用于重新启动中压逆变器的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于重新启动中压逆变器的装置，其中，逆变器响应于电动机的输入电压和电动机的转子速度以及预定的电压-频率比而改变输出到电动机的电压或频率。

【技术实现步骤摘要】
用于重新启动中压逆变器的装置
根据本公开的示例性实施例的教导一般涉及一种用于重新启动中压逆变器的装置。
技术介绍
通常，多电平中压逆变器是指逆变器具有一个输入电源，其线间电压的均方根(rms)值超过600V，且输出相电压具有多级。多电平中压逆变器一般用于驱动从数千瓦至数兆瓦容量的大容量电动机。通过多电平中压逆变器驱动的中压电动机通常具有大的惯性，使得即使多电平中压逆变器的逆变器单元由于瞬时故障或输入电源瞬时停电而不能执行正常操作，所述中压电动机的转子速度也几乎不会有大幅的降低。由于这个原因，当输入电源从故障恢复到正常状态时，中压电动机必须等待直到转子速度达到零速度后才能重新启动。
技术实现思路
本公开提供一种用于重新启动中压逆变器的装置，其配置为当输入电源从瞬时缺陷状态恢复到正常状态时，通过估计中压电动机的转子速度，来稳定地重新启动中压逆变器。在本公开的一个总的方案中，提供了一种用于重新启动中压逆变器的装置，其配置为将输入功率提供至电动机，该装置包括：测量单元，其配置为测量所述电动机的输入电压；估计单元，其配置为使用由所述测量单元测量的所述电动机的输入电压来估计所述电动机的转子速度；和控制器，其被配置为基于所述电动机的输入电压和所述电动机的转子频率，响应于预定的电压-频率比而改变由所述中压逆变器输出到所述电动机的电压或频率。优选地，但不是必须地，所述估计单元可以包括提取单元，其配置为从该电动机的输入电压提取对应于预定频率的第一电压和与第一电压有90度相位滞后的第二电压，还包括第一检测单元，其配置为使用所述第一电压和第二电压检测所述电动机的转子速度。优选地，但不是必须地，所述提取单元可以包括：生成单元，其被配置为使用电动机的输入电压生成与中压逆变器施加的频率对应的第一电压和有90度相位滞后的第二电压；第二检测单元，其被配置为检测所述第一电压的频率分量，以及被配置为确定所述电动机的转子频率带宽的确定单元。优选地，但不是必须地，所述第一检测单元可以包括：第一转换单元，其被配置为将从所述提取单元输入的所述第一电压和第二电压转换至旋转坐标，补偿单元，其被配置为以比例积分形式补偿所述第一转换单元的输出，加法器，其被配置为将补偿单元的输出与初始频率相加，以及积分器，其被配置为对所述加法器的输出进行积分。优选地，但不是必须地，所述第一检测单元可以进一步包括LPF(低通滤波器)，其被配置为对所述积分器的输出进行低通滤波。优选地，但不是必须地，所述估计单元还可以进一步包括标准化单元，其被配置为标准化所述电动机的3相输入电压。优选地，但不是必须地，所述第一检测单元可以进一步包括第二转换单元，其被配置转换从所述标准化单元输入的3相输入电压的坐标。优选地，但不是必须地，当估计的电压-频率比小于预定的电压-频率比时，所述控制器可以保持所述逆变器的频率并提高电压，直到估计的电压-频率比达到预定的电压-频率比。优选地，但不是必须的，当估计的电压-频率比小于预定的电压-频率比时，响应于相关的电压-频率比，所述控制器可以提高所述逆变器的电压和频率。优选地，但不是必须地，当估计的电压-频率比大于预定的电压-频率比时，所述控制器可以保持所述逆变器的频率并提高电压，直到估计的电压-频率比达到预定的电压-频率比。优选地，但不是必须的，当估计的电压-频率比达到预定的电压-频率比时，响应于相关的电压-频率比，所述控制器可以提高所述逆变器的电压和频率。本公开的有益效果在于，当输入电源从异常状态恢复到正常状态时，因为没有必要等待转子速度达到零速度，因此能够通过估计中压逆变器的转子转速来重新启动中压逆变器，从而减少重新启动所消耗的时间。附图说明图1是示出了根据本公开示例性实施例的中压逆变器系统的框图。图2a和2b是分别示出了图1的估计单元的详细框图。图3是示出了图2a的提取单元的详细框图。图4是示出了图2a的转子频率检测单元的详细框图。图5是示出了图2b的电压分量提取单元的详细框图。图6是示出了根据本公开的中压逆变器的时序的示意图。图7是示出了当估计的电压-频率比小于预定的电压-频率比时，控制器的操作的示意图。图8是示出了当估计的电压-频率比大于预定的电压-频率比时，控制器的操作的示意图。具体实施方式各种示例性实施例将在下文中参照附图更加完整地描述，其中示出了一些示例性实施例。但是，本公开的方案可被以许多不同的形式实施，不应当被解释为限于本文所阐述的示例性实施例。相反，所描述的方案旨在涵盖所有此类变更、修改和变型，其都落入本公开的范围和新颖构思之内。在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。图1是示出了根据本公开示例性实施例的中压逆变器系统的框图。参照图1，根据本公开的示例性实施例的中压逆变器系统可包括配置为向中压逆变器1提供电源的功率单元2和由中压逆变器1驱动的高压三相电动机3。例如，根据本公开的示例性实施例的中压逆变器系统可以是一个感应电动机或同步电动机，但本公开不限于此。中压逆变器1可包括移相变压器11和多个单位功率单元12。移相变压器11可以提供在功率单元2和中压逆变器1之间电绝缘，并且可以减少在输入端的谐波，以将输入3相电源提供至单位功率单元12。移相变压器11的移相角可以通过单位功率单元12的数量确定。单位功率单元12通过从移相变压器11接收功率来输出电动机3的相电压。每个单位功率单元12由三组构成，并且虽然图1已经示出，每个组包括三个单位功率单元，但是本公开不限定于此。每个单位功率单元12均包括整流单元、平滑单元以及逆变器单元，并将相电压输出至电动机3。由于该单位功率单元的配置是本领域技术人员所公知的，因此在详细描述中将其省略。在传统的系统中，因为当输入电源从故障状态恢复到正常状态时，直到电动机3的转子速度达到零速度，重新启动才被执行，因此中压逆变器1具有在重新启动之前等待太长时间的缺点。为了改善该缺点，当输入电源返回到正常状态时，根据本公开的中压逆变器通过估计中压逆变器1的转子速度而重新启动。因此，在这样构成的系统中根据本公开的重新启动装置包括测量单元4、估计单元5和控制器6。测量单元4测量电动机3的输入电压。例如，测量单元可以是电压传感器，或者由电阻器等构成的无源元件，但本公开并不限于此，并且所述测量单元4可以是任何能够测量电压的元件。估计单元5响应于所述测量单元4的测量结果而估计电动机3的转子速度。控制器6可使用测量单元4的测量结果和估计单元5的估计结果，将控制各单位功率单元12的操作的信号输出至中压逆变器。控制器6的详细操作的说明将稍后提供。图2a和图2b分别示出图1的估计单元5的详细框图，其中图2a示出从测量单元4接收单相电压的情况，图2b示出从测量单元4接收3相电压的情况。参照图2a，估计单元5可包括电压分量提取单元51和转子速度检测单元52。电压分量提取单元51从由测量单元4测量的电动机3的输入电压中提取出对应于预定电压和90度相位滞后的分量。转子频率检测单元52从电压分量提取单元51的输出中检测频率分量。图3是示出了图2a的电压分量提取单元的详细框图，其中，提取单元51可以包括信号生成单元511、频率检测单元512和控制带宽确定单元513。信号生成单元511根据由测量单元4测量的电动机3的输入电压生成与由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于重新启动中压逆变器的装置，其配置为提供输入功率给电动机，该装置包括：测量单元，其配置为测量所述电动机的输入电压；估计单元，其配置为使用由所述测量单元测量的所述电动机的输入电压来估计所述电动机的转子速度；和控制器，其配置为基于所述电动机的输入电压和所述电动机的转子频率，响应于预定的电压‑频率比而改变由所述中压逆变器输出到所述电动机的电压或频率。

【技术特征摘要】
2013.10.18 KR 10-2013-01242921.一种用于重新启动中压逆变器的装置，其配置为提供输入功率给电动机，该装置包括：测量单元，其配置为测量所述电动机的输入电压；估计单元，其配置为使用由所述测量单元测量的所述电动机的输入电压来估计所述电动机的转子速度；和控制器，其配置为基于所述电动机的输入电压和所述电动机的转子频率，响应于预定的电压-频率比而改变由所述中压逆变器输出到所述电动机的电压或频率，其中，所述估计单元包括：提取单元，其配置为从所述电动机的所述输入电压提取对应于预定频率的第一电压和与所述第一电压有90度相位滞后的第二电压；以及第一检测单元，其配置为使用所述第一电压和第二电压来检测所述电动机的转子速度，并且其中，所述第一检测单元包括第一转换单元、补偿单元、加法器和积分器，所述第一转换单元被配置为将从所述提取单元输入的所述第一电压和第二电压转换至旋转坐标，所述补偿单元被配置为以比例积分形式补偿所述第一转换单元的输出，所述加法器被配置为将所述补偿单元的输出与初始频率相加，所述积分器被配置为对所述加法器的输出进行积分。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述提取单元包括生成单元、第二检测单元和确定单元，所述生成单元被配置为使用电动机的输入电压生成与中压逆变器施加的频率对应的第一电压和有...

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