压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法，包括：整流模块，将交流输入电压转化为直流母线电压；逆变模块，将直流母线电压转换为电机驱动电压；电机，受电机驱动电压的驱动运转；控制模块，用于调整整流模块输出的直流母线电压；当电机运行在额定转速以下时，根据交流输入电压输出直流母线电压；当电机运行在额定转速以上时，根据交流输入电压及电机的转速输出直流母线电压。本发明专利技术大大减小了电网的低次谐波，提高了系统效率，变频调速系统处于最高效率的工作模式。

【技术实现步骤摘要】
压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法
本专利技术涉及变频领域，特别是涉及一种压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法。
技术介绍
现有的压缩机变频调速系统中，功率在8kW以上的应用场合，一般采用三相交流电源供电，前级采用不控整流桥做整流，后级采用IPM模块(IntelligentPowerModule，智能功率模块)做三相逆变为电机提供交流输入，如图1所示。此系统的缺点，一是整流桥中二极管属于不控器件，系统工作时会给电网注入大量的低次谐波电流；二是直流母线电压不可控，且随着负载功率的增加，母线电压的波动也会加大。永磁同步电机的调速一般以额定转速为分界点，额定转速以下采用恒磁通变频调速，额定转速以上采用弱磁变频调速。弱磁升速时，由于用于弱磁的励磁电流只做无用功，因此会导致电机的损耗增加，电机的效率就会变低。额定转速以上若想维持磁通不变而能够升高转速，那么电机反电动势必然会增大，此时变频器逆变模块的输出电压也即电机的端电压就必须随之增大。现有技术采用软件过调制的算法，但此方法所能提升的电压幅值有限，电机性能只能略有改善。因此，如何减小电网的低次谐波、提高变频调速系统的效率，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法，用于解决现有技术中电网低次谐波大、系统效率低等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法，所述压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法至少包括：当电机运行在额定转速以下时，根据交流输入电压输出直流母线电压；当所述电机运行在所述额定转速以上时，根据所述交流输入电压及电机转速输出所述直流母线电压。可选地，当所述电机运行在所述额定转速以下时，若实际交流输入电压在额定交流输入电压的第一预设比例范围内波动，则所述直流母线电压设置为高于所述额定交流输入电压峰值的固定值；若所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第二预设比例范围内波动，则所述直流母线电压设置为高于所述实际交流输入电压的峰值，所述直流母线电压随着所述实际交流输入电压的变化而变化；若所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第一预设比例范围及第二预设比例范围之外波动，则关断整流模块中的功率开关管，并输出故障信号；其中，所述第二预设比例范围的最小值大于等于所述第一预设比例范围的最大值。更可选地，当所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第二预设比例范围的第一子区间内波动时，所述直流母线电压设置为高于所述实际交流输入电压的峰值，所述直流母线电压随着所述实际交流输入电压的变化而变化；当所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第二预设比例范围的第二子区间内波动时，关断整流模块中的功率开关管，进入不控整流模式。更可选地，当所述电机运行在所述额定转速以上时，计算所述电机转速与所述直流母线电压的关系曲线；从所述关系曲线上得到所述电机转速对应的所述直流母线电压；若所述直流母线电压低于实际交流输入电压的峰值，则将所述直流母线电压调整为高于实际交流输入电压的峰值。更可选地，计算所述电机转速与所述直流母线电压的关系曲线的方法包括：以电机额定转速及高于所述额定交流输入电压峰值的预设值作为横纵坐标确定所述关系曲线的第一端点；以所述直流母线电压的最大值及所述直流母线电压的最大值对应的电机转速确定所述关系曲线的第二端点；连接所述第一端点及所述第二端点确定所述关系曲线。更可选地，计算所述电机转速与所述直流母线电压的关系曲线的方法还包括：基于实际测试数据增加所述关系曲线的端点，各端点依次连接后确定所述关系曲线。更可选地，当所述直流母线电压达到直流母线电压最大值时，进入弱磁升速模式。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种压缩机变频调速系统，执行上述的压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法，所述压缩机变频调速系统至少包括：整流模块，接收交流输入电压，并将所述交流输入电压转化为直流母线电压；逆变模块，连接所述整流模块的输出端，将所述直流母线电压转换为电机驱动电压；电机，连接于所述逆变模块的输出端，受所述电机驱动电压的驱动运转；控制模块，连接所述电机、所述整流模块及所述逆变模块，用于产生所述整流模块及所述逆变模块的控制信号。可选地，所述整流模块为有源整流模块；或所述整流模块包括无源整流单元及升压单元，所述升压单元连接于所述无源整流单元的输出端。更可选地，所述有源整流模块为VIENNA整流模块。更可选地，所述VIENNA整流模块包括六个二极管、三个电感、六个功率开关管及两组电容；各二极管两两同向串联后并联，第一组串联二极管的连接节点经由第一电感连接所述交流输入电压的第一相，第二组串联二极管的连接节点经由第二电感连接所述交流输入电压的第二相，第三组串联二极管的连接节点经由第三电感连接所述交流输入电压的第三相；两组电容串联后与各组串联二极管并联；各功率开关管两两反向串联后分别连接于各组串联二极管的连接节点与两组电容的连接节点之间。如上所述，本专利技术的压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法，具有以下有益效果：1、本专利技术的压缩机变频调速系统的前级采用有源整流模块，大大减小了电网的低次谐波。2、本专利技术的压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法在额定转速以下时，考虑了电网的影响，通过控制直流母线电压随着电网变化，提高了逆变模块的效率。3、本专利技术的压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法在额定转速以上时，通过控制整流模块升高直流母线电压，使得电机推迟进入弱磁区，提高了电机的效率。4、本专利技术的压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法综合永磁同步电机全速度范围工况及交流输入电压波动，使得变频调速系统处于最高效率的工作模式。附图说明图1显示为现有技术中的压缩机变频调速系统的结构示意图。图2显示为本专利技术的压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法的流程示意图。图3显示为本专利技术的压缩机变频调速系统的结构示意图。元件标号说明1压缩机变频调速系统11整流模块12逆变模块13电机14控制模块具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2～图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法，其特征在于，所述压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法至少包括：/n当电机运行在额定转速以下时，根据交流输入电压输出直流母线电压；/n当所述电机运行在所述额定转速以上时，根据所述交流输入电压及电机转速输出所述直流母线电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法，其特征在于，所述压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法至少包括：
当电机运行在额定转速以下时，根据交流输入电压输出直流母线电压；
当所述电机运行在所述额定转速以上时，根据所述交流输入电压及电机转速输出所述直流母线电压。


2.根据权利要求1所述的压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法，其特征在于：当所述电机运行在所述额定转速以下时，
若实际交流输入电压在额定交流输入电压的第一预设比例范围内波动，则所述直流母线电压设置为高于所述额定交流输入电压峰值的固定值；
若所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第二预设比例范围内波动，则所述直流母线电压设置为高于所述实际交流输入电压的峰值，所述直流母线电压随着所述实际交流输入电压的变化而变化；
若所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第一预设比例范围及第二预设比例范围之外波动，则关断整流模块中的功率开关管，并输出故障信号；
其中，所述第二预设比例范围的最小值大于等于所述第一预设比例范围的最大值。


3.根据权利要求2所述的压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法，其特征在于：当所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第二预设比例范围的第一子区间内波动时，所述直流母线电压设置为高于所述实际交流输入电压的峰值，所述直流母线电压随着所述实际交流输入电压的变化而变化；
当所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第二预设比例范围的第二子区间内波动时，关断整流模块中的功率开关管，进入不控整流模式。


4.根据权利要求1～3任意一项所述的压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法，其特征在于：当所述电机运行在所述额定转速以上时，
计算所述电机转速与所述直流母线电压的关系曲线；
从所述关系曲线上得到所述电机转速对应的所述直流母线电压；
若所述直流母线电压低于实际交流输入电压的峰值，则将所述直流母线电压调整为高于实际交流输入电压的峰值。


5.根据权利要求4所述的压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法，其特征在于：计算所述电机转速与所述直流母线电压的关系曲线的方法包括：
以电机额定转速及高于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲波宇，甘鸿坚，何静飞，安伟国，
申请(专利权)人：浙江鲲悟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33