用于控制逆變器的設備和方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及用于控制逆變器的設備和方法。尤其是，本公開涉及用于控制使用支 路分流電阻器來測量各相電流的逆變器的設備和方法。
【背景技術】
[0002] 通常，逆變器是將直流（DC)電力地轉(zhuǎn)換成交流（AC)的裝置。逆變器通過接收來 自商業(yè)供電的電力、并且通過在逆變器中改變供給至電動機的電壓和頻率來控制電動機的 速度。
[0003] 圖1是常規(guī)逆變器系統(tǒng)的框圖。
[0004] 如圖所示，逆變器1憑借以下手段驅(qū)動電動機2 :整流單元10將輸入的3相電力 轉(zhuǎn)換成DC電力，并且直流環(huán)節(jié)電容器20蓄積DC電力，隨后逆變器單元30將蓄積的DC電 力再次轉(zhuǎn)換成AC電力并改變電壓和頻率。因此，逆變器也被稱作可變電壓可變頻率（VVVF) 系統(tǒng)。
[0005] 近來，為獲得成本競爭性，在小型逆變器中普遍使用了利用分流電阻器的電流檢 測方法。根據(jù)分流電阻器的位置，利用分流電阻器的電流檢測方法可分類為：直流環(huán)節(jié)分流 電阻器電流檢測方法、輸出相位分流電阻器電流檢測方法、以及支路分流電阻器電流檢測 方法。
[0006] 圖2是示出支路分流電阻器電流檢測方法的框圖。
[0007] 如圖所示，支路分流電阻器電流檢測方法是分流電阻器被布置在逆變器單元30 中下部絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)的發(fā)射極端子處以檢測電流的方法，其具有以低成本 實現(xiàn)電路且還能檢測瞬時電流的優(yōu)點。
[0008] 然而，使用支路分流電阻器的方法也具有電流檢測區(qū)域受限于IGBT的脈寬調(diào)制 (PWM)開關狀態(tài)的問題。
[0009] 圖3是示出支路分流型逆變器的電流檢測受限區(qū)域的示范圖。圖4是示出支路分 流型逆變器中的相電流檢測區(qū)間的示范圖。
[0010] 空間矢量PWM(SVPWM)由六個非零矢量和兩個零矢量構(gòu)成。PWM控制單元將逆變器 的3相輸出電流變換成d軸與q軸之間的二維平面上的低電壓基準矢量V*。V*由兩個臨 近的非零矢量和一個零矢量的組合構(gòu)成。
[0011] 如圖4所示，在扇區(qū)1中（參照圖3)，在第一 PWM半周期期間，開關矢量為按照零 矢量V0(0,0,0)、非零矢量1V1 (1，0,0)、非零矢量2V2(1，1，0)、以及零矢量V7(l，1，1)的順 序，隨后，在最后的PWM半周期期間，以相反的次序?qū)嵤╅_關矢量（這被稱作"對稱SVPWM")。
[0012] 在如圖2所示的結(jié)構(gòu)中，當為流至分流電阻器23的電流而使各相位的下部IGBT 導通時，可由支路分流型逆變器實施對各相位的電流檢測。此外，如圖4所示，在逆變器的 3相并聯(lián)的條件下下部IGBT中的至少兩個導通的區(qū)間中，可實施逆變器3相的電流檢測。
[0013] 當兩個IGBT導通以使得可實施2相的電流檢測時，其余一相電流可通過對 ius+ivs+iws = 0的關系式進行計算而被間接檢測到。如下面的表1所示，可依照圖3中分 類的扇區(qū)而具有不同的結(jié)果。
[0014] ^1
【主權項】
1. 一種用于控制逆變器的設備，該設備包括： 第一判定單元，其配置為通過從布置在逆變器的逆變器單元中下部開關元件的發(fā)射極 端子處的支路分流電阻器接收2相電流來判定3相電流； 檢測單元，其配置為判定所述3相電流中是否存在異常；以及 校正單元，其配置為當檢測單元判定產(chǎn)生了所述異常時，對所述3相電流中的所述異 常進行校正。
2. 如權利要求1所述的設備，進一步包括： 轉(zhuǎn)換單元，其配置為將來自第一判定單元的相電流轉(zhuǎn)換成在靜止基準坐標系處的定子 電流。
3. 如權利要求1所述的設備，其中所述檢測單元包括： 基準值產(chǎn)生單元，其配置為基于定子電壓與跨越定子阻抗的電壓降之間的第一差值來 設定基準值以檢測是否產(chǎn)生了所述異常； 邊界值設定單元，其配置為產(chǎn)生用于對所述異常進行判定的邊界值；以及 第二判定單元，其配置為當所述基準值與所述第一差值之間的第二差值的絕對值大于 所述邊界值時判定電流中存在所述異常。
4. 如權利要求3所述的設備，其中所述基準值包括所述定子電壓與跨越所述定子阻抗 的所述電壓降之間的經(jīng)低通濾波的第一差值。
5. 如權利要求3所述的設備，其中所述邊界值是所述第一差值的最大值與其最小值之 間的第三差值乘以預定常數(shù)得到的值。
6. 如權利要求2所述的設備，其中所述校正單元使用以下等式對所述定子電流中的異 常進行校正：
其中是在靜止基準坐標系處的定子電壓；RS是定子阻抗；以及i SJffls是在靜止基準 坐標系具有異常的定子電流。
7. 如權利要求1所述的設備，進一步包括： 估測單元，其配置為通過接收來自校正單元的經(jīng)校正的電流來重新估測電動機的轉(zhuǎn)子 磁通。
8. 如權利要求7所述的設備，進一步包括： 控制單元，其配置為基于重新估測的轉(zhuǎn)子磁通，通過對同步基準坐標系的定子d軸和q 軸電流控制指令進行更新，來控制所述逆變器單元。
9. 一種用于控制逆變器的方法，該方法包括： 使用從支路分流電阻器檢測到的2相電流，來判定從逆變器輸出的3相電流； 基于定子電壓與跨越定子阻抗的電壓降之間的第一差值來設定基準值以檢測是否產(chǎn) 生了異常； 設定用于對所述異常進行判定的邊界值； 當所述基準值與所述第一差值之間的第二差值的絕對值大于所述邊界值時判定電流 中存在異常；以及 當判定產(chǎn)生了異常時對電流中的所述異常進行校正。
10. 如權利要求9所述的方法，進一步包括： 通過接收經(jīng)校正的電流來重新估測電動機的轉(zhuǎn)子磁通。
11. 如權利要求10所述的方法，進一步包括： 基于重新估測的轉(zhuǎn)子磁通，通過對同步基準坐標系的定子d軸和q軸電流控制指令進 行更新，來控制所述逆變器的逆變器單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于控制逆變器的設備和方法。該設備通過從布置在逆變器的逆變器單元中下部開關元件的發(fā)射極端子處的支路分流電阻器接收2相電流來判定3相電流，并判定所述3相電流中是否產(chǎn)生了異常，以對所述電流中的所述異常進行校正。
【IPC分類】H02M5-458, H02P27-08, H02P21-14
【公開號】CN104682721
【申請?zhí)枴緾N201410720583
【發(fā)明人】鄭裕錫, 李在紋
【申請人】Ls產(chǎn)電株式會社
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月1日
【公告號】EP2879289A2, EP2879289A3, US20150155773