变频调速系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种具低电压穿越功能的变频调速系统，包括整流器、直流母线以及逆变器。变频调速系统还包含：掉电检测模块、升降频率控制模块、逆变器控制模块以及运行模式选择模块。掉电检测模块根据电网电压与额定馈电电压产生掉电系数，进而产生相应的运作模式切换信号。运行模式选择模块接收升降频率控制模块的目标频率信号及降频量，根据运作模式切换信号产生输出频率信号。逆变器控制模块根据输出频率信号产生三相调制信号控制逆变器的运作。相比于现有技术，本发明专利技术可依据掉电系数决定运作模式切换信号，依变频调速系统的运作情形决定变频量，从而在不同的运作模式中依相应的变频量对变频器进行调整，以维持整个变频调速系统的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变频调速技术，且特别涉及一种。
技术介绍
随着节能减碳、绿色环保的要求，在工业系统中，变频调速的电机应用愈来愈广泛。近年来，高压变频系统需求大量增加，对性能的要求也愈来愈严格。许多的电网系统在设计上均希望能长时间维持变频系统的稳定运作，尽量减少停机的时间，以提升效率。尤其大容量的变频系统往往因为转动惯量大，一旦电网短暂掉电使得变频系统中断运作，在电网恢复后需要长时间让变频系统回到运作的状态。如果变频调速系统无法稳定运作，或是让变频调速系统从中断状态恢复到运作状态耗时过长，将大幅影响变频调速系统的效能。因此，如何设计一个新的变频调速系统及其方法，以解决上述的问题，乃为此一业界亟待解决的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的一态样是在提供一种具有低电压穿越功能(Low Voltage RideThrough ；LVRT)的变频调速系统，包括变频器。变频器包含整流器、一直流母线以及逆变器，其中整流器转换电网电压为直流母线电压，逆变器通过该直流母线与整流器电性连接，以根据该直流母线将直流母线电压转换为三相交流信号。变频调速系统包含:掉电检测模块、升降频率控制模块、运行模式选择模块以及逆变器控制模块。掉电检测模块电性连接至电网，以采样电网电压，俾根据电网电压与额定馈电电压产生掉电系数，根据掉电系数产生相应的运作模式切换信号。升降频率控制模块根据频率给定控制信号产生目标频率信号。运行模式选择模块接收目标频率信号以及降频量，根据来自掉电检测模块的运作模式切换信号产生输出频率信号。逆变器控制模块根据输出频率信号产生三相调制信号控制逆变器的运作。本专利技术的又一态样是在提供一种变频调速方法，应用于一种具有低电压穿越功能的变频调速系统中，变频调速系统包括变频器。变频器具有整流器、直流母线以及逆变器，其中整流器转换电网电压为直流母线电压，逆变器通过该直流母线将直流母线电压转换为三相交流信号。变频调速方法包含:通过变频调速系统中，电性连接至电网的掉电检测模块采样电网电压,俾根据电网电压与额定馈电电压值产生掉电系数,根据掉电系数产生相应的运作模式切换信号。通过变频调速系统的升降频率控制模块，根据频率给定控制信号产生目标频率信号。通过变频调速系统的运行模式选择模块，接收目标频率信号以及降频量，根据来自掉电检测模块的运作模式切换信号产生输出频率信号。通过变频调速系统的逆变器控制模块，根据输出频率信号产生三相调制信号控制该逆变器的运作。应用本专利技术的优点在于通过变频调速系统的设计，依据与电网电压相关的掉电系数决定运作模式切换信号，进而依变频调速系统中变频器的运作情形决定变频量，在不同的运作模式中依相应的变频量对变频器进行调整，以维持整个变频调速系统的稳定，而轻易地达到上述的目的。【附图说明】图1为本专利技术一实施例中，变频调速系统的方框图；图2为本专利技术一实施例中，掉电检测模块更详细的方框图；图3为本专利技术一实施例中，电网电压有效值以及额定馈电电压值的比例与掉电系数的关系图；图4为本专利技术一实施例中，掉电系数与运作模式切换信号的关系图；图5为本专利技术一实施例中，降功率控制模块更详细的方框图；图6为本专利技术一实施例中，再生发电控制模块更详细的方框图；以及图7为本专利技术一实施例中，一种变频调速方法的流程图。其中，附图标记说明如下:1:变频调速系统10:整流器11:电网12:直流母线120A、120B :直流母线电容14:逆变器15:负载电动机100:变频器160:掉电检测模块161:降功率控制模块162:再生发电控制模块163:升降频率控制模块164:逆变器控制模块1640:电压频率曲线控制单元1642:波宽调变单元165:运行模式选择模块166:电流检测模块167:有功电流分解模块168:母线电压检测模块169A、169B:加法器20:检测单元22:掉电计算单元24:运行模式计算单元50:参考电流计算单元52:电流差计算单元54:降频量调节单元56:致能单元58:输出单元60:电压差计算单元62:第一调节单元64:电流差计算单元66:第二调节单元700:变频调速方法701-710:步骤【具体实施方式】请参照图1。图1为本专利技术一实施例中，变频调速系统I的方框图。变频调速系统I包含变频器100、掉电检测模块160、升降频率控制模块163、逆变器控制模块164、运行模式选择模块165、电流检测模块166、有功电流分解模块167及母线电压检测模块168。其中，变频器100包含整流器10、直流母线12以及逆变器14。整流器10电性连接于电网11，于一实施例中，整流器10包含多个开关元件(未绘示)，例如但不限于绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor ;IGBT),并通过开关元件的导通与关闭，转换电网11的电网电压ea、eb及e。为直流母线电压Udc.于一实施例中，变频调速系统I可还包含滤波器13，整流器10可透过滤波器接收电网电压ea、eb及e。。滤波器13可提供抑制流入电网11的谐波电流的作用。直流母线12用以传递直流母线电压Ud。。于一实施例中，直流母线12可包含直流母线电容120A及120B，提供直流母线电压Udc的支撑和滤波作用。逆变器14通过直流母线12与整流器10电性连接，以通过直流母线12将直流母线电压Udc转换为三相交流信号e’ a、e’ b及e’。。于一实施例中，逆变器14更电性连接于负载电动机15,以通过三相交流信号e’ a、e’ b及e’。驱动负载电动机15。掉电检测模块160电性连接至电网，以采样电网电压，并根据电网电压与额定馈电电压产生掉电系数k，然后根据掉电系数产生对应的运作模式切换信号S。升降频率控制模块163根据频率给定控制信号Cfteq产生目标频率信号ftmget。运行模式选择模块165接收该目标频率信号ftogrt以及降频量，并根据来自掉电检测模块160的运作模式切换信号S产生一输出频率信号f^ut。在一具体实施例中，运行模式选择模块165所接收的降频量为一动态降频量，该动态降频量来自一降功率控制模块161。如此一来，本专利技术的变频调速系统可在正常运行模式与降功率运行模式之间切换。在一具体实施例中，运行模式选择模块165所接收的降频量为一电机再生发电降频量，该电机再生发电降频量来自一再生发电控制模块162。如此一来，本专利技术的变频调速系统可在正常运行模式与电机再生发电运行模式之间切换。本领域的技术 人员应当理解，在其他的实施例中，本专利技术的变频调速系统可同时配置降功率控制模块161和再生发电控制模块162,从而根据掉电检测模块160产生的实时掉电系数在正常运行模式、降功率运行模式与电机再生发电运行模式之间予以切换。换言之，掉电检测模块160、降功率控制模块161、再生发电控制模块162、升降频率控制模块163、逆变器控制模块164及运行模式选择模块165可依据电网11及变频器100的运作状况，对变频器100进行适应性的调整，以维持变频调速系统I的稳定。以下将就上述各元件更详细的结构及运作方式进行说明。请参照图2。图2为本专利技术一实施例中，掉电检测模块160更详细的方框图。掉电检测模块160电性连接至电网11，并包含:检测单元20、掉电计算单元22及运行模式计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有低电压穿越功能的变频调速系统，包括一变频器，该变频器具有一整流器、一直流母线以及一逆变器，其中该整流器转换一电网电压为一直流母线电压，该逆变器通过该直流母线将该直流母线电压转换为一三相交流信号，其特征在于，该变频调速系统还包含：一掉电检测模块，电性连接至电网，以采样该电网电压，并根据该电网电压与一额定馈电电压产生一掉电系数，以及根据该掉电系数产生一相应的运作模式切换信号；一升降频率控制模块，用以根据一频率给定控制信号产生一目标频率信号；一运行模式选择模块，用以接收该目标频率信号以及一降频量，根据来自该掉电检测模块的该运作模式切换信号产生一输出频率信号；以及一逆变器控制模块，用以根据该输出频率信号产生一三相调制信号控制该逆变器的运作。

【技术特征摘要】
1.一种具有低电压穿越功能的变频调速系统，包括一变频器，该变频器具有一整流器、一直流母线以及一逆变器，其中该整流器转换一电网电压为一直流母线电压，该逆变器通过该直流母线将该直流母线电压转换为一三相交流信号，其特征在于，该变频调速系统还包含: 一掉电检测模块，电性连接至电网，以采样该电网电压，并根据该电网电压与一额定馈电电压产生一掉电系数，以及根据该掉电系数产生一相应的运作模式切换信号； 一升降频率控制模块，用以根据一频率给定控制信号产生一目标频率信号； 一运行模式选择模块，用以接收该目标频率信号以及一降频量，根据来自该掉电检测模块的该运作模式切换信号产生一输出频率信号；以及 一逆变器控制模块，用以根据该输出频率信号产生一三相调制信号控制该逆变器的运作。2.如权利要求1所述的变频调速系统，其特征在于，该变频调速系统还包含一降功率控制模块，用以根据该掉电系数以及反映该逆变器的输出功率的一电学参数，产生该降频量。3.如权利要求2所述的变频调速系统，其特征在于，该降功率控制模块还包含: 一参考电流计算单元，用以根据该逆变器的一额定有功电流以及该掉电系数产生一最大有功参考电流； 一电流差计算单元，用以根据该最大有功参考电流以及该电学参数产生一电流差，其中该电学参数为该逆变器的一负载有功电流分量； 一降频量调节单元，用以根据该电流差产生该降频量； 一致能单元，用以根据该电流差判断该负载有功电流分量是否大于该最大有功参考电流，以于该负载有功电流分量大于该最大有功参考电流时，产生一致能信号；以及一输出单元，用以接收该致能信号时输出该降频量。4.如权利要求2所述的变频调速系统，其特征在于，当该变频调速系统为一降功率运行模式时，该运作模式切换信号使该运行模式选择模块根据该目标频率信号以及该降频量之差产生该输出频率信号。5.如权利要求1所述的变频调速系统，其特征在于，该变频调速系统还包含一再生发电控制模块，用以接收该直流母线电压、一维持指令电压以及反映该逆变器的输出功率的一电学参数，产生该降频量。6.如权利要求5所述的变频调速系统，其特征在于，当该变频调速系统为一电机再生发电运行模式时，该运作模式切换信号使该运行模式选择模块根据回馈的该输出频率信号以及该降频量之和产生该输出频率信号。7.如权利要求5所述的变频调速系统，其特征在于，该再生发电控制模块还包含: 一电压差计算单元，用以根据该直流母线电压及该维持指令电压计算一电压差； 一第一调节单元，用以根据该电压差产生一再生发电参考电流； 一电流差计算单元，用以根据该电学参数以及该再生发电参考电流计算一电流差，其中该电学参数为该逆变器的一负载有功电流分量；以及一第二调节单元，用以根据该电流差产生该降频量。8.如权利要求1所述的变频调速系统，其特征在于，该变频调速系统还包含:一电流检测模块，电性连接于该逆变器，以采样该逆变器输出的该三相交流信号中的一三相电流信号； 一有功电流分解模块，自该三相电流信号提取该逆变器的一负载有功电流分量；以及 一母线电压检测模块，电性连接于该直流母线，以采样产生该直流母线电压。9.如权利要求1所述的变频调速系统，其特征在于，该掉电检测模块还包含: 一检测单元，用以接收该电网电压，以根据该电网电压计算产生一电网电压有效值； 一掉电计算单元，用以根据该电网电压有效值以及该额定馈电电压值的比例计算该掉电系数；以及 一运行模式计算单元，用以根据该掉电系数产生相应的该运作模式切换信号。10.如权利要求9所述 的变频调速系统，其特征在于，当该掉电系数介于0.7~0.9时，该运作模式切换信号对应于系统的降功率运行模式。11.一种变频调速方法，应用于具有低电压穿越功能的变频调速系统中，该变频调速系统包括一变频器，该变频器具有一整流器、一直流母线以及一逆变器，其中该整流器转换一电网电压为一直流母线电压，该逆变器通过该直流母线将该直流母线电压转换为一三相交流信号，其特征在于，该变频...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，王正，张怡，甘鸿坚，应建平，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31