CN110632367B - 检测方法、检测装置、变频器、变频系统和存储介质 - Google Patents

检测方法、检测装置、变频器、变频系统和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN110632367B
CN110632367B CN201910936588.4A CN201910936588A CN110632367B CN 110632367 B CN110632367 B CN 110632367B CN 201910936588 A CN201910936588 A CN 201910936588A CN 110632367 B CN110632367 B CN 110632367B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
input
frequency
power
frequency converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910936588.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110632367A (zh
Inventor
周超
小仓健
钱雄
王豪浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midea Group Co Ltd
GD Midea Heating and Ventilating Equipment Co Ltd
Original Assignee
Midea Group Co Ltd
GD Midea Heating and Ventilating Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Midea Group Co Ltd, GD Midea Heating and Ventilating Equipment Co Ltd filed Critical Midea Group Co Ltd
Priority to CN201910936588.4A priority Critical patent/CN110632367B/zh
Publication of CN110632367A publication Critical patent/CN110632367A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110632367B publication Critical patent/CN110632367B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/30—Structural combination of electric measuring instruments with basic electronic circuits, e.g. with amplifier
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/003—Measuring mean values of current or voltage during a given time interval
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/02—Measuring effective values, i.e. root-mean-square values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/006—Measuring power factor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/06—Arrangements for measuring electric power or power factor by measuring current and voltage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种检测方法、检测装置、变频器、变频系统和存储介质，其中，变频器的功率检测方法包括：根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流；根据平均直流母线电流与直流母线电压确定输出功率，并将输出功率记为变频器功率，其中，变频驱动电路包括逆变模块，逆变模块用于将直流信号转变为交流输出信号，以对变频负载供电，直流母线电压为逆变模块的输入端电压。通过本发明的技术方案，有利于提升变频器功率的检测的可靠性，与相关技术中变频器功率的计算方式相比，在不提高硬件成本的条件下，可以有效的提高变频器电功率的计算精度。

Description

检测方法、检测装置、变频器、变频系统和存储介质
技术领域
本发明涉及电机控制领域，具体而言，涉及一种变频器的功率检测方法、一种变频器的功率检测装置、一种变频系统和一种计算机可读存储介质。
背景技术
相关技术中，变频电机系统的功率采用以下方式计算时，均存在相应的缺陷：
(1)将直轴电压与直轴电流的乘积，以及交轴电压与交轴电流的乘积进程相加得到的电功率，由于直轴电压与交轴电压需要经过PI调节输出后至少要经过一个控制周期才能施加到电机上，该电功率与实际功率相比具有较大误差。
(2)使用转矩Tn*ω的方式，虽然能够准确衡量电机的输出机械功率，但是从电功率转换为机械功率产生的铜损和铁损，以及电机在进弱磁后，用于弱磁消耗的电能，均无法体现，因此该方式也不能准确反映电机的实际功率。
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变频器的功率检测方法。
本发明的另一个目的在于提供一种变频器的功率检测装置。
本发明的另一个目的在于提供一种变频器输入电流的检测方法。
本发明的另一个目的在于提供一种变频器输入电流的检测装置。
本发明的另一个目的在于提供一种变频系统的输入电流的检测方法。
本发明的另一个目的在于提供一种变频系统的输入电流的检测装置。
本发明的另一个目的在于提供一种变频器。
本发明的另一个目的在于提供一种变频系统。
本发明的另一个目的在于提供一种计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的技术方案，提供了一种变频器的功率检测方法，包括：根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流；根据平均直流母线电流与直流母线电压确定输出功率，并将输出功率记为变频器功率，其中，变频驱动电路包括逆变模块，逆变模块用于将直流信号转变为交流输出信号，以对变频负载供电，直流母线电压为逆变模块的输入端电压。
其中，将DC-Link(即母线电容)两侧的电压，确定为直流母线电压。
在该技术方案中，由于变压器功率包括驱动负载消耗的功率与逆变侧功率器件的损耗功率，因此可以通过检测逆变器输入端的电压与电流，即直流母线电压与直流母线电流，采用平均直流母线电流代替瞬时直流母线电流进行功率计算，则有利于提升变频器功率的检测的可靠性，与相关技术中变频器功率的计算方式相比，在不提高硬件成本的条件下，可以有效的提高变频器电功率的计算精度。
进一步地，基于电流采样模块不同的设置方式，确定平均直流母线电流的配置方式，以提升本申请中变频器的功率检测方法的通用性。
在上述技术方案中，根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，具体包括：电流采样模块设置于逆变模块的一个输入端，电流采样模块由并联的采样电阻与RC滤波器构造形成，根据对流经采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；将直流母线电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
在该技术方案中，针对单电阻采样的变频驱动电路，根据对流经采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；将流经RC滤波器中的滤波电阻的电流确定为平均直流母线电流，因此在单采样电阻的基础上加上一个RC滤波电路即可得到平均直流母线电流。
对于三相输入的变频驱动电路，当电机负载慢慢提高后，一般在电机运行至中高频时，最终的直流母线电压会保持在
Figure BDA0002221744120000021
附近，即母线直流电压
Figure BDA0002221744120000031
根据能量守恒，输入功率转化为逆变侧的输出功率，以及DCL电感消耗和整流二极管桥上的损耗，即Pin＝Pdiode+Pdcl+Pdc，又Pdiode+Pdcl＜＜Pdc，故近似可以认为Pin≈Pdc，从而能够根据直流母线电压与平均直流母线电流配置出变频器的功率。
在上述任一项技术方案中，根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，具体包括：电流采样模块包括分别与变频器的三相下桥臂中的开关器件串联设置的三个采样电阻，以及RC滤波器，RC滤波器的一端分别连接至开关器件与对应串联的采样电阻之间的连接点，RC滤波器的另一端接地，分别通过三个采样电阻采集三相采样电流；将三相采样电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
在该技术方案中，针对分别对每相电流进行采样的采样模块，只需要从桥臂重构出直流母线电流Idc，然后经过RC滤波也可以得到平均直流母线电流Idc_ave。
功率的计算方式与单电阻采样的变频器功率计算方式相同。
基于上述两种直流母线电流的采样方式可知，无论对于单电阻采样还是下桥臂电阻采样的变频驱动电路，Idc_ave都可以通过对Idc进行RC滤波后得到。
在上述任一项技术方案中，根据平均直流母线电流与直流母线电压确定输出功率，并将输出功率记为变频器功率，具体包括：对平均直流母线电流执行AD校准配置，以生成校准电流；对直流母线电压执行AD校准配置，以生成校准电压，根据校准电流与校准电压确定变频器功率。
在该技术方案中，通过分别对平均直流母线电流与直流母线电压进行AD校正，以对A/D转换过程中造成的采集精度降低的现象进行补偿，以进一步提升变频器功率检测精度。
其中，
Figure BDA0002221744120000032
在上述任一项技术方案中，变频负载包括永磁同步电机与交流伺服电机。
根据本发明的第二方面的技术方案，提供了一种变频器输入电流的检测方法，包括：根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流；根据平均直流母线电流确定变频器的输入电流有效值，其中，变频驱动电路包括整流模块，整流模块用于将交流输入信号整流为直流信号，以输入至逆变模块，逆变模块用于将直流信号转变为交流输出信号，以对变频负载供电，变频器的输入电流有效值为整流模块的输入端电流。
在上述技术方案中，根据平均直流母线电流确定变频器的输入电流有效值，具体包括：根据平均直流母线电流与逆变模块的输入端的功率因数，确定输入电流有效值。
在该技术方案中，基于第一方面得到的关系式Pin≈Pdc，由于:
Figure BDA0002221744120000041
Figure BDA0002221744120000042
因此：
Figure BDA0002221744120000043
Figure BDA0002221744120000044
即能够根据平均直流母线电流确定变频器的输入电流有效值，该方式不需要设置检测输入电流Iac的电流传感器，因此能够在保证检测精度的同时，降低变频器的制备成本。
另外，根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，具体包括：电流采样模块设置于逆变模块的一个输入端，电流采样模块由并联的采样电阻与RC滤波器构造形成，根据对流经采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；将直流母线电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，还可以具体包括：电流采样模块包括分别与变频器的三相下桥臂中的开关器件串联设置的三个采样电阻，以及RC滤波器，RC滤波器的一端分别连接至开关器件与对应串联的采样电阻之间的连接点，RC滤波器的另一端接地，分别通过三个采样电阻采集三相采样电流；将三相采样电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
在上述任一项技术方案中，还包括：交流输入信号为三相交流信号，根据整流模块与交流信号的频段确定输入端的功率因数。
在该技术方案中，针对三相交流输入的变频器，当单台变频器运行在中高速频段时，估算输入电流Iac才有意义，因为Iac一般用于对电机进行限频，只有在中高频才有可能发生电机的限频。
对于无功率因数校正的三相变频系统来说，结合整流模块的性能参数与交流信号的频段，高频段功率因数PF保持在0.93左右，因此对于三相输入单电阻采样的变频器的中高频段，输入电流Iac≈0.8384·Idc_ave。因此采样Idc_ave，不仅可以比较精确地算出变频器的功率，还可以实现对中高频的输入电流的估算。
在上述任一项技术方案中，还包括：交流输入信号为单相交流信号，整流模块的输出端与逆变模块的输入端之间设置有功率因数校正模块，据整流模块、交流信号的频段与功率因数校正模块确定输入端的功率因数。
在该技术方案中，针对单相交流输入的变频器，通过设置功率因数校正电流，以提升功率因数，因此功率因数PF一般可以取0.99，基于Pin≈Pdc的关系也可以确定输入电流有效值。
在上述任一项技术方案中，变频负载包括永磁同步电机与交流伺服电机。
根据本发明的第三方面的技术方案，提供了一种变频系统的输入电流的检测方法，包括：对于任一变频器，根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流；以及根据平均直流母线电流与直流母线电压确定输出功率，并将输出功率记为任一变频器的功率；将多个任一变频器的功率的进行累加，以确定变频系统的总功率；根据总功率、变频系统的输入相电压有效值与输入特性，确定变频系统的输入电流。
在该技术方案中，由多个变频器组成的变频系统，由同一电源供电，供电电源可以是单相交流电源，也可以是三相交流电源，并通过总线通讯的方式与中控机进行交互，对输入的总电流Iac的计算可通过各变频模块将本变频模块的功率发给中控机求和，然后根据输入功率和输出功率近似守恒，中控机一般都会采样输入电压，这样就可以检测出输入的总电流Iac。
另外，根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，具体包括：电流采样模块设置于逆变模块的一个输入端，电流采样模块由并联的采样电阻与RC滤波器构造形成，根据对流经采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；将直流母线电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，还可以具体包括：电流采样模块包括分别与变频器的三相下桥臂中的开关器件串联设置的三个采样电阻，以及RC滤波器，RC滤波器的一端分别连接至开关器件与对应串联的采样电阻之间的连接点，RC滤波器的另一端接地，分别通过三个采样电阻采集三相采样电流；将三相采样电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
在上述技术方案中，根据总功率、变频系统的输入相电压有效值与输入特性，确定变频系统的输入电流，具体包括：变频系统为三相输入，三相输入对应于第一功率因数，根据总功率、输入相电压有效值、第一功率因素与相数，确定输入电流，其中，根据变频器中的整流模块与输入相电压有效值的频段确定第一功率因数。
在上述任一项技术方案中，根据总功率、变频系统的输入相电压有效值与输入特性，确定变频系统的输入电流，具体包括：变频系统为单相输入，单相输入对应于第二功率因数，根据总功率、输入相电压有效值与第二功率因素，确定输入电流，其中，根据变频器中的整流模块、功率因数校正模块与输入相电压有效值的频段确定第二功率因数。
根据本发明的第四方面的技术方案，提供了一种变频器的功率检测装置，包括：存储器和处理器；存储器，用于存储存储器用于存储程序代码；处理器，用于调用程序代码执行本发明第一方面中的任一项技术方案提供的变频器的功率检测方法。
本发明提供的变频器的功率检测装置，因包括执行计算机程序时能够实现如第一方面中任一技术方案所述的变频器的功率检测方法限定的步骤的处理器，因此，具有上述变频器的功率检测方法的全部有益效果，在此不做一一陈述。
根据本发明的第五方面的技术方案，提供了一种变频器输入电流的检测装置，包括：存储器和处理器；存储器，用于存储存储器用于存储程序代码；处理器，用于调用程序代码执行本发明第二方面中的任一项技术方案提供的变频器输入电流的检测方法。
本发明提供的变频器输入电流的检测装置，因包括执行计算机程序时能够实现如第二方面中任一技术方案所述的变频器输入电流的检测方法限定的步骤的处理器，因此，具有上述变频器输入电流的检测方法的全部有益效果，在此不做一一陈述。
根据本发明的第六方面的技术方案，提供了一种变频系统的输入电流的检测装置，包括：存储器和处理器；存储器，用于存储存储器用于存储程序代码；处理器，用于调用程序代码执行本发明第三方面中的任一项技术方案提供的变频系统的输入电流的检测方法。
本发明提供的变频系统的输入电流的检测装置，因包括执行计算机程序时能够实现如第三方面中任一技术方案所述的变频系统的输入电流的检测方法限定的步骤的处理器，因此，具有上述变频器的功率检测方法的全部有益效果，在此不做一一陈述。
根据本发明的第七方面的技术方案，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被执行时实现上述技术方案限定的变频器的功率检测方法、变频器输入电流的检测方法与变频系统的输入电流的检测方法中的至少一种。
综上所述，根据本申请所述的技术方案，至少具有以下技术效果：
(1)本申请所提出的变频器的功率及输入电流Iac的计算方法简单可靠，不仅包括负载电机消耗的功率，还包括逆变侧功率器件的损耗功率，因此能够保证较高的计算精度。
(2)本申请所提出的变频器功率及输入电流Iac的计算方法具有通用性，既可用于永磁同步电机，也适用于交流伺服电机；既可以用于三相输入的变频驱动场合，也可适用于单相输入的变频驱动场合；既可以用于单电阻采样的变频驱动场合，也适用于下桥臂电阻采样的变频驱动场合。
(3)本申请所提出的变频器输入电流Iac的计算方法，能够根据平均直流母线电流确定变频器的输入电流有效值，该方式不需要设置检测输入电流Iac的电流传感器，因此能够在保证检测精度的同时，降低变频器的制备成本
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一个实施例的变频器的功率检测方法的示意流程图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的变频器输入电流的检测方法的示意流程图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的变频系统的输入电流的检测方法的示意流程图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的变频驱动电路的示意图；
图5示出了根据本发明的另一个实施例的变频驱动电路的示意图；
图6示出了根据本发明的另一个实施例的变频驱动电路的示意图；
图7示出了根据本发明的另一个实施例的变频驱动电路的示意图；
图8示出了根据本发明的一个实施例的变频系统的示意框图；
图9示出了根据本发明的实施例的功率检测方法与相关技术中的功率检测方法的误差比较示意图；
图10示出了根据本发明的一个实施例的变频器的功率检测装置的示意框图；
图11示出了根据本发明的一个实施例的变频器输入电流的检测装置的示意框图；
图12示出了根据本发明的一个实施例的变频系统的输入电流的检测装置的示意框图。
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。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的变频器的功率检测方法，包括：
步骤102，根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流。
步骤104，根据平均直流母线电流与直流母线电压确定输出功率，并将输出功率记为变频器功率，其中，变频驱动电路包括逆变模块，逆变模块用于将直流信号转变为交流输出信号，以对变频负载供电，直流母线电压为逆变模块的输入端电压。
由于变压器功率包括驱动负载消耗的功率与逆变侧功率器件的损耗功率，因此可以通过检测逆变器输入端的电压与电流，即直流母线电压与直流母线电流，采用平均直流母线电流代替瞬时直流母线电流进行功率计算，则有利于提升变频器功率的检测的可靠性，与相关技术中变频器功率的计算方式相比，在不提高硬件成本的条件下，可以有效的提高变频器电功率的计算精度。
进一步地，基于电流采样模块不同的设置方式，确定平均直流母线电流的配置方式，以提升本申请中变频器的功率检测方法的通用性。
如图9所示，采用本申请的变频器的功率计算方式的误差在电机的全频率范围内可以保持在5％以内，相比相关技术中的两种功率计算方式得到的变频器功率，能够有效提高检测精度。
如图2所示，根据本发明的一个实施例的变频器输入电流的检测方法，包括：
步骤202，根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流。
步骤204，根据平均直流母线电流确定变频器的输入电流有效值，其中，变频驱动电路包括整流模块，整流模块用于将交流输入信号整流为直流信号，以输入至逆变模块，逆变模块用于将直流信号转变为交流输出信号，以对变频负载供电，变频器的输入电流有效值为整流模块的输入端电流。
根据平均直流母线电流确定变频器的输入电流有效值，该方式不需要设置检测输入电流Iac的电流传感器，因此能够在保证检测精度的同时，降低变频器的制备成本。
如图3所示，根据本发明的一个实施例的变频系统的输入电流的检测方法，包括：
步骤302，对于任一变频器，根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，以及根据平均直流母线电流与直流母线电压确定输出功率，并将输出功率记为任一变频器的功率。
步骤304，将多个任一变频器的功率的进行累加，以确定变频系统的总功率。
步骤306，根据总功率、变频系统的输入相电压有效值与输入特性，确定变频系统的输入电流。
由多个变频器组成的变频系统，由同一电源供电，供电电源可以是单相交流电源，也可以是三相交流电源，并通过总线通讯的方式与中控机进行交互，对输入的总电流Iac的计算可通过各变频模块将本变频模块的功率发给中控机求和，然后根据输入功率和输出功率近似守恒，中控机一般都会采样输入电压，这样就可以检测出输入的总电流Iac。
图4至图7分别示出了四种形式的变频驱动电路，其共有模块包括整流模块、逆变模块，DCL电感、直流母线电容C与处理器MCU，处理器MCU用于接收Vdc、Idc_ave以及Idc等，处理器MCU还用于向驱动控制电路中的指定开关器件发送PWM信号，电机为永磁同步电机或交流伺服电机，其中，本领域的计算人员能够理解的是，输入电源的相数不同，整流模块的设置方式也不同。
在图4与图6中，采样模块为但电阻采样电流重构，采样电阻为Rshunt，Rshunt的一端连接至RC滤波器的电阻R，另一端连接至RC滤波器的电容C。
在图5与图7中，采样电阻包括Ru、Rv与Rw，RC滤波器的电阻R的一端分别连接至Ru、Rv与Rw，RC滤波器的电容C的一端接地。
实施例一
根据本发明的另一个实施例的变频器的功率检测方法，如图4所示，电流采样模块设置于逆变模块的一个输入端，电流采样模块由并联的采样电阻与RC滤波器构造形成，根据对流经采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；将直流母线电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
对平均直流母线电流执行AD校准配置，以生成校准电流；对直流母线电压执行AD校准配置，以生成校准电压，根据校准电流与校准电压确定变频器功率。
在该实施例中，通过分别对平均直流母线电流与直流母线电压进行AD校正，以对A/D转换过程中造成的采集精度降低的现象进行补偿，以进一步提升变频器功率检测精度，其计算过程如图4至图7中MCU模块中所示。
其中，
Figure BDA0002221744120000111
如图4至图7所示，基于平均直流母线电流与直流母线电压得到的功率Pdc还可以进一步通过低通滤波器LPF执行低通滤波操作，以得到滤波等候的功率PdcFlt。
实施例二
根据本发明的另一个实施例的变频器的功率检测方法，如图5所示，电流采样模块包括分别与变频器的三相下桥臂中的开关器件串联设置的三个采样电阻，以及RC滤波器，RC滤波器的一端分别连接至开关器件与对应串联的采样电阻之间的连接点，RC滤波器的另一端接地，分别通过三个采样电阻采集三相采样电流；将三相采样电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
对平均直流母线电流执行AD校准配置，以生成校准电流；对直流母线电压执行AD校准配置，以生成校准电压，根据校准电流与校准电压确定变频器功率。
在该实施例中，通过分别对平均直流母线电流与直流母线电压进行AD校正，以对A/D转换过程中造成的采集精度降低的现象进行补偿，以进一步提升变频器功率检测精度。
其中，
Figure BDA0002221744120000121
实施例三
根据本发明的另一个实施例的变频器输入电流的检测方法，如图4所示，电流采样模块设置于逆变模块的一个输入端，电流采样模块由并联的采样电阻与RC滤波器构造形成，根据对流经采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；将直流母线电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
交流输入信号为三相交流信号，根据整流模块与交流信号的频段确定输入端的功率因数。
在该实施例中，针对三相交流输入的变频器，当单台变频器运行在中高速频段时，估算输入电流Iac才有意义，因为Iac一般用于对电机进行限频，只有在中高频才有可能发生电机的限频。
对于无功率因数校正的三相变频系统来说，结合整流模块的性能参数与交流信号的频段，高频段功率因数PF保持在0.93左右，因此对于三相输入单电阻采样的变频器的中高频段，输入电流Iac≈0.8384·Idc_ave。因此采样Idc_ave，不仅可以比较精确地算出变频器的功率，还可以实现对中高频的输入电流的估算。
实施例四
根据本发明的另一个实施例的变频器输入电流的检测方法，如图5所示，电流采样模块包括分别与变频器的三相下桥臂中的开关器件串联设置的三个采样电阻，以及RC滤波器，RC滤波器的一端分别连接至开关器件与对应串联的采样电阻之间的连接点，RC滤波器的另一端接地，分别通过三个采样电阻采集三相采样电流；将三相采样电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
交流输入信号为三相交流信号，根据整流模块与交流信号的频段确定输入端的功率因数。
在该实施例中，针对三相交流输入的变频器，当单台变频器运行在中高速频段时，估算输入电流Iac才有意义，因为Iac一般用于对电机进行限频，只有在中高频才有可能发生电机的限频。
对于无功率因数校正的三相变频系统来说，结合整流模块的性能参数与交流信号的频段，高频段功率因数PF保持在0.93左右，因此对于三相输入单电阻采样的变频器的中高频段，输入电流Iac≈0.8384·Idc_ave。因此采样Idc_ave，不仅可以比较精确地算出变频器的功率，还可以实现对中高频的输入电流的估算。
实施例五
根据本发明的另一个实施例的变频器输入电流的检测方法，如图6所示，电流采样模块设置于逆变模块的一个输入端，电流采样模块由并联的采样电阻与RC滤波器构造形成，根据对流经采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；将直流母线电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
交流输入信号为单相交流信号，整流模块的输出端与逆变模块的输入端之间设置有功率因数校正模块，据整流模块、交流信号的频段与功率因数校正模块确定输入端的功率因数。
在该实施例中，针对单相交流输入的变频器，通过设置功率因数校正电流，以提升功率因数，因此功率因数PF一般可以取0.99，基于Pin≈Pdc的关系也可以确定输入电流有效值。
实施例六
根据本发明的另一个实施例的变频器输入电流的检测方法，如图7所示，电流采样模块包括分别与变频器的三相下桥臂中的开关器件串联设置的三个采样电阻，以及RC滤波器，RC滤波器的一端分别连接至开关器件与对应串联的采样电阻之间的连接点，RC滤波器的另一端接地，分别通过三个采样电阻采集三相采样电流；将三相采样电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
交流输入信号为单相交流信号，整流模块的输出端与逆变模块的输入端之间设置有功率因数校正模块，据整流模块、交流信号的频段与功率因数校正模块确定输入端的功率因数。
在该实施例中，针对单相交流输入的变频器，通过设置功率因数校正电流，以提升功率因数，因此功率因数PF一般可以取0.99，基于Pin≈Pdc的关系也可以确定输入电流有效值。
实施例七
如图8所示，变频系统包括多个并行设置的变频器，根据本发明的一个实施例的变频系统的输入电流的检测方法，如图4所示，电流采样模块设置于逆变模块的一个输入端，电流采样模块由并联的采样电阻与RC滤波器构造形成，根据对流经采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；将直流母线电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
变频系统为三相输入，三相输入对应于第一功率因数，根据总功率、输入相电压有效值、第一功率因素与相数，确定输入电流，其中，根据变频器中的整流模块与输入相电压有效值的频段确定第一功率因数。
其中，
Figure BDA0002221744120000141
PF1为第一功率因数，Vin为输入相电压有效值。
实施例八
如图8所示，变频系统包括多个并行设置的变频器，根据本发明的一个实施例的变频系统的输入电流的检测方法，如图5所示，电流采样模块包括分别与变频器的三相下桥臂中的开关器件串联设置的三个采样电阻，以及RC滤波器，RC滤波器的一端分别连接至开关器件与对应串联的采样电阻之间的连接点，RC滤波器的另一端接地，分别通过三个采样电阻采集三相采样电流；将三相采样电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
变频系统为三相输入，三相输入对应于第一功率因数，根据总功率、输入相电压有效值、第一功率因素与相数，确定输入电流，其中，根据变频器中的整流模块与输入相电压有效值的频段确定第一功率因数。
其中，
Figure BDA0002221744120000142
PF1为第一功率因数，Vin为输入相电压有效值。
实施例九
如图8所示，变频系统包括多个并行设置的变频器，根据本发明的一个实施例的变频系统的输入电流的检测方法，如图6所示，电流采样模块设置于逆变模块的一个输入端，电流采样模块由并联的采样电阻与RC滤波器构造形成，根据对流经采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；将直流母线电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
变频系统为单相输入，单相输入对应于第二功率因数，根据总功率、输入相电压有效值与第二功率因素，确定输入电流，其中，根据变频器中的整流模块、功率因数校正模块与输入相电压有效值的频段确定第二功率因数。
其中，
Figure BDA0002221744120000151
PF2为第二功率因数，Vin为输入相电压有效值。
实施例十
如图8所示，变频系统包括多个并行设置的变频器，根据本发明的一个实施例的变频系统的输入电流的检测方法，如图7所示，电流采样模块包括分别与变频器的三相下桥臂中的开关器件串联设置的三个采样电阻，以及RC滤波器，RC滤波器的一端分别连接至开关器件与对应串联的采样电阻之间的连接点，RC滤波器的另一端接地，分别通过三个采样电阻采集三相采样电流；将三相采样电流输入RC滤波器执行滤波操作，以配置出平均直流母线电流。
变频系统为单相输入，单相输入对应于第二功率因数，根据总功率、输入相电压有效值与第二功率因素，确定输入电流，其中，根据变频器中的整流模块、功率因数校正模块与输入相电压有效值的频段确定第二功率因数。
其中，
Figure BDA0002221744120000152
PF2为第二功率因数，Vin为输入相电压有效值。
如图10所示，根据本发明的实施例的变频器的功率检测装置100，包括：存储器1002和处理器1004；存储器1002，用于存储程序代码；处理器1004，用于调用程序代码执行上述任一实施例所述的变频器功率的检测方法。
如图11所示，根据本发明的实施例的变频器输入电流的检测装置110，包括：存储器1102和处理器1104；存储器1102，用于存储程序代码；处理器1104，用于调用程序代码执行上述任一实施例所述的变频器输入电流的检测法。
如图12所示，根据本发明的实施例的变频系统的输入电流的检测装置120，包括：存储器1202和处理器1204；存储器1202，用于存储程序代码；处理器1204，用于调用程序代码执行上述任一实施例所述的变频系统的输入电流的检测方法。
根据本发明的实施例的变频器，包括：上述任一实施例中所述的变频器的功率检测装置100和/或变频器输入电流的检测装置110。
根据本发明的实施例的变频系统，包括：上述任一实施例中所述的变频系统的输入电流的检测装置120。
根据本发明的一个实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现如上述任一项实施例限定的变频器的功率检测方法的步骤、变频器的输入电流的检测方法的步骤与变频系统的输入电流的检测方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种变频器的功率检测方法，其特征在于，包括：
根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流；
根据所述平均直流母线电流与直流母线电压确定输出功率，并将所述输出功率记为所述变频器的功率，
其中，所述变频驱动电路包括逆变模块，所述逆变模块用于将直流信号转变为交流输出信号，以对变频负载供电，所述直流母线电压为所述逆变模块的输入端电压；
所述根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，具体包括：
所述电流采样模块包括采样电阻和与RC滤波器，所述采样电阻连接于所述逆变模块的一个输入端或所述变频器的三相下桥臂中的开关器件；
将流经所述采样电阻的电流的采样结果输入所述RC滤波器执行滤波操作，以配置出所述平均直流母线电流。
2.根据权利要求1所述的变频器的功率检测方法，其特征在于，所述根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，具体包括：
所述电流采样模块设置于所述逆变模块的一个输入端，所述电流采样模块由并联的所述采样电阻与所述RC滤波器构造形成，根据对流经所述采样电阻的电流的采样结果确定直流母线电流；
将所述直流母线电流输入所述RC滤波器执行滤波操作，以配置出所述平均直流母线电流。
3.根据权利要求1所述的变频器的功率检测方法，其特征在于，所述根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，具体包括：
所述电流采样模块包括分别与所述变频器的三相下桥臂中的开关器件串联设置的三个所述采样电阻，以及所述RC滤波器，所述RC滤波器的一端分别连接至所述开关器件与对应串联的所述采样电阻之间的连接点，所述RC滤波器的另一端接地，分别通过三个所述 采样电阻采集三相采样电流；
将所述三相采样电流输入所述RC滤波器执行滤波操作，以配置出所述平均直流母线电流。
4.根据权利要求1所述的变频器的功率检测方法，其特征在于，所述根据所述平均直流母线电流与直流母线电压确定输出功率，并将所述输出功率记为所述变频器功率，具体包括：
对所述平均直流母线电流执行AD校准配置，以生成校准电流；
对所述直流母线电压执行AD校准配置，以生成校准电压，
根据所述校准电流与所述校准电压确定所述变频器功率。
5.一种变频器输入电流的检测方法，其特征在于，包括：
根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流；
根据所述平均直流母线电流确定所述变频器的输入电流有效值，
其中，所述变频驱动电路包括整流模块，所述整流模块用于将交流输入信号整流为直流信号，以输入至逆变模块，所述逆变模块用于将所述直流信号转变为交流输出信号，以对变频负载供电，所述变频器的输入电流有效值为所述整流模块的输入端电流，所述电流采样模块包括采样电阻和与RC滤波器，所述采样电阻连接于所述逆变模块的一个输入端或所述变频器的三相下桥臂中的开关器件；
所述根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流，具体包括：
将流经所述采样电阻的电流的采样结果输入所述RC滤波器执行滤波操作，以配置出所述平均直流母线电流。
6.根据权利要求5所述的变频器输入电流的检测方法，其特征在于，所述根据所述平均直流母线电流确定所述变频器的输入电流有效值，具体包括：
根据所述平均直流母线电流与所述逆变模块的输入端的功率因数，确定所述输入电流有效值。
7.根据权利要求6所述的变频器输入电流的检测方法，其特征在于，还包括：
所述交流输入信号为三相交流信号，根据所述整流模块与所述交流信号的频段确定所述输入端的功率因数。
8.根据权利要求6所述的变频器输入电流的检测方法，其特征在于，还包括：
所述交流输入信号为单相交流信号，所述整流模块的输出端与所述逆变模块的输入端之间设置有功率因数校正模块，据所述整流模块、所述交流信号的频段与所述功率因数校正模块确定所述输入端的功率因数。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的检测方法，其特征在于，
所述变频负载包括永磁同步电机与交流伺服电机。
10.一种变频系统的输入电流的检测方法，所述变频系统包括多个并行设置的变频器，其特征在于，包括：
对于任一所述变频器，根据变频驱动电路中的电流采样模块配置出对应的平均直流母线电流；以及
根据所述平均直流母线电流与直流母线电压确定输出功率，并将所述输出功率记为任一所述变频器的功率；
将多个任一所述变频器的功率的进行累加，以确定所述变频系统的总功率；
根据所述总功率、所述变频系统的输入相电压有效值与输入特性，确定所述变频系统的输入电流。
11.根据权利要求10所述的变频系统的输入电流的检测方法，其特征在于，所述根据所述总功率、所述变频系统的输入相电压有效值与输入特性，确定所述变频系统的输入电流，具体包括：
所述变频系统为三相输入，所述三相输入对应于第一功率因数，根据所述总功率、所述输入相电压有效值、所述第一功率因数与相数，确定所述输入电流，
其中，根据所述变频器中的整流模块与所述输入相电压有效值的频段确定所述第一功率因数。
12.根据权利要求10所述的变频系统的输入电流的检测方法，其特征在于，所述根据所述总功率、所述变频系统的输入相电压有效值与输入特性，确定所述变频系统的输入电流，具体包括：
所述变频系统为单相输入，所述单相输入对应于第二功率因数，根据所述总功率、所述输入相电压有效值与所述第二功率因数，确定所述输入电流，
其中，根据所述变频器中的整流模块、功率因数校正模块与所述输入相电压有效值的频段确定所述第二功率因数。
13.一种变频器功率的检测装置，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储所述存储器用于存储程序代码；
所述处理器，用于调用所述程序代码执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
14.一种变频器输入电流的检测装置，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储所述存储器用于存储程序代码；
所述处理器，用于调用所述程序代码执行权利要求5至8中任一项所述的方法。
15.一种变频系统的输入电流的检测装置，所述变频系统包括多个并行设置的变频器，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储所述存储器用于存储程序代码；
所述处理器，用于调用所述程序代码执行权利要求10至12中任一项所述的方法。
16.一种变频器，其特征在于，包括：
如权利要求13所述的变频器功率的检测装置；和/或
如权利要求14所述的变频器输入电流的检测装置。
17.一种变频系统，其特征在于，包括：
如权利要求15所述的变频系统的输入电流的检测装置。
18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有检测程序，该检测程序被处理器执行时实现权利要求1至12中任一所述的检测方法。
CN201910936588.4A 2019-09-29 2019-09-29 检测方法、检测装置、变频器、变频系统和存储介质 Active CN110632367B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910936588.4A CN110632367B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 检测方法、检测装置、变频器、变频系统和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910936588.4A CN110632367B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 检测方法、检测装置、变频器、变频系统和存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110632367A CN110632367A (zh) 2019-12-31
CN110632367B true CN110632367B (zh) 2022-02-15

Family

ID=68973759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910936588.4A Active CN110632367B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 检测方法、检测装置、变频器、变频系统和存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110632367B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111537788A (zh) * 2020-05-25 2020-08-14 珠海格力电器股份有限公司 变频电机功率修正方法及用电设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101777829A (zh) * 2010-03-09 2010-07-14 上海大学 一种变频空调在低频模型下的apfc控制方法
CN102684470A (zh) * 2012-04-01 2012-09-19 中南大学 一种变频空调整功率因数稳定运行控制方法
CN103280982A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 一种电机试验变频电源控制方法
CN104953854A (zh) * 2015-06-19 2015-09-30 广东美的制冷设备有限公司 变频空调器及其室外机的电源电路和pfc控制方法
CN109728735A (zh) * 2019-01-02 2019-05-07 广东美的暖通设备有限公司 三相无电解电容变频器主电路、确定方法和变频器
DE102018200017A1 (de) * 2018-01-02 2019-07-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur energieversorgung eines antriebssystems mit zwischenkreis

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101777829A (zh) * 2010-03-09 2010-07-14 上海大学 一种变频空调在低频模型下的apfc控制方法
CN102684470A (zh) * 2012-04-01 2012-09-19 中南大学 一种变频空调整功率因数稳定运行控制方法
CN103280982A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 一种电机试验变频电源控制方法
CN104953854A (zh) * 2015-06-19 2015-09-30 广东美的制冷设备有限公司 变频空调器及其室外机的电源电路和pfc控制方法
DE102018200017A1 (de) * 2018-01-02 2019-07-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur energieversorgung eines antriebssystems mit zwischenkreis
CN109728735A (zh) * 2019-01-02 2019-05-07 广东美的暖通设备有限公司 三相无电解电容变频器主电路、确定方法和变频器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
变频器输出有功功率测量方法研究;李海国 等;《电机与控制应用》;20170401;第44卷(第4期);第107-110页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110632367A (zh) 2019-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107248828B (zh) 电动机控制装置及电动机控制方法
US7977898B2 (en) Current sensing for a multi-phase DC/DC boost converter
US8531858B2 (en) Power conversion with current sensing coupled through saturating element
CN102386835B (zh) 永磁同步电机的参数获取方法
CN108123618B (zh) 一种脉冲宽度调制方法、脉冲宽度调制系统及控制器
KR101661379B1 (ko) 인버터에서 직류단 커패시터의 용량 추정장치
Suppharangsan et al. Experimental validation of a new switching technique for DC-link capacitor minimization in switched reluctance machine drives
JP2012060801A (ja) 電力変換装置及び、それを用いた機器
CN109039199B (zh) 一种用于eps控制器母线电流估算方法及系统
CN110632367B (zh) 检测方法、检测装置、变频器、变频系统和存储介质
CN106877779B (zh) 电力变换装置
CN108448956B (zh) 一种六相不对称方波电机的转子位置检测装置
EP3393033B1 (en) Matrix converter and method for determining constants of alternating-current motor
JP6116538B2 (ja) モータ制御装置
WO2010038841A1 (ja) 三相整流装置
US20190199228A1 (en) Three-phase ac/ac converter with quasi-sine wave hf series resonant link
JP5824339B2 (ja) 三相整流装置
JP5045020B2 (ja) モータ駆動用インバータ制御装置
CN114598164A (zh) 高压变频器及其输出电压检测方法、装置及存储介质
CN113872485A (zh) 电机的控制方法、装置、设备、系统和存储介质
CN102868355A (zh) 感应电机参数辨识的直流母线电容均压控制方法
JP2018014861A (ja) 回転電機の回転角推定装置
CN107681952B (zh) 功率变换控制方法及装置
Kanazawa et al. Analysis of RMS current on DC-link capacitor with single-shunt current sensing system
JP5293554B2 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant