矩阵变频器在直流电源供电时的控制方法技术

本发明专利技术公开一种矩阵变频器在直流电源供电时的控制方法，在直流电源供电的情况下，将直流电源的正极和负极分别对应连接到矩阵变频器的三个输入端，即Ｒ输入端、Ｓ输入端和Ｔ输入端，矩阵变频器将直流电变换成交流电，驱动马达运转。本发明专利技术能够在三相交流电源停电的情况下采用直流电源控制马达的正常运转。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景 如图2所示，传统的变频器一般采用交直交的结构。整流桥堆1将三相交流电源 的交流电整流成直流电给大电容3充电，逆变组件4把直流电变换成交流电，驱动马达5运 转。在三相交流电源停电时，变频器可以将蓄电池2(直流电源)的正、负极直接连接到主 回路的大电容3上，给逆变组件4供电以驱动马达5运转。对于逆变组件4来讲，整流桥堆 1和蓄电池2提供的直流电是没有本质区别的，逆变组件4都能正常驱动马达5运转。参见图1，矩阵变频器是交-交直接变频的结构。典型的矩阵变频器一般采用三相 输入三相输出方式，输入端子接电力系统的三相交流电源(R、S、T)，输出端子接马达的三相 绕组(U、V、W)。控制器7通过输入线9检测电源电压，进行矩阵变换计算后，输出触发脉冲 8控制功率组件6将三相交流电源的交流电直接变换成交流电驱动马达5运转。由于矩阵变频器具有输入功率因数可任意调节、功率可双向流动、输出电压和频 率可调、且结构紧凑、体积小、效率高等特点，使其逐渐成为拖动控制领域的一个热点。在许 多应用领域，在三相交流电源停电，且只能给矩阵变频器提供直流电源(一般用蓄电池供 直流电)的情况下，也需要矩阵变频器还能正常驱动马达运转。但是矩阵变频器的主回路 上没有大电容，在三相交流电源停电时，如果要将直流电源连接到矩阵变频器上是不能直 接采用传统变频器的连接方式。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种， 能够在三相交流电源停电的情况下采用直流电源控制马达的正常运转。为解决上述技术问题，本专利技术的矩阵变频器在直流供电时的控制方法是，在直流 电源供电的情况下，将直流电源的正极和负极分别对应连接到矩阵变频器的三个输入端， 即R输入端、S输入端和T输入端，矩阵变频器将直流电变换成交流电，驱动马达运转。采用本专利技术的方法，矩阵变频器完全可以按照正常三相交流电源电压供电时的方 式进行变频控制，输出变频变压的交流电驱动马达运转，满足在三相交流电源停电情况下 使用直流电源控制马达的需要。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1是矩阵变频器采用本专利技术的控制方法的结构图；图2是现有的传统变频器结构图；图3是三相交流电源电压的波形图。具体实施例方式矩阵变频器的控制策略有多种，如Venturini控制法、空间矢量法、标量调制法 等，但它们的控制目的是相同的，即输出的电压需要频率和幅值可调，输入功率因数接近 士 1，且输入电流波形为正弦。为了达到上述目的，矩阵变频器需要实时测量输入的三相交 流电源电压，对输入电压进行矩阵变换，以控制输出电压和输入电流。三相交流电源的相电压设定为Ue(t) = UmCos θUs(O = C/mcos(0-^)Ut ( = Um cos(0 + —)三相交流电源的线电压设定为Ues (t) = Ue (t) -Us (t)Ust (t) = Us (t) -Ut (t)Ute (t) = UT(t)-UE(t)其中θ = ft，f是电源电压的频率，Um是相电压的幅值三相交流电源电压波形如图3所示，图中六个状态点对应的线电压和角度θ值列 在下表1中，其中k是整数。表 1<table>table see original document page 4</column></row><table>当三相交流电源停电时，直流电源连接到矩阵变频器输入端的方式有6种。为了 在直流供电的情况下，矩阵变频器仍按矩阵的方式变频变压，矩阵变频器的三个输入端(R、 S、Τ)都必须连接到直流电源的正、负电极上，但三个输入端不能同时连接到直流电源的同 一个电极上。接线方式如表2所示。其中V是直流电源提供的直流电压幅值。表2<table>table see original document page 5</column></row><table>通过表1和表2的比较可以看出，直流电源连接到矩阵变频器输入端的六种方式 对应的状态与图3中三相交流电源电压波形的六个状态点非常相似，唯一不同点是电压的 幅值不同。三相交流电源供电时，六个状态点对应的线电压绝对值有两种1. 5扎和0，Um由 三相交流电源相电压的幅值大小确定。在直流供电源的情况下，六个状态点对应的线电压 绝对值有两种V和0，V为直流电压幅值。提供直流电的器件不同，V的大小可能不同。结合图1所示，在三相交流电源电压正常的情况下，矩阵变频器通过输入线9能实 时测量到三相交流电源电压的幅值Um和角度θ，按照控制马达5运转的要求对三相交流电 源输入电压进行矩阵变换，输出变频变压的交流电。其中三相交流电源电压的角度θ是实 时变化的，频率为工频f。在直流电源供电的情况下，控制器7通过输入线9的检测，参照表2，能判断出直 流电源连接到矩阵变频器三个输入端子的方式，得到对应的状态点和角度θ值，同时还可 测量到直流电源的直流电压值V。例如当测量到的线电压Uks(t) =V, Ust(t) =0,UTE(t) =-V时，就可判断直流电源连接到矩阵变频器输入端子的方式对应三相交流电源的状态 点①。此时，直流电源的正极连接到矩阵变频器的输入端子R上，直流电源的负极连接到矩 阵变频器的输入端子S和T上，角度θ值等于0度。矩阵变频器的控制器7完全可以按照 正常电源(即三相交流电源)电压供电时的方式进行变频控制，输出变频变压的交流电去 驱动马达5运转。唯一的不同点是角度θ是不变化的，且电源电压幅值为V。权利要求一种，其特征在于在直流电源供电的情况下，将直流电源的正极和负极分别对应连接到矩阵变频器的三个输入端，即R输入端、S输入端和T输入端，矩阵变频器将直流电变换成交流电，驱动马达运转。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于所述直流电源的正极和负极按如下六 种方式之一连接到矩阵变频器的R输入端、S输入端和T输入端；第一种，所述正极连接R输入端，负极连接S输入端和T输入端； 第二种，所述正极连接R输入端和S输入端，负极连接T输入端； 第三种，所述正极连接S输入端，负极连接R输入端和T输入端； 第四种，所述正极连接S输入端和T输入端，负极连接R输入端； 第五种，所述正极连接T输入端，负极连接R输入端和S输入端； 第六种，所述正极连接R输入端和T输入端，负极连接S输入端； 所述六种连接方式分别对应三相交流电源电压的六个状态点，矩阵变频器按六个状态 点对应的角度和实际电压值对直流电源进行矩阵变换，输出交流电。3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于第一种连接方式对应三相交流电源电压的状态点1，该状态点1的三相交流电源线电 压及对应的角度为<formula>formula see original document page 2</formula>第二种连接方式对应三相交流电源电压的状态点2，该状态点2的三相交流电源线电 压及对应的角度为<formula>formula see original document page 2</formula>第三种连接方式对应三相交流电源电压的状态点3，该状态点3的三相交流电源线电 压及对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矩阵变频器在直流电源供电时的控制方法，其特征在于：在直流电源供电的情况下，将直流电源的正极和负极分别对应连接到矩阵变频器的三个输入端，即Ｒ输入端、Ｓ输入端和Ｔ输入端，矩阵变频器将直流电变换成交流电，驱动马达运转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉兵，
申请(专利权)人：上海三菱电梯有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]