CN107086544A - 过压保护电路、三相驱动电机和空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种过压保护电路、三相驱动电机和空调器，其中，过压保护电路包括电压检测模块和电流控制模块，电压检测模块包括：减法器，对直流母线电压值和电压控制指令值进行减法处理，输出直流电压差值；第一积分器，对直流电压差值进行积分增益运算和比例增益运算，输出D轴电流指令值；第一积分器包括：乘法器，用于检测直流母线电压值大于预设电压值，且D轴电流指令值大于零时，触发第一积分器的积分增益运算复位为零，控制D轴电流指令值为负向。通过本发明的技术方案，触发第一积分器的积分增益运算复位为零，实现逆变器从供电模式迅速切换为再生模式，不再需要逆变器立即停止，即能实现过压保护的目的，而且可以将能量回收，节约资源。
Description
技术领域
本发明涉及电控技术领域，具体而言，涉及一种过压保护电路、一种三相驱动电机和一种空调器。
背景技术
逆变器具有改善功率因数、抑制电源谐波电流、稳定直流母线电压值和将负载电能回馈到电源的功能，通过逆变器调整向空调变频装置提供的直流电压大小，但当负载由于异常突然停止时，逆变器的直流电压控制应答来不及将会导致电机驱动系统过压。
相关技术中，当监测到逆变直流电压值超过事前设定值时，通过停止逆变器工作来进行过压保护，至少具有以下技术缺陷：
(1)逆变器的停止需要一定的反应时间，过压保护不及时，一定程度上损坏电机和功率组件等；
(2)负载由于异常突然停止而产生的能量不能充分回收利用，浪费资源。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提供一种过压保护电路。
本发明的另一个目的在于提供一种三相驱动电机。
本发明的再一个目的在于提供一种空调器。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的技术方案提供了一种过压保护电路，过压保护电路包括电压检测模块和电流控制模块，电压检测模块连接至直流母线电压值的采样端，用于检测直流母线电压值，电流控制模块连接至电压检测模块，用于将直流母线电压值转换为D轴电流指令值，并根据D轴电流指令值调整输入至负载的逆变器的三相电流，电压检测模块包括：减法器，用于对电压控制指令值和直流母线电压值进行减法处理，以输出直流电压差值；第一积分器，连接至减法器，用于对直流电压差值进行积分增益运算和比例增益运算，以输出D轴电流指令值；第一积分器包括：乘法器，用于检测直流母线电压值大于预设电压值，且D轴电流指令值大于零时，触发第一积分器的积分增益运算复位为零，以控制第一积分器的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值，其中，预设电压值为预设保护电压值与电压控制指令值中的较大值。
在该技术方案中，通过电压检测模块连接至直流母线电压值的采样端，实时检测直流母线电压值，通过连接至电压检测模块的电流控制模块，将直流母线电压值转换为D轴电流指令值，并根据D轴电流指令值调整输入到负载的逆变器的三相电流，从而使电机驱动系统输出稳定的直流母线电压，电压检测模块中第一积分器的乘法器可以在检测直流母线电压值大于预设电压值，且D轴电流指令值大于零时，触发第一积分器的积分增益运算复位为零，控制第一积分器的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值，可以使电机的转速和转矩方向相反，进入发电状态，逆变器从供电模式迅速切换为再生模式，一方面，可以实现电压驱动系统的过压保护，另一方面，可以实现电机的回馈制动，将能量回收，节约资源，把预设保护电压值与电压控制指令值中的较大值作为预设电压值，可以减少负载在正常工作时，逆变器切换为再生模式的可能性，进而减少对负载电器因骤停而损坏的可能性。
具体地，直流母线电压值的采样端向电压检测模块输入直流母线电压值，减法器对直流母线电压值和电压控制指令值进行减法处理，输出直流电压差值至第一积分器，第一积分器对直流电压差值进行运算，输出D轴电流指令值至电流控制模块，电流控制模块根据D轴电流指令值调整输入至负载的逆变器的三相电流，进而实现对输入空调变频装置的直流电压的调控，当直流母线电压值大于预设电压值，D轴电流指令值大于零时，触发第一积分器的积分增益运算复位为零，控制第一积分器的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值，电机的转速和转矩方向相反，逆变器从供电模式迅速切换为再生模式，进行回馈制动，将能量回馈到电源，减小直流母线电压，实现电机驱动系统的过压保护。
其中，电压检测模块可以采用现有技术中已有的能够对电压进行检测的模块、元件、或电路，对于电压控制指令值，可以根据实际情况对其预先进行设定，电压控制指令值通常小于逆变器的最大耐压值(即，最大直流母线电压)，对于预设保护电压值，可以根据实际情况对其预先进行设定，预设保护电压值通常小于逆变器的最大耐压值(即，最大直流母线电压)。
在上述技术方案中，优选地，减法器的计算关系式包括ΔVdc＝Vdc_ref-Vdc，第一积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式包括其中，Vdc表征直流母线电压值，Vdc_ref表征电压控制指令值，ΔVdc表征直流电压差值，kp表征第一积分器的比例增益运算的参数值且kp大于零，ki表征第一积分器的积分增益运算的参数值且ki大于零，Id_ref表征D轴电流指令值，τ表征时间变量，t表征第一积分器的积分增益运算的累积时长。
在该技术方案中，通过减法器的计算关系式ΔVdc＝Vdc_ref-Vdc，对电压控制指令值Vdc_ref和直流母线电压值Vdc进行减法处理，可以输出直流电压差值，通过一积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式进行D轴电流指令值的运算，kp表征第一积分器的比例增益运算的参数值且kp大于零，ki表征第一积分器的积分增益运算的参数值且ki大于零，当直流母线电压值Vdc大于对电压控制指令值Vdc_ref时，第一比例增益运算输出值为负向的，可以通过第一积分增益运算复位为零，实现输出负向的D轴电流指令值，D轴电流指令值由正向转为负向，控制逆变器由供电模式转为再生模式。
在上述任一技术方案中，优选地，电流控制模块还包括：第二积分器，连接至第一积分器，用于对D轴电流指令值进行减法运算以生成D轴电流差值，并对D轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，以输出D轴电压指令值至负载的逆变器。
在该技术方案中，通过第二积分器对从第一积分器输出的D轴电流指令值进行减法运算生成D轴电流差值，并对D轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，可以输出D轴电压指令值，逆变器根据D轴电压指令值调整模式和功率组件，实现对直流母线电压值的监控。
在上述任一技术方案中，优选地，第二积分器的减法运算的关系式包括ΔId＝Id-Id_ref，第二积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式包括其中，Id表征D轴电流采样值，Id_ref表征D轴电流指令值，ΔId表征D轴电流差值，kpd表征第二积分器的比例增益运算的参数值，kid表征第二积分器的积分增益运算的参数值，Vd_ref表征D轴电压指令值，τ表征时间变量，t表征第二积分器的积分增益运算的累积时长。
在该技术方案中，通过第二积分器的减法运算的关系式ΔId＝Id-Id_ref可以对D轴电流指令值Id_ref和D轴电流采样值Id进行减法运算，生成D轴电流差值ΔId，然后通过第二积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式生成D轴电压指令值Vd_ref，可以提高D轴电压指令值的准确度，进一步方便控制逆变器进行模式调整和功率调整。
在上述任一技术方案中，优选地，第二积分器还用于对Q轴电流指令值进行减法运算以生成Q轴电流差值，并对Q轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，以输出Q轴电压指令值至负载的逆变器。
在该技术方案中，通过第二积分器对Q轴电流指令值进行减法运算，生成Q轴电流差值，并对Q轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，输出Q轴电压指令值到逆变器，可以更精确地调整逆变器的功率组件，提高逆变器的调整效率。
在上述任一技术方案中，优选地，第二积分器的减法运算的关系式包括：ΔIq＝Iq-Iq_ref，第二积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式包括：
其中，Iq表征Q轴电流采样值，Iq_ref表征Q轴电流指令值，ΔIq表征Q轴电流差值，kpq表征第二积分器的比例增益运算的参数值，kiq表征第二积分器的积分增益运算的参数值，Vq_ref表征Q轴电压指令值，τ表征时间变量，t表征第二积分器的积分增益运算的累积时长。
在该技术方案中，通过第二积分器的减法运算的关系式ΔIq＝Iq-Iq_ref，可以对Q轴电流指令值Iq_ref和Q轴电流采样值Iq进行减法运算，生成Q轴电流差值ΔIq，然后第二积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式生成Q轴电压指令值Vq_ref，可以提高Q轴电压指令值的准确度，进一步提高逆变器的调整效率。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：坐标变换器，连接至第二积分器，用于对D轴电压指令值与Q轴电压指令值分别进行坐标变换，以得到指定坐标系上的第一电压指令值与第二电压指令值，坐标变换的关系式包括：Vα＝Vd_ref×cosθ-Vq_ref×sinθ，Vβ＝Vd_ref×sinθ+Vq_ref×cosθ，其中，Vα表征第一电压指令值，Vβ表征第二电压指令值，θ表征负载的转子角度。
在该技术方案中，通过连接在第二积分器的坐标变换器，对D轴电压指令值与Q轴电压指令值分别进行坐标变换，可以得到指定坐标系上的第一电压指令值与第二电压指令值，指定坐标系上的第一电压指令值与第二电压指令值，输送到逆变器，进一步方便控制逆变器进行模式调整和功率调整，通过坐标变换关系式Vα＝Vd_ref×cosθ-Vq_ref×sinθ和Vβ＝Vd_ref×sinθ+Vq_ref×cosθ，可以由D轴电压指令值、Q轴电压指令值、负载的转子角度，精确计算出指定坐标系上的第一电压指令值与第二电压指令值。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：占空比计算器，连接至坐标变换器，用于根据第一电压指令值、第二电压指令值和直流母线电压值计算逆变器的三相占空比，其中，占空比的计算公式包括：Vu＝Vα，
其中，Vv表征v相电压值，Vu表征u相电压值，Vw表征w相电压值，Dv表征v相占空比，Du表征u相占空比，Dw表征w相占空比。
在该技术方案中，通过连接在坐标变换器上的占空比计算器，可以由第一电压指令值、第二电压指令值和直流母线电压值计算出逆变器的三相占空比，输出至逆变器，可以实现输入至负载的逆变器的三相电流的调整，从而实现直流母线电压值的调整，一方面，可以实现过压保护的目的，减少电机驱动系统因过压而损坏的可能性，另一方面，可以稳定输入空调变频装置的直流母线电压，提高空调的使用寿命。
本发明的第二方面的技术方案提供了一种三相驱动电机，包括：转子；逆变器，连接至转子，用于向转子的负载线圈输出三相电流；本发明的第一方面的任一项技术方案提供的过压保护电路，连接至逆变器，用于确定三相电流的三相占空比，以及检测直流母线电压值大于预设电压值，且转子的D轴电流指令值大于零时，触发过压保护电路的第一积分器的积分增益运算复位为零，以控制第一积分器的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值。
在该技术方案中，通过本发明的第一方面的任一项技术方案提供的过压保护电路，连接至逆变器，然后逆变器连接至转子，过压保护电路将三相电流的三相占空比输入至逆变器，可以实现输入负载的三相电流的调整，过压保护电路检测直流母线电压值大于预设电压值，且转子的D轴电流指令值大于零时，触发过压保护电路的第一积分器的积分增益运算复位为零，控制第一积分器的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值，D轴电流的方向改变会改变转子的转向，使得电机的转速和转矩方向相反，电机进入发电状态，实现回馈制动，进而实现三相驱动电机的过压保护和能量节约。
本发明的第三方面的技术方案提供了一种空调器，包括：本发明的第一方面的任一项技术方案提供的过压保护电路和/或本发明的第二方面的任一项技术方案提供的三相驱动电机，从而具有上述过压保护电路和三相驱动电机的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的过压保护电路的示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的过压保护电路的功率模块的示意图，
其中，图1附图标记与部件之间的对应关系为：
10电压检测模块，102减法器，104第一积分器，106复位器，20电流控制模块，202第二积分器，30坐标变换器，40占空比计算器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合图1对根据本发明的实施例的过压保护电路进行具体说明。
如图1所示，根据本发明的实施例的过压保护电路，过压保护电路包括电源检测模块10和电流控制模块20，电源检测模块10连接至直流母线电压值的采样端，用于检测直流母线电压值，电流控制模块20连接至电源检测模块10，用于将直流母线电压值转换为D轴电流指令值，并根据D轴电流指令值调整输入至负载(如图1所示的压缩机和/或风机)的逆变器的三相电流，电源检测模块10包括：减法器102，用于对电压控制指令值和直流母线电压值进行减法处理，以输出直流电压差值；第一积分器104，连接至减法器102，用于对直流电压差值进行积分增益运算和比例增益运算，以输出D轴电流指令值；第一积分器104包括：乘法器AND，用于检测直流母线电压值大于预设电压值，且D轴电流指令值大于零时，触发第一积分器104的积分增益运算复位为零，以控制第一积分器104的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值，其中，预设电压值为预设保护电压值与电压控制指令值中的较大值。
在该实施例中，通过电源检测模块10连接至直流母线电压值的采样端，实时检测直流母线电压值，通过连接至电源检测模块10的电流控制模块20，将直流母线电压值转换为D轴电流指令值，并根据D轴电流指令值调整输入到负载的逆变器的三相电流，从而使电机驱动系统输出稳定的直流母线电压，电源检测模块10中第一积分器104的乘法器AND可以在检测直流母线电压值大于预设电压值，且D轴电流指令值大于零时，触发第一积分器104的积分增益运算复位为零，控制第一积分器104的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值，可以使电机的转速和转矩方向相反，进入发电状态，逆变器从供电模式迅速切换为再生模式，一方面，可以实现电压驱动系统的过压保护，另一方面，可以实现电机的回馈制动，将能量回收，节约资源，把预设保护电压值与电压控制指令值中的较大值作为预设电压值，可以减少负载在正常工作时，逆变器切换为再生模式的可能性，进而减少对负载电器因骤停而损坏的可能性。
值得特别指出的是，本发明的积分复位功能的一种实施例为：
第一积分器104中通过设置复位器106，连接至乘法器AND，实现了积分复位功能。
具体地，直流母线电压值的采样端向电源检测模块10输入直流母线电压值，减法器102对直流母线电压值和电压控制指令值进行减法处理，输出直流电压差值至第一积分器104，第一积分器104对直流电压差值进行运算，输出D轴电流指令值至电流控制模块20，电流控制模块20根据D轴电流指令值调整输入至负载的逆变器的三相电流，进而实现对输入空调变频装置的直流电压的调控，当直流母线电压值大于预设电压值，D轴电流指令值大于零时，触发第一积分器104的积分增益运算复位为零，控制第一积分器104的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值，电机的转速和转矩方向相反，逆变器从供电模式迅速切换为再生模式，进行回馈制动，将能量回馈到电源，减小直流母线电压，实现电机驱动系统的过压保护。
其中，电源检测模块10可以采用现有技术中已有的能够对电压进行检测的模块、元件、或电路，对于电压控制指令值，可以根据实际情况对其预先进行设定，电压控制指令值通常小于逆变器的最大耐压值(即，最大直流母线电压)，对于预设保护电压值，可以根据实际情况对其预先进行设定，预设保护电压值通常小于逆变器的最大耐压值(即，最大直流母线电压)。
图2示出了根据本发明的实施例的过压保护电路的功率模块的示意图。
另外，AC表示三相交流电信号，INV表示逆变变压器，即本申请简称的逆变器，DCCT用于H/W峰值检测，PWM(Pulse-Width Modulation)调制脉冲信号用于控制功率模块的三相开关电路的通断状态，PWM的占空比是由占空比计算器40确定的，如图2所示，功率模块包括上三相的第一晶体管Ua，第二晶体管Va，第三晶体管Wa，以及下三相的第四晶体管Ub，第五晶体管Vb，第六晶体管Wb，上三相和下三相每相对应的晶体管不同时导通，例如，U相的第一晶体管Ua和第四晶体管Ub不同时导通，以避免短路现象。
如图1所示，在上述实施例中，优选地，减法器102的计算关系式包括ΔVdc＝Vdc_ref-Vdc，第一积分器104的比例增益运算和积分增益运算的关系式包括其中，Vdc表征直流母线电压值，Vdc_ref表征电压控制指令值，ΔVdc表征直流电压差值，kp表征第一积分器104的比例增益运算的参数值且kp大于零，ki表征第一积分器104的积分增益运算的参数值且ki大于零，Id_ref表征D轴电流指令值，τ表征时间变量，t表征第一积分器104的积分增益运算的累积时长。
在该实施例中，通过减法器102的计算关系式ΔVdc＝Vdc_ref-Vdc，对电压控制指令值Vdc_ref和直流母线电压值Vdc进行减法处理，可以输出直流电压差值，通过一积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式进行D轴电流指令值的运算，kp表征第一积分器104的比例增益运算的参数值且kp大于零，ki表征第一积分器104的积分增益运算的参数值且ki大于零，当直流母线电压值Vdc大于对电压控制指令值Vdc_ref时，第一比例增益运算输出值为负向的，可以通过第一积分增益运算复位为零，实现输出负向的D轴电流指令值，D轴电流指令值由正向转为负向，控制逆变器由供电模式转为再生模式。
如图1所示，在上述任一实施例中，优选地，电流控制模块包括：第二积分器202，连接至第一积分器104，用于对D轴电流指令值进行减法运算以生成D轴电流差值，并对D轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，以输出D轴电压指令值至负载的逆变器。
在该实施例中，通过第二积分器202对从第一积分器104输出的D轴电流指令值进行减法运算生成D轴电流差值，并对D轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，可以输出D轴电压指令值，逆变器根据D轴电压指令值调整模式和功率组件，实现对直流母线电压值的监控。
在上述任一实施例中，优选地，第二积分器202的减法运算的关系式包括ΔId＝Id-Id_ref，第二积分器202的比例增益运算和积分增益运算的关系式包括其中，Id表征D轴电流采样值，Id_ref表征D轴电流指令值，ΔId表征D轴电流差值，kpd表征第二积分器202的比例增益运算的参数值，kid表征第二积分器202的积分增益运算的参数值，Vd_ref表征D轴电压指令值，τ表征时间变量，t表征第二积分器202的积分增益运算的累积时长。
在该实施例中，通过第二积分器202的减法运算的关系式ΔId＝Id-Id_ref可以对D轴电流指令值Id_ref和D轴电流采样值Id进行减法运算，生成D轴电流差值ΔId，然后通过第二积分器202的比例增益运算和积分增益运算的关系式生成D轴电压指令值Vd_ref，可以提高D轴电压指令值的准确度，进一步方便控制逆变器进行模式调整和功率调整。
在上述任一实施例中，优选地，第二积分器202还用于对Q轴电流指令值进行减法运算以生成Q轴电流差值，并对Q轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，以输出Q轴电压指令值至负载的逆变器。
在该实施例中，通过第二积分器202对Q轴电流指令值进行减法运算，生成Q轴电流差值，并对Q轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，输出Q轴电压指令值到逆变器，可以更精确地调整逆变器的功率组件，提高逆变器的调整效率。
在上述任一实施例中，优选地，第二积分器202的减法运算的关系式包括：ΔIq＝Iq-Iq_ref，第二积分器202的比例增益运算和积分增益运算的关系式包括：
其中，Iq表征Q轴电流采样值，Iq_ref表征Q轴电流指令值，ΔIq表征Q轴电流差值，kpq表征第二积分器202的比例增益运算的参数值，kiq表征第二积分器202的积分增益运算的参数值，Vq_ref表征Q轴电压指令值，τ表征时间变量，t表征第二积分器202的积分增益运算的累积时长。
在该实施例中，通过第二积分器202的减法运算的关系式ΔIq＝Iq-Iq_ref，可以对Q轴电流指令值Iq_ref和Q轴电流采样值Iq进行减法运算，生成Q轴电流差值ΔIq，然后第二积分器202的比例增益运算和积分增益运算的关系式生成Q轴电压指令值Vq_ref，可以提高Q轴电压指令值的准确度，进一步提高逆变器的调整效率。
在上述任一实施例中，优选地，还包括：坐标变换器30，连接至第二积分器202，用于对D轴电压指令值与Q轴电压指令值分别进行坐标变换，以得到指定坐标系上的第一电压指令值与第二电压指令值，坐标变换的关系式包括：Vα＝Vd_ref×cosθ-Vq_ref×sinθ，Vβ＝Vd_ref×sinθ+Vq_ref×cosθ，其中，Vα表征第一电压指令值，Vβ表征第二电压指令值，θ表征负载的转子角度。
在该实施例中，通过连接在第二积分器202的坐标变换器30，对D轴电压指令值与Q轴电压指令值分别进行坐标变换，可以得到指定坐标系上的第一电压指令值与第二电压指令值，指定坐标系上的第一电压指令值与第二电压指令值，输送到逆变器，进一步方便控制逆变器进行模式调整和功率调整，通过坐标变换关系式Vα＝Vd_ref×cosθ-Vq_ref×sinθ和Vβ＝Vd_ref×sinθ+Vq_ref×cosθ，可以由D轴电压指令值、Q轴电压指令值、负载的转子角度，精确计算出指定坐标系上的第一电压指令值与第二电压指令值。
在上述任一实施例中，优选地，还包括：占空比计算器40，连接至坐标变换器30，用于根据第一电压指令值、第二电压指令值和直流母线电压值计算逆变器的三相占空比，其中，占空比的计算公式包括：Vu＝Vα， 其中，Vv表征v相电压值，Vu表征u相电压值，Vw表征w相电压值，Dv表征v相占空比，Du表征u相占空比，Dw表征w相占空比。
在该实施例中，通过连接在坐标变换器30上的占空比计算器40，可以由第一电压指令值、第二电压指令值和直流母线电压值计算出逆变器的三相占空比，输出至逆变器，可以实现输入至负载的逆变器的三相电流的调整，从而实现直流母线电压值的调整，一方面，可以实现过压保护的目的，减少电机驱动系统因过压而损坏的可能性，另一方面，可以稳定输入空调变频装置的直流母线电压，提高空调的使用寿命。
本发明的又实施例提供了一种三相驱动电机，包括：转子；逆变器，连接至转子，用于向转子的负载线圈输出三相电流；本发明的第一方面的实施例提供的任一项的过压保护电路，连接至逆变器，用于确定三相电流的三相占空比，以及检测直流母线电压值大于预设电压值，且转子的D轴电流指令值大于零时，触发过压保护电路的第一积分器104的积分增益运算复位为零，以控制第一积分器104的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值。
在该实施例中，通过本发明的实施例提供的任一项的过压保护电路，连接至逆变器，然后逆变器连接至转子，过压保护电路将三相电流的三相占空比输入至逆变器，可以实现输入负载的三相电流的调整，过压保护电路检测直流母线电压值大于预设电压值，且转子的D轴电流指令值大于零时，触发过压保护电路的第一积分器104的积分增益运算复位为零，控制第一积分器104的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值，D轴电流的方向改变会改变转子的转向，使得电机的转速和转矩方向相反，电机进入发电状态，实现回馈制动，进而实现三相驱动电机的过压保护和能量节约。
本发明的再实施例提供了一种空调器，包括：本发明的任一项实施例提供的过压保护电路和/或本发明的任一项实施例提供的三相驱动电机，从而具有上述过压保护电路和三相驱动电机的全部有益效果，在此不再赘述。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中三相负载的过压保护缺陷，本发明提出了一种过压保护电路、三相驱动电机和空调器，通过触发电压检测模块中第一积分器的积分增益运算复位为零，实现逆变器从供电模式迅速切换为再生模式，不再需要逆变器立即停止，即能实现过压保护的目的，而且可以将能量回收，节约资源。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种过压保护电路，所述过压保护电路包括电压检测模块和电流控制模块，所述电压检测模块连接至直流母线电压值的采样端，用于检测直流母线电压值，所述电流控制模块连接至所述电压检测模块，用于将所述直流母线电压值转换为D轴电流指令值，并根据所述D轴电流指令值调整输入至负载的逆变器的三相电流，其特征在于，所述电压检测模块包括：
减法器，用于对电压控制指令值和直流母线电压值进行减法处理，以输出直流电压差值；
第一积分器，连接至所述减法器，用于对所述直流电压差值进行积分增益运算和比例增益运算，以输出所述D轴电流指令值；
所述第一积分器包括：
乘法器，用于检测所述直流母线电压值大于预设电压值，且所述D轴电流指令值大于零时，触发所述第一积分器的积分增益运算复位为零，以控制所述第一积分器的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值，
其中，所述预设电压值为预设保护电压值与所述电压控制指令值中的较大值。
2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，
所述减法器的计算关系式包括：
ΔVdc＝Vdc_ref-Vdc，
所述第一积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式包括：
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<mo>,</mo>
</mrow>
其中，所述Vdc表征所述直流母线电压值，所述Vdc_ref表征所述电压控制指令值，所述ΔVdc表征所述直流电压差值，所述kp表征所述第一积分器的比例增益运算的参数值且所述kp大于零，所述ki表征所述第一积分器的积分增益运算的参数值且所述ki大于零，所述Id_ref表征所述D轴电流指令值，所述τ表征时间变量，所述t表征所述第一积分器的积分增益运算的累积时长。
3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述电流控制模块包括：
第二积分器，连接至所述第一积分器，用于对所述D轴电流指令值进行减法运算以生成D轴电流差值，并对所述D轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，以输出D轴电压指令值至所述负载的逆变器。
4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，
所述第二积分器的减法运算的关系式包括：
ΔId＝Id-Id_ref，
所述第二积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式包括：
<mrow>
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<mi>V</mi>
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</mrow>
其中，所述Id表征D轴电流采样值，所述Id_ref表征所述D轴电流指令值，所述ΔId表征所述D轴电流差值，所述kpd表征所述第二积分器的比例增益运算的参数值，所述kid表征所述第二积分器的积分增益运算的参数值，所述Vd_ref表征所述D轴电压指令值，所述τ表征时间变量，所述t表征所述第二积分器的积分增益运算的累积时长。
5.根据权利要求4所述的过压保护电路，其特征在于，
所述第二积分器还用于对所述Q轴电流指令值进行减法运算以生成Q轴电流差值，并对所述Q轴电流差值进行比例增益运算和积分增益运算，以输出Q轴电压指令值至所述负载的逆变器。
6.根据权利要求5所述的过压保护电路，其特征在于，
所述第二积分器的减法运算的关系式包括：
ΔIq＝Iq-Iq_ref，
所述第二积分器的比例增益运算和积分增益运算的关系式包括：
<mrow>
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<mi>V</mi>
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</mrow>
其中，所述Iq表征Q轴电流采样值，所述Iq_ref表征所述Q轴电流指令值，所述ΔIq表征所述Q轴电流差值，所述kpq表征所述第二积分器的比例增益运算的参数值，所述kiq表征所述第二积分器的积分增益运算的参数值，所述Vq_ref表征所述Q轴电压指令值，所述τ表征时间变量，所述t表征所述第二积分器的积分增益运算的累积时长。
7.根据权利要求6所述的过压保护电路，其特征在于，还包括：
坐标变换器，连接至所述第二积分器，用于对所述D轴电压指令值与Q轴电压指令值分别进行坐标变换，以得到指定坐标系上的第一电压指令值与第二电压指令值，
所述坐标变换的关系式包括：
Vα＝Vd_ref×cosθ-Vq_ref×sinθ，
Vβ＝Vd_ref×sinθ+Vq_ref×cosθ，
其中，所述Vα表征所述第一电压指令值，所述Vβ表征所述第二电压指令值，所述θ表征所述负载的转子角度。
8.根据权利要求7所述的过压保护电路，其特征在于，还包括：
占空比计算器，连接至所述坐标变换器，用于根据所述第一电压指令值、所述第二电压指令值和所述直流母线电压值计算所述逆变器的三相占空比，
其中，所述占空比的计算公式包括：
Vu＝Vα，
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其中，所述Vv表征v相电压值，所述Vu表征u相电压值，所述Vw表征w相电压值，所述Dv表征v相占空比，所述Du表征u相占空比，所述Dw表征w相占空比。
9.一种三相驱动电机，其特征在于，包括：
转子；
逆变器，连接至所述转子，用于向所述转子的负载线圈输出三相电流；
如权利要求1至8中任一项所述的过压保护电路，连接至所述逆变器，用于确定所述三相电流的三相占空比，以及
在检测直流母线电压值大于预设电压值，且所述转子的D轴电流指令值大于零时，触发所述过压保护电路的第一积分器的积分增益运算复位为零，以控制所述第一积分器的比例增益运算输出负向的D轴电流指令值。
10.一种空调器，其特征在于，包括：
如权利要求1至8中任一项所述的过压保护电路和/或如权利要求9所述的三相驱动电机。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107733293A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-02-23 | 绵阳美菱软件技术有限公司 | 一种控制电机降速的方法及装置 |
| CN111049507A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 广东电科院能源技术有限责任公司 | 一种关断晶闸管的方法及装置 |
| CN111510025A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-07 | 四川虹美智能科技有限公司 | 控制电机降速的方法及装置 |
| CN114069573A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-18 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种空调器 |
| CN116505778A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-07-28 | 国网山东省电力公司济宁供电公司 | 基于节点电压差的智能软开关功率自适应调控方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006020411A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Hitachi Ltd | 永久磁石同期電動機の制御装置及びモジュール |
| CN104934943A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-23 | 广东美的制冷设备有限公司 | 过压保护装置、过压保护方法及无电解电容电机驱动系统 |
| CN105024604A (zh) * | 2014-04-28 | 2015-11-04 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种永磁同步电机的弱磁控制方法和装置 |
| CN106505527A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-03-15 | 广东美的制冷设备有限公司 | 电机驱动保护装置、过压保护方法及变频空调器 |
-
2017
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006020411A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Hitachi Ltd | 永久磁石同期電動機の制御装置及びモジュール |
| CN105024604A (zh) * | 2014-04-28 | 2015-11-04 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种永磁同步电机的弱磁控制方法和装置 |
| CN104934943A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-23 | 广东美的制冷设备有限公司 | 过压保护装置、过压保护方法及无电解电容电机驱动系统 |
| CN106505527A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-03-15 | 广东美的制冷设备有限公司 | 电机驱动保护装置、过压保护方法及变频空调器 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107733293A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-02-23 | 绵阳美菱软件技术有限公司 | 一种控制电机降速的方法及装置 |
| CN111049507A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 广东电科院能源技术有限责任公司 | 一种关断晶闸管的方法及装置 |
| CN111049507B (zh) * | 2019-12-31 | 2023-07-21 | 南方电网电力科技股份有限公司 | 一种关断晶闸管的方法及装置 |
| CN111510025A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-07 | 四川虹美智能科技有限公司 | 控制电机降速的方法及装置 |
| CN114069573A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-18 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种空调器 |
| CN114069573B (zh) * | 2021-11-05 | 2024-03-01 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种空调器 |
| CN116505778A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-07-28 | 国网山东省电力公司济宁供电公司 | 基于节点电压差的智能软开关功率自适应调控方法 |
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