控制电路、逆变器控制系统和逆变器系统技术方案

技术编号:14991515 阅读:160 留言:0更新日期:2017-04-03 22:35
本实用新型专利技术提供了控制电路、逆变器控制系统和逆变器系统。该控制电路包括:一输入单元(10),用于输入逆变器的一输出电压(Ui)、一电网电压(Us)和一电网电流(I);一第一电路(20),与输入单元(10)相连,用于在逆变器并入电网前根据电网电压(Us)和输出电压(Ui)生成设置频率值,并在逆变器并入电网后根据电网电压(Us)和电网电流(I)生成设置频率值;一第二电路(30),与输入单元(10)相连,用于在逆变器并入电网前根据电网电压(Us)生成设置电压值,并在逆变器并入电网后根据电网电流(I)生成设置电压值;以及一输出单元(40),用于向逆变器的控制装置输出设置频率值和设置电压值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及逆变器控制领域,具体而言,涉及控制电路、逆变器控制系统和逆变器系统
技术介绍
逆变器(也称为变速电机驱动器)已经是工业应用中发展比较成熟的产品。逆变器能够实现很多功能,例如,使泵或风扇节能、控制传送带或电梯的速度或扭矩以及控制加工工具的速度和位置等。图1是根据相关技术的用于电机驱动的逆变器系统的典型拓扑图。如图1所示,该逆变器系统包括逆变器2、控制装置4、电机M和人机交互界面HMI,其中,逆变器2包括六个绝缘栅双极型晶体管12。通过绝缘栅双极型晶体管(简称IGBT)12的高频切换,逆变器2利用控制频率和控制电压将直流电转换为三相交流电,并将三相交流电输出至电机M以驱动电机M。绝缘栅双极型晶体管12的高频切换一般是通过逆变器2的控制装置4进行控制的。逆变器2的操作电压和操作频率(即设置电压值和设置频率值)通常由用户经由人机交互界面HMI设置,人机交互界面HMI是附接于逆变器的操作面板,或者接收来自远程控制器的信号。但是,这种方案无法自动地设置控制装置4的设置电压值和设置频率值。为了能够自动地设置控制装置的设置电压值和设置频率值,一个可行的方案是重新设计逆变器的控制装置,例如,使用逆变器的控制装置直接控制绝缘栅双极型晶体管。然而,这需要付出很多成本。在一些情况下,由于逆变器的控制装置的集成化设计方式,导致不可能重新设计逆变器的控制装置而代替现有的控制装置。
技术实现思路
本技术实施方式提供了控制电路、逆变器控制系统和控制系统,以至少解决相关技术中逆变器的控制装置设计比较复杂、成本比较高、适用性比较差的问题。根据本技术的一个实施方式,提供了控制电路,用于向一逆变器的一控制装置输出一设置频率值和一设置电压值,该控制电路包括:一输入单元,用于输入所述逆变器的输出电压、一电网电压和一电网电流,其中,所述电网电压是一电网的电压,所述电网电流是所述电网的电流;一第一电路,与所述输入单元相连,用于在所述逆变器并入所述电网前根据所述电网电压和所述输出电压生成所述设置频率值,并在所述逆变器并入所述电网后根据所述电网电压和所述电网电流生成所述设置频率值;一第二电路,与所述输入单元相连,用于在所述逆变器并入所述电网前根据所述电网电压生成所述设置电压值,并在所述逆变器并入所述电网后根据所述电网电流生成所述设置电压值;以及一输出单元,与所述第一电路和所述第二电路相连,用于向所述逆变器的所述控制装置输出所述设置频率值和所述设置电压值。通过上述结构,解决了相关技术中逆变器的控制装置设计比较复杂、成本比较高、适用性比较差的问题,进而达到了设计简单、成本低并且具备广泛的适用性的效果。在控制电路的一个示意性的实施方式中,所述第一电路包括:一电网频率生成电路,与所述输入单元相连,用于根据一时钟信号和所述电网电压生成所述电网电压的频率;一相位补偿电路,与所述输入单元相连,用于在所述逆变器并入所述电网前根据所述电网电压和所述输出电压生成一第一补偿相位,并在所述逆变器并入所述电网后根据所述电网电压和所述电流生成一第二补偿相位;以及一频率校正电路,与所述电网频率生成电路和所述相位补偿电路相连,用于在所述逆变器并入电网前根据所述电网电压的频率和所述第一补偿相位生成所述设置频率值,并在所述逆变器并入电网后根据所述电网电压的频率和所述第二补偿相位生成所述设置频率值。通过上述结构,能够通过相位补偿的电路结构,对频率进行校正,从而比较精确地输出设置频率值,以使得逆变器控制装置能够更好地控制逆变器。在控制电路的一个示意性的实施方式中,所述相位补偿电路包括:一第一相位补偿电路,与所述输入单元相连,用于根据所述电网电压和所述输出电压生成所述第一补偿相位;一第二相位补偿电路,与所述输入单元相连,用于根据所述电网电压和所述电网电流生成所述第二补偿相位;以及一第一切换装置,与所述第一相位补偿电路和所述第二相位补偿电路选择性相连,用于在所述逆变器并入所述电网之前使能所述第一相位补偿电路,以及在所述逆变器并入所述电网之后使能所述第二相位补偿电路。在逆变器并入电网前和并入电网后,通过第一切换装置,分别利用不同的参数来生成设置电压值和设置频率值,从而更精确地控制逆变器,并且还避免了逆变器因为其输出电压和电网电压不同而受损。在控制电路的一个示意性的实施方式中,所述第一切换装置在所述第一相位补偿电路检测到所述输出电压的相位和所述电网电压的相位不同时,保持与所述第一相位补偿电路的连接;在所述第一相位补偿电路检测到所述输出电压的相位和所述电网电压的相位相同时,被触发断开与所述第一相位补偿电路的连接,并切换至所述第二相位补偿电路。通过上述结构,在输出电压和电网电压的相位不同时,第一切换装置保持与第一相位补偿电路的连接,利用电网电压和输出电压进行相位补偿,循环调制直至输出电压的相位和电网电压的相位相同,并在输出电压的相位和电网电压的相位相同时,自动切换到第二相位补偿电路,利用电网电压和电网电流进行相位补偿,直至电网电压的相位和电网电流的相位相同,从而使得操作更加自动化,并且更精确地控制逆变器。在控制电路的一个示意性的实施方式中,所述第一相位补偿电路包括:一第一相位检测电路,用于根据所述电网电压、所述输出电压和所述时钟信号,确定所述输出电压和所述电网电压之间的第一相位差,以确定所述输出电压的相位是否超前于所述电网电压的相位;以及一第一加法器,与所述第一相位检测电路相连,用于在所述输出电压的相位超前于所述电网电压的相位的情况下,将所述第一加法器上一次生成的第一补偿相位减去预设的一第一步进值以生成所述第一补偿相位,并在所述输出电压的相位滞后于所述电网电压的相位的情况下,将所述第一加法器上一次生成的第一补偿相位加上预设的所述第一步进值以生成所述第一补偿相位。通过上述结构,根据预设的第一步进值、电网电压和输出电压之间的相位差以及上一次生成的第一补偿相位,简单并精确地生成本次的第一补偿相位以校正频率。在控制电路的一个示意性的实施方式中,所述第二相位补偿电路包括:一第二相位检测电路,用于根据所述电网电压、所述电网电流和所述时钟信号,确定所述电网电流和所述电网电压之间的第二相位差,以确定所述电网电流的相位是否超前于所述电网电压的相位;以及第二加法器,与所述第二相位检测电路相连,用于在所述电网电流的相位超前于所述电网电压的相位的情况下,将所述第二加法器上一次生成的第二补偿相位减去预设的一第二步进值以生成所述第二补偿相位,并在所述电网电流的相位滞后于所述电网电压的相位的情况下,将所述第二加法器上一次生成的第二补偿相位加上预设的所述第二步进值以生成所述第二补偿相位。通过上述结构,根据预设的第二步进值、电网电压和电网电流之间的相位差以及上一次生成的第二补偿相位,简单并精确地生成本次的第二补偿相位以校正频率。在控制电路的一个示意性的实施方式中,所述输入单元包括:一第一比较电路,所述第一比较电路具有一第一输入端、一第二输入端和一第一输出端,所述第一输入端用于输入所述电网电压,所述第二输入端接地,所述第一输出端与所述第一电路和所述第二电路连接,用于输出正半周波形的所述电网电压;一第二比较电路,所述第二比较电路具有一第三输入端、一第四输入端和一第二输出端,所述第三输入端用于输入所述输本文档来自技高网...
控制电路、逆变器控制系统和逆变器系统

【技术保护点】
控制电路,用于向一逆变器的一控制装置输出一设置频率值和一设置电压值,其特征在于,包括:一输入单元(10),用于输入所述逆变器的一输出电压(Ui)、一电网电压(Us)和一电网电流(I),其中,所述电网电压(Us)是一电网的电压,所述电网电流(I)是所述电网的电流;一第一电路(20),与所述输入单元(10)相连,用于在所述逆变器并入所述电网前根据所述电网电压(Us)和所述输出电压(Ui)生成所述设置频率值,并在所述逆变器并入所述电网后根据所述电网电压(Us)和所述电网电流(I)生成所述设置频率值;一第二电路(30),与所述输入单元(10)相连,用于在所述逆变器并入所述电网前根据所述电网电压(Us)生成所述设置电压值,并在所述逆变器并入所述电网后根据所述电网电流(I)生成所述设置电压值;以及一输出单元(40),与所述第一电路(20)和所述第二电路(30)相连,用于向所述逆变器的所述控制装置输出所述设置频率值和所述设置电压值。

【技术特征摘要】
1.控制电路,用于向一逆变器的一控制装置输出一设置频率值和一设置电压值,其特征在于,包括:一输入单元(10),用于输入所述逆变器的一输出电压(Ui)、一电网电压(Us)和一电网电流(I),其中,所述电网电压(Us)是一电网的电压,所述电网电流(I)是所述电网的电流;一第一电路(20),与所述输入单元(10)相连,用于在所述逆变器并入所述电网前根据所述电网电压(Us)和所述输出电压(Ui)生成所述设置频率值,并在所述逆变器并入所述电网后根据所述电网电压(Us)和所述电网电流(I)生成所述设置频率值;一第二电路(30),与所述输入单元(10)相连,用于在所述逆变器并入所述电网前根据所述电网电压(Us)生成所述设置电压值,并在所述逆变器并入所述电网后根据所述电网电流(I)生成所述设置电压值;以及一输出单元(40),与所述第一电路(20)和所述第二电路(30)相连,用于向所述逆变器的所述控制装置输出所述设置频率值和所述设置电压值。2.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述第一电路(20)包括:一电网频率生成电路(22),与所述输入单元(10)相连,用于根据一时钟信号(Clk)和所述电网电压(Us)生成所述电网电压(Us)的频率;一相位补偿电路(24),与所述输入单元(10)相连,用于在所述逆变器并入所述电网前根据所述电网电压(Us)和所述输出电压(Ui)生成一第一补偿相位,并在所述逆变器并入所述电网后根据所述电网电压(Us)和所述电流(I)生成一第二补偿相位;以及一频率校正电路(26),与所述电网频率生成电路(22)和所述相位补偿电路(24)相连,用于在所述逆变器并入电网前根据所述电网电压(Us)的频率和所述第一补偿相位生成所述设置频率值,并在所述逆变器并入电网后根据所述电网电压(Us)的频率和所述第二补偿相位生成所述设置频率值。3.根据权利要求2所述的控制电路,其特征在于,所述相位补偿电路(24)包括:一第一相位补偿电路(242),与所述输入单元(10)相连,用于根据所述电网电压(Us)和所述输出电压(Ui)生成所述第一补偿相位;一第二相位补偿电路(244),与所述输入单元(10)相连,用于根据所述电网电压(Us)和所述电网电流(I)生成所述第二补偿相位;以及一第一切换装置(246),与所述第一相位补偿电路(242)和所述第二相位补偿电路(244)选择性相连,用于在所述逆变器并入所述电网之前使能所述第一相位补偿电路(242),以及在所述逆变器并入所述电网之后使能所述第二相位补偿电路(244)。4.根据权利要求3所述的控制电路,其特征在于,所述第一切换装置(246)在所述第一相位补偿电路(242)检测到所述输出电压(Ui)的相位和所述电网电压(Us)的相位不同时,保持与所述第一相位补偿电路(242)的连接;在所述第一相位补偿电路(242)检测到所述输出电压(Ui)的相位和所述电网电压(Us)的相位相同时,被触发断开与所述第一相位补偿电路(242)的连接,并切换至所述第二相位补偿电路(244)。5.根据权利要求3所述的控制电路,其特征在于,所述第一相位补偿电路(242)包括:一第一相位检测电路(2422),用于根据所述电网电压(Us)、所述输出电压(Ui)和所述时钟信号(Clk),确定所述输出电压(Ui)和所述电网电压(Us)之间的第一相位差,以确定所述输出电压(Ui)的相位是否超前于所述电网电压(Us)的相位;以及一第一加法器(2424),与所述第一相位检测电路(2422)相连,用于在所述输出电压(Ui)的相位超前于所述电网电压(Us)的相位的情况下,将所述第一加法器(2424)上一次生成的第一补偿相位减去预设的一第一步进值以生成所述第一补偿相位,并在所述输出电压(Ui)的相位滞后于所述电网电压(Us)的相位的情况下,将所述第一加法器(2424)上一次生成的第一补偿相位加上预设的所述第一步进值以生成所述第一补偿相位。6.根据权利要求3所述的控制电路,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王澜锦姚吉隆赵研峰石磊
申请(专利权)人:西门子中国有限公司
类型:新型
国别省市:北京;11

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