以下采用恒磁通变频调速，额定转速以上采用弱磁变频调速。弱磁升速时，励磁电流过大会导致电机的铁损耗增加，电机的效率就会变低。额定转速以上若想维持磁通不变而能够升高转速，那么电机反电动势必然会增大，此时变频器逆变模块的输出电压也即电机的端电压就必须随之增大。现有技术采用软件过调制的算法，但此方法所能提升的电压幅值有限，电机性能只能略有改善。
我们提出在额定转速以上调速时，通过前级加PFC来升高直流母线电压，达到增大电机端电压、克服电机反电势的目的。但是，此时如果逆变侧故障保护或者突然关机或者回馈制动，即输出的能量瞬间为0或者为负时，PFC从电网吸收的能量会直接加在直流母线储能电容上，导致直流母线电压突然泵升。如果此时恰好直流母线电压工作在高点处，加上泵升电压，直流母线电压可能会超出功率开关管的耐压值，导致功率开关管永久失效；或者超出直流母线储能电容的耐压值，严重的可能会导致电容发生***。特别是当PFC采用Vienna拓扑时，能量只能从电网流向负载，不能从电容回馈流向电网，在上述假定中直流母线过压的风险会更高。
因此，如何避免直流母线电压过压带来的功率开关管永久失效、电容发生***等风险，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法，用于解决现有技术中直流母线电压过压带来的功率开关管永久失效、电容发生***等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，所述压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法至少包括：
在电机调速的过程中，基于电机转速设定直流母线电压给定值，控制直流母线电压实际值跟踪所述直流母线电压给定值；
设置所述直流母线电压限压点跟随所述直流母线电压给定值且大于所述直流母线电压给定值，设置所述直流母线电压限压恢复点跟随所述直流母线电压给定值且小于或等于所述直流母线电压给定值；
当所述直流母线电压实际值大于或等于所述直流母线电压限压点时，控制整流模块中的功率开关管停止工作，直至所述直流母线电压实际值小于或等于所述直流母线电压限压恢复点时，控制所述整流模块中的功率开关管恢复工作。
可选地，当所述直流母线电压限压点大于直流母线电压最大限压点时，设置所述直流母线电压限压点等于所述直流母线电压最大限压点。
更可选地，当所述直流母线电压实际值大于或等于直流母线电压过压保护点时，控制所述整流模块中的功率开关管停止工作，并输出故障信号。
可选地，所述压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法还包括：
当所述直流母线电压给定值改变时，设置直流母线电压给定软启值，所述直流母线电压实际值跟随所述直流母线电压给定软启值缓慢变化。
更可选地，设置所述直流母线电压限压点跟随所述直流母线电压给定软启值且大于所述直流母线电压给定软启值，设置所述直流母线电压限压恢复点跟随所述直流母线电压给定软启值且小于或等于所述直流母线电压给定软启值。
更可选地，进一步包括：
所述直流母线电压给定值变大时，设置所述直流母线电压给定软启值大于所述直流母线电压实际值，且控制所述直流母线电压实际值跟随所述直流母线电压给定软启值缓慢上升；
所述直流母线电压给定值变小时，设置所述直流母线电压给定软启值小于所述直流母线电压实际值，且控制所述直流母线电压实际值跟随所述直流母线电压给定软启值缓慢下降。
更可选地，所述直流母线电压给定软启值上升或下降至所述直流母线电压给定值的预设范围内时，设置所述直流母线电压给定软启值等于所述直流母线电压给定值。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种压缩机变频调速***，执行上述的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，所述压缩机变频调速***至少包括：
整流模块，接收交流输入电压，并将所述交流输入电压转化为直流母线电压；
逆变模块，连接所述整流模块的输出端，将所述直流母线电压转换为电机驱动电压；
电机，连接于所述逆变模块的输出端，受所述电机驱动电压的驱动运转；
控制模块，连接所述电机、所述整流模块及所述逆变模块，用于产生所述整流模块及所述逆变模块的控制信号。
可选地，所述整流模块为有源整流模块；或所述整流模块包括无源整流单元及升压单元，所述升压单元连接于所述无源整流单元的输出端。
更可选地，所述有源整流模块为VIENNA整流模块。
更可选地，所述VIENNA整流模块包括六个二极管、三个电感、六个功率开关管及两组电容；各二极管两两同向串联后并联，第一组串联二极管的连接节点经由第一电感连接所述交流输入电压的第一相，第二组串联二极管的连接节点经由第二电感连接所述交流输入电压的第二相，第三组串联二极管的连接节点经由第三电感连接所述交流输入电压的第三相；两组电容串联后与各组串联二极管并联；各功率开关管两两反向串联后分别连接于各组串联二极管的连接节点与两组电容的连接节点之间。
如上所述，本发明的压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法，具有以下有益效果：
1.本发明的压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法中直流母线电压限压点随着直流母线电压给定值的改变而改变，在直流母线电压过压时能及早地进入限压模式，与固定母线电压限压点的方式对比，直流母线电压泵升的幅值将会降低，从而降低了直流母线储能电容以及功率开关管故障的风险。
2.由于Vienna拓扑时能量只能单向从电网流向负载侧，因此，在电机轻载时，直流母线电压可能无法稳定在给定值附近，会在直流母线电压限压点和直流母线电压限压恢复点之间来回波动；本发明的压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法中直流母线电压限压点随着直流母线电压给定值的改变而改变，可使得轻载时直流母线电压工作在低压，减小了轻载时整流模块和逆变模块的损耗。
3.本发明的压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法中直流母线电压限压点随着直流母线电压给定值的改变而改变，有利于轻载时缩短***的下电时间。当***下电时，逆变模块中的功率开关管关断，负载不再消耗能量，而电网通过整流模块存储在直流母线储能电容两端的能量则需通过该储能电容两端的放电电阻泄放掉。储能电容的放电时间由直流母线电压放电初始值、储能电容容值、放电电阻阻值三者决定。当***正常关机时，可以先控制电机转速降至最低，直流母线电压也随之达到最低设定值，由于Vienna拓补轻载时的工作特性，直流母线电压会在直流母线电压限压点与直流母线电压限压恢复点之间来回波动。本发明将直流母线电压限压点与直流母线电压给定值联系起来，可以降低直流母线电压放电初始值，从而缩短放电时间。
4.在直流母线电压给定值变小的过程中，可能会出现直流母线电压实际值大于直流母线电压限压点的情况，从而导致整流模块中的功率管误关断。本发明的压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法的直流母线电压限压点随着直流母线电压给定软启值的改变而改变，可以避免功率管误关断的情况发生。
附图说明
图1显示为现有技术中的压缩机变频调速***的结构示意图。
图2显示为本发明的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法的工作原理示意图。
图3显示为本发明的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法的另一种工作原理示意图。
图4显示为本发明的压缩机变频调速***的结构示意图。
元件标号说明
1 压缩机变频调速***
11 整流模块
12 逆变模块
13 电机
14 控制模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
如图2所示，本实施例提供一种压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，所述压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法包括：
在电机调速的过程中，基于电机转速设定直流母线电压给定值Vbus_ref，控制直流母线电压实际值Vbus跟踪所述直流母线电压给定值Vbus_ref。
设置所述直流母线电压限压点Vh跟随所述直流母线电压给定值Vbus_ref且大于所述直流母线电压给定值Vbus_ref，设置所述直流母线电压限压恢复点Vl跟随所述直流母线电压给定值Vbus_ref且小于或等于所述直流母线电压给定值Vbus_ref。
当所述直流母线电压实际值Vbus大于或等于所述直流母线电压限压点Vh时，控制整流模块中的功率开关管停止工作，直至所述直流母线电压实际值Vbus小于或等于所述直流母线电压限压恢复点Vl时，控制所述整流模块中的功率开关管恢复工作。
具体地，在电机调速的过程中，设置所述直流母线电压给定值Vbus_ref随所述电机转速的变化而变化，所述直流母线电压限压点Vh随所述直流母线电压给定值Vbus_ref的变化而变化，所述直流母线电压限压恢复点Vl随所述直流母线电压给定值Vbus_ref的变化而变化。所述直流母线电压给定值Vbus_ref与所述电机转速成正比。所述直流母线电压限压点Vh大于所述直流母线电压给定值Vbus_ref，所述直流母线电压限压恢复点Vl小于或等于所述直流母线电压给定值Vbus_ref，在本实施例中，所述直流母线电压限压点Vh设置为所述直流母线电压给定值Vbus_ref的1.02倍，所述直流母线电压限压恢复点Vl设置为所述直流母线电压给定值Vbus_ref的0.98倍，在实际应用中，所述直流母线电压限压点Vh及所述直流母线电压限压恢复点Vl相对于所述直流母线电压给定值Vbus_ref的比例关系可根据实际需要分别设定(两个比例可以不同)，不以本实施例为限。
具体地，正常工作时，所述直流母线电压实际值Vbus在所述直流母线电压限压点Vh与所述直流母线电压限压恢复点Vl之间(不包括端点)变化，此时，所述整流模块中的功率开关管正常工作。当所述直流母线电压实际值Vbus大于或等于所述直流母线电压限压点Vh时，所述整流模块中的功率开关管停止工作，即不输出PWM驱动信号，直至所述直流母线电压实际值Vbus小于或等于所述直流母线电压限压恢复点Vl时，所述整流模块中的功率开关管恢复工作，即重新输出PWM驱动信号。
具体地，在整个电机调速的过程中，所述直流母线电压限压点Vh跟随所述直流母线电压给定值Vbus_ref变化，当所述直流母线电压限压点Vh大于直流母线电压最大限压点Vh_max时，设置所述直流母线电压限压点Vh等于所述直流母线电压最大限压点Vh_max，即所述直流母线电压限压点Vh不能大于所述直流母线电压最大限压点Vh_max；在本实施例中，所述直流母线电压最大限压点Vh_max为固定值，在实际使用中，可根据实际需要将所述直流母线电压最大限压点Vh_max设定为变化值，不以本实施例为限。
具体地，当所述直流母线电压实际值Vbus大于或等于直流母线电压过压保护点Vov时，控制所述整流模块中的功率开关管停止工作，并输出故障信号；所述直流母线电压过压保护点Vov大于所述直流母线电压最大限压点Vh_max。在本实施例中，所述直流母线电压过压保护点Vov为固定值，在实际使用中，可根据实际需要将所述直流母线电压过压保护点Vov设定为变化值，不以本实施例为限。
如图3所示，作为本发明的另一种实现方式，所述压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法还包括：
当所述直流母线电压给定值Vbus_ref改变时，设置直流母线电压给定软启值Vbus_sf，所述直流母线电压实际值Vbus跟随所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf缓慢变化。
具体地，所述直流母线电压给定值Vbus_ref变大(突变)时，设置所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf大于所述直流母线电压实际值Vbus，作为示例，所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf比所述直流母线电压实际值Vbus大1V，在实际使用中根据具体需要设定所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf大于所述直流母线电压实际值Vbus的值，不以本实施例为限。随后所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf作为直流母线电压控制环的给定值，基于所述直流母线电压控制环调整所述直流母线电压实际值Vbus，使所述直流母线电压实际值Vbus跟随所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf缓慢上升。当所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf上升至接近或达到直流母线电压给定值Vbus_ref时，设置所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf等于所述直流母线电压给定值Vbus_ref。
具体地，所述直流母线电压给定值Vbus_ref变小(突变)时，设置所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf小于所述直流母线电压实际值Vbus，作为示例，所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf比所述直流母线电压实际值Vbus小1V，在实际使用中根据具体需要设定所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf小于所述直流母线电压实际值Vbus的值，不以本实施例为限。随后所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf作为直流母线电压控制环的给定值，基于所述直流母线电压控制环调整所述直流母线电压实际值Vbus，使所述直流母线电压实际值Vbus跟随所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf缓慢下降。当所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf下降升至接近或达到直流母线电压给定值Vbus_ref时，设置所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf等于所述直流母线电压给定值Vbus_ref。
需要说明的是，在本实施例中，所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf在所述直流母线电压给定值Vbus_ref的预设范围内，则认为所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf接近所述直流母线电压给定值Vbus_ref，预设范围的大小可基于实际需要进行设定，在此不一一赘述。
具体地，设置所述直流母线电压限压点Vh跟随所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf变化，且所述直流母线电压限压点Vh大于所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf；设置所述直流母线电压限压恢复点Vl跟随所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf变化，且所述直流母线电压限压恢复点Vl小于或等于所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf。在本实施例中，所述直流母线电压限压点Vh设置为所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf的1.02倍，所述直流母线电压限压恢复点Vl设置为所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf的0.98倍，在实际应用中，所述直流母线电压限压点Vh及所述直流母线电压限压恢复点Vl相对于所述直流母线电压给定软启值Vbus_sf的比例关系可根据实际需要分别设定(两个比例可以不同)，不以本实施例为限。
本发明的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法在直流母线电压过压时能及早地进入限压模式，与固定母线电压限压点的方式对比，直流母线电压泵升的幅值将会降低，从而降低了直流母线储能电容以及功率开关管故障的风险；使得轻载时直流母线电压工作在低压，减小了轻载时整流模块和逆变模块的损耗；将直流母线电压限压点与直流母线电压给定值联系起来，降低直流母线电压放电初始值，从而缩短放电时间；直流母线电压限压点随着直流母线电压给定软启值的改变而改变，可以避免功率管误关断的情况发生。
实施例二
如图4所示，本实施例提供一种压缩机变频调速***1，所述压缩机变频调速***1包括：
整流模块11，逆变模块12，电机13及控制模块14。
如图4所示，所述整流模块11接收交流输入电压，并将所述交流输入电压转化为直流母线电压Vbus。
具体地，在本实施例中，所述整流模块11为有源整流模块中的VIENNA整流模块，VIENNA拓补的各种变形均适用于本发明的所述整流模块11。作为示例，所述整流模块11包括六个二极管、三个电感、六个功率开关管及两组电容(两组电容可以是单个电容或多个电容串并联的组合)，且上下两组电容的容值相同。各二极管两两同向串联后并联，即：第一二极管D1的阴极连接所述直流母线电压的正极Vbus+，阳极连接第二二极管D2的阴极；所述第二二极管D2的阳极连接所述直流母线电压的负极Vbus-；第三二极管D3的阴极连接所述直流母线电压的正极Vbus+，阳极连接第四二极管D4的阴极；所述第四二极管D4的阳极连接所述直流母线电压的负极Vbus-；第五二极管D5的阴极连接所述直流母线电压的正极Vbus+，阳极连接第六二极管D6的阴极；所述第六二极管D6的阳极连接所述直流母线电压V的负极Vbus-。所述第一二极管D1与所述第二二极管D2的连接节点连接所述交流输入电压的第一相L1，所述第三二极管D3与所述第四二极管D4的连接节点连接所述交流输入电压的第二相L2，所述第五二极管D5与所述第六二极管D6的连接节点连接所述交流输入电压的第三相L3。所述交流输入电压的各相分别通过一电感(第一电感L11、第二电感L12及第三电感L13)后输入。第一组电容C1及第二组电容C2串联后连接于所述直流母线电压的正极Vbus+与负极Vbus-之间。各功率开关管两两反向串联后分别连接于各组串联二极管的连接节点与两组电容的连接节点之间，即：第一功率开关管Q11的集电极连接所述第一二极管D1与所述第二二极管D2的连接节点，发射极连接第二功率开关管Q12的发射极；所述第二功率开关管Q12的集电极连接所述第一组电容C1与所述第二组电容C2的连接节点；第三功率开关管Q13的集电极连接所述第三二极管D3与所述第四二极管D4的连接节点，发射极连接第四功率开关管Q14的发射极；所述第四功率开关管Q14的集电极连接所述第一组电容C1与所述第二组电容C2的连接节点；第五功率开关管Q15的集电极连接所述第五二极管D5与所述第六二极管D6的连接节点，发射极连接第六功率开关管Q16的发射极；所述第六功率开关管Q16的集电极连接所述第一组电容C1与所述第二组电容C2的连接节点。所述整流模块11中各功率开关管分别连接一控制信号。
需要说明的是，本实施例电网电源为三相四线制(三根火线一根地线)，如果是三相五线制(三根火线一根中线一根地线)，则中线连接两组电容的连接节点。
需要说明的是，在本实施例中，各功率开关管采用绝缘栅双极型晶体管，在实际使用中可根据需要设定各功率开关管的类型。所述整流模块11可以是任意可控的有源整流模块；也可以包括无源整流单元及升压单元，所述升压单元连接于所述无源整流单元的输出端；以此实现可控整流，不以本实施例为限。
如图4所示，所述逆变模块12连接所述整流模块11的输出端，将所述直流母线电压Vbus转换为电机驱动电压。
具体地，在本实施例中，所述逆变模块12六个功率开关管，构成三相逆变桥，其中，第七功率开关管Q21及第八功率开关管Q22串联于所述直流母线电压的正极Vbus+和所述直流母线电压的负极Vbus-之间(所述第七功率开关管Q21的集电极连接所述直流母线电压的正极Vbus+、发射极连接所述第八功率开关管Q22的集电极，所述第八功率开关管Q22的发射极连接所述直流母线电压的负极Vbus-)；第九功率开关管Q23及第十功率开关管Q24串联于所述直流母线电压的正极Vbus+和所述直流母线电压的负极Vbus-之间(连接端口与所述第七功率开关管Q21及所述第八功率开关管Q22相同，在此不一一赘述)；第十一功率开关管Q25及第十二功率开关管Q26串联于所述直流母线电压的正极Vbus+和所述直流母线电压的负极Vbus-之间(连接端口与所述第七功率开关管Q21及所述第八功率开关管Q22相同，在此不一一赘述)；所述逆变模块12中各功率开关管分别连接一控制信号。
需要说明的是，在本实施例中，所述逆变模块12中各功率开关管为绝缘栅双极型晶体管，在实际使用中可根据需要设定各功率开关管的类型。所述逆变模块12可根据需要选择任意一种结构，不以本实施例为限。
如图4所示，所述电机13连接于所述逆变模块12的输出端，受所述电机驱动电压的驱动运转。
具体地，在本实施例中，所述电机13为永磁同步电机，当电机的三相定子绕组通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场带动转子同步旋转。在其他实施例中，所述电机13也可以为交流异步电机等其他三相电机，在此不一一赘述。
如图4所示，所述控制模块14连接所述电机13、所述整流模块11及所述逆变模块12，产生所述整流模块11及所述逆变模块12的控制信号。
具体地，在本实施例中，所述控制模块14采集交流输入电压及所述电机13上的信号，并控制所述整流模块11、所述逆变模块12以执行实施例一的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法实现过压保护，工作原理参见实施例一，在此不一一赘述。
本实施例的压缩机变频调速***大大减小了电网的低次谐波、提高了***效率，降低了直流母线储能电容以及功率开关管故障的风险，减小了轻载时整流模块和逆变模块的损耗，避免功率管误关断的情况发生，适于产业应用。
综上所述，本发明提供一种压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法，包括：在电机调速的过程中，基于电机转速设定直流母线电压给定值，控制直流母线电压实际值跟踪所述直流母线电压给定值；设置所述直流母线电压限压点跟随所述直流母线电压给定值且大于所述直流母线电压给定值，设置所述直流母线电压限压恢复点跟随所述直流母线电压给定值且小于或等于所述直流母线电压给定值；当所述直流母线电压实际值大于或等于所述直流母线电压限压点时，控制整流模块中的功率开关管停止工作，直至所述直流母线电压实际值小于或等于所述直流母线电压限压恢复点时，控制所述整流模块中的功率开关管恢复工作。本发明的压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法大大减小了电网的低次谐波、提高了***效率，降低了直流母线储能电容以及功率开关管故障的风险，减小了轻载时整流模块和逆变模块的损耗，避免功率管误关断的情况发生，适于产业应用。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，其特征在于，所述压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法至少包括：
在电机调速的过程中，基于电机转速设定直流母线电压给定值，控制直流母线电压实际值跟踪所述直流母线电压给定值；
设置所述直流母线电压限压点跟随所述直流母线电压给定值且大于所述直流母线电压给定值，设置所述直流母线电压限压恢复点跟随所述直流母线电压给定值且小于或等于所述直流母线电压给定值；
当所述直流母线电压实际值大于或等于所述直流母线电压限压点时，控制整流模块中的功率开关管停止工作，直至所述直流母线电压实际值小于或等于所述直流母线电压限压恢复点时，控制所述整流模块中的功率开关管恢复工作。
2.根据权利要求1所述的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，其特征在于：当所述直流母线电压限压点大于直流母线电压最大限压点时，设置所述直流母线电压限压点等于所述直流母线电压最大限压点。
3.根据权利要求1所述的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，其特征在于：当所述直流母线电压实际值大于或等于直流母线电压过压保护点时，控制所述整流模块中的功率开关管停止工作，并输出故障信号。
4.根据权利要求1所述的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，其特征在于：所述压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法还包括：
当所述直流母线电压给定值改变时，设置直流母线电压给定软启值，所述直流母线电压实际值跟随所述直流母线电压给定软启值缓慢变化。
5.根据权利要求4所述的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，其特征在于：设置所述直流母线电压限压点跟随所述直流母线电压给定软启值且大于所述直流母线电压给定软启值，设置所述直流母线电压限压恢复点跟随所述直流母线电压给定软启值且小于或等于所述直流母线电压给定软启值。
6.根据权利要求4所述的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，其特征在于：进一步包括：
所述直流母线电压给定值变大时，设置所述直流母线电压给定软启值大于所述直流母线电压实际值，且控制所述直流母线电压实际值跟随所述直流母线电压给定软启值缓慢上升；
所述直流母线电压给定值变小时，设置所述直流母线电压给定软启值小于所述直流母线电压实际值，且控制所述直流母线电压实际值跟随所述直流母线电压给定软启值缓慢下降。
7.根据权利要求4～6任意一项所述的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，其特征在于：所述直流母线电压给定软启值上升或下降至所述直流母线电压给定值的预设范围内时，设置所述直流母线电压给定软启值等于所述直流母线电压给定值。
8.一种压缩机变频调速***，执行如权利要求1～7任意一项所述的压缩机变频调速***中直流母线电压的过压保护方法，其特征在，所述压缩机变频调速***至少包括：
整流模块，接收交流输入电压，并将所述交流输入电压转化为直流母线电压；
逆变模块，连接所述整流模块的输出端，将所述直流母线电压转换为电机驱动电压；
电机，连接于所述逆变模块的输出端，受所述电机驱动电压的驱动运转；
控制模块，连接所述电机、所述整流模块及所述逆变模块，用于产生所述整流模块及所述逆变模块的控制信号。
9.根据权利要求8所述的压缩机变频调速***，其特征在于：所述整流模块为有源整流模块；或所述整流模块包括无源整流单元及升压单元，所述升压单元连接于所述无源整流单元的输出端。
10.根据权利要求9所述的压缩机变频调速***，其特征在于：所述有源整流模块为VIENNA整流模块。
11.根据权利要求10所述的压缩机变频调速***，其特征在于：所述VIENNA整流模块，包括六个二极管、三个电感、六个功率开关管及两组电容；各二极管两两同向串联后并联，第一组串联二极管的连接节点经由第一电感连接所述交流输入电压的第一相，第二组串联二极管的连接节点经由第二电感连接所述交流输入电压的第二相，第三组串联二极管的连接节点经由第三电感连接所述交流输入电压的第三相；两组电容串联后与各组串联二极管并联；各功率开关管两两反向串联后分别连接于各组串联二极管的连接节点与两组电容的连接节点之间。
CN202010566594.8A 2020-06-19 2020-06-19 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法 Active CN111800064B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010566594.8A CN111800064B (zh) 2020-06-19 2020-06-19 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法
PCT/CN2021/107061 WO2021254530A1 (zh) 2020-06-19 2021-07-19 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010566594.8A CN111800064B (zh) 2020-06-19 2020-06-19 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111800064A true CN111800064A (zh) 2020-10-20
CN111800064B CN111800064B (zh) 2022-02-15

Family

ID=72803550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010566594.8A Active CN111800064B (zh) 2020-06-19 2020-06-19 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111800064B (zh)
WO (1) WO2021254530A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112332646A (zh) * 2020-10-22 2021-02-05 湖南国芯半导体科技有限公司 一种智能功率模块防过电压失效的方法及***
WO2021254530A1 (zh) * 2020-06-19 2021-12-23 浙江鲲悟科技有限公司 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法
CN114123826A (zh) * 2021-12-09 2022-03-01 湘潭大学 一种高电压利用率与电容自平衡的准四电平逆变器
CN114244235A (zh) * 2021-12-24 2022-03-25 杭州电子科技大学 一种永磁同步电机矢量控制***的过电压抑制方法
CN114899800A (zh) * 2022-04-29 2022-08-12 帝森克罗德集团有限公司 一种双检测模式的电动机保护控制器
CN115954851A (zh) * 2023-03-15 2023-04-11 三峡智控科技有限公司 一种直流母线过电压保护电路及其监测与控制方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116577590B (zh) * 2023-06-13 2024-06-25 深圳正泰电源***有限公司 一种逆变器自检方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070007929A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Kevin Lee System and method of controlling power to a non-motor load
CN104953910A (zh) * 2015-06-25 2015-09-30 广东美的制冷设备有限公司 永磁同步电机及永磁同步电机的控制方法、控制装置
CN109004883A (zh) * 2018-09-04 2018-12-14 深圳市锐钜科技有限公司 一种小电容电机驱动***的母线电压低压区控制方法
CN109617495A (zh) * 2019-01-28 2019-04-12 先勒动力控制技术(上海)有限公司 一种通过动态调节母线电压降低变频器噪声的方法及装置
CN109981030A (zh) * 2019-03-21 2019-07-05 珠海格力电器股份有限公司 母线过压保护电路、控制方法和磁悬浮压缩机
CN111030442A (zh) * 2020-01-27 2020-04-17 广东希塔变频技术有限公司 控制方法、控制装置、pfc电路、电机驱动设备和空调器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6922044B2 (en) * 2002-09-06 2005-07-26 Intersil Americas Inc. Synchronization of multiphase synthetic ripple voltage regulator
CN101902122B (zh) * 2010-07-29 2014-07-16 中兴通讯股份有限公司 一种vienna整流器逐波限流保护的方法和装置
CN102255586B (zh) * 2011-06-27 2013-11-27 大禹电气科技股份有限公司 永磁同步电机恒功率宽调速控制方法
CN105471361B (zh) * 2015-12-25 2018-11-02 华中科技大学 一种电机驱动控制***及其控制方法
CN206211525U (zh) * 2016-08-24 2017-05-31 北京空间飞行器总体设计部 一种基于s3r的航天用过压保护电路
US10498238B2 (en) * 2017-10-30 2019-12-03 Renesas Electronics America Inc. Synthetic ripple generator for low power hysteretic buck-boost DC-DC controller
CN111800064B (zh) * 2020-06-19 2022-02-15 浙江鲲悟科技有限公司 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070007929A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Kevin Lee System and method of controlling power to a non-motor load
CN104953910A (zh) * 2015-06-25 2015-09-30 广东美的制冷设备有限公司 永磁同步电机及永磁同步电机的控制方法、控制装置
CN109004883A (zh) * 2018-09-04 2018-12-14 深圳市锐钜科技有限公司 一种小电容电机驱动***的母线电压低压区控制方法
CN109617495A (zh) * 2019-01-28 2019-04-12 先勒动力控制技术(上海)有限公司 一种通过动态调节母线电压降低变频器噪声的方法及装置
CN109981030A (zh) * 2019-03-21 2019-07-05 珠海格力电器股份有限公司 母线过压保护电路、控制方法和磁悬浮压缩机
CN111030442A (zh) * 2020-01-27 2020-04-17 广东希塔变频技术有限公司 控制方法、控制装置、pfc电路、电机驱动设备和空调器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021254530A1 (zh) * 2020-06-19 2021-12-23 浙江鲲悟科技有限公司 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法
CN112332646A (zh) * 2020-10-22 2021-02-05 湖南国芯半导体科技有限公司 一种智能功率模块防过电压失效的方法及***
CN114123826A (zh) * 2021-12-09 2022-03-01 湘潭大学 一种高电压利用率与电容自平衡的准四电平逆变器
CN114123826B (zh) * 2021-12-09 2023-10-27 湘潭大学 一种高电压利用率与电容自平衡的准四电平逆变器
CN114244235A (zh) * 2021-12-24 2022-03-25 杭州电子科技大学 一种永磁同步电机矢量控制***的过电压抑制方法
CN114899800A (zh) * 2022-04-29 2022-08-12 帝森克罗德集团有限公司 一种双检测模式的电动机保护控制器
CN114899800B (zh) * 2022-04-29 2023-09-15 帝森克罗德集团有限公司 一种双检测模式的电动机保护控制器
CN115954851A (zh) * 2023-03-15 2023-04-11 三峡智控科技有限公司 一种直流母线过电压保护电路及其监测与控制方法
CN115954851B (zh) * 2023-03-15 2023-05-16 三峡智控科技有限公司 一种直流母线过电压保护电路及其监测与控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021254530A1 (zh) 2021-12-23
CN111800064B (zh) 2022-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111800064B (zh) 压缩机变频调速***及直流母线电压的过压保护方法
CN111628660B (zh) 压缩机变频调速***及直流母线电压的控制方法
JP3910220B2 (ja) 電気駆動システム
US11791649B2 (en) Charging system and electric vehicle
JP5435464B2 (ja) モータ始動方法
KR101457569B1 (ko) 정류 회로 및 그것을 이용한 모터 구동 장치
Kavitha et al. An adjustable speed PFC buck-boost converter fed sensorless BLDC motor
CN113659914B (zh) 一种用于高速开关磁阻电机的驱动电路及其控制方法
CN111628659A (zh) 压缩机变频调速***及直流母线电压的控制方法
CN111884523B (zh) 功率转换***
Changizian et al. Application of Vienna Converter to a double-driven SRMs under one PFC compensator
Hu et al. On the flywheel/battery hybrid energy storage system for DC microgrid
CN110932625A (zh) 一种低压水轮发电机控制装置
CN105939135A (zh) 可变速抽水蓄能发电***的mmc交流励磁装置
CN202841050U (zh) 一种具有能量回馈功能的级联型高压变频器调速***
CN110729932B (zh) 多模态变压开关磁阻发电机变流***及其调控方法
CN110677085B (zh) 一种变励磁双馈开关磁阻发电机变流***
CN113965139A (zh) 晶闸管和igbt混合的三相电机两相变频控制电路及其方法
Ma et al. A new five-level power converter for switched reluctance motor drive
CN212210885U (zh) 一种双电压永磁电机及新型设备
CN214851025U (zh) 电机驱动电路、电机与家电设备
Swathi et al. Reduction of Harmonics using DC-link Shunt Compensator in Single Phase Grid Connected Motor Drive System
CN214799333U (zh) 电机驱动电路、电机与家电设备
CN2396568Y (zh) 一种自换相逆变器
US11552575B1 (en) System and method for operating multi-level power converter using multiple deadtimes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Room 3136, Building C, No. 555, Dongchuan Road, Minhang District, Shanghai, 200241

Patentee after: Shanghai Kunwu Fengdian Technology Co.,Ltd.

Address before: Room 201, building 2, 188 Jinxiu Avenue, Yaozhuang Town, Jiashan County, Jiaxing City, Zhejiang Province

Patentee before: ZHEJIANG KUNWU TECHNOLOGY Co.,Ltd.