[发明专利]变频装置及变频方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力变频领域，更为具体地，涉及变频装置及变频方法。

背景技术

在电机驱动的如泵车等大型机械设备中，在电机超出动力驱动要求运行时，多余的力矩会增加有功功率的损耗，造成电能的浪费。因此，经常使用变频装置来在电机超出动力驱动要求运行时降低电机输出的电流。变频装置包括整流器、逆变器及中间直流部。整流器将来自电网的交流电整流为直流电提供给中间直流部。中间直流部包括正负母线和电容器组，用于稳定整流器输出的直流电，以便提供给逆变器。逆变器将稳定后的直流电变换成交流电用于驱动负载电动机。

图1示意了当前采用单电阻采样直流母线电流并重构电机相电流的变频装置的结构图。在位于变频装置的整流器101和逆变器102之间的中间直流部199的直流负母线上串入电流检测电阻R_shunt。电流检测部件104通过放大电流检测电阻R_shunt两端的电压来检测流过电流检测电阻R_shunt的电流，送入控制器105。控制器105根据检测结果计算重构的交流电的各相U、V、W的相电流，并产生脉冲宽度调制（PWM）波。驱动部件106根据PWM波驱动逆变器102中的各绝缘栅双极型晶体管（IGBT）109，使逆变器102按照控制器105计算出的重构的交流电的各相U、V、W的相电流，将经中间直流部199稳定后的直流电转变为交流电。此外，当电流检测部件104根据放大后的电流检测电阻R_shunt两端的电压判断变频装置过流或短路时，输出低电平SC信号，直接封锁驱动部件106，实现过流保护。

图2示出了图1中电流检测部件104所检测的流过电流检测电阻R_shunt的电流的情况。结合图1，电流检测部件104检测电流的过程中，因流过电阻R_shunt的电流易受杂散电感的影响，从而出现如图2中所示的电压尖峰20。电压尖峰20会影响检测的准确性。在例如电机低速工作等这样的工作环境下，直流电流线路上的电流脉冲可能会变得非常窄，以致于不能确保从电阻R_shunt两端的电压中提取真实的电机电流信息。在这种情况下，如图1所示的电流检测部件104检测出的电压中，将非常容易出现如图2所示的电压尖峰20。

发明内容

有鉴于此，本发明提供变频装置及变频方法以有效解决如上所述的问题。根据本发明示例的变频装置，其包括：整流器，用于将输入的交流电转换为直流电；中间直流部，用于稳定整流器变换输出的直流电，并包括电流采集部；电流检测部件，用于检测流经所述电流采集部的电流；控制器，用于根据所检测的电流计算重构的各交流电相电流；逆变器，用于根据所计算的重构的各交流电相电流将经中间直流部稳定后的直流电转换为交流电；其中，所述电流采集部设置于所述中间直流部的负母线且包括至少两个并联的电阻器。

可选地，根据本发明示例的变频装置中，每一个所述电阻器，其电感值都在0.5nH到5nH之间。可选地，根据本发明示例的变频装置中，所述电流采集部还包括与并联的电阻器并联的电容；其中，作为示例，所述电容的大小近似10μf。

根据本发明示例的又一方面，还提供变频方法。该变频方法包括将输入的交流电转换为直流电；对所转换的直流电进行平稳调节，并使经调节的直流电流经设置于负母线上的电流采集部；检测流过所述电流采集部的电流；根据所检测的电流计算重构的各交流电相电流；根据所计算的重构的各交流电相电流将经中间直流部稳定后的直流电转换为交流电；其中，所述电流采集部包括至少两个并联的电阻器，使经调节的直流电流经所述至少两个并联的电阻器。

根据本发明各示例，通过降低电流采集部的电感，使电流检测部件所检测的针对电流采集部的电压输出中，电压尖峰减低，基本可将电压尖峰降低到最小。

附图说明

图1示意了一种当前采用单电阻采样直流母线电流并重构电机相电流的变频装置的结构图。

图2示出了图1所示的变频装置中，电流检测部件104所检测的流过电流检测电阻R_shunt的电流的情况。

图3是根据本发明一个示例的变频装置的框图。

图4是根据本发明示例的图3所示的变频装置一个具体实施的结构示意。

图5是根据本发明示例的图4所示的变频装置的示例性的一个具体电路原理图。

图6是根据本发明示例的图5所示的变频装置中的电流检测部件所检测的电流采集部39的电压的情况。