电机驱动保护装置、过压保护方法及变频空调器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电机驱动保护装置、过压保护方法和变频空调器，通过在电机驱动保护装置增加过压保护电路，其过压保护电路并联在直流母线上，运算控制部通过获取直流母线电压值，当直流母线电压值超过第一预设值时，运算控制部控制可控开关导通使得负载接入过压保护电路以降低直流母线电压值；当直流母线电压低于第二预设值时，运算控制部控制可控开关断开使得负载从过压保护电路中断开。使得脉动的直流母线电压的高电压波动被过压保护电路吸收，避免脉动的直流母线电压上出现过压导致逆变器和直流平滑电路中的滤波电容器损坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及一种电机驱动保护装置、过压保护方法和变频空调器。
技术介绍
随着消费者对机电产品节能性要求的提升，效率更高的变频电机驱动器得到了越来越广泛的应用。常规变频驱动器的直流母线电压处于稳定状态，逆变部分与输入交流电压相对独立，从而使逆变部分的控制无需考虑输入电压的瞬时变化，便于控制方法的实现。然而，这种设计方法需要配备容值较大的电解电容，使得驱动器体积变大，成本提升。此外，电解电容的寿命有限，其有效工作时间往往是驱动器寿命的瓶颈。针对上述问题，相关方案提出了以小容值的薄膜电容或陶瓷电容取代电解电容的策略，与常规的交直交驱动电路相比，省去了PFC部分，而且小型化的电容既能实现降成本，又能消除电解电容引起的使用寿命瓶颈。但是，由于直流母线电压上的薄膜电容或陶瓷电容容值很小，通常只有常规高压电解电容容值的1％-2％，在电机高速运转时，如果发生停电或者其它异常停机，则电机会反向发电使直流母线电压出现高电压波动，由于小型化的电容不能吸收高电压波动，导致直流母线电压超出电机逆变模块和电容的耐压值时，容易过压损坏。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种电机驱动保护装置、过压保护方法和变频空调器，目的在于解决针对电容小型化的电机驱动装置中，当直流母线出现高电压波动时，导致直流母线电压过高引起电机逆变模块和电容过压损坏问题。为实现上述目的，本专利技术提供的一种电机驱动保护装置，所述电机驱动保护装置包括：整流器、直流平滑电路、过压保护电路、逆变器、运算控制部及电机；所述整流器对交流电源的交流输入电压进行全波整流，所述整流器的两输出端连接直流母线；所述直流平滑电路、逆变器依次与所述直流母线并联，且所述直流平滑电路包括与所述直流母线并联的电容器，所述交流输入电压通过所述整流器、直流平滑电路输出脉动的直流母线电压，以为所述逆变器提供电源；所述运算控制部对逆变器进行控制以驱动电机运行；过压保护电路，位于所述整流器和逆变器之间且与所述直流母线并联，包括可控开关和与所述可控开关串联的负载；所述可控开关的控制端与所述运算控制部连接，所述运算控制部实时获取所述直流母线电压值，当所述直流母线电压值超过第一预设值时，所述运算控制部控制所述可控开关导通，使得所述负载接入所述过压保护电路以降低所述直流母线电压值；当所述直流母线电压低于第二预设值时，所述运算控制部控制所述可控开关断开，使得所述负载从过压保护电路中断开；其中，所述第一预设值大于第二预设值。优选的，所述运算控制部通过PWM信号控制可控开关导通。优选的，所述直流平滑电路的电容器为薄膜电容或陶瓷电容，电容量为10-30uF。优选的，所述可控开关包括第一晶体管，所述负载包括第一电阻，所述第一晶体管的基极连接所述运算控制部，所述第一晶体管的发射极连接所述直流母线负极，所述第一电阻的一端连接所述第一晶体管的集电极，另一端连接所述直流母线正极。优选的，所述运算控制部包括：输入电压相位检测锁相环模块，用于获取输入的交流电源的电压瞬时值，并根据所述交流电源的电压瞬时值计算输入电压相位估计值；位置/速度估计器，用于对所述电机的转子位置进行估计以获得转子角度估计值和电机速度估计值；Q轴给定电流值计算模块，用于根据电机目标转速值、所述电机速度估计值和所述输入电压相位估计值计算Q轴给定电流值；D轴给定电流值计算模块，用于根据所述逆变器的最大输出电压和所述逆变器的输出电压幅值计算D轴给定电流值；电流控制器，用于根据所述Q轴给定电流值、所述D轴给定电流值以及Q轴实际电流和D轴实际电流获取Q轴给定电压值和D轴给定电压值，以根据所述Q轴给定电压值和D轴给定电压值、所述转子角度估计值生成占空比控制信号，并通过控制所述逆变器以对所述电机进行控制。优选的，所述Q轴给定电流值计算模块包括：第二PI调节器，用于对所述电机目标转速值与所述电机速度估计值之差进行PI调节以输出转矩幅值给定值；波形发生器，用于根据所述输入电压相位估计值生成输出变量；初始电流计算单元，用于将所述输出变量与所述转矩幅值给定值相乘后除以电机转矩系数以获得Q轴给定电流值初始值；电容电流补偿单元，用于根据所述输入电压相位估计值生成补偿电流；叠加单元，用于将所述补偿电流叠加到所述Q轴给定电流值初始值以获得所述Q轴给定电流值。优选的，所述D轴给定电流值计算模块包括：弱磁控制器，用于对所述逆变器的最大输出电压与所述逆变器的输出电压幅值进行计算以获得D轴给定电流值初始值；限幅单元，用于对所述D轴给定电流值初始值进行限幅处理以获得所述D轴给定电流值。为实现上述目的，本专利技术还提供一种变频空调器，所述变频空调器包括上述电机驱动保护装置。为实现上述目的，本专利技术还提供一种变频空调器的过压保护方法，所述变频空调器的过压保护方法包括以下步骤：实时检测直流母线电压值；当所述直流母线电压值超过第一预设值时，控制所述可控开关导通使得所述负载接入所述过压保护电路以降低所述直流母线电压值；当所述直流母线电压低于第二预设值时，控制所述可控开关断开使得所述负载从过压保护电路中断开，其中所述第一预设值大于第二预设值。优选的，所述运算控制部通过PWM信号控制可控开关导通。本专利技术提供的电机驱动系统的电机驱动保护装置，通过在电机驱动保护装置增加过压保护电路，其过压保护电路并联在直流母线上，运算控制部通过获取直流母线电压值，当直流母线电压值超过第一预设值时，运算控制部控制可控开关导通使得负载接入过压保护电路以降低直流母线电压值；当直流母线电压低于第二预设值时，运算控制部控制可控开关断开使得负载从过压保护电路中断开，其中第一预设值大于第二预设值，使得针对电容小型化电机驱动装置中，针对直流母线上出现高电压波动时，通过过压保护电路的实时接入，使得直流母线的高电压波动被过压保护电路吸收，进而使得直流脉动电压保持在安全的电压值以下，避免直流脉动电压上出现过压导致逆变器和直流平滑电路中的滤波电容器损坏，进而提高了整个电机驱动电路的工作可靠性。附图说明图1为本专利技术电机驱动保护装置结构示意图；图2为本专利技术电机驱动保护装置的运算控制部的结构示意图；图3为本专利技术电机驱动保护装置的电压相位检测锁相环模块的结构示意图；图4为本专利技术变频空调的过压保护方法流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。图1为本专利技术提供的电机驱动保护装置结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：本专利技术第一实施例提供的一种电机驱动保护装置，包括由交流输入电源1、整流器2、直流平滑电路3、过压保护电路4、逆变器5、运算控制部7及电机6组成的电机驱动装置，其中整流器2连接交流输入电源1，由二极管D1-D4组成的全桥整流，对交流输入电压1进行整流，整流器的两输出端连接直流母线，直流平滑电路3、逆变器5依次与直流母线并联；直流平滑电路3包括与直流母线并联的电容器C1，由于电容器C1电容量相对较小，因此整流器输出的直流电压经直流平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动保护装置，其特征在于，所述电机驱动保护装置包括：整流器、直流平滑电路、过压保护电路、逆变器、运算控制部及电机；所述整流器对交流电源的交流输入电压进行全波整流，所述整流器的两输出端连接直流母线；所述直流平滑电路、逆变器依次与所述直流母线并联，且所述直流平滑电路包括与所述直流母线并联的电容器，所述交流输入电压通过所述整流器、直流平滑电路输出脉动的直流母线电压，以为所述逆变器提供电源；所述运算控制部对逆变器进行控制以驱动电机运行；过压保护电路，位于所述整流器和逆变器之间且与所述直流母线并联，包括可控开关和与所述可控开关串联的负载；所述可控开关的控制端与所述运算控制部连接，所述运算控制部实时获取所述直流母线电压值，当所述直流母线电压值超过第一预设值时，所述运算控制部控制所述可控开关导通，使得所述负载接入所述过压保护电路以降低所述直流母线电压值；当所述直流母线电压低于第二预设值时，所述运算控制部控制所述可控开关断开，使得所述负载从过压保护电路中断开；其中，所述第一预设值大于第二预设值。

【技术特征摘要】
1.一种电机驱动保护装置，其特征在于，所述电机驱动保护装置包括：整流器、直流平滑电路、过压保护电路、逆变器、运算控制部及电机；所述整流器对交流电源的交流输入电压进行全波整流，所述整流器的两输出端连接直流母线；所述直流平滑电路、逆变器依次与所述直流母线并联，且所述直流平滑电路包括与所述直流母线并联的电容器，所述交流输入电压通过所述整流器、直流平滑电路输出脉动的直流母线电压，以为所述逆变器提供电源；所述运算控制部对逆变器进行控制以驱动电机运行；过压保护电路，位于所述整流器和逆变器之间且与所述直流母线并联，包括可控开关和与所述可控开关串联的负载；所述可控开关的控制端与所述运算控制部连接，所述运算控制部实时获取所述直流母线电压值，当所述直流母线电压值超过第一预设值时，所述运算控制部控制所述可控开关导通，使得所述负载接入所述过压保护电路以降低所述直流母线电压值；当所述直流母线电压低于第二预设值时，所述运算控制部控制所述可控开关断开，使得所述负载从过压保护电路中断开；其中，所述第一预设值大于第二预设值。2.如权利要求1所述的电机驱动保护装置，其特征在于，所述运算控制部通过PWM信号控制可控开关导通。3.如权利要求1所述的电机驱动保护装置，其特征在于，所述直流平滑电路的电容器为薄膜电容或陶瓷电容，电容量为10-30uF。4.如权利要求1所述的电机驱动保护装置，其特征在于，所述可控开关包括第一晶体管，所述负载包括第一电阻，所述第一晶体管的基极连接所述运算控制部，所述第一晶体管的发射极连接所述直流母线负极，所述第一电阻的一端连接所述第一晶体管的集电极，另一端连接所述直流母线正极。5.如权利要求1所述的电机驱动保护装置，其特征在于，所述运算控制部包括：输入电压相位检测锁相环模块，用于获取输入的交流电源的电压瞬时值，并根据所述交流电源的电压瞬时值计算输入电压相位估计值；位置/速度估计器，用于对所述电机的转子位置进行估计以获得转子角度估计值和电机速度估计值；Q轴给定电流值计算模块，用于根据电机目标转速值、所述电机速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍军亚，张国柱，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44