[发明专利]压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法

说明书

本发明提供一种压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法，包括：整流模块，将交流输入电压转化为直流母线电压；逆变模块，将直流母线电压转换为电机驱动电压；电机，受电机驱动电压的驱动运转；控制模块，用于调整整流模块输出的直流母线电压；当电机运行在额定转速以下时，根据交流输入电压输出直流母线电压；当电机运行在额定转速以上时，根据交流输入电压及电机的转速输出直流母线电压。本发明大大减小了电网的低次谐波，提高了系统效率，变频调速系统处于最高效率的工作模式。

技术领域

本发明涉及变频领域，特别是涉及一种压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法。

背景技术

现有的压缩机变频调速系统中，功率在8kW以上的应用场合，一般采用三相交流电源供电，前级采用不控整流桥做整流，后级采用IPM模块(Intelligent Power Module，智能功率模块)做三相逆变为电机提供交流输入，如图1所示。此系统的缺点，一是整流桥中二极管属于不控器件，系统工作时会给电网注入大量的低次谐波电流；二是直流母线电压不可控，且随着负载功率的增加，母线电压的波动也会加大。

永磁同步电机的调速一般以额定转速为分界点，额定转速以下采用恒磁通变频调速，额定转速以上采用弱磁变频调速。弱磁升速时，由于用于弱磁的励磁电流只做无用功，因此会导致电机的损耗增加，电机的效率就会变低。额定转速以上若想维持磁通不变而能够升高转速，那么电机反电动势必然会增大，此时变频器逆变模块的输出电压也即电机的端电压就必须随之增大。现有技术采用软件过调制的算法，但此方法所能提升的电压幅值有限，电机性能只能略有改善。

因此，如何减小电网的低次谐波、提高变频调速系统的效率，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种压缩机变频调速系统及直流母线电压的控制方法，用于解决现有技术中电网低次谐波大、系统效率低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法，所述压缩机变频调速系统中直流母线电压的控制方法至少包括：

当电机运行在额定转速以下时，根据交流输入电压输出直流母线电压；

当所述电机运行在所述额定转速以上时，根据所述交流输入电压及电机转速输出所述直流母线电压。

可选地，当所述电机运行在所述额定转速以下时，

若实际交流输入电压在额定交流输入电压的第一预设比例范围内波动，则所述直流母线电压设置为高于所述额定交流输入电压峰值的固定值；

若所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第二预设比例范围内波动，则所述直流母线电压设置为高于所述实际交流输入电压的峰值，所述直流母线电压随着所述实际交流输入电压的变化而变化；

若所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第一预设比例范围及第二预设比例范围之外波动，则关断整流模块中的功率开关管，并输出故障信号；

其中，所述第二预设比例范围的最小值大于等于所述第一预设比例范围的最大值。

更可选地，当所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第二预设比例范围的第一子区间内波动时，所述直流母线电压设置为高于所述实际交流输入电压的峰值，所述直流母线电压随着所述实际交流输入电压的变化而变化；

当所述实际交流输入电压在所述额定交流输入电压的第二预设比例范围的第二子区间内波动时，关断整流模块中的功率开关管，进入不控整流模式。

更可选地，当所述电机运行在所述额定转速以上时，计算所述电机转速与所述直流母线电压的关系曲线；从所述关系曲线上得到所述电机转速对应的所述直流母线电压；若所述直流母线电压低于实际交流输入电压的峰值，则将所述直流母线电压调整为高于实际交流输入电压的峰值。