[发明专利]母线过压保护电路、控制方法和磁悬浮压缩机

说明书

本发明公开了母线过压保护电路、控制方法和磁悬浮压缩机，其中母线过压保护电路包括母线过压检测单元和控制器，所述母线过压检测单元将采集到的母线电压与阈值电压进行比较并产生过压信号TZ，当母线电压或过压信号TZ任何一个出现异常时，所述控制器调整PWM信号输出；本发明采用了硬件过压保护和软件过压保护相结合的方法，设备运行过程中，母线电压不会泵升至DCDC电源的最大输入电压（Vmax）以上，避免了磁悬浮压缩机内的轴承控制器DCDC电源因为过压而导致轴承控制器断电，进而产生碰轴的问题，提高了磁悬浮离心机系统运行的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及过压保护电路，尤其涉及一种母线过压保护电路、该电路的控制方法，以及使用该电路和方法的磁悬浮压缩机。

背景技术

相对于传统的压缩机，磁悬浮压缩机具有特殊的运行特点：电机启动调速前需要将轴悬浮起来；落轴前要保证电机完全停转。四象限变频器通过前端的整流部分将电网的交流电转换为直流电并通过直流母线传递给逆变部分，逆变部分再将直流电转换为供电机使用的交流电。四象限变频器的控制器和逆变控制器使用的电源，以及轴承控制器使用的电源均为DCDC电源，DCDC电源的输入端电压均为变频器的直流母线电压。当直流母线电压处于DCDC电源的正常工作范围（Vmin-Vmax）时，DCDC电源可稳定工作；超出该范围时，DCDC电源会出现保护性的断电；若此时电机正在运行，则会发生严重的碰轴问题，甚至导致压缩机损坏。

因此，如何设计一种可以稳定直流母线电压，避免因母线电压过压导致轴承电源异常进而碰轴，是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的母线电压过压保护不完善的缺陷，本发明提出一种母线过压保护电路、控制方法和磁悬浮压缩机。

本发明采用的技术方案是设计一种母线过压保护电路，包括母线过压检测单元和控制器，所述母线过压检测单元将采集到的母线电压与阈值电压进行比较并产生过压信号TZ，当母线电压或过压信号TZ任何一个出现异常时，所述控制器调整PWM信号输出。

所述母线过压检测单元包括：电压采集模块，用于采集所述的母线电压，和电压比较模块，用于将所述母线电压阈值电压比较并输出所述过压信号TZ。

所述电压采集模块包括第一运算放大器U1，第一运算放大器U1的反相输入端通过第一电阻R1连接一条母线，第一运算放大器U1的同相输入端通过第二电阻R2连接另一条母线，第一运算放大器U1的反相输入端与地之间连接第一电容C1，第一运算放大器U1的反相输入端与其输出端之间并接第四电阻R4和第七电容C7，第一运算放大器U1的同相输入端与地之间并接第三电阻R3、第二电容C2和第三电容C3，第一运算放大器U1的输出端连接所述电压比较模块、并通过第五电阻R5连接所述控制器。

所述电压比较模块包括第三比较器U3，所述第三比较器U3的同相输入端连接基准电压U_gz，第三比较器U3的反相输入端连接所述第一运算放大器U1的输出端，第三比较器U3的输出端通过第九电阻R9输出所述过压信号TZ。

所述电压比较模块还包括基准电压模块，所述基准电压模块包括第二运算放大器U2，所述第二运算放大器U2的同相输入端连接第六电阻R6和第七电阻R7的一端，所述第六电阻R6的另一端连接直流电源，所述第七电阻R7的另一端接地，第二运算放大器U2的反相输入端连接其输出端，所述第二运算放大器U2的输出端输出所述基准电压U_gz。

一种母线过压保护电路的控制方法，其包括以下步骤：步骤10.对控制器进行PWM功能和过压功能配置；步骤20.母线过压检测单元将采集到的母线电压与阈值电压进行比较产生过压信号TZ；步骤30.当母线电压或过压信号TZ任何一个出现异常时，控制器调整PWM信号输出。