变频器、变频器组件及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种变频器，适于通过直流母线与另一变频器连接，变频器包括：正母线接口，适于与另一变频器的正母线接口互相连接；外接泄放电阻接口，适于与另一变频器的外接泄放电阻接口互相连接，以及第一控制逻辑，第一控制逻辑控制变频器和另一变频器之间通过直流母线实现的母线并联的导通或断开。此外，本发明专利技术还提供了一种相应的变频器组件、控制方法以及计算机可读存储介质。

Frequency converter, frequency converter components and their control methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变频器、变频器组件及其控制方法
本专利技术涉及变频器领域，尤其涉及适用共直流母线方案的变频器、变频器组件及其控制方法。
技术介绍
变频器带载电机有两种工作状态：电动状态和发电状态。当电机处于减速或者负载转速高于电机时，电机处于反向发电状态，发的电会返回到变频器的直流母线上面，导致母线电压升高。如果不及时处理，会触发变频器过压保护。传统的做法是把这部分能量用制动电阻消耗掉，但这种方法比较浪费。另一种做法是把很多台变频器直流母线并联起来，把这部分多余的能量分享给其他变频器消耗掉，避免浪费。对于这第二种做法来说，如果是不同功率的变频器进行母线并联，则在正常工作时小功率变频器会额外承担大功率变频器的电流需求，增加小功率变频器整流桥的负载，导致小功率变频器整流桥特别容易损坏。此外，图1示出了一种已知的变频器的主电路框图。该变频器主要包括整流桥1、母线电容2、制动单元3、逆变桥4。其中，制动单元3就是用来泄放由反向发电产生的电能。此外，该变频器也会预留DCP(Direct Current Positive，正直流母线)接口、DCN(Direct Current Negative，负直流母线)接口以及PB(Brake，外接制动电阻)接口，这三个人机界面端口。其中，DCP和DCN为直流母线接口，而PB为外接制动(或泄放)电阻接口。研究发现，小功率变频器和大功率变频器共直流母线电压时，在正常运行时，小功率变频器的整流桥1会额外承担来自大功率变频器的电流，导致小功率整流桥1过载，轻则小功率变频器过热保护，重则直接损坏。但上述的共直流母线方案又是一个非常节能的环保方案。因此，业界亟需有更好的方案来消除上述小功率变频器的整流桥过载的问题，以保证共直流母线方案的安全实施。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术在既有的变频器的基础上通过线路上的调整以及运行方式上的控制技术来实现共直流母线的智能控制，即实现可控的共直流母线连接。因此，本专利技术可以在充分获得共直流母线方案的有效效果的同时避免小功率变频器的整流桥出现过载、过热等问题的发生。此外，本专利技术无需对既有变频器的结构设计进行改动，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方面，提供了一种变频器，适于通过直流母线与另一变频器连接，所述变频器包括：正母线接口，适于与所述另一变频器的正母线接口互相连接；外接泄放电阻接口，适于与所述另一变频器的外接泄放电阻接口互相连接，以及第一控制逻辑，所述第一控制逻辑控制所述变频器和所述另一变频器之间通过所述直流母线实现的母线并联的导通或断开。根据一个实施例，在上述的变频器中，将所述直流母线在所述变频器上电待机时的母线电压作为基准值，当所述母线电压在所述基准值之上增加大于或等于一预设阈值时，所述第一控制逻辑导通所述母线并联，以实现所述变频器和所述另一变频器之间的母线电压共享；反之，所述第一控制逻辑断开所述母线并联。根据一个实施例，在上述的变频器中，所述变频器包括并联在直流母线上的第一母线电容和第一制动单元，其中所述第一制动单元进一步包括第一IGBT及第一二极管，所述第一制动单元的外接泄放电阻接口连接在所述第一二极管的正极和所述第一IGBT的集电极之间，所述第一母线电容的一端和所述第一二极管的负极一起连接于所述变频器的正母线接口，所述第一母线电容的另一端和所述第一IGBT的发射极共同连接于所述变频器的负母线接口。根据一个实施例，在上述的变频器中，当所述变频器在反向发电且所述母线电压在所述基准值之上增加大于或等于一预设阈值时，所述第一控制逻辑打开所述第一IGBT，使得所述变频器的电压通过所述正母线接口进入所述另一变频器并返回到所述变频器的负母线接口，实现所述母线电压共享。根据本专利技术的另一方面，提供了一种变频器组件，包括：第一变频器、第二变频器和直流母线，所述第一变频器和第二变频器的正母线接口互相连接且所述第一变频器和第二变频器的外接泄放电阻接口互相连接，其中所述第一变频器的第一控制逻辑控制所述第一变频器和第二变频器之间通过所述直流母线实现的母线并联的导通或断开。根据一个实施例，在上述的变频器组件中，将所述直流母线在所述第一或第二变频器上电待机时的母线电压作为基准值，当所述母线电压在所述基准值之上增加大于或等于一预设阈值时，所述第一控制逻辑导通所述第一和第二变频器之间的母线并联，以实现所述第一和第二变频器之间的母线电压共享；反之，所述第一控制逻辑断开所述第一和第二变频器之间的母线并联。根据一个实施例，在上述的变频器组件中，所述第一变频器包括并联在直流母线上的第一母线电容和第一制动单元，其中所述第一制动单元进一步包括第一IGBT及第一二极管，所述第一制动单元的外接泄放电阻接口连接在所述第一二极管的正极和所述第一IGBT的集电极之间，所述第一母线电容的一端和所述第一二极管的负极一起连接于所述第一变频器的正母线接口，所述第一母线电容的另一端和所述第一IGBT的发射极共同连接于所述第一变频器的负母线接口，所述第二变频器包括并联在直流母线上的第二母线电容和第二制动单元，其中所述第二制动单元进一步包括第二IGBT及第二二极管，所述第二制动单元的外接泄放电阻接口连接在所述第二二极管的正极和所述第二IGBT的集电极之间，所述第二母线电容的一端和所述第二二极管的负极一起连接于所述第二变频器的正母线接口，所述第二母线电容的另一端和所述第二IGBT的发射极共同连接于所述第二变频器的负母线接口。根据一个实施例，在上述的变频器组件中，当所述第一变频器在反向发电且所述母线电压在所述基准值之上增加大于或等于一预设阈值时，所述第一控制逻辑打开所述第一IGBT，使得所述第一变频器的电压通过所述正母线接口进入所述第二变频器并依此经过第二母线电容、第二IGBT的反并联二极管、外接泄放电阻接口、第一IGBT返回到所述第一变频器的负母线接口，实现所述母线电压共享。根据一个实施例，在上述的变频器组件中，所述第二变频器包括第二控制逻辑，所述第二控制逻辑控制所述第一变频器和第二变频器之间通过所述直流母线实现的母线并联的导通或断开，当所述第二变频器在反向发电且所述母线电压在所述基准值之上增加大于或等于一预设阈值时，所述第二控制逻辑打开所述第二IGBT，使得所述第二变频器的电压通过所述正母线接口进入所述第一变频器并依此经过第一母线电容、第一IGBT的反并联二极管、外接泄放电阻接口、第二IGBT返回到所述第二变频器的负母线接口，实现所述母线电压共享。根据一个实施例，在上述的变频器组件中，所述第一和第二变频器的负母线接口彼此断开。根据一个实施例，在上述的变频器组件中，所述第一变频器的功率大于所述第二变频器的功率。根据本专利技术的又一方面，提供了一种控制方法，适用于由第一变频器、第二变频器和直流母线构成的变频器组件，其中所述第一变频器和第二变频器的正母线接口互相连接且所述第一变频器和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频器(11)，适于通过直流母线(13)与另一变频器(12)连接，其特征在于，所述变频器(11)包括：/n正母线接口(DCP1)，适于与所述另一变频器(12)的正母线接口(DCP2)互相连接；/n外接泄放电阻接口(PB1)，适于与所述另一变频器(12)的外接泄放电阻接口(PB2)互相连接，以及/n第一控制逻辑，所述第一控制逻辑控制所述变频器(11)和所述另一变频器(12)之间通过所述直流母线(13)实现的母线并联的导通或断开。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种变频器(11)，适于通过直流母线(13)与另一变频器(12)连接，其特征在于，所述变频器(11)包括：
正母线接口(DCP1)，适于与所述另一变频器(12)的正母线接口(DCP2)互相连接；
外接泄放电阻接口(PB1)，适于与所述另一变频器(12)的外接泄放电阻接口(PB2)互相连接，以及
第一控制逻辑，所述第一控制逻辑控制所述变频器(11)和所述另一变频器(12)之间通过所述直流母线(13)实现的母线并联的导通或断开。


如权利要求1所述的变频器(11)，其特征在于，将所述直流母线(13)在所述变频器(11)上电待机时的母线电压作为基准值，
当所述母线电压在所述基准值之上增加大于或等于一预设阈值时，所述第一控制逻辑导通所述母线并联，以实现所述变频器(11)和所述另一变频器(12)之间的母线电压共享；反之，所述第一控制逻辑断开所述母线并联。


如权利要求2所述的变频器(11)，其特征在于，
所述变频器(11)包括并联在直流母线上的第一母线电容(21)和第一制动单元(22)，其中所述第一制动单元(22)进一步包括第一IGBT(23)及第一二极管(24)，所述第一制动单元(22)的外接泄放电阻接口(PB1)连接在所述第一二极管(24)的正极和所述第一IGBT(23)的集电极之间，所述第一母线电容(21)的一端和所述第一二极管(24)的负极一起连接于所述变频器(11)的正母线接口(DCP1)，所述第一母线电容(21)的另一端和所述第一IGBT(23)的发射极共同连接于所述变频器(11)的负母线接口(DCN1)。


如权利要求3所述的变频器(11)，其特征在于，当所述变频器(11)在

反向发电且所述母线电压在所述基准值之上增加大于或等于一预设阈值时，所述第一控制逻辑打开所述第一IGBT(23)，使得所述变频器(11)的电压通过所述正母线接口(DCP1)进入所述另一变频器(12)并返回到所述变频器(11)的负母线接口(DCN1)，实现所述母线电压共享。


一种变频器组件，其特征在于，包括：第一变频器(11)、第二变频器(12)和直流母线(13)，所述第一变频器(11)和第二变频器(12)的正母线接口(DCP1，DCP2)互相连接且所述第一变频器(11)和第二变频器(12)的外接泄放电阻接口(PB1，PB2)互相连接，其中所述第一变频器(11)的第一控制逻辑控制所述第一变频器(11)和第二变频器(12)之间通过所述直流母线(13)实现的母线并联的导通或断开。


如权利要求5所述的变频器组件，其特征在于，将所述直流母线(13)在所述第一或第二变频器上电待机时的母线电压作为基准值，
当所述母线电压在所述基准值之上增加大于或等于一预设阈值时，所述第一控制逻辑导通所述第一和第二变频器之间的母线并联，以实现所述第一和第二变频器之间的母线电压共享；反之，所述第一控制逻辑断开所述第一和第二变频器之间的母线并联。


如权利要求6所述的变频器组件，其特征在于，
所述第一变频器(11)包括并联在直流母线上的第一母线电容(21)和第一制动单元(22)，其中所述第一制动单元(22)进一步包括第一IGBT(23)及第一二极管(24)，所述第一制动单元(22)的外接泄放电阻接口(PB1)连接在所述第一二极管(24)的正极和所述第一IGBT(23)的集电极之间，所述第一母线电容(21)的一端和所述第一二极管(24)的负极一起连接于所述第一变频器的正母线接口(DCP1)，所述第一母线电容(21)的另一端和所述第一IGBT(23)的发射极共同连接于所述第一变频器的负母线接口(DCN1)，
所述第二变频器(12)包括并联在直流母线上的第二母线电容(31)和第二制

动单元(32)，其中所述第二制动单元(32)进一步包括第二IGBT(33)及第二二极管(34)，所述第二制动单元(32)的外接泄放电阻接口(PB2)连接在所述第二二极管(34)的正极和所述第二IGBT(33)的集电极之间，所述第二母线电容(31)的一端和所述第二二极管(34)的负极一起连接于所述第二变频器的正母线接口(DCP2)，所述第二母线电容(31)的另一端和所述第二IGBT(33)的发射极共同连接于所述第二变频器的负母线接口(DCN2)。


如权利要求7所述的变频器组件，其特征在于，当所述第一变频器(11)在反向发电且所述母线电压在所述基准值之上增加大于或等于一预设阈值时，所述第一控制逻辑打开所述第一IGBT(23)，使得所述第一变频器的电压通过所述正母线接口(DCP1)进入所述第二变频器(12)并依此经过第二母线电容(31)、第二IGBT(33)的反并联二极管、外接泄放电阻接口(PB2，PB1)、第一IGBT(23)返回到所述第一变频器的负母线接口(DCN1)，实现所述母线电压共享。


如权利要求7所述的变频器组件，其特征在于，所述第...

【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