一种逆变器输出电流的过流保护方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种逆变器输出电流的过流保护方法，包括：基于逆变器的开关管在下一开关周期的开关函数和逆变器的直流侧输入电压确定逆变器在下一开关周期的滤波前输出电压值；基于逆变器的稳态电压幅值和滤波后输出电压在下一开关周期的相位确定下一开关周期的滤波后输出电压值；基于逆变器在下一开关周期的滤波前输出电压值和滤波后输出电压值确定逆变器在下一开关周期的滤波电感压降；以及基于逆变器的滤波前输出电流在下一开关周期的初始电流值和逆变器在下一开关周期的滤波电感压降确定逆变器在下一开关周期的滤波前输出电流值。出电流值。出电流值。

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器输出电流的过流保护方法及其装置


[0001]本专利技术涉及电学领域内的变流模块，尤其涉及逆变器输出电流的过流保护方法及其装置。

技术介绍

[0002]逆变器是把直流电能变成定频定压或调频调压的交流电能的转换器，常将直流电网上的直流电压转换成220V 50Hz的正弦波。采用了较多的功率开关器件以及脉冲调制技术，则当逆变器的负载突然接入或连接的负载过多时，逆变器的输出电流可能会超出逆变器的额定电流，造成功率开关器件的烧毁。
[0003]现有技术中常采用软件或硬件的方法对逆变器的输出电流进行过流保护。软件保护是通过传感器采集逆变器的输出电流，将检测出的输出电流与预设的电流阈值进行比较，当输出电流大于预设的电流阈值时则触发脉冲封锁等保护动作。硬件保护一般是在逆变器模块上集成了过流保护的功能模块，通过检测逆变器模块内的功率开关器件的电压降，当功率开关器件的电压降超出一定的参考值时，则说明功率开关器件内流过的电流已经达到某一电流值，则过流保护的功能模块会报出过流故障信号，同时触发脉冲封锁等功能对逆变器进行保护。
[0004]然而，无论是硬件或软件或该二者结合使用的输出电流的过流保护机制均是在发生过流现象后才进行的保护。而保护的延时很可能造成功率开关器件的烧毁或永久性损坏。
[0005]为解决上述过流保护动作的延时问题，最重要的一环在于预测逆变电路的输出电流，当能够预测出逆变电路的输出电流时则可以提前进行过流保护的动作。本专利技术旨在提出一种逆变器的输出电流的过流保护方法及其装置，最重要的是其中涉及能够预测逆变电路的输出电流的步骤。

技术实现思路

[0006]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种逆变器输出电流的过流保护方法，包括：基于所述逆变器的开关管在下一开关周期的开关函数和所述逆变器的直流侧输入电压确定所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电压值；基于所述逆变器的稳态电压幅值和滤波后输出电压在下一开关周期的相位确定所述逆变器在下一开关周期的滤波后输出电压值；基于所述逆变器在下一开关周期的所述滤波前输出电压值和所述滤波后输出电压值确定所述逆变器在下一开关周期的滤波电感压降；以及基于所述逆变器的滤波前输出电流在下一开关周期的初始电流值和所述逆变器在下一开关周期的所述滤波电感压降确定所述逆变
器在下一开关周期的滤波前输出电流值。
[0008]进一步地，每一开关周期进一步分为多个时段，其中所述确定所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电压值的步骤包括：基于所述逆变器的开关管在下一开关周期的各个时段的开关函数和所述逆变器的直流侧输入电压确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电压值；所述确定所述逆变器在下一开关周期的滤波后输出电压值包括：基于所述逆变器的稳态电压幅值和所述滤波后输出电压在下一开关周期的各个时段的相位确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波后输出电压值；所述确定所述逆变器在下一开关周期的滤波电感压降包括：基于所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电压值和所述滤波后输出电压值确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的滤波电感压降；以及所述确定所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电流值包括：基于所述逆变器的所述滤波前输出电流在下一开关周期的初始电流值和所述逆变器在下一开关周期的各个时段的滤波电感压降确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电流值。
[0009]进一步地，所述过流保护方法还包括：利用锁相环从所采集的下一开关周期的初始滤波后输出电压计算出所述滤波后输出电压的初始相位和角速度；以及基于所述初始相位和所述角速度与偏移时间的乘积确定所述滤波后输出电压在下一开关周期的各个时段的相位。
[0010]进一步地，所述确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电流值包括：基于电感的电压电流关系公式以每一时段作为时间步长通过迭代计算的方式依序确定所述逆变器在下一开关周期的每一时段的所述滤波前输出电流值。
[0011]进一步地，所述过流保护方法还包括：基于用于下一开关周期的SVPWM脉冲的脉冲时间确定下一开关周期的的所述开关函数。
[0012]进一步地，所述过流保护方法还包括：每一开关周期开始时采集所述逆变器的所述滤波前输出电流和所述滤波后输出电压。
[0013]进一步地，所述过流保护方法还包括：响应于所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电流值超过电流阈值，则封锁该开关周期的驱动脉冲。
[0014]进一步地，所述响应于所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电流值超过电流阈值，则封锁该开关周期的驱动脉冲包括：响应于所述逆变器在下一开关周期的任一时段的所述滤波前输出电流值超过所述电流阈值，则封锁该开关周期的驱动脉冲；或者响应于所述逆变器在下一开关周期的任一相的滤波前输出电流值超过所述电流阈值，则封锁该开关周期的驱动脉冲。
[0015]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种逆变器输出电流的过流保护装置，包括：存储器；和与所述存储器耦接的处理器，所述处理器配置为：基于所述逆变器的开关管在下一开关周期的开关函数和所述逆变器的直流侧输入电压确定所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电压值；基于所述逆变器的稳态电压幅值和滤波后输出电压在下一开关周期的相位确定所述逆变器在下一开关周期的滤波后输出电压值；基于所述逆变器在下一开关周期的所述滤波前输出电压值和所述滤波后输出电压值确定所述逆变器在下一开关周期的滤波电感压降；以及基于所述逆变器的滤波前输出电流在下一开关周期的初始电流值和所述逆变器在下一开关周期的所述滤波电感压降确定所述逆变器在下一开关周期的滤波前
输出电流值。
[0016]进一步地，每一开关周期进一步分为多个时段，所述处理器进一步配置为：基于所述逆变器的开关管在下一开关周期的各个时段的开关函数和所述逆变器的直流侧输入电压确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电压值；基于所述逆变器的稳态电压幅值和所述滤波后输出电压在下一开关周期的各个时段的相位确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波后输出电压值；基于所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电压值和所述滤波后输出电压值确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的滤波电感压降；基于所述逆变器的所述滤波前输出电流在下一开关周期的初始电流值和所述逆变器在下一开关周期的各个时段的滤波电感压降确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电流值。
[0017]进一步地，所述处理器还配置为：利用锁相环从所采集的下一开关周期的初始滤波后输出电压计算出所述滤波后输出电压的初始相位和角速度；以及基于所述初始相位和所述角速度与偏移时间的乘积确定所述滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆变器输出电流的过流保护方法，包括：基于所述逆变器的开关管在下一开关周期的开关函数和所述逆变器的直流侧输入电压确定所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电压值；基于所述逆变器的稳态电压幅值和滤波后输出电压在下一开关周期的相位确定所述逆变器在下一开关周期的滤波后输出电压值；基于所述逆变器在下一开关周期的所述滤波前输出电压值和所述滤波后输出电压值确定所述逆变器在下一开关周期的滤波电感压降；以及基于所述逆变器的滤波前输出电流在下一开关周期的初始电流值和所述逆变器在下一开关周期的所述滤波电感压降确定所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电流值。2.如权利要求1所述的过流保护方法，其特征在于，每一开关周期进一步分为多个时段，其中所述确定所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电压值的步骤包括：基于所述逆变器的开关管在下一开关周期的各个时段的开关函数和所述逆变器的直流侧输入电压确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电压值；所述确定所述逆变器在下一开关周期的滤波后输出电压值包括：基于所述逆变器的稳态电压幅值和所述滤波后输出电压在下一开关周期的各个时段的相位确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波后输出电压值；所述确定所述逆变器在下一开关周期的滤波电感压降包括：基于所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电压值和所述滤波后输出电压值确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的滤波电感压降；以及所述确定所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电流值包括：基于所述逆变器的所述滤波前输出电流在下一开关周期的初始电流值和所述逆变器在下一开关周期的各个时段的滤波电感压降确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电流值。3.如权利要求2所述的过流保护方法，其特征在于，还包括：利用锁相环从所采集的下一开关周期的初始滤波后输出电压计算出所述滤波后输出电压的初始相位和角速度；以及基于所述初始相位和所述角速度与偏移时间的乘积确定所述滤波后输出电压在下一开关周期的各个时段的相位。4.如权利要求2所述的过流保护方法，其特征在于，所述确定所述逆变器在下一开关周期的各个时段的所述滤波前输出电流值包括：基于电感的电压电流关系公式以每一时段作为时间步长通过迭代计算的方式依序确定所述逆变器在下一开关周期的每一时段的所述滤波前输出电流值。5.如权利要求1所述的过流保护方法，其特征在于，还包括：基于用于下一开关周期的SVPWM脉冲的脉冲时间确定下一开关周期的的所述开关函数。6.如权利要求1所述的过流保护方法，其特征在于，还包括：每一开关周期开始时采集所述逆变器的所述滤波前输出电流和所述滤波后输出电压。7.如权利要求1所述的过流保护方法，其特征在于，还包括：响应于所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电流值超过电流阈值，则封锁该开关
周期的驱动脉冲。8.如权利要求7所述的过流保护方法，其特征在于，所述响应于所述逆变器在下一开关周期的滤波前输出电流值超过电流阈值，则封锁该开关周期的驱动脉冲包括：响应于所述逆变器在下一开关周期的任一时段的所述滤波前输出电流值超过所述电流阈值，则封锁该开关周期的驱动脉冲；或者响应于所述逆变器在下一开关周期的任一相的滤波前输出电流值超过所述电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：何乔，刘可安，尚敬，徐绍龙，甘韦韦，郭维，曾明高，赵清良，袁芳，贺庚良，彭学标，李昊，李炳璋，丁磊磊，莫劲威，林超勇，杜超，羊利芬，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：