專利名稱：Vdc電壓自動調整方法及利用該方法的變頻器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電壓控制方法和裝置，特別是涉及一種用于變頻器直流輸出端的電壓控制方法和相應的變頻器。
背景技術：
變頻器拖動電動機運行時，常常因為負載變動和傳動系統的傳動關系引起PN (直流端)電壓泵升，引起變頻器直流過載，出現OE故障報警。這是由于當所帶電動機減速制動時，電動機進入發電制動狀態，其能量通過逆變電路中的反 饋二極管流入整流回路輸出的直流中間回路，使直流電壓升高產生過電壓(泵升電壓)，嚴重時會導致器件擊穿。為了限制泵升電壓，通常的解決方法是在直流側增加制動單元和制動電阻，組成泵升電壓限制電路。但是在直進式拉絲機上，當工作過程中出現斷絲時，本機電機負載突然丟失，變頻器會被前級電機拖動而產生巨大的泵升電壓，因此需要配置高標準的制動單元和制動電阻。在原木機械和油田磕頭機等負載大幅度變動的場合，重載轉速下降，撤載之后轉速上升，電機轉差變化較大，導致變頻器PN電壓泵升，從前的解決方案也是加制動單元和制動電阻，且制動單元和制動電阻都需要加大一檔使用。但是以上解決方法都會增加系統的成本，且引起維護工作量的增大。同時，由于變化頻繁，也會造成制動單元老化，易出現過流損壞，而且制動單元由導通轉為關斷的時刻，會產生一個瞬間反電勢，其值為泵升電壓正常值的幾倍，容易使制動單元過壓損壞，造成系統跳閘。
發明內容
本發明的目的是提供一種對變頻器中VDC (輸出端直流電壓)自動調整的控制方法，解決由于驅動電機負載頻繁大幅度變化造成泵升電壓過高，系統跳閘的技術問題。本發明的另一個目的是提供一種利用上述方法實現的變頻器，解決由于配置大量制動單元和制動電阻，造成變頻器制造成本和維護成本較高，系統可靠性降低的技術問題。本發明的對變頻器輸出端直流電壓自動調整的控制方法，其中包括以下步驟采集變頻器輸出端直流母線的電壓變化信號；經信號采集器限幅、濾波后的電壓變化信號送入PID控制器與系統設定的變頻器電壓信號進行比較，形成對應的頻率修正信號；將頻率修正信號送至頻率合成器，與系統設定的變頻器輸入頻率信號合成為新的修正頻率輸入信號；修正頻率輸入信號控制變頻器中脈沖寬度調制的工作頻率，進而控制變頻器直流輸出端的電壓幅值。權利上述的變頻器輸出端直流電壓自動調整的控制方法形成的變頻器，包括變頻器，用于采用脈沖寬度調制將交流電源轉變為直流電源輸出，驅動電機，其特征在于還包括信號采集器、PID控制器和頻率合成器，
信號采集器，用于采集變頻器直流輸出端直流電源母線的電壓變化信號并完成限幅、濾波后傳送至PID控制器；PID控制器，用于對變頻器直流輸出端電壓信號與系統設定的變頻器輸入電壓信號進行比較，生成對應的頻率修正信號，傳送至頻率合成器；頻率合成器，用于將頻率修正信號與系統設定的變頻器輸入頻率信號合成變頻器修正輸入頻率信號，改變變頻器的輸入頻率。本發明無跳閘運行VDC電壓自動調整控制方法，利用PID控制器實現對采集信號的測量、比較和轉換，使得變頻器可以根據直流端的泵升電壓變化，調節直流輸出電壓，避免出現過流、過壓，系統跳閘。本發明的變頻器可以使變頻器省略制動單元和和制動電阻，減少了設備成本，降低了維護工作量。 下面結合附圖對本發明的具體實施例作進一步說明。
圖I為本發明VDC電壓自動調整控制方法的控制信號流向示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，本實施例的變頻器輸出端的直流電壓自動調整控制方法，首先通過信號采集器03采集變頻器01直流輸出端的實時電壓信號Vdc，并將電壓信號Vdc限幅、濾波后發送到PID控制器04與系統設定的變頻器電壓信號Vsys進行比較，比較產生的差值經PID控制器04轉換為相應的頻率修正信號H)傳送至頻率合成器05，頻率合成器05將頻率修正信號H)與系統設定的變頻器輸入頻率信號Fsys合成為新的變頻器修正頻率輸入信號Fl，控制變頻器中PWM發生器的工作頻率，進而控制變頻器直流輸出端的電壓幅值。在實際應用中，當與變頻器連接的驅動電機負載出現大幅度減小時，必然會使變頻器直流輸出端的泵升電壓快速升高，通過信號采集器03可以實時采集到變化的實時電壓信號Vdc，PID控制器04根據實時電壓信號Vdc與系統設定的變頻器電壓信號Vsys的比值轉換輸出相應的頻率修正信號H)，頻率合成器05將頻率修正信號H)與系統設定的變頻器輸入頻率信號Fsys合成為新的變頻器修正輸入頻率信號Fl，動態調整PWM發生器的工作頻率，使變頻器直流輸出端的電壓上升至安全電壓后基本維持恒定，不會出現直流過壓造成系統跳閘。利用本實施例的變頻器直流端電壓自動調整控制方法形成的變頻器包括變頻器01，用于采用PWM (脈沖寬度調制)技術將交流電源轉變為直流電源輸出，驅動電機；信號采集器03，用于采集變頻器01直流輸出端直流電源母線的電壓變化信號并完成限幅、濾波后傳送至PID控制器04 ；PID控制器04，用于對變頻器01直流輸出端電壓信號與系統設定的變頻器輸入電壓信號進行比較，生成對應的頻率修正信號，傳送至頻率合成器05 ；頻率合成器05，用于將頻率修正信號與系統設定的變頻器輸入頻率信號合成變頻器修正輸入頻率信號，改變變頻器的輸入頻率。
本實施例的變頻器可以省略直流輸出端的制動單元和制動電阻，降低制造成本，提高變頻器直流輸出端對被驅動電機負載變化的容忍度。以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范 圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種對變頻器輸出端直流電壓自動調整的控制方法，其特征在于，包括以下步驟 通過信號采集器(03)采集變頻器輸出端直流母線的電壓變化信號； 經信號采集器(03)限幅、濾波后的電壓變化信號送入PID控制器(04)與系統設定的變頻器電壓信號(Vsys)進行比較，形成對應的頻率修正信號； 將頻率修正信號送至頻率合成器(05)，與系統設定的變頻器輸入頻率信號合成為新的修正頻率輸入信號； 修正頻率輸入信號控制變頻器(01)中脈沖寬度調制的工作頻率，進而控制變頻器直流輸出端的電壓幅值。
2.根據權利要求I所述的變頻器輸出端直流電壓自動調整的控制方法形成的變頻器，包括變頻器(01)，用于采用脈沖寬度調制將交流電源轉變為直流電源輸出，驅動電機(02)，其特征在于還包括信號采集器(03)、PID控制器(04)和頻率合成器(05)， 信號采集器(03)，用于采集變頻器(01)直流輸出端直流電源母線的電壓變化信號并完成限幅、濾波后傳送至PID控制器(04)； PID控制器(04)，用于對變頻器(01)直流輸出端電壓信號與系統設定的變頻器輸入電壓信號進行比較，生成對應的頻率修正信號，傳送至頻率合成器(05)； 頻率合成器(05)，用于將頻率修正信號與系統設定的變頻器輸入頻率信號合成變頻器修正輸入頻率信號，改變變頻器(01)的輸入頻率。
全文摘要
一種對變頻器輸出端直流電壓自動調整的控制方法，其中包括以下步驟采集變頻器輸出端直流母線的電壓變化信號；經信號采集器限幅、濾波后的電壓變化信號送入PID控制器與系統設定的變頻器電壓信號進行比較，形成對應的頻率修正信號；將頻率修正信號送至頻率合成器，與系統設定的變頻器輸入頻率信號合成為新的修正頻率輸入信號；修正頻率輸入信號控制變頻器中脈沖寬度調制的工作頻率，進而控制變頻器直流輸出端的電壓幅值。本發明使得變頻器可以根據直流端的泵升電壓變化，調節直流輸出電壓，避免出現過流、過壓，系統跳閘。還包括一種利用上述方法的變頻器。
文檔編號H02P27/04GK102820848SQ20121029084
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者林海光, 張燕燕, 張祥, 楊高孟 申請人:歐瑞傳動電氣有限公司