專利名稱：基于直流母線電壓的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種變頻器功率單元的輸入缺相檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
在通用變頻器中主要采用交直交電壓源型的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，整流部分采用電容濾波的三相不可控整流電路，在不發(fā)生輸入缺相的正常情況下工作時(shí)，直流母線電壓瞬時(shí)值 Upn在一個(gè)工頻周期中將有六個(gè)脈動(dòng)波頭；如果在三相交流電源供電系統(tǒng)中其中一相由于熔斷器或是空氣開關(guān)故障而斷開時(shí)，一個(gè)工頻周期中只有兩個(gè)電壓脈動(dòng)波頭，此時(shí)變頻器仍運(yùn)行則電容C將被反復(fù)大范圍的充電，它必然導(dǎo)致電容器的損壞，從而造成整臺(tái)變頻器的損壞，這種情況是不允許的。此外，如果負(fù)載較輕，雖然不會(huì)造成電容的損壞，但直流母線電壓的脈動(dòng)系數(shù)增大，對(duì)于通常采用恒電壓控制功能的變頻器，將導(dǎo)致開關(guān)占空比和負(fù)載電流的振蕩，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的運(yùn)行性能。目前變頻器中輸入缺相檢測(cè)主要通過(guò)硬件電路的方法實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度和成本增加，此外，對(duì)于輸入缺相發(fā)生時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響不能給出具體的量化指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于直流母線電壓的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，能夠在輸入缺相發(fā)生時(shí)得到其影響系統(tǒng)運(yùn)行的具體量化指標(biāo)，并根據(jù)設(shè)定的指標(biāo)確定輸入缺相發(fā)生時(shí)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為基于直流母線電壓的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，其特征在于它依次包括以下步驟步驟1，對(duì)直流母線電壓瞬時(shí)值Upn降壓和限幅處理后進(jìn)行采樣得到采樣值Udc ad ；步驟2，采樣值UDe AD反應(yīng)到DSP中得到電壓在DSP中的變量UDe DSP ；步驟3，對(duì)采樣值Ui^ad的高頻諧波分量和高頻干擾信號(hào)進(jìn)行濾波，得到采樣濾波值；濾波的通帶截止頻率和阻帶下限截止頻率依據(jù)要獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定；步驟4，在一個(gè)工頻周期內(nèi)，根據(jù)采樣濾波值反推得到直流母線電壓濾波值UPNS， 對(duì)直流母線電壓濾波值Uffli^+算其脈動(dòng)幅度和脈動(dòng)系數(shù)，當(dāng)脈動(dòng)幅度和脈動(dòng)系數(shù)達(dá)到或超過(guò)設(shè)定的閥值時(shí)則認(rèn)為發(fā)生了輸入缺相故障。按上述方案，所述的步驟1具體為在直流母線取直流母線電壓瞬時(shí)值Upn經(jīng)直流母線電壓檢測(cè)電路降壓處理得到UD。，用于把高電壓等級(jí)的直流母線電壓轉(zhuǎn)換為低壓信號(hào)， Udc經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路后送DSP的AD 口采樣得到采樣值UDC—AD。按上述方案，所述的步驟1的采樣頻率為1000-2000HZ。按上述方案，所述的步驟4采樣濾波值反推得到直流母線電壓濾波值Upns具體為 Udc dsp已知，通過(guò)Udc dsp由DSP的AD轉(zhuǎn)化公式轉(zhuǎn)換得到Udc ad,再通過(guò)調(diào)理電路的轉(zhuǎn)換關(guān)系得到Udc,由‘根據(jù)直流母線電壓檢測(cè)電路降壓處理的降壓比例得到直流母線電壓瞬時(shí)值 Upn ；Udc ad與Upn的比例關(guān)系即為采樣濾波值與直流母線電壓濾波值的比例關(guān)系。
按上述方案，所述的步驟3通過(guò)濾波器的傳遞函數(shù)得到直流母線電壓濾波值。按上述方案，所述的步驟4在一個(gè)工頻周期內(nèi)，計(jì)算直流母線電壓濾波值的最大
值UpNSmax、最小值UPNSmin*平均值UPNiSavg，可得到低頻紋波信號(hào)的脈動(dòng)幅度
權(quán)利要求
1.基于直流母線電壓的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，其特征在于它依次包括以下步驟步驟1，對(duì)直流母線電壓瞬時(shí)值Upn降壓和限幅處理后進(jìn)行采樣得到采樣值Udc ad ；步驟2，采樣值Udc ad反應(yīng)到DSP中得到電壓在DSP中的變量Udc DSP ；步驟3，對(duì)采樣值Urcjffl的高頻諧波分量和高頻干擾信號(hào)進(jìn)行濾波，得到采樣濾波值；濾波的通帶截止頻率和阻帶下限截止頻率依據(jù)要獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定；步驟4，在一個(gè)工頻周期內(nèi)，根據(jù)采樣濾波值反推得到直流母線電壓濾波值UPNS，對(duì)直流母線電壓濾波值Upnji^+算其脈動(dòng)幅度和脈動(dòng)系數(shù)，當(dāng)脈動(dòng)幅度和脈動(dòng)系數(shù)達(dá)到或超過(guò)設(shè)定的閥值時(shí)則認(rèn)為發(fā)生了輸入缺相故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，其特征在于所述的步驟1具體為在直流母線取直流母線電壓瞬時(shí)值Upn經(jīng)直流母線電壓檢測(cè)電路降壓處理得到UDC，用于把高電壓等級(jí)的直流母線電壓轉(zhuǎn)換為低壓信號(hào)，‘經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路后送DSP的AD 口采樣得到采樣值UDC—AD。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，其特征在于所述的步驟1的采樣頻率為1000-2000Hz。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，其特征在于所述的步驟4采樣濾波值反推得到直流母線電壓濾波值Upns具體為UDC—DSP已知，通過(guò)Udc dsp由DSP的AD轉(zhuǎn)化公式轉(zhuǎn)換得到UD。—AD，再通過(guò)調(diào)理電路的轉(zhuǎn)換關(guān)系得到UD。，由Udc根據(jù)直流母線電壓檢測(cè)電路降壓處理的降壓比例得到直流母線電壓瞬時(shí)值Upn ；Udc ad與Upn的比例關(guān)系即為采樣濾波值與直流母線電壓濾波值Upn_的比例關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，其特征在于所述的步驟3通過(guò)濾波器的傳遞函數(shù)得到直流母線電壓濾波值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，其特征在于所述的步驟 4在一個(gè)工頻周期內(nèi)，計(jì)算直流母線電壓濾波值的最大值^smax、最小值^smin和平均值Upn濾avg，可得到低頻紋波信號(hào)的脈動(dòng)幅度Δ UPN濾=UPN濾max-UPN濾min，脈動(dòng)系數(shù)
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于直流母線電壓的變頻器輸入缺相檢測(cè)方法，包括以下步驟1.對(duì)直流母線電壓瞬時(shí)值UPN降壓和限幅處理后采樣得到采樣值UDC_AD；2.UDC_AD反應(yīng)到DSP中得到電壓在DSP中的變量UDC_DSP；3.對(duì)UDC_AD的高頻諧波分量和高頻干擾信號(hào)濾波得到采樣濾波值；4.在一個(gè)工頻周期內(nèi)根據(jù)采樣濾波值反推得到直流母線電壓濾波值UPN濾，對(duì)直流母線電壓濾波值UPN濾計(jì)算脈動(dòng)幅度和脈動(dòng)系數(shù)，當(dāng)脈動(dòng)幅度和脈動(dòng)系數(shù)達(dá)到設(shè)定的閥值時(shí)則認(rèn)為發(fā)生了輸入缺相故障。本發(fā)明無(wú)需檢測(cè)三相交流電源的硬件電路，采用變頻器中通常要求測(cè)量的直流母線電壓進(jìn)行輸入缺相是否發(fā)生判別，降低了硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度和成本。
文檔編號(hào)G01R29/16GK102353851SQ201110260008
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者周虎軍, 康現(xiàn)偉, 王傲能, 趙文才, 金富寬, 陶文濤 申請(qǐng)人:中冶南方(武漢)自動(dòng)化有限公司