[发明专利]一种变频器及其限流方法、系统

说明书

技术领域

本发明涉及变频器领域，特别涉及一种变频器及其限流方法、系统。

背景技术

变频器控制模式主要有恒压频比控制、矢量控制模式。恒压频比控制由于其控制算法简单，易于软件实现同时对电机参数依赖小，其应用范围越来越广，特别在对变频器动态性能要求不高场合。

但在某些应用场合，尽管对变频器动态性能要求不高，但变频器负载会无规律突变，从而使其输出电流也产生波动。在负载突变情况下往往造成变频器因输出电流过大造成故障停机，影响生产过程；同时因输出电流过大变频器主开关器件存在损坏风险。对于此类问题，目前变频器恒压频比控制模式主要有两种解决办法，即软件限流与硬件限流。

软件限流控制通过软件设置限流值，一般为变频器额定电流1.6倍，通过采集变频器输出电流，结合当前变频器输出频率，当变频器输出电流超过设定的软件限流值时，控制软件通过比例积分控制器，闭环调节变频器输出电压频率及幅值，抑制变频器输出电流增加。

由于该方法引入闭环控制，其达到稳态需要调节时间，若负载突变时间小于闭环调节时间，该抑制方法将存在失效风险。

硬件限流通过硬件设置限流值，一般为2倍变频器额定电流峰值，当变频器输出电流超过硬件限流值，产生硬件触发信号，该信号一方面封锁变频器驱动脉冲；另一方面进入控制芯片，从源头封锁变频器驱动信号。变频器驱动信号被封锁时，根据变频器采用的主电路拓扑，施加在电机端电压与变频器驱动信号封锁前相比，其电压极性相反，从而抑制输出电流增大。参考图1所示。

表1为一种硬件限流的电机端电压变化表。

表1

虽然，硬件限流解决了软件限流的响应时间慢，可能会抑制失效的问题，但硬件限流前后电机端电压变化量大，如表1所示，前后差值变化量为两倍，造成变频器输出电流变化斜率大，输出电流波形不好，进而影响电机控制性能如电机转速不稳、有噪声等。因此，如何解决这一问题成为现有的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变频器限流方法，解决限流前后电压变化量大，减少对电机的影响，提高电机的控制性能。其具体方案如下：

一种变频器限流方法，包括：

获取电机的三相电流并判断是否出现过载电流；

当出现过载电流时，调整当前PWM载波周期内三相桥式逆变电路中的开关器件状态，以将所述三相桥式逆变电路的上桥臂所有开关器件全部闭合，下桥臂所有开关器件全部断开，或将所述三相桥式逆变电路的下桥臂所有开关器件全部闭合，上桥臂所有开关器件全部断开，且不影响后续PWM载波周期内三相桥式逆变电路中的开关器件正常工作状态。

优选的，当出现过载电流时，所述控制开关器件闭合与断开的具体方式为通过改变当前开关器件的驱动脉冲，且不影响后续正常工作状态下的驱动脉冲。

优选的，所述调整三相桥式逆变电路中的开关器件状态的过程包括：

判断PWM载波处于上升沿或下降沿；

当在所述PWM载波处于上升沿出现过载电流时，控制所述三相桥式逆变电路的上桥臂所有开关器件驱动脉冲全部跳转至高电平，使上桥臂所有开关器件全部闭合，下桥臂所有开关器件驱动脉冲全部跳转至低电平，使下桥臂所有开关器件使全部断开；

当在所述PWM载波处于下降沿出现过载电流时，控制所述三相桥式逆变电路的上桥臂所有开关器件驱动脉冲全部跳转至低电平，使上桥臂所有开关器件全部断开，下桥臂所有开关器件驱动脉冲跳转至高电平，使下桥臂所有开关器件全部闭合。

优选的，所述获取电机的三相电流的过程包括：

检测所述电机的三相电流；

或者，检测所述电机的两相电流，将两相电流相加并取反得到另一相电流。

本发明还公开了一种变频器限流系统，包括：

电流获取模块：获取电机的三相电流；

驱动脉冲调理模块：所述驱动脉冲调理模块包含过流比较单元，所述过流比较单元用于判断所述三相输出电流是否过流，当出现过载电流时，调整当前PWM载波周期内三相桥式逆变电路中的开关器件状态，以将所述三相桥式逆变电路的上桥臂所有开关器件全部闭合，下桥臂所有开关器件全部断开，或将所述三相桥式逆变电路的下桥臂所有开关器件全部闭合，上桥臂所有开关器件全部断开，且不影响后续PWM载波周期内三相桥式逆变电路中的开关器件正常工作状态。

优选的，所述驱动脉冲调理模块包括：

载波检测子模块，用于判断PWM载波处于上升沿或下降沿；