用于识别电网逆变器的滤波电感器的方法技术

本公开涉及一种用于运行逆变器(1)的方法，其中，所述方法具有以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别电网逆变器的滤波电感器的方法


[0001]本公开涉及用于运行逆变器的方法和逆变器。

技术介绍

[0002]为了对由逆变器的开关单元产生的交流电流进行滤波，在交流侧的各个相导体中安装有滤波线圈。对于良好的调节特性有利的是，滤波线圈具有足够的线性特性，这需要足够大小的相对昂贵的滤波线圈。滤波线圈越来越多地在非线性电感的区域中运行，以便能够实现较小的结构形式，或者因为芯材料引起电感的非线性特征。也有针对性地使用非线性，以便通过不同的运行范围更好地满足不同的要求。如果假定的特性或线圈的电感曲线与实际特征不同，那么这会对电流的正弦波形产生有问题的作用。
[0003]由US 2015/0016162 A1已知的是，在调节用于光伏逆变器的脉宽调制时，根据当前的电流强度求取并且在调节中考虑配设给滤波电感器的值。在此，从配设表或近似公式中求取滤波电感器的所配设的值。在这两种情况下，电感曲线均假定为已知。
[0004]在实验室条件下，可以利用目前的现有技术相对简单地求取滤波线圈或电感的电感曲线并且存储所述电感曲线以用于控制或调节。然而，实验室条件通常不同于电感的安装和运行条件。所存储的电感曲线大多涉及多个电感的随机样本的平均值并且不涉及实际安装的电感。一旦电感被安装在设备中，尤其是当设备处于运行中时，求取可用的电感曲线变得非常困难。更困难地，流经设备中的电感的电流可以包括高频失真。
[0005]因此在实践中经常存在的问题是，所存储的针对电感或滤波线圈的电感曲线出于刚刚提到的原因而与实际的电感曲线(也就是说，电感的电感值关于电流强度的实际变化曲线)明显偏差。除此外，由于老化、变化的环境条件和制造公差引起的电感的电感曲线不是统一的或者在时间上是恒定的。尤其当电感在非线性区域中运行时，与所存储的电感曲线的偏差可能达到有问题的程度。最后，之前发生的通过电感造成的一系列电流变化也可以对电感在特定电流的情况下的实际上正好存在的值具有影响。也就是说，在电流值的情况下，对于电感不仅可以存在一个可能的值而且可以存在多个可能的值。其原因在于在电感或滤波电感器的芯材料磁化时存在滞后。

技术实现思路

[0006]本公开涉及可克服现有技术的这些问题和其他问题的方法和装置。
[0007]在第一方面，本公开涉及一种用于运行逆变器的方法，该方法具有以下步骤：
[0008]‑
借助于逆变器的开关单元将交流电压施加到相线上，在所述相线中布置有滤波电感器，
[0009]‑
在多个测量点的区域中求取所述滤波电感器的线圈电流和线圈电压的特征值，其中，至少各两个测量点处于电流纹波的至少一个边沿上，
[0010]‑
由所述特征值对于线圈电流的第一值求取滤波电感器的电感的第一值，
[0011]‑
必要时对于线圈电流的至少一个另外的值求取滤波电感器的电感的至少一个另
外的值，
[0012]‑
在使用所述滤波电感器的电感的所求取的第一值的情况下并且必要时在使用所述滤波电感器的至少一个所求取的另外的值的情况下，求取所述滤波电感器的至少一个与线圈电流相关的电感曲线，
[0013]‑
借助调节单元来调节逆变器的开关单元以用于在相线中产生交流电流，其中，根据所求取的与电流相关的电感曲线，连续使所述调节的至少一个参数与所述电感的当前值适配。
[0014]因此，逆变器的调节总是具有非常精确地对应于滤波电感器的实际电感曲线，由此改善调节质量。
[0015]在该方法的有利的实施方式中，求取滤波电感器的第一值可以包括以下步骤：
[0016]‑
对于线圈电流的第一值求取电流纹波的第一边沿斜率m
x
，
[0017]‑
求取第一边沿斜率的线圈电压的第一值U
x
，
[0018]‑
根据以下公式由所述第一边沿斜率和所述线圈电压的第一值求取所述滤波电感器的第一值L(I
Ly
)
[0019][0020]对电流纹波的边沿斜率的评估允许在确定的电流强度的情况下非常精确地求取滤波电感器的值。在此，电流纹波的边沿斜率相应于电流关于时间di/dt的导数，从而滤波电感器的值直接通过使用电感的公式
[0021]或
[0022][0023]来求取。
[0024]求取边沿斜率通常需要评估处于电流纹波的相同边沿上的至少两个测量点。电流纹波的每个边沿处于开关单元的两个开关点之间，从而在所述调节中已知所述边沿的持续时间。这种了解可以用于确保，为了求取边沿斜率仅使用处于同一电流纹波的唯一边沿上的测量值。同样已知的是，是否刚好存在电流纹波的上升边沿或者下降边沿。当应该利用仅仅两个测量点在一个边沿上执行电感的求取时，那么设置了在第一开关点之后的测量点和在随后的开关点之前的另外的测量点。在此，两个测量点尽可能远地彼此远离。
[0025]为了提高精度或者为了考虑边沿的曲率，在一个边沿上设置多于两个测量点。必要时也可以考虑多于两个测量点以用于求取边沿斜率并且考虑平均值以用于计算滤波电感器。在此，在电流纹波的边沿上形成线圈电流和线圈电压的平均值，由此求取平均线圈电流I
Ly
的相应的电感值。由此例如可以以第一近似考虑波纹电流的边沿的曲率的影响。在强非线性的电感或相应扩展的纹波边沿的情况下，如例如在使用H桥时可能出现的那样，也就是说在边沿的开端处的边沿斜率与边沿的端部处的边沿斜度不同。通过使用平均值，可以实现改善的调节质量。如果在调节过程中出现电流纹波的边沿，该边沿对于边沿斜率的测量来说太短(也就是说，尤其是仅有唯一的测量点处于其中)，则在评估时不考虑这些边沿。
[0026]滤波线圈的特征或电感曲线可以利用特征值来检测。特征值基本由线圈电流和线
圈电压的相关性及其变化率得出。作为在这种情况下的示例，电流纹波的边沿的斜率被称为特征值。代替电流，也可以将磁通量用于特征值的表达。同样可以通过合适地检测这些相关性和其时间上的关联作为特征值来求取或描绘滤波线圈的特征的变化或电感曲线的变化，所述变化例如根据其温度、交流电流的幅度、开关频率或所使用的开关单元/拓扑结构出现。
[0027]在任何情况下，特征值包括这样的值，由所述值能够求取线圈的电感的至少一个值。多个与线圈电流和线圈电压相关的电感值被考虑用于求取至少一个电感曲线。
[0028]以有利的方式，可以通过以采样频率进行测量来求取线圈电流，所述采样频率至少等于通过开关单元实施的脉宽调制的时钟频率的两倍并且优选是多倍。这种“过采样”允许非常精确地评估电流纹波的变化曲线。电流纹波例如通过用于脉宽调制的开关过程产生。该方法可以利用不同类型的脉宽调制来实施，例如基于固定的频率或可变的频率。
[0029]有利地，可以通过形成在至少两个采样步骤之间的电流差并且在考虑采样频率的情况下求取边沿斜率。因此，边沿斜率的值能够以简单的方式良好近似地被求取为彼此相继的两个电流测量的测量值的差除以测量间隔的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于运行逆变器(1)的方法，其中，所述方法具有以下步骤：
‑
借助于逆变器(1)的开关单元(4)将交流电压施加到相线(3)上，在所述相线中布置有滤波电感器(2)，
‑
在多个测量点的区域中求取针对滤波电感器(2)的线圈电流(i
L
)和线圈电压(u
L
)的特征值，其中，至少各两个测量点处于电流纹波的至少一个边沿上，
‑
由所述特征值对于所述线圈电流(I
Ly
)的第一值求取所述滤波电感器(2)的电感的第一值(L(I
Ly
))，其特征在于，所述方法还具有以下步骤：
‑
对于所述线圈电流的至少一个另外的值求取所述滤波电感器(2)的电感的至少一个另外的值，
‑
在使用所述滤波电感器的电感的所求取的第一值(L(I
Ly
))的情况下和在使用所述滤波电感器的电感的所求取的所述至少一个另外的值的情况下，求取所述滤波电感器(2)的至少一个与所述线圈电流相关的电感曲线(6)，
‑
借助调节单元(5)来调节逆变器(1)的开关单元(4)以用于在相线(3)中产生交流电流，其中，根据所求取的与电流相关的电感曲线(6)，使所述调节的至少一个参数与所述电感的当前值连续地适配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述滤波电感器的第一值的求取包括以下步骤：
‑
对于所述线圈电流I
Ly
的第一值求取电流纹波的第一边沿斜率(m
x
)，
‑
在所述第一边沿斜率处求取线圈电压的第一值(U
x
)，
‑
根据以下公式，由第一边沿斜率(m
x
)和线圈电压(U
x
)的第一值求取滤波电感器(2)的第一值(L(I
Ly
))3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过以采样频率进行测量来求取所述线圈电流，所述采样频率至少等于通过所述开关单元(4)实施的脉宽调制的时钟频率的两倍并且优选多倍。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过形成在至少两个采样步骤之间的电流差并且在考虑所述采样频率的情况下求取所述边沿斜率。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在求取所述电感曲线(6)之后求取所述电感曲线的斜率和/或曲率。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在借助调节单元(5)调节所述逆变器(1)的开关单元(4)以用于在相线(3)中产生交流电流时，所述调节的至少一个参数与所述电感曲线(6)的斜率和/或曲率的当前值连续地适配。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，求取在另外的相线中的另外的滤波电感器的至少一个另外的电感曲线，并且在所述调节时考虑所述至少一个另...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：弗罗纽斯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：