驱动控制装置、变频器及驱动控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种驱动控制装置，适于调节变频器，驱动控制装置包括：相位检测单元，用于检测电网的相位并产生相位信号；以及，调制单元，根据所述相位信号调节所述变频器的输出交流电压的相位，以与所述电网的相位同步。本发明专利技术显著提高了变频器的系统稳定性。

Drive control device, frequency converter and drive control method

【技术实现步骤摘要】
驱动控制装置、变频器及驱动控制方法
本专利技术涉及适用于控制领域，尤其涉及变频器的控制。
技术介绍
目前，对于多台高压电机并联工作且无需全部同时调速的应用场合，可利用单台高压变频器，控制多台电机的顺序软启动，并对其中一台高压电机进行调速以达到节能的目的。电机软启动完成后需要进行变频运行到工频运行的切换，将电机接入电网。变频运行切换至工频运行时，经常发生冲击电流，过大的冲击电流甚至会导致故障的发生。因此，如何降低切换过程中的电流冲击、提升变频器系统稳定性和工作寿命是业界的一项技术难题。
技术实现思路
本专利技术的实施例旨在降低切换过程中的电流冲击、提升变频器系统稳定性和工作寿命。根据本专利技术的一个方面，提供了一种驱动控制装置，适于调节变频器，所述驱动控制装置包括：相位检测单元，用于检测电网的相位并产生相位信号；以及，调制单元，根据所述相位信号调节所述变频器的输出交流电压的相位，以与所述电网的相位同步，避免切换时变频与工频的相位不同产生冲击电流。根据本专利技术的一个实施例，所述变频器的输出端与电机连接，所述驱动控制装置进一步包括：惯量检测单元，检测所述电机的负载惯量特性并获取负载惯量参数；以及，补偿单元，根据所述负载惯量参数计算补偿速度，对所述电机进行转速控制，以使所述电机从变频切换至工频时的运行速度与电网同步转速一致。在切换前，通过对电机进行提速控制来补偿切换时电机的速度损失，进而在切换时保持电机实际速度跟电网同步转速一致，避免冲击电流的产生。根据本专利技术的一个实施例，所述补偿单元进一步包括：切换时间检测单元，用于检测所述电机从变频切换至工频的切换时间，所述补偿单元根据所述切换时间计算所述补偿速度。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种变频器，其输出端与电机连接，所述变频器包括：如上述任一项所述的驱动控制装置。本专利技术无需对既有变频器结构设计进行较大改动，是一种成本较低的改进方案，且具有较好的适用前景。根据本专利技术的一个实施例，所述驱动控制装置设置于所述变频器内部，所述调制单元为所述变频器的SPWM调制单元。SPWM调制单元可以独立进行脉冲宽度调制，具有电路简单、性能价格比高、可靠性好等优点。根据本专利技术的一个实施例，所述变频器包括三相逆变桥，所述三相逆变桥包括六个IGBT，其特征在于，所述调制单元进一步包括：驱动电路，所述驱动电路包括六个输出端，与所述三相逆变桥的六个IGBT的驱动端对应连接，以控制所述IGBT的通断。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种驱动控制方法，包括以下步骤：S1：检测电网的相位并产生相位信号；以及，S2：根据所述相位信号调节变频器的输出交流电压的相位，以与所述电网的相位同步。根据本专利技术的一个实施例，所述驱动控制方法用于将电机的输入从变频方式切换至工频方式，所述驱动控制方法进一步包括：S3：检测所述电机的负载惯量特性并获取负载惯量参数；以及，S4：根据所述负载惯量参数计算补偿速度，对所述电机进行转速控制，以使所述电机从变频切换至工频后的运行速度与电网同步转速一致。根据本专利技术的一个实施例，步骤S4进一步包括：检测所述电机从变频切换至工频的切换时间，根据所述切换时间计算所述补偿速度。根据本专利技术的一个实施例，将所述电机从变频切换至工频的切换时间设置为一预设时间。应当理解，本专利技术以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本专利技术提供进一步的解释。附图说明包括附图是为提供对本专利技术进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本专利技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：图1是根据本专利技术的一个实施例的驱动控制装置示意图。图2是切换过程中电机转速随时间变化的示意图。附图标记说明：1电网2变频器3电机10相位检测单元20调制单元30惯量检测单元40补偿单元22驱动电路42切换时间检测单元具体实施方式现在将详细参考附图描述本专利技术的实施例。现在将详细参考本专利技术的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本专利技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本专利技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本专利技术。参考图1和图2来更详细地讨论本专利技术的基本原理和优选实施例。以图1为例，系统中包括了电网1、变频器2、电机3以及两个切换接触器KM1，KM2。电网1通过切换接触器KM1与电机3连接，变频器2的输出端通过切换接触器KM2与电机3连接。在变频运行方式下，KM1断开且KM2吸合，此时由变频器带动电机运行，当变频器2驱动电机3到达工频频率运行时，通过断开KM2且吸合KM1，将电机3切换到工频运行，也就是说，在工频运行状态下，电网1直接为电机3供电。在上述切换时会产生冲击电流。针对上述电流冲击及其可能带来的问题，本专利技术提出了一种适于调节变频器2的驱动控制装置。该驱动控制装置主要包括相位检测单元10和调制单元20，相位检测单元10用于检测电网1的相位并产生相位信号，调制单元20根据该相位信号调节变频器2的输出交流电压的相位，以使变频器2的输出与电网1的相位同步。这样，可以使变频器2的输出与电网1相同相位的交流电压,抑制切换时变频与工频的相位不同产生冲击电流。电网1可以是例如三相交流电，调制单元20能够控制变频器2输出与电网1的频率和相位相同的三相交流电，可以有效抑制切换时的冲击电流。作为一个示例，相位检测单元10可以设置于变频器2内部，调制单元20可以是例如变频器2的SPWM调制单元。SPWM脉宽调制技术是在PWM(PulseWidthModulation)的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。SPWM调制单元内置有波形ROM及相应的控制逻辑，设置完成后可以独立产生三相PWM波形，当输出频率或幅值等需要改变时，可以对SPWM调制单元的参数和控制逻辑进行设置。SPWM调制单元通过预设的控制逻辑控制开关元件的通断，来获得一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形，用以近似正弦电压波形。变频器2包括三相逆变桥，三相逆变桥包括六个IGBT，SPWM调制单元中包括驱动电路22，驱动电路22包括六个输出端，与三相逆变桥的六个IGBT的驱动端对应连接，以控制IGBT的通断。由于SPWM调制单元可以根据相位检测单元10的相位信号调节输出波形的相位角，从而保证变频器2的输出的三相交流电的相位与电网1保持一致。驱动控制装置具有电路简单、性能价格比高、可靠性好等优点。本专利技术无需对既有变频器2的结构设计进行较大改动，是一种成本较低的改进方案，且具有较好的适用前景。图2是切换过程中电机转速随时间变化的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动控制装置，适于调节变频器(2)，其特征在于，所述驱动控制装置包括：/n相位检测单元(10)，用于检测电网(1)的相位并产生相位信号；以及，/n调制单元(20)，根据所述相位信号调节所述变频器(2)的输出交流电压的相位，以与所述电网(1)的相位同步。/n

【技术特征摘要】
1.一种驱动控制装置，适于调节变频器(2)，其特征在于，所述驱动控制装置包括：
相位检测单元(10)，用于检测电网(1)的相位并产生相位信号；以及，
调制单元(20)，根据所述相位信号调节所述变频器(2)的输出交流电压的相位，以与所述电网(1)的相位同步。


2.如权利要求1所述的驱动控制装置，其特征在于，所述变频器(2)的输出端与电机(3)连接，所述驱动控制装置进一步包括：
惯量检测单元(30)，检测所述电机(3)的负载惯量特性并获取负载惯量参数；以及，
补偿单元(40)，根据所述负载惯量参数计算补偿速度，对所述电机(3)进行转速控制，以使所述电机(3)从变频切换至工频时的运行速度与电网同步转速一致。


3.如权利要求2所述的驱动控制装置，其特征在于，所述补偿单元(40)进一步包括：
切换时间检测单元(42)，用于检测所述电机(3)从变频切换至工频的切换时间，所述补偿单元(40)根据所述切换时间计算所述补偿速度。


4.变频器(2)，其输出端与电机(3)连接，其特征在于，所述变频器(2)包括：
如权利要求1至3中任一项所述的驱动控制装置。


5.如权利要求4所述的变频器(2)，其特征在于，所述驱动控制装置设置于所述变频器(2)内部，所述调制单元(20)为所述变频器(2)的SPWM调制单元。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亚军，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE