[发明专利]频率转换器电流的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量频率转换器电流的方法和设备，尤其涉及一种测量矢量控制频率转换器的输出电流的方法和设备，该矢量控制频率转换器包括：一连接到交互式电网的主电桥，一连接到电载的负载电桥，和这两个电桥之间直流电压中间电路，其中使用了设在中间电压电路的电流测量元件。

背景技术

通常，希望频率转换器提供比较好的电机控制性能，使用两个或三个电流转换器测量输出电流。为了控制，通常在输出电压零向量的中部进行电流取样，在该处测量信号的谐波最小。这种测量方法的缺点是较为昂贵因为需要几个甚至三个转换器。

芬兰第116337号专利说明书公开了一种用于测量频率转换器的电流的设备，使用安装在直流电压中间电路的电流传感器以产生与所述频率转换器和测量单元的直流电路的电流一致的信号，其中所述频率转换器的直流电压中间电路的电流值转换成对应的信号。所述测量单元附设有存储器用于存储当前的信号值和前一个信号值，并且一微分元件产生与每个输出相位电流相应的电流值，作为两个连续信号之间的差值。可是，这种方法涉及形成输出电压的限制，在一个调制周期内只有两对开关被调整。

发明内容

本发明的目的是发明一种新的用于频率转换器电流测量的测量设备，其仅通过使用一个便利的电流传感器并且没有调制技术的限制就可以产生关于所述输出电流瞬时值的非常精确的信息。精确的电流信息至少是所谓的向量控制设备所需要的。

根据本发明，依靠设置在所述中间电路中的一传感器测量电流。所述传感器可以例如是一个并联或分流电阻器或是一个基于霍尔效应的转换器。

电流流过设在所述直流电压中间电路的传感器，提供了输出相位中的电流样本，所述输出相位与另外两个开关相比在不同的位置。基于这一点，并且考虑到在每个输出电压向量持续期间之内电机电流的变化率能够被相对准确的估计，可以计算出期望的那一刻的电流的瞬时值。这样，可以达到与基于三电流传感器的常规系统相同的情形，其中，在调制周期内、在所述零向量的开始和中间，电流被采样两次。

本发明的解决方案的详细特征公开如下：

本发明提供了一种用于测量频率转换器输出电流的方法，该频率转换器包括：一主电桥和一负载电桥以及这两个电桥之间的直流中间电压电路，该主电桥连接到一交流电网，该负载电桥连接到一交流电负载，通过使用设在中间电压电路处的电流测量传感器获得的电流样本，其中，从电流测量传感器得到的电流样本与输出的电压矢量的变化点基本同步，并且在开关影响稳定后在变化点之后在预定的延时间隔之内。

优选地，在采样之前由所述电流测量传感器信号形成时间积分。

优选地，基于实测样本和所述矢量变化的瞬间之间的时间，计算所述输出电流的变化率(di/dt)。

优选地，基于所述电流的实测变化率，在期望的时间瞬间计算所有输出电流的值。

优选地，输出电流值的计算以零矢量中间点的瞬时值为基础。

优选地，所述频率转换器是矢量控制的频率转换器。

本发明还提供了一种用于测量频率转换器输出电流的设备，该频率转换器包括：一主电桥和一负载电桥以及这两个电桥之间的直流中间电压电路，该主电桥连接到一交流电网，该负载电桥连接到一交流电负载，所述设备包括一设在中间电压电路之内的电流测量传感器和一控制系统，借此能够使用从电流测量传感器获得的电流样本确定所述输出电流，其中，通过所述控制系统，能够采集到来自电流测量传感器的信号，仅仅在电压矢量的每个变化点之前并且在开关影响稳定后的变化点之后。

优选地，在采样之前所述控制系统对来自电流测量传感器的信号进行时间积分。

优选地，所述控制系统计算输出电流的变化率(di/dt)，该变化率以实测样本和所述矢量变化点之间的时间为基础。

优选地，所述控制系统以实测的电流变化率为基础计算所有输出电流在期望的一瞬间的值。

优选地，所述控制系统以零向量中间点处计算的瞬时值为基础估算输出电流的值。

优选地，所述电流测量传感器是一设在所述中间电路的分流电阻器。

优选地，所述电流测量传感器是一设在所述中间电路的基于霍尔效应的变频器。

优选地，所述频率转换器是矢量控制的频率转换器。

附图说明

下面将结合实施例以及附图详细描述本发明，其中

图1示出了频率转换器的主电路；

图1a示出了用于三相鼠笼感应电机的等效电路；

图2示出了正弦三角调制信号和中间电路内的输出电流；