[发明专利]一种变频风机的过欠压检测方法

说明书

本发明提供了一种变频风机的过欠压检测方法，包括单相桥式整流电容滤波电路和控制芯片；所述单相桥式整流电容滤波电路与交流电源V_AC，并输出直流母线电压至控制芯片；所述交流电源V_AC的交流电频率为50HZ或60HZ，经单相桥式整流电容滤波电路整流后的频率为100HZ或120HZ；所述控制芯片包括存储单元、运算单元、计时器、故障计时器、高电压计数器；从而保证在每一个采样周期里都能采到最少一个峰值。在单一个采样周期里，对每一次采到的值进行比较，大的值留下来，小的值舍去，最后就可以得出这个周期里采到的最大值。该方法电路结构简单，且控制芯片的算法处理过程简单易操作。过欠压保护电压值在各种调速电压下和各种静压下与设计值的误差在±2VAC以内，效果良好。

技术领域

本发明涉及电压检测算法技术领域，特别是涉及一种变频风机的过欠压检测方法。

背景技术

现有技术中，对母线电压的检测算法一般为当宣称额定输入电压为230VAC的风机，允许在±10％的电压范围内正常工作，即207～253VAC。但是为保证在这个范围内正常工作，算上误差，并保证冗余，调试程序上会在增加5％的公差，即过压恢复电压为264VAC(+15％，对应直流电压373VDC)，欠压恢复电压为195VAC(-15％，对应直流电压276VDC)。而过欠压保护电压值就要比这个范围再大一点，一般把这样的设定叫做“滞环”。如果过压恢复电压等于过压保护电压、欠压恢复电压等于欠压保护电压，一旦电压刚好在这个临界点上小范围波动，风机就会刚启又停、刚停又启。因此，会把过欠压保护电压设定得比过欠压恢复电压的范围再大5％，即过压保护电压为276VAC(+20％，对应直流电压390VDC，而且400VDC的铝电解电容比较常用，还有10VDC的电压余量)，欠压保护电压为184VAC(-20％，对应直流电压260VDC)。现有一般的母线电压检测算法，会检测一整个周期母线电压，然后重复每一个周期。桥式整流电容滤波电路中，功率越大，纹波就越大(如图1～3所示)；这样问题就来了。当我需要敞开状态的风机全速运转时在输入电压在184VAC以下进行欠压保护时，母线电压的波谷已经远远低于184VAC对应的直流电压260VDC了。如下面的程序实例，母线电压的波谷已经低至220VDC。这个风机需要设定母线直流电压低于220VDC时进入欠压保护。其算法为：如果在额定运转下，实际输入184VAC欠压，此时低电压标志置1，若50VDC以上开关电源能正常工作，则低电压不会损坏电路板，因此转速大于350rpm时，继续输出并减速，直到转速小于350rpm。用于应对电压跌落、断电后马上上电等非正常情况；否则转速小于等于350rpm时，变频风机停止运行，故障类型标记为过欠压，故障计时器清零并开始计时；但这种算法的不足为：当这个风机在其他有压力的工况下工作时，比如轴流风机静压越大功率越大、后向离心风机随静压增大功率先增加后减少、恒扭矩和恒流量控制的前向离心风机随静压增大功率先增加后减少，即风机功率大于额定功率时，发生欠压保护时的输入电压就变了，在还大于184VAC的输入电压时就会发生保护。而当风机功率小于额定功率时，母线电压纹波就变小了，风机就会在还小于184VAC的输入电压时就会发生保护。与额定功率相差越大，实际欠压保护电压与设定值的误差就会越大。

而现有技术中，也存在补偿算法，但其相对复杂。补偿算法是根据功率的大小，对母线电压采样结果进行补偿，减少、校正误差。但需要先用电机每相绕组电流乘以每相绕组电压，得出每相绕组的功率；再把三相绕组功率相加，得出总功率；然后根据功率大小和电压纹波大小的关系，算出每瓦功率对应母线电压采样补偿值。这需要占用大量的单片机运算资源，特别是乘法运算和浮点运算。还有，一般8位单片机资源有限，不能采用此种算法。