负载均衡方法及制动系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及自动化控制领域，公开了一种负载均衡方法及制动系统。本发明专利技术实施例中，负载均衡方法用于至少两个制动单元并联在同一直流母线的制动系统，其中，各制动单元的进入制动阈值Uon和退出制动阈值Uoff相同；该方法包括：获取各制动单元的直流母线电压检测值Vbus；若制动单元的Vbus符合预设的制动进入条件的其中之一，则控制制动单元进入制动状态；制动进入条件至少包括：Vbus位于[Umid，Uon]区间内超过预设时长，Umid为制动单元的预设制动电压；若制动单元的Vbus符合预设的制动退出条件的其中之一，则控制制动单元退出制动状态；制动退出条件至少包括：Vbus位于[Uoff，Umid)区间内超过预设时长。本发明专利技术实施例优化了制动策略，保证了整个制动系统的良好运行。

Load Balancing Method and Braking System

【技术实现步骤摘要】
负载均衡方法及制动系统
本专利技术实施例涉及自动化控制领域，特别涉及负载均衡方法及制动系统。
技术介绍
目前，电机减速制动是通过降低变频器输出频率来实现的，随着变频器的输出频率降低，电机的同步转速降低。但是，电机轴转速由于机械惯性的存在，并不会马上降低，当电机轴的转速高于变频器的输出频率时，电机工作在再生发电状态，会给变频器电源电容充电，导致电源电压升高。而当电压升高到一定程度时，就会对变频器的功率器件如整流桥，逆变桥等，产生损害，因此制动系统中通常会设置制动单元(能量回馈单元)，将再生制动回馈的能量泄放掉，在所需制动功率较大时，经常采用2个甚至更多个制动单元并联到同一直流母线上进行并联工作。本专利申请专利技术人在长期研发实践的过程中发现，对并联制动策略的优良与否，直接影响到整个制动系统的运行情况，并影响到各器件单元的使用寿命。而现有技术中的制动策略应用在多台制动单元并联工作的制动系统时，由于电压采样误差的存在，会存在各制动单元制动率严重不均的情况。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种负载均衡方法及制动系统，优化了制动策略，保证了整个制动系统的良好运行。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供了一种负载均衡方法，用于至少两个制动单元并联在同一直流母线的制动系统，其中，各制动单元的进入制动阈值Uon和退出制动阈值Uoff相同；该方法包括：获取各制动单元的直流母线电压检测值Vbus；若制动单元的直流母线电压检测值Vbus符合预设的制动进入条件的其中之一，则控制制动单元进入制动状态；其中，制动进入条件至少包括：Vbus位于[Umid，Uon]区间内超过预设时长，其中，Umid为制动单元的预设制动电压；若制动单元的直流母线电压检测值Vbus符合预设的制动退出条件的其中之一，则控制制动单元退出制动状态；其中，制动退出条件至少包括：Vbus位于[Uoff，Umid)区间内超过预设时长。本专利技术的实施例还提供了一种制动系统，该制动系统用于实现上述的负载均衡方法。本专利技术实施例相对于现有技术而言，通过获取各制动单元的直流母线电压检测值Vbus，比较制动单元的Vbus是否符合该制动单元的某一制动进入条件或某一制动退出条件的方式，对该制动单元的工作状态进行控制。其中，制动进入条件至少包括：Vbus位于[Umid，Uon]区间内超过预设时长，Umid为制动单元的预设制动电压；制动退出条件至少包括：Vbus位于[Uoff，Umid)区间内超过预设时长。这样，避免了由于电阻误差或制造等原因所导致的电压测量误差引起的制动不均，负载严重不均的情况，实现了制动策略的优化，保证了整个制动系统的良好运行。在一优选实施例中，制动进入条件还包括：Vbus位于[Umid，Uon]区间内，且Vbus的变化率为负；制动退出条件还包括：Vbus位于[Uoff，Umid)区间内，且Vbus的变化率为正。这样，进一步地实现了制动策略的优化。在一优选实施例中，制动进入条件还包括：Vbus＞Uon；制动退出条件还包括：Vbus＜Uoff。这样，进一步地实现了制动策略的优化。在一优选实施例中，制动单元还包含一个可设置的预设制动电压滞环带宽Udelta；Uon等于Umid与Udelta之和；Uoff等于Umid与Udelta之差。在一优选实施例中，预设时长为100毫秒，能够较为及时地对制动单元的工作状态进行控制，进一步地保证了整个制动系统的良好运行。在一优选实施例中，获取制动单元的直流母线电压检测值Vbus，具体包括：利用电压采样单元采样制动单元的直流母线电压，获取实测电压；将滤波处理后实测电压作为制动单元的直流母线电压检测值Vbus。这样，能够获取较为准确、无干扰的Vbus，保证了测量数据的准确性，提升了制动策略的精准度。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是现有技术中制动系统的一种结构示意图；图2是现有技术中Vbus与Uon、Uoff关系的线性示意图，以及此种情况下，制动单元工作状态的波形图；图3是现有技术中制动系统的另一种结构示意图；图4是现有技术制动系统轻载下各制动单元的工作示意图；图5是现有技术制动系统重载下各制动单元的工作示意图；图6是本专利技术一实施例中的负载均衡方法的具体流程图；图7是本专利技术实施例制动系统轻载下各制动单元的工作示意图；图8是本专利技术实施例制动系统重载下各制动单元的工作示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下先对现有技术制动策略需要优化的原因进行分析：如图1所示，提供了包含一台变频器(内置制动单元)的主电路结构示意图，如制动系统可以为变频器再生制动系统。在制动系统中，包括有变频器以及电机，变频器连接在电机Motor与交流AC电之间。变频器由整流单元101、大电容储能单元102、电压采样单元103、制动单元104以及逆变单元105组成，整流单元101、大电容储能单元102、电压采样单元103、制动单元104以及逆变单元105的连接关系如图1所示。现有技术的制动策略是基于进入制动阈值Uon和退出制动阈值Uoff来进行工作的。在直流母线电压检测值Vbus大于Uon时，制动单元进入制动状态。在直流母线电压检测值Vbus小于Uoff时，制动单元退出制动状态。其中，Uon和Uoff通过Umid和Udelta计算获得：Uon＝Umid+Udelta，Uoff＝Umid-Udelta。Udelta优选5V。其中，图1中的MCU用于测量输出制动单元的直流母线电压检测值Vbus和控制制动单元进入或退出制动状态。如图2所示，提供了直流母线电压检测值Vbus与Uon、Uoff关系的线性示意图，并提供了此种情况下，制动单元工作状态的波形图。不难看出，这种制动策略应用单台变频器工作的制动系统时，十分适用。但是，现有技术中多台变频器共直流母线工作的制动系统十分普遍，采用上述的制动策略时，由于电压采样误差的存在，会存在各制动单元制动率严重不均的情况。以下进行具体说明：如图3所示，提供了包含多台变频器(内置制动单元)的主电路结构示意图。系统包括第一变频器、第二变频器、第一电机以及第二电机。第一变频器连接在第一电机Motor1与交流AC之间，第一变频器内置一个制动单元1041，第二变频器连接在第二电机Motor2与交流AC之间，第二变频器内置一个制动单元1042。其中，第一变频器由整流单元1011、大电容储能单元1021、电压采样单元1031、制动单元1041以及逆变单元1051组成。整流单元1011、大电容储能单元1021、电压采样单元1031、制动单元1041以及逆变单元1051的连接关系如图3所示。第二变频器由整流单元1012、大电容储能单元1022、电压采样单元1032、制动单元1042以及逆变单元1052组成。整流单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载均衡方法，其特征在于，用于至少两个制动单元并联在同一直流母线的制动系统，其中，各所述制动单元的进入制动阈值Uon和退出制动阈值Uoff相同；所述方法包括：获取各所述制动单元的直流母线电压检测值Vbus；若所述制动单元的直流母线电压检测值Vbus符合预设的制动进入条件的其中之一，则控制所述制动单元进入制动状态；其中，所述制动进入条件至少包括：所述Vbus位于[Umid，Uon]区间内超过预设时长，其中，所述Umid为所述制动单元的预设制动电压；若所述制动单元的直流母线电压检测值Vbus符合预设的制动退出条件的其中之一，则控制所述制动单元退出制动状态；其中，所述制动退出条件至少包括：所述Vbus位于[Uoff，Umid)区间内超过预设时长。

【技术特征摘要】
1.一种负载均衡方法，其特征在于，用于至少两个制动单元并联在同一直流母线的制动系统，其中，各所述制动单元的进入制动阈值Uon和退出制动阈值Uoff相同；所述方法包括：获取各所述制动单元的直流母线电压检测值Vbus；若所述制动单元的直流母线电压检测值Vbus符合预设的制动进入条件的其中之一，则控制所述制动单元进入制动状态；其中，所述制动进入条件至少包括：所述Vbus位于[Umid，Uon]区间内超过预设时长，其中，所述Umid为所述制动单元的预设制动电压；若所述制动单元的直流母线电压检测值Vbus符合预设的制动退出条件的其中之一，则控制所述制动单元退出制动状态；其中，所述制动退出条件至少包括：所述Vbus位于[Uoff，Umid)区间内超过预设时长。2.根据权利要求1所述的负载均衡方法，其特征在于，所述制动进入条件还包括：所述Vbus位于[Umid，Uon]区间内，且所述Vbus的变化率为负；所述制动退出条件还包括：所述Vbus...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国鹰，吴伟华，
申请(专利权)人：上海奇电电气科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31