申请/专利权人：LS产电株式会社

申请日：2017-12-19

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN108390551B

主分类号：H02M1/32(20070101)

分类号：H02M1/32(20070101);H02M7/48(20070101);H02P27/06(20060101)

优先权：["20170201 KR 10-2017-0014323"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2018.09.04#实质审查的生效;2018.08.10#公开

摘要：本文公开了一种用于控制逆变器的装置。该装置控制与DC链电容器并联的制动电阻器，以基于制动电阻器的温度和DC链电压中的至少一个，切换到打开或关闭状态。

主权项：1.一种用于控制逆变器系统中的逆变器的装置，所述逆变器系统包括用于将干线交流电力转换为直流电压的转换器单元、用于存储所述直流电压的直流链电容器以及用于将所述直流电压转换成具有预定频率的交流电压并向电动机输出的逆变器单元，其中，所述装置包括：制动电阻器，其与开关单元串联后与所述直流链电容器并联；开关单元，其用于切换到打开状态或关闭状态；和控制器，其用于基于所述制动电阻器的温度和直流电压中的至少一个，将控制信号传送到所述开关单元以将所述开关单元切换到所述打开状态或所述关闭状态；当电动机以第一减速率减速，直流电压达到打开参考电压时，所述控制器将控制信号传送到所述开关单元以将所述开关单元切换到所述打开状态；此后，当所述制动电阻器的温度达到关闭参考温度时，所述控制器将控制信号传送到所述开关单元以将所述开关单元切换到所述关闭状态；此后，电动机以比第一减速率低的第二减速率减速，开关单元维持关闭状态，直流电压上升，当所述直流电压再次达到所述打开参考电压时，所述控制器控制所述逆变器单元，使得所述电动机以低于所述第二减速率的第三减速率操作，以将所述直流电压维持在所述打开参考电压。

全文数据：用于控制逆变器的装置技术领域[0001]本公开涉及一种用于控制逆变器的装置。背景技术[0002]通常，逆变器是电力转换设备，其被配置成将干线交流AC电力转换成直流DC电力，将DC电力转换为适合于电动机的AC电力，然后将AC电力提供给电动机。这些逆变器有效地控制了电动机，从而降低了电动机的功耗，并且提高了能源效率。[0003]在这样的逆变器中，二极管整流器被配置成允许电力在一个方向上传输。相应地，当电动机减速或应用再生制动时，反向流动的电力不输出到系统电源，而是积累在DC链电容器中，因此DC链电压增加。为了防止这种效果，可以将制动电阻器添加到DC链电容器的两端，从而抑制DC链电压的增加并且防止对逆变器的损坏。[0004]这样的制动电阻器产生热量，同时消耗能量来增加DC链电压。因此，制动电阻器的使用率受到限制，以防止制动电阻器过热。[0005]图1和图2示出了限制传统制动电阻器的使用率的方法，该传统制动电阻器在整个操作时间内限制了产生再生能量的减速部分的时间1'_如3的比例。[0006]在图1的示例中，制动电阻器的使用率由下式给出。[0007][等式1][0008][0009]这里，T_acc表示加速到设定频率所花费的时间，T_steady表示在设定频率下恒定速率操作的时间，并且T_stop表示操作维持停止直到操作再次开始的时间。[0010]按照传统方法，用户设定％ED的限制水平或使用率，并且通过计算实际的^^0来限制制动电阻器的使用，从而不超过设定水平。[0011]在图2的示例中，制动电阻器的使用率由下式给出。[0012][等式2][0013][0014]因此，在传统情况下，通过限制制动电阻器的使用率来防止制动电阻器的过热。[0015]然而，在传统技术中，当电动机缓慢减速时，由于再生能量小，制动电阻器可以使用较长时间。但是，由于在限制制动电阻器的使用率时只考虑时间，制动电阻器可能无法正常使用。当电动机快速减速时，由于再生能量大，所以制动电阻器应该在相对较短的时间周期内使用。但是，由于如先前的情况在限制制动电阻器的使用率时只考虑时间，所以制动电阻器可能无法正确使用。[0016]另外，如果在限制制动电阻器的使用率时只考虑时间，则当电动机的加减速频繁发生时，制动电阻器可以积热以致过热。[0017]此外，根据传统技术，在选择制动电阻器之后应该计算使用时间和使用率，这给用户造成了不便。发明内容[0018]本公开的目的是提供一种逆变器控制装置，其能够有效地保护制动电阻器不过热，同时有效地使用该制动电阻器。[0019]本公开的另一个目的是提供一种逆变器控制装置，其能够自动计算制动电阻器的使用率并且提高针对用户的便利性。[0020]本公开的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员可以从以下描述中理解其他目的和优点。此外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求书中记载的手段及其组合来实施。[0021]根据本公开的一个方面，一种用于控制逆变器系统中的逆变器的装置，所述逆变器系统包括用于将干线电力转换为直流DC电压的转换器单元、用于存储DC电压的DC链电容器以及用于将DC电压转换成具有预定频率的交流AC电压的逆变器单元，所述装置可以包括与DC链电容器并联的制动电阻器，用于将制动电阻器切换到打开（ON状态或关闭OFF状态的开关单元，以及控制器，该控制器用于基于制动电阻器的温度和DC链电压中的至少一个，将控制信号传送到开关单元以将制动电阻器切换到打开状态或关闭状态。[0022]在本发明的实施例中，当DC链电压超过参考电压时，控制器可以在制动电阻器的温度高于或等于参考温度时，将控制信号传送到开关单元以将制动电阻器切换到关闭状ίέτO[0023]在本发明的实施例中，当DC链电压超过参考电压时，控制器可以在制动电阻器的温度低于参考温度时，将控制信号传送到开关单元以将制动电阻器切换到打开状态。[0024]在本发明的实施例中，当DC链电压通过电动机以第一减速率减速而达到参考电压时，控制器可以将控制信号传送到开关单元以将制动电阻器切换到打开状态。[0025]在本发明的实施例中，当制动电阻器的温度达到关闭参考温度时，控制器可以将控制信号传送到开关单元以将制动电阻器切换到关闭状态。[0026]在本发明的实施例中，控制器可以控制逆变器单元，使得电动机以低于第一减速率的第二减速率操作。[0027]在本发明的实施例中，当DC链电压达到打开参考电压时，控制器可以控制逆变器单元以将电动机调节为比第一减速率和第二减速率低的第三减速率，以将DC链电压维持在参考电压。[0028]在本发明的实施例中，当制动电阻器的温度达到打开参考温度时，控制器可以将控制信号传送到开关单元以将制动电阻器切换到打开状态。[0029]在本发明的实施例中，控制器可以控制逆变器单元以使电动机以第一减速率减速。[0030]在本发明的实施例中，当DC链电压达到关闭参考电压时，控制器可以将控制信号传送到开关单元以将制动电阻器切换到关闭状态。[0031]根据如上所述的本公开，通过根据制动电阻器的温度打开或关闭制动电阻器可以有效地使用制动电阻器。另外，由于结合制动电阻器的温度和DC链电压进行操作，所以即使制动电阻器的使用率未被预设，也可以容易地使用制动电阻器。[0032]此外，由于结合制动电阻器的温度和DC链电压进行操作，所以可以防止由于制动电阻器的使用率的错误设置而导致制动电阻器过热。附图说明[0033]图1和图2示出了限制传统制动电阻器的使用率的方法。[0034]图3是示意性示出应用本公开的实施例的逆变器系统的图。[0035]图4是示出根据本公开的实施例的制动电阻器的开关控制的示例性图。具体实施方式[0036]为了充分理解本公开的结构和效果，将参照附图描述本公开的优选实施例。然而，本公开不限于下面描述的实施例，而是可以以各种形式来实施，并且可以在其中进行各种改变。示例性实施例旨在提供本发明的完整公开，并且向本领域技术人员提供本发明的范围的完整公开。在附图中，为了便于解释，构成元件的尺寸被放大，并且构成元件的比例可以被夸大或最小化。[0037]还将理解的是，当元件被描述为在另一元件“上”或“接触”另一元件时，其可以直接连接到另一元件或与另一元件接触，或者可以存在“插入”元件。另一方面，如果元件被描述为“直接”或“直接接触”另一元件，则这可以被理解为意味着元件之间不存在其他元件。描述元件之间关系的其他表述，例如“之间”和“直接之间”可以类似地解释。[0038]包括诸如第一、第二等的序数的术语可以用于解释各种组件，但是组件不限于此。这些术语仅用于区分一个组件和另一个组件的目的。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，“第一组件”可以被称为“第二组件”，并且类似地，“第二组件”也可以被称为“第一组件”。[0039]除非上下文另有明确规定，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。在本说明书中，术语“包括”或“具有”旨在表示说明书中公开的特征、图形、步骤、操作、成分和组件以及其组合存在，并且可以被解释为意指可以添加一个或多个其他特征、图、步骤、操作、成分、组件或其组合。[0040]除非另有定义，在本公开的实施例中使用的术语可以被解释为具有本领域技术人员公知的含义。[0041]在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。[0042]图3是示意性示出应用本公开的实施例的逆变器系统的图。[0043]如图3所示，在应用本公开的实施例的逆变器系统中，接收三相交流AC电力并向电动机2输出预定大小和频率的电力的逆变器1可以包括转换器单元10、平滑单元20、逆变器单元30、主控制器40、开关控制器50、开关单元60、制动电阻器70以及用于测量制动电阻器70的温度的温度传感器75。[0044]转换器单元10可以将输入的三相AC电力转换成直流DC电压。转换器单元10可以包括多个整流器二极管，或者可以包括多个开关元件。平滑单元20可以包括DC链电容器，并且可以将通过转换获得的DC电压平滑并存储在转换器单元10中。逆变器单元30可以包括多个开关元件。存储在DC链电容器中的DC电压可以在开关控制器50的控制下被转换成预定大小和频率的电压并输出到电动机2。[0045]制动电阻器70可以并联连接到DC链电容器，并且被配置为通过打开或关闭开关单元60来消耗存储在DC链电容器中的电压。也就是说，当开关单元60处于打开状态时，施加到DC链的电力被制动电阻器70消耗。当开关单元60处于关闭状态时，施加到DC链的电压被提供到逆变器单元30。[0046]主控制器40可以基于逆变器单元30的输出电流生成命令频率和命令电压，并将其提供给开关控制器50。基于命令频率和命令电压，开关控制器50可以将用于控制逆变器单元30的多个开关元件的控制信号传送到逆变器单元30。[0047]另外，主控制器40可以基于输出电流产生用于控制开关单元60以将制动电阻器70切换到打开或关闭状态的控制信号，并且开关单元60的打开关闭可以由控制信号控制。[0048]具体地，当DC链电压超过参考电压时，主控制器40可以接收制动电阻器70的温度。如果接收到的温度高于或等于参考温度，则主控制器40可以将用于使制动电阻器70关闭以便不操作的控制信号传送到开关控制器50,并且开关控制器50可以通过控制信号控制开关单元60关闭。[0049]如果接收到的温度低于参考温度，则主控制器40可以将用于使制动电阻器70打开以操作的控制信号传送到开关控制器50,并且开关控制器50可以控制开关单元60被控制信号打开。对于该操作，主控制器40可以施加滞后以防止在参考电压和参考温度下频繁地发生打开或关闭。[0050]尽管在本公开的实施例中示出了主控制器40从温度传感器75接收制动电阻器70的温度，但是本公开不限于此。也就是说，可以使用用于估计制动电阻器70的温度的各种方法。例如，可以通过使用制动电阻器70的热阻或者通过使用环境温度通过测量或估计流过制动电阻器70的电流或施加到制动电阻器70的电压来估计制动电阻器70的温度。如此，可以使用各种方法来估计制动电阻器70的温度。[0051]以下，将参照附图描述主控制器40的操作。[0052]图4是示出根据本公开的实施例的制动电阻器的开关控制的示例性图。[0053]如图4所示，当电动机2在部分A中减速时，DC链电压升高。在部分A中，DC链电压没有达到制动电阻器打开参考电压，因此开关单元60可以处于关闭状态。[0054]当DC链电压在部分B中达到制动电阻器打开参考电压时，主控制器40可以将用于控制开关单元60打开的控制信号传送到开关控制器50,并且开关控制器50可以根据控制信号切换到打开状态。结果，DC链电压可以降低并且制动电阻器70的温度可以升高。[0055]当在部分C中制动电阻器70的温度达到制动电阻器关闭参考温度时，主控制器40可以将用于控制开关单元60关闭的控制信号传送到开关控制器50,并且开关单元60可以根据控制信号切换到关闭状态。在该部分中，部分B中已经下降的电压可以再次上升。因此，主控制器40可以将逆变器单元30的命令频率提供给开关控制器50,使得电动机2的减速率减小。换句话说，部分C中的减速率3B可以低于部分B中的减速率3A。减速率3B可以是预设的或者可以基于从逆变器单元30反馈的输出电流或DC链电压来确定。[0056]在部分D中，虽然制动电阻器70关闭，但主控制器40没有达到制动电阻器打开参考温度。当DC链电压达到制动电阻器打开参考电压时，电动机2的减速率可以降低超过部分C中的减速率，产生用于将DC链电压维持在制动电阻器的参考电压处的命令频率并将其提供给开关控制器50。也就是说，部分D中的减速率3C可以低于部分C中的减速率3B。这里，减速率3C可以是预设的或者可以基于从逆变器单元30反馈的输出电流或DC链电压来确定。[0057]在部分C和D中，由于制动电阻器70的开关单元60处于关闭状态，所以制动电阻器70的温度逐渐降低。[0058]在部分E中，由于制动电阻器70的温度与制动电阻器打开参考温度一样低，所以主控制器40可以将用于控制开关单元60打开的控制信号传送到开关控制器50,并且开关单元60可以根据控制信号切换到打开状态。在该部分中，电动机的速度的减速率3D可以等于部分B中的减速率3A。换句话说，由于在部分E中制动电阻器70处于打开状态，所以主控制器40可以改变命令频率以增加电动机2的减速率并将改变的命令频率提供给开关控制器50。[0059]在部分F中，电动机2停止，但是由于DC链电压大于制动电阻关闭参考电压，所以主控制器40可以将制动电阻器70维持在打开状态。[0060]在部分G中，由于电动机2停止，并且DC链电压降低到制动电阻器关闭参考电压，所以主控制器40可以将用于控制开关单元60关闭的控制信号传送到开关控制器50,并且开关单元60可以根据控制信号切换到关闭状态。[0061]如此，在本公开的实施例中，制动电阻器70的温度被测量或估计，并且制动电阻器70根据制动电阻器70的温度被打开或关闭。由此，制动电阻器70可以被有效地使用。另外，由于结合制动电阻器70的温度和DC链电压进行操作，所以即使制动电阻器的使用率未被预设，也可以容易地使用制动电阻器70。此外，由于结合制动电阻器70的温度和DC链电压进行操作，因此可以防止制动电阻器70由于错误地设置制动电阻器的使用率而导致的过热。[0062]尽管已经根据某些示例性实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。因此，本公开的真实范围应由以下权利要求确定。

权利要求：1.一种用于控制逆变器系统中的逆变器的装置，所述逆变器系统包括用于将干线电力转换为直流DC电压的转换器单元、用于存储所述DC电压的DC链电容器以及用于将所述DC电压转换成具有预定频率的交流AC电压的逆变器单元，所述装置包括：制动电阻器，其与所述DC链电容器并联；开关单元，其用于将所述制动电阻器切换到打开状态或关闭状态;和控制器，其用于基于所述制动电阻器的温度和DC链电压中的至少一个，将控制信号传送到所述开关单元以将所述制动电阻器切换到所述打开状态或所述关闭状态。2.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述DC链电压超过参考电压时，所述控制器在所述制动电阻器的温度高于或等于参考温度时将控制信号传送到所述开关单元以将所述制动电阻器切换到所述关闭状态。3.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述DC链电压超过参考电压时，所述控制器在所述制动电阻器的温度低于参考温度时将控制信号传送到所述开关单元以将所述制动电阻器切换到所述打开状态。4.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述DC链电压通过电动机以第一减速率减速而达到参考电压时，所述控制器将控制信号传送到所述开关单元以将所述制动电阻器切换到所述打开状态。5.根据权利要求4所述的装置，其中，当所述制动电阻器的温度达到关闭参考温度时，所述控制器将控制信号传送到所述开关单元以将所述制动电阻器切换到所述关闭状态。6.根据权利要求5所述的逆变器控制装置，其中，所述控制器控制所述逆变器单元，使得所述电动机以低于所述第一减速率的第二减速率操作。7.根据权利要求5所述的装置，其中，当所述DC链电压达到打开参考电压时，所述控制器控制所述逆变器单元以将所述电动机调节为比所述第一减速率和第二减速率速率低的第三减速率，以将所述DC链电压维持在所述参考电压。8.根据权利要求7所述的装置，其中，当所述制动电阻器的温度达到打开参考温度时，所述控制器将控制信号传送到所述开关单元以将所述制动电阻器切换到所述打开状态。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述控制器控制所述逆变器单元以使所述电动机以所述第一减速率减速。10.根据权利要求9所述的装置，其中，当所述DC链电压达到关闭参考电压时，所述控制器将控制信号传送到所述开关单元以将所述制动电阻器切换到所述关闭状态。

百度查询： LS产电株式会社 用于控制逆变器的装置

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