逆变器控制设备制造技术

一种用于控制逆变器的设备包括指令电压确定电路部分，其被配置为在初始起动时确定预定的第一补偿电压作为指令电压并向逆变器提供该指令电压；转换电路部分，其被配置为将逆变器的输出电流转换成同步参考坐标系上的转矩分量电流；以及补偿电压确定电路部分，其被配置为基于q轴电流来确定第二补偿电压并向指令电压确定电路部分提供该第二补偿电压。

Inverter control equipment

A device for controlling an inverter includes a command voltage determination circuit section configured to determine a predetermined first compensation voltage as an instruction voltage at initial start and to provide the instruction voltage to the inverter; a conversion circuit section configured to convert the output current of the inverter into a synchronous reference frame. Torque component current; and a compensation voltage determination circuit section configured to determine a second compensation voltage based on the q-axis current and provide the second compensation voltage to the instruction voltage determination circuit section.

【技术实现步骤摘要】
逆变器控制设备
本专利技术涉及逆变器控制设备。
技术介绍
一般地，逆变器是一种电力转换装置，其接收商用交流(AC)电力，将AC电力转换成直流(DC)电力，将DC电力重新转换成适合于电机的AC电力，并向电机供应AC电力。此类逆变器有效地控制电机以减少电机的电力消耗，从而提高能量效率。在工业领域的许多应用负载中，通过电压/频率(下文中简写为“V/F”)控制方法控制逆变器，该控制方法主要被用于在低于额定速度的驱动区域中不需要快速动态特性的诸如风扇、泵和鼓风机的领域中。而且，在诸如电梯或起重机的上升/下降负载中，用于根据电机的旋转状态来测量电机的绝对位置或电机的相对位置的位置传感器的编码器，可以被用于精确地控制速度并因此实现高起动转矩性能。然而，在一些系统中，由于编码器的维护所引起的成本而执行V/F控制。然而，当通过V/F控制来控制逆变器时，由于在其中电机的输出电压低的慢驱动区域中的电机的定子电阻和漏电感所导致的电压降，因此起动转矩可能是不足的。而且，由于起动转矩的不足而导致的起动故障导致过大电流，其可以导致逆变器故障或电机故障。
技术实现思路
因此，本公开的目的是提供一种逆变器控制设备，其用于通过改善在电压或频率控制时由于电压降的起动转矩不足，使得当制动器被释放时要求高起动转矩和快速响应的系统稳定地起动。为了实现这些及其他优点并且根据本公开的目的，如本文具体实施的和广泛描述的，提供了一种用于控制用于驱动电机的逆变器的设备，该设备包括：指令电压确定电路部分，其被配置为在初始起动时确定预定的第一补偿电压作为指令电压并向逆变器提供该指令电压；转换电路部分，其被配置为将逆变器的输出电流转换成同步参考坐标系上的转矩分量电流；以及补偿电压确定电路部分，其被配置为基于转矩分量电流来确定第二补偿电压并向指令电压确定电路部分提供该第二补偿电压。根据本公开的优选方面，指令电压确定电路部分被配置为向逆变器提供第二指令电压，通过将第二补偿电压补偿到在考虑第一补偿电压中所确定的第一指令电压来确定该第二指令电压。根据本公开的另一优选方面，指令电压确定电路部分被配置为当逆变器的指令频率达到目标频率时固定目标指令电压并输出所固定的目标指令电压。根据本公开的又一优选方面，补偿电压确定电路部分包括放大器，该放大器被配置为用增益放大转矩分量电流并输出第二补偿电压，并且增益对应定子电阻。根据本公开的又一优选方面，补偿电压确定电路部分包括：第一放大器，其通过第一增益放大预定的额定转矩分量电流，以输出放大的额定转矩分量电流；减法器，其从转矩分量电流中减去从第一放大器输出的放大的额定转矩分量电流；比较器，其将减法器的输出与预定的参考电流值进行比较以在减法器的输出不少于预定的参考电流值时输出逻辑高输出；乘法器，其在比较器的输出是逻辑高输出时将比较器的输出乘以转矩分量电流，以输出转矩分量电流；低通滤波器，其衰减转矩分量电流的纹波分量，以输出将纹波分量从其去除的转矩分量电流；以及第二放大器，其用第二增益放大从低通滤波器输出的转矩分量电流并输出放大的转矩分量电流作为第二补偿电压。附图说明附图示出了示例性实施例并且与描述一起用于解释本专利技术的原理，附图被包括以提供对本专利技术的进一步理解并被并入和构成此说明书的一部分。在附图中：图1是示意性地示出常规的电压/频率控制型逆变器系统的框图；图2是示出其中由图1的指令电压生成电路部分根据指令频率来确定指令电压的示例的示例图；图3是示出常规的逆变器控制设备的框图；图4是示意性地示出根据本专利技术实施例的逆变器控制设备的框图；图5是示出根据本专利技术实施例所确定的频率-电压关系的示例图；以及图6是示出根据本专利技术的实施例的图4的补偿电压确定电路部分的详细配置的框图。具体实施方式为了完全理解本专利技术的配置和有益效果，将参照附图来描述本专利技术的示例性实施例。在下文中，将参照附图来描述常规的逆变器控制设备和然后根据本专利技术实施例的逆变器控制设备。图1是示意性地示出常规的电压/频率控制型逆变器系统的框图。当用户输入指令频率ωref时，指令电压生成电路部分110可以确定对应于指令频率ωref的逆变器120的指令电压的大小Vref和相位角θref。逆变器120基于由指令电压生成电路部分110所确定的逆变器120的指令电压的大小Vref和相位角θref来合成对应于电机130的指令电压的三相脉冲宽度调制(PWM)电压Vas、Vbs和Vcs，并且根据三相PWM电压Vas、Vbs和Vcs来驱动感应电机130。图2是示出其中由图1的指令电压生成电路部分根据指令频率来确定指令电压的示例的示例图。可以看出，逆变器120的输出频率与输出电压大小成比例。在图2中，在初始起动时，指令频率ωref从零开始增加，并且输出电压即逆变器的指令电压Vref根据频率-电压关系也从零开始增加。也就是说，指令电压随着指令频率ωref增加而成比例地增加。当指令频率ωref达到目标频率时，逆变器120用恒定速度驱动电机130。当如图2所示的那样驱动电机130时，在初始起动时，与慢驱动区域中的频率成比例地生成输出电压，并且因此输出电压较低。此外，由于由电机130的定子电阻和漏电感所导致的电压降，因此驱动电机130所需的电压实际上减小。这显著地增加了起动电流并导致逆变器120和电机130的故障以及起动故障。为了防止这种情况，考虑到由于定子阻抗的电压降，应该在慢驱动区域中增大电压。图3是示出常规的逆变器控制设备的框图，其中将转换电路部分150和补偿电压计算电路部分160添加至图1的系统。如图1，指令电压生成电路部分110确定对应于指令频率ωref的输出指令电压的大小Vref和相位角θref，并且逆变器120合成对应于指令电压的三相PWM电压并根据三相PWM电压Vas、Vbs和Vcs来驱动电机130。转换电路部分150将由测量电路部分140所测量的电机130的三相电流转换成同步参考坐标系上的d轴(磁通轴)电流(换句话说磁通分量电流)Idse和q轴(转矩轴)电流(换句话说转矩分量电流)Iqse，并且补偿电压计算电路部分160使用(基于)q轴电流Iqse来确定补偿电压。如下来确定坐标转换为Iqse：[方程1]其中，θ是指令电压的相位角θref。Iqse与逆变器120的输出电压同相，并且对应于与负载转矩成比例的转矩分量电流。因此，从转矩分量电流Iqse的大小可以知道负载转矩的大小。所需的起动转矩随着电机130的负载增加而增加。因此，补偿电压计算电路部分160根据图2的频率-电压关系来补偿与转矩分量电流Iqse成比例的电压以增加起动转矩。然而，根据该方法，在起动时其中仅摩擦负载操作的诸如风扇、泵或鼓风机的负载具有慢响应特性，并且因此在使用中不存在问题。然而，该方法不适合用于当其需要大起动转矩时(即，在诸如电梯或起重机的上升和下降负载中制动器被释放时)向其施加瞬时阶跃负载的此类系统。也就是说，当制动器被释放时需要高起动转矩的系统只有当初始起动应该实现快速电压补偿时才可以被正常起动。然而，补偿电压计算电路部分160在电机130被起动之后基于转矩分量电流Iqse来确定补偿电压，并且因此该响应特性被减慢。而且，由于没有实现适当的电压补偿，所以由于起动转矩不足而导致的起动失败而引起过大电流，其导致逆变器120的故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制用于驱动电机的逆变器的设备，特征在于，所述设备包括：指令电压确定电路部分，其在初始起动时确定预定的第一补偿电压作为指令电压并且向所述逆变器提供所述指令电压；转换电路部分，其将所述逆变器的输出电流转换成同步参考坐标系上的转矩分量电流；以及补偿电压确定电路部分，其基于所述转矩分量电流来确定第二补偿电压并向所述指令电压确定电路部分提供所述第二补偿电压。

【技术特征摘要】
2017.03.06 KR 10-2017-00282771.一种用于控制用于驱动电机的逆变器的设备，特征在于，所述设备包括：指令电压确定电路部分，其在初始起动时确定预定的第一补偿电压作为指令电压并且向所述逆变器提供所述指令电压；转换电路部分，其将所述逆变器的输出电流转换成同步参考坐标系上的转矩分量电流；以及补偿电压确定电路部分，其基于所述转矩分量电流来确定第二补偿电压并向所述指令电压确定电路部分提供所述第二补偿电压。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述指令电压确定电路部分被配置为向所述逆变器提供第二指令电压，通过将所述第二补偿电压补偿到在考虑所述第一补偿电压时所确定的第一指令电压来确定所述第二指令电压。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述指令电压确定电路部分被配置为在所述逆变器的指令频率达到目标频率时固定目标指令电压并且输出已固定的目标指令电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：边性勋，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR