CN215817940U - 一种变频器的控制装置和变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频器的控制装置和变频器，该装置包括：两个以上放电电阻组中的每个放电电阻组，被配置为在开关模块的控制下，能够单独地对母线电容的电量进行释放，也能够与其余放电电阻组一起对母线电容的电量进行释放；开关模块，被配置为在需要对母线电容的电量进行释放的情况下，根据母线电容的电量的释放需求，控制两个以上放电电阻组接入母线电容的放电通路的数量，记为N，N为正整数；以利用两个以上放电电阻组中接入母线电容的放电通路的N个放电电阻组，对母线电容的电量进行释放。该方案，通过使变频器的母线电容放电电阻的放电功率，能随实际需求变化，有利于提升变频器的安全性。

Description

一种变频器的控制装置和变频器

技术领域

本实用新型属于变频器技术领域，具体涉及一种变频器的控制装置和变频器，尤其涉及一种变频器的母线电容放电功率的调控装置和变频器。

背景技术

在应用于控制磁悬浮电机的变频器中，变频器停机或断电时对直流电容(即母线电容)放电时，是用固定阻值的电阻对直流电容的电量进行能量消耗。固定阻值的电阻，是以热能形式消耗掉直流电容的电量，做到在变频器停机时减小电机反馈回来的泵生电压、以及在变频器断电后尽快消耗直流电容电量，确保变频器的柜内无电。

在控制磁悬浮电机的变频器中的直流电容在提供逆变所需电压的同时，也向磁悬浮电机的轴承控制器、变频器主控板供电。当母线电容(即直流电容)的电压(即母线电压)低于某个额定值时，变频器主控板、磁悬浮轴承控制器就会失电，轴承就会失去控制，进而可能出现失电失控落轴。所以，在控制磁悬浮电机的变频器中，在紧急停机切断电源输入后的一段短暂时间内，不希望快速消耗掉母线电容的电量，以避免母线电压过快下跌以致于低于轴承控制器最低的供电电压。变频器紧急停机瞬间会进入电机能量反馈调节，将母线电压维持在参考的电压值以供轴承控制器控制轴承落轴。进入能量回馈调节到电压稳定的过程需要短暂的调节时间，这段时间不能使放电电阻对母线电容的电量损耗过大以致于母线电压下跌过快。

但是，变频器的母线电容放电电阻的放电功率，不能随实际需求变化，影响了变频器的安全性。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种变频器的控制装置和变频器，以解决变频器的母线电容放电电阻的放电功率，不能随实际需求变化，影响了变频器的安全性的问题，达到通过使变频器的母线电容放电电阻的放电功率，能随实际需求变化，有利于提升变频器的安全性的效果。

本实用新型提供一种变频器的控制装置中，所述变频器，具有母线电容；所述变频器的控制装置，包括：母线电容放电单元；所述母线电容放电单元，设置在所述母线电容的输出端；所述母线电容放电单元，包括：放电电阻模块和开关模块；所述放电电阻模块，包括：放电电阻组，所述放电电阻组的数量为两个以上；其中，两个以上所述放电电阻组中的每个所述放电电阻组，被配置为在所述开关模块的控制下，能够单独地对所述母线电容的电量进行释放，也能够与其余所述放电电阻组一起对所述母线电容的电量进行释放；所述开关模块，被配置为在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，记为N，N为正整数；以利用两个以上所述放电电阻组中接入所述母线电容的放电通路的N个所述放电电阻组，对所述母线电容的电量进行释放。

在一些实施方式中，两个以上所述放电电阻组，包括：第一电阻组和第二电阻组；所述开关模块，包括：第一开关和第二开关；其中，所述第二电阻组和所述第二开关串联，形成第一串联支路；所述第一串联支路，与所述第一电阻组并联，形成第一并联支路；所述第一并联支路，与所述第一开关串联，形成第二串联支路；所述第二串联支路的第一端，连接至所述母线电容的正端；所述第二串联支路的第二端，连接至所述母线电容的负端。

在一些实施方式中，在所述第二串联支路中，所述第一开关远离所述第一并联支路的一端，作为所述第二串联支路的第一端；所述第一并联支路远离所述第一开关的一端，作为所述第二串联支路的第二端；在所述第一串联支路中，所述第二开关远离所述第二电阻组的一端，连接至所述第二串联支路的第二端。

在一些实施方式中，所述第一开关和所述第二开关，均选用接触器。

在一些实施方式中，所述开关模块，在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，包括以下任一种控制情形：

第一种控制情形：在所述变频器正常运行的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不对所述母线电容的电量进行释放，记为所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作。

第二种控制情形：在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述变频器所控制电机已停机、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，执行：若所述母线电容的母线电压超过设定的保护值，则所述第一开关处于闭合的状态、且所述第二开关处于断开的状态，以使所述第一电阻组工作、且所述第二电阻组不工作；若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行；以及，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

第三种控制情形：在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，等待所述变频器所控制电机停机、且所述变频器所控制电机的轴承落轴后所述变频器的输入电源再被切断，并执行：若所述母线电容的母线电压超过设定的保护值，则所述第一开关处于闭合的状态、且所述第二开关处于断开的状态，以使所述第一电阻组工作、且所述第二电阻组不工作；若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则：在所述变频器所控制电机的轴承已落轴、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作；在所述变频器所控制电机的轴承未落轴、和/且所述变频器的输入电源未被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

在一些实施方式中，所述开关模块，在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，还包括以下任一种进一步的控制情形：

第一种进一步的控制情形：在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行之后，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

第二种进一步的控制情形：在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

在一些实施方式中，还包括：采样单元、控制单元和驱动单元；其中，所述采样单元，被配置为采样所述母线电容的母线电压；所述控制单元，被配置为根据所述母线电容的母线电压，确定所述变频器的当前状态，并根据所述变频器的当前状态发送控制信号；其中，所述变频器的当前状态，包括以下任一状态：所述变频器正常运行时的第一状态，所述变频器紧急停机时的第二状态，所述变频器正常停机时的第三状态；所述开关模块，被配置为在接收到所述控制信号的情况下，根据所述控制信号，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，以实现：在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量。

在一些实施方式中，所述驱动单元，包括：第一信号放大模块、第二信号放大模块、信号取反模块、第一控制模块和第二控制模块；在所述开关模块包括第一开关和第二开关的情况下，所述控制单元输出的控制信号分成两路，一路经所述第一信号放大模块和所述第一控制模块后，作为第一控制信号，输出至所述第一开关；另一路经所述信号取反模块、所述第二信号放大模块和所述第二控制模块后，作为第二控制信号，输出至所述第二开关；其中，所述第一信号放大模块，被配置为对所述控制信号进行放大处理；所述第一控制模块，被配置为控制所述第一控制信号的输出通路的通断；所述信号取反模块，被配置为对所述控制信号的电平进行取反处理；所述第二信号放大模块，被配置为对所述取反处理后的控制信号进行放大处理；所述第二控制模块，被配置为控制所述第二控制信号的输出通路的通断。

在一些实施方式中，其中，在所述控制单元得电的情况下，所述控制单元输出所述控制信号：在所述控制信号的电平为高电平的情况下，所述第一控制信号的电平为高电平，所述第一开关和所述第二开关均处于断开状态；在所述控制信号的电平为低电平的情况下，所述第一控制信号的电平为低电平，所述第一开关处于闭合状态；所述第二控制信号的电平为高电平，所述第二开关处于断开状态；在所述控制单元失电的情况下，所述控制单元不输出所述控制信号：所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态。

与上述装置相匹配，本实用新型再一方面提供一种变频器，包括：以上所述的变频器的控制装置。

由此，本实用新型的方案，通过利用两组以上电阻模块和开关单元(如两个以上开关模块)，通过串并联形式，形成变频器的母线电容放电单元；在变频器所控制的电机停机或减速过快的情况下，启用母线电容放电单元，能够消耗变频器所控制的电机停机或减速过快的情况下回馈回来过大的泵生电压；以及，能够通过开关单元的开关，对两组以上电阻模块中接入变频器的母线电容放电通路的电阻模块的数量进行调整，以实现在变频器所控制的磁悬浮轴承未落轴前减小母线电容放电单元的放电功率，在变频器所控制的磁悬浮轴承未落轴后增大母线电容放电单元的放电功率；从而，通过使变频器的母线电容放电电阻的放电功率，能随实际需求变化，有利于提升变频器的安全性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的变频器的控制装置的一实施例的结构示意图；

图2为变频器的母线电容放电单元(如变频器母线电容放电电路)的一实施例的拓扑示意图；

图3为变频器的母线电容放电单元的控制信号驱动电路的一实施例的结构示意图；

图4为变频器的能量回馈母线电压的一实施例的曲线示例图；

图5为变频器的母线电容放电单元的一实施例的放电功率转换程序的流程示意图；

图6为本实用新型的变频器的控制方法的一实施例的流程示意图；

图7为本实用新型的方法中利用控制单元对开关模块进行自动控制的一实施例的流程示意图；

图8为母线电压采样模块的结构示意图；

图9为第一接触器的接线结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到母线电容放电电阻的放电功率，不能随实际情况变化，影响了变频器的安全性。所以，放电电阻在变频器紧急停机或断电时，在磁悬浮轴承未落轴前需要减小放电功率或不进行放电，在落轴之后需要加大放电功率快速消耗柜内电量。

为了当变频器能够在正常停机断电与紧急停机断电两种状态中都能高效率地对母线电容进行放电，同时避免紧急停机断电时出现母线电压掉电过快而出现磁悬浮轴承失电失控落轴情况。根据本实用新型的实施例，提供了一种变频器的控制装置。参见图1所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。所述变频器，具有母线电容，还具有和逆变单元。母线电容，可以是电容组，也可以单个的电容如母线电容C。逆变单元，如逆变桥。所述变频器的控制装置，包括：母线电容放电单元。所述母线电容放电单元，设置在所述母线电容的输出端，具体是设置在所述母线电容与所述逆变单元之间。所述母线电容放电单元，包括：放电电阻模块和开关模块。所述放电电阻模块，包括：放电电阻组，所述放电电阻组的数量为两个以上。

其中，两个以上所述放电电阻组中的每个所述放电电阻组，被配置为在所述开关模块的控制下，能够单独地对所述母线电容的电量进行释放，也能够与其余所述放电电阻组一起对所述母线电容的电量进行释放。

所述开关模块，被配置为在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，记为N，N为正整数、且小于或等于两个以上所述放电电阻组的数量。以利用两个以上所述放电电阻组中接入所述母线电容的放电通路的N个所述放电电阻组，对所述母线电容的电量进行释放。其中，所述母线电容的电量的释放需求，是对所述母线电容的电量进行缓慢释放或快速释放的需求。

本实用新型的方案，提供一种变频器的母线电容放电功率的调控装置，使用在大功率变频器母线电容放电过程，针对不同的状态实际情况调整母线电容放电电阻的放电功率，提高母线电容放电效率，降低轴承出现损坏的风险，提高变频器的可靠性。

在一些实施方式中，两个以上所述放电电阻组，包括：第一电阻组和第二电阻组。第一电阻组如第一电阻组R1，第二电阻组如第二电阻组R2。

所述开关模块，包括：第一开关和第二开关。第一开关，如第一开关K1。第二开关，如第二开关K2。

其中，所述第二电阻组和所述第二开关串联，形成第一串联支路。所述第一串联支路，与所述第一电阻组并联，形成第一并联支路。所述第一并联支路，与所述第一开关串联，形成第二串联支路。

所述第二串联支路的第一端，连接至所述母线电容的正端。所述第二串联支路的第二端，连接至所述母线电容的负端。

考虑到，变频器紧急停机时母线电压变化说明以及母线电压与变频器主控板、磁悬浮轴承控制器的关系。变频器一旦出现的紧急停机，频率下降过快，电机因再生制动而产生较大的泵生电压反馈到母线电容上。若母线中存在一定放电功率的放电电阻工作，且变频器切断了输入电源，致母线电压迅速下降。变频器在紧急停机的同时启动了能量回馈，所以母线电压进而出现提升并稳定在一定的电压值。如果因放电电阻功率过大导致母线电压下降阶段时最低电压低于磁悬浮轴承控制器最低供电电压时，就会出现磁悬浮轴承失电失控落轴，易损耗轴承。

图2为变频器的母线电容放电单元(如变频器母线电容放电电路)的一实施例的拓扑示意图。在本实用新型的方案中，如图2所示，采用两组电阻(如第一电阻组和第二电阻组)和两开关(如第一开关和第二开关)的串并联形式(即串联和并联混合使用的形式)，形成整体的母线电容放电结构(如母线电容放电单元)。

在一些实施方式中，在所述第二串联支路中，所述第一开关远离所述第一并联支路的一端，作为所述第二串联支路的第一端。所述第一并联支路远离所述第一开关的一端，作为所述第二串联支路的第二端。

在所述第一串联支路中，所述第二开关远离所述第二电阻组的一端，连接至所述第二串联支路的第二端。

在图2所示的变频器中，三相交流电源输入端(如U端、V端和W端)，经第一调节单元、整流桥、母线电容、第二调节单元和逆变桥后，连接至电机。在整流桥与母线电容之间，还设置有电感L1。

其中，第一调节单元，包括：开关K11、开关K12、开关K13、开关K21、开关K22和开关K23，电阻R3、电阻R4和电阻R5。开关K11、开关K12、开关K13，分别对应设置在三相交流电源的U端、V端和W端与整流桥的输入端之间。开关K21、开关K22和开关K23，分别与电阻R3、电阻R4和电阻R5串联后，再分别与开关K11、开关K12、开关K13并联。各自的关系，是一一对应的。

第二调节单元，作为变频器的母线电容放电单元。如图2所示，变频器的母线电容放电单元，设置在变频器的母线上，且位于变频器的母线电容C与逆变器之间。变频器的母线电容放电单元，包括：第一电阻组R1、第二电阻组R2、第一开关K1和第二开关K2。第二电阻组R2与第二开关串联后，再与第一电阻组R1并联。该并联支路的一端，经第一开关K1后连接至母线电容C的正极所在的母线上。该并联支路的另一端，连接至母线电容C的负极所在的母线上。

一些方案中，采用的是固定电阻与开关的串联支路与母线电容支路并联的方式，在电机减速时根据母线电容电压情况而通断开关对母线电容放电。另一些方案中，采用的是将充电电阻通过开关切换作为母线电容的放电电阻，如采用如图2中第一调节单元，即将图2中的充电电阻如电阻R3～电阻R5，通过特殊的开关切换作为母线电容放电电阻。这两种方式，都没有满足上述的变频器控制磁悬浮电机紧急停机时轴承落轴前后的放电功率的变换情况。

其中，这两种方式的放电电阻功率固定，当变频器停机时，放电电阻可能因泵生电压过高而工作，若固定放电功率较大，可能使母线电容电量消耗过快，致磁悬浮轴承未落轴前失电从而导致失控。若固定放电功率较小则无法在磁悬浮轴承落轴之后快速消耗母线电容电量。

在一些实施方式中，所述第一开关和所述第二开关，均选用接触器。

在一些例子中，在图2所示的例子中，第一电阻组R1与第二电阻组R2都是都一系列电阻串联的电阻组合，第一开关K1与第二开关K2都是由开关(如可控接触器)构成，两个接触器在各自的控制信号为低电平时是处于闭合状态。第一接触器的一端连接到母线正端，另一端连接两组电阻的一端。第一电阻组R1的一端连接到第一接触器，另一端连接到母线负端。第二电阻组R2的一端连接到第一接触器，另一端连接到第二接触器。第二接触器的一端连接到第二电阻组R2，另一端连接到母线负端。

在上述实施例中，接触器作为通断开关仅作为一种可控开关选择之一，应根据实际情况确定。

在上述实施例中，变频器的母线电容放电单元，包括但不限定于2组电阻、2个开关，可根据实际需求扩展更多放电功率选择。

在一些实施方式中，所述开关模块，在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，包括以下任一种控制情形：

第一种控制情形：所述开关模块，具体还被配置为在所述变频器正常运行的情况下，即在所述变频器按设定运行方式正常运行的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不对所述母线电容的电量进行释放，记为所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作。

第二种控制情形：所述开关模块，具体还被配置为在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述变频器所控制电机已停机、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，执行：

若所述母线电容的母线电压超过设定的保护值，则所述第一开关处于闭合的状态、且所述第二开关处于断开的状态，以使所述第一电阻组工作、且所述第二电阻组不工作。

若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行。以及，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

第三种控制情形：所述开关模块，具体还被配置为在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，等待所述变频器所控制电机停机、且所述变频器所控制电机的轴承落轴后所述变频器的输入电源再被切断，并执行：

若所述母线电容的母线电压超过设定的保护值，则所述第一开关处于闭合的状态、且所述第二开关处于断开的状态，以使所述第一电阻组工作、且所述第二电阻组不工作。

若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则：在所述变频器所控制电机的轴承已落轴、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。在所述变频器所控制电机的轴承未落轴、和/且所述变频器的输入电源未被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

通过图2所示的变频器的母线电容放电单元，能够根据母线电压实际情况，满足磁悬浮轴承控制需求的前提下做到高效率的母线电容放电，解决了母线电容放电电阻的放电功率，不能随实际情况变化问题，实现在变频器切断输入电源操作后快速消耗变频器柜内电量，提高了变频器的安全性和可靠性。

在一些实施方式中，所述开关模块，在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，还包括以下任一种进一步的控制情形：

第一种进一步的控制情形：所述开关模块，具体还被配置为在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行之后，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

具体地，所述开关模块，具体还被配置为在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述变频器所控制电机已停机、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，执行：若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行。以及，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

第二种进一步的控制情形：所述开关模块，具体还被配置为在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

具体地，所述开关模块，具体还被配置为在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，等待所述变频器所控制电机停机、且所述变频器所控制电机的轴承落轴后所述变频器的输入电源再被切断，并执行：若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则：在所述变频器所控制电机的轴承已落轴、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

为满足磁悬浮轴承控制器有稳定电压控制轴承稳定落轴，本实用新型的方案，能够在轴承落轴之前使母线放电电阻未启用或放电功率较小，并能够在轴承落轴之后增大母线放电功率，快速消耗掉母线电容中的电量，解决了磁悬浮轴承稳定控制落轴后母线固定放电电阻功率过小，放电效率过低的问题。

在一些实施方式中，还包括：采样单元、控制单元和驱动单元。采样单元，如母线电压采样模块。控制单元，如DSP芯片。驱动单元，如控制信号驱动电路。

其中，所述采样单元，被配置为采样所述母线电容的母线电压。

所述控制单元，被配置为根据所述母线电容的母线电压，确定所述变频器的当前状态，并根据所述变频器的当前状态发送控制信号。其中，所述变频器的当前状态，包括以下任一状态：所述变频器正常运行时的第一状态，所述变频器紧急停机时的第二状态，所述变频器正常停机时的第三状态。所述控制信号，是用于控制所述开关模块的信号。

所述开关模块，被配置为在接收到所述控制信号的情况下，根据所述控制信号，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，以实现：在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量。

图2所示的变频器的母线电容放电单元，具体是变频器母线电容放电电阻拓扑，展示了母线电容与放电电阻的连接关系以及两组放电电阻与主控电路的连接关系。其中，变频器的母线电容放电单元，即图2所示的放电电阻部分，采用第二电阻组与第二开关的串联支路与第一电阻组并联，此并联支路再与第一开关串联。

本实用新型的方案，还提供一种变频器的母线电容放电功率的调控方法。在本实用新型的方案中，通过一个DSP芯片的控制信号，分出两路信号，其中一路经过信号取反。两路信号分别控制两个开关。如采用继电器作为开关，失电情况下默认处于闭合状态，得电处于断开状态。

结合变频器切断电源，主控板断电情况，实现一个DSP芯片信号控制三种放电状态。这样，结合变频器主控板得电与断电状态实现一个控制信号控制3种放电功率。如结合变频器主控板的断电情况，实现单控制信号控制3种放电状态。

结合电机急停时给母线电压反馈实际情况，DSP芯片的控制逻辑，控制母线电容的放电功率，实现磁悬浮轴承落轴前的稳定供电。这样，结合了磁悬浮轴承落轴的控制逻辑实现放电功率切换，如结合设备通断电状态、磁悬浮轴承控制以及泵生电压，控制母线电容的放电功率。从而，可以解决放电电阻在不同状态的放电功率情况，避免变频器紧急停机而磁悬浮轴承未落轴时母线电压消耗过快情况，避免了变频器在断电且轴承已落轴时母线电压消耗过慢的情况。

在图2所示的例子中，变频器的母线电容放电单元的主控电路，包括：母线电压采样模块、DSP芯片和控制信号驱动电路。母线电压采样模块、DSP芯片和控制信号驱动电路，依次连接，且能输出驱动信号，以驱动第一开关K1和/或第二开关K2动作。其中，母线电压采样模块，可以采用分压电阻，如可以采用图8所示的例子中的电阻组三和电阻组四进行分压采样的方式，对母线电压进行采样。

在一些实施方式中，所述驱动单元，包括：第一信号放大模块、第二信号放大模块、信号取反模块(如非门模块F1)、第一控制模块和第二控制模块。

在所述开关模块包括第一开关和第二开关的情况下，所述控制单元输出的控制信号分成两路，一路经所述第一信号放大模块和所述第一控制模块后，作为第一控制信号，输出至所述第一开关。另一路经所述信号取反模块、所述第二信号放大模块和所述第二控制模块后，作为第二控制信号，输出至所述第二开关。

其中，所述第一信号放大模块，被配置为对所述控制信号进行放大处理；所述第一控制模块，被配置为控制所述第一控制信号的输出通路的通断。

所述信号取反模块，被配置为对所述控制信号的电平进行取反处理。

所述第二信号放大模块，被配置为对所述取反处理后的控制信号进行放大处理；所述第二控制模块，被配置为控制所述第二控制信号的输出通路的通断。

图3为变频器的母线电容放电单元的控制信号驱动电路的一实施例的结构示意图。如图3所示，变频器的母线电容放电单元的控制信号驱动电路，包括：第一信号放大模块、第二信号放大模块和非门模块F1。其中，第一信号放大模块、第二信号放大模块中的信号放大模块，是利用电源芯片，将DSP芯片输出的3.3V信号转换成5V信号。第一控制模块选用第一继电器，第二控制模块选用第二继电器。第一开关K1选用第一接触器，第二开关K2选用第二接触器。

在图3所示的例子中，DSP芯片输出的控制信号，分成两路，一路经第一信号放大模块后输出至第一继电器的线圈，另一路经非门模块F1和第二信号放大模块后输出至第二继电器的线圈。第一继电器的线圈的两端为第一继电器的引脚1和引脚2。第一信号放大模块的输出端，连接至第一继电器的引脚1。第一继电器的引脚2，连接至5V直流电源。第一继电器的引脚3和第一继电器的引脚5为固定端，第一继电器的引脚4为位于第一继电器的引脚3和第一继电器的引脚5之间的可动端。第一继电器的引脚6和第一继电器的引脚8为固定端，第一继电器的引脚7为位于第一继电器的引脚6和第一继电器的引脚8之间的可动端。第一继电器的引脚8连接至端子JCQ1_1，第一继电器的引脚7连接至端子JCQ1_2。端子JCQ1_1和端子JCQ1_2，连接至第一接触器控制自身通断器件的两端。

第一接触器和第二接触器中的接触器的内部，拥有控制自身通断的器件，所说相应的接触器是可控的，那么就会有控制端的接入。端子JCQ1_1和端子JCQ1_2就是第一接触器的控制端的接入。该内部控制器件与端子JCQ1_1、端子JCQ1_2如图9所示。当图3所示例子中第一继电器的引脚7与引脚8接在一起时，即端子JCQ1_1和端子JCQ1_2导通，则第一接触器(如图9所示的接触器KM1)这个控制器件导通得电，从而控制这个接触器导通，也就是第一开关K1导通了。所以，实际上就是控制端子JCQ1_1和端子JCQ1_2导通情况，进而控制第一接触器的控制器件是否得电，从而控制第一开关K1的导通。

第二继电器的线圈的两端为第二继电器的引脚1和引脚2。第二信号放大模块的输出端，连接至第二继电器的引脚1。第二继电器的引脚2，连接至5V直流电源。第二继电器的引脚3和第二继电器的引脚5为固定端，第二继电器的引脚4为位于第二继电器的引脚3和第二继电器的引脚5之间的可动端。第二继电器的引脚6和第二继电器的引脚8为固定端，第二继电器的引脚7为位于第二继电器的引脚6和第二继电器的引脚8之间的可动端。第二继电器的引脚8连接至端子JCQ1_1，第二继电器的引脚7连接至端子JCQ1_2。端子JCQ1_1和端子JCQ1_2，连接至第二接触器控制自身通断器件的两端。

图3所示的控制信号驱动电路，包含将DSP芯片输出的控制信号的信号电压放大后的信号，作用于第一继电器中。将DSP芯片输出的控制信号的取反后放大，放大后的信号作用于第二继电器中。其中，DSP芯片输出的控制信号，分成两路，其中一路控制信号经放大后控制第一继电器，另一路经取反和放大后控制第二继电器。这样，结合DSP芯片的断电情况，实现一个DSP芯片端口呈现3种放电状态。

在本实用新型的方案中，放电功率切换控制信号的驱动电路，如图3所示，DSP芯片端口的3.3V信号，经过电压信号放大之后控制第一继电器的通断，进而控制第一接触器的通断。同时，DSP芯片端口的信号也经取反逻辑芯片(如非门模块F1)，再经电压放大之后控制控制第二继电器的通断，进而控制第二接触器的通断。采用第一接触器和第二接触器在其控制信号为低电平时是处于闭合状态，其控制信号为高电平时是处于断开状态。所以，当DSP芯片端口的控制信号为低电平时，第一接触器接收到的信号是低电平状态，第一接触器处于闭合状态。第二接触器接收到的信号是高电平状态，第二接触器处于断开状态。实现了第一电阻组R1工作，第二电阻组R2不工作，此时整体的放电电阻阻值较高，放电功率较低。当DSP芯片端口的控制信号为高电平时，第一接触器接收到的信号是高电平状态，第一接触器处于断开状态。第二接触器接收到的信号是低电平状态，第二接触器处于闭合状态。因第一接触器处于断开状态，两组电阻(如第一电阻组R1和第二电阻组R2)与母线回路都处于断路状态，实现了第一电阻组R1、第二电阻组R2都不工作，此时母线电容无电阻放电。当主控板断电后，主控板无输出信号到接触器中，相当于两个接触器都接受到低电平信号，两个接触器都处于闭合状态，实现了第一电阻组R1工作，第二电阻组R2都工作，此时整体的放电电阻阻值较低，放电功率最高。

图4为变频器的能量回馈母线电压的一实施例的曲线示例图。如图4所示的能量回馈母线电压示例图，展现的是变频器紧急停机时母线用固定电阻放电时的电压变化情况，一旦紧急停机母线因电机减速停止产生短暂泵生电压进而出现因变频器切断输入电源和母线放电电阻消耗致电压跌落。如果电压跌落的最低点低于轴承控制器最低供电电压时，轴承就会出现失电失控落轴。能量回馈调节将母线电压稳压在一定电压值，直到能量回馈结束。

在一些实施方式中，其中，在所述控制单元得电的情况下，所述控制单元输出所述控制信号：

在所述控制信号的电平为高电平的情况下，所述第一控制信号的电平为高电平，所述第一开关和所述第二开关均处于断开状态。

在所述控制信号的电平为低电平的情况下，所述第一控制信号的电平为低电平，所述第一开关处于闭合状态。所述第二控制信号的电平为高电平，所述第二开关处于断开状态。

在所述控制单元失电的情况下，所述控制单元不输出所述控制信号：所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态。

图5为变频器的母线电容放电单元的一实施例的放电功率转换程序的流程示意图。图5所示的放电功率转换程序流程图，展现了正常停机与紧急停机相应的放电功率切换逻辑。如图5所示，变频器的母线电容放电单元的放电功率转换程序的执行流程，包括：

步骤1、变频器正常运行时，DSP芯片输出的控制信号置为高电平，第一电阻组R1和第二电阻组R2均不工作。

也就是说，当变频器正常运行时，DSP芯片端控制信号为高电平，第一电阻组R1、第二电阻组R2处于都不工作状态。

步骤2、当变频器出现停机时，判断变频器出现的停机是否为紧急停机。若是，则执行步骤3，即执行紧急停机断电状态下的放电功率控制过程。否则，则执行步骤4，即执行正常停机断电状态下的放电功率控制过程。也就是说，根据两种停机断电状态进行两种放电功率切换方式，一种是紧急停机断电状态，另一种是正常停机断电状态。例如：在所述变频器的运行状态下，若检测到所述变频器的输入电压低于某个额定值，则可判断为是紧急停机。

步骤3、执行紧急停机断电状态下的放电功率控制过程，具体参见以下示例性说明(参见步骤31至步骤33)。

步骤31、变频器紧急停机时，立刻令电机停止、且同时切断变频器输入电源。

步骤32、若判断是紧急停机，则紧接着判断母线电压是否超过保护值，即判断母线电压是否因泵生电压而出现高于保护值现象。

若母线电压超过保护值，如母线电压高于保护值，则DSP芯片端置低电平，第一电阻组R1工作，第二电阻组R2不工作，用较小的放电功率降低母线电压。之后返回步骤32。

若母线电压未超过保护值，如母线电压低于保护值，则DSP芯片控制端置高电平，第一电阻组R1、第二电阻组R2都不工作。同时，电机的能量回馈功能持续工作，调节母线电压稳压在参考值，轴承控制器进而稳定控制轴承落轴。之后执行步骤33。

步骤33、随着能量回馈结束，母线电压因轴承控制器以及变频器主控板的用电功率消耗而致电压持续下跌直至电机主控板失电。此时相当于两个继电器都接收到低电平信号，两个继电器都处于闭合状态，第一电阻组R1工作，第二电阻组R2工作，放电功率最高。

这样，当变频器紧急停机切断输入电源时，本实用新型的方案，在母线电压不处于过高状态的前提下，停止母线放电电阻的功耗，避免了能量回馈调节使母线电压回到参考值之前母线电压掉电过快致使磁悬浮轴承失电失控落轴，解决了紧急停机时母线电容电压因固定放电电阻消耗过大致磁悬浮轴承失电失控落轴问题。

步骤4、执行正常停机断电状态下的放电功率控制过程，具体参见以下示例性说明(参见步骤41至步骤43)。

步骤41、变频器正常停机断电时，等待电机停止且轴承已落轴后再断电的状态。因为变频器处于正常停机，输入电源暂未切断时，母线有足够电压控制磁悬浮轴承落轴，所以此停机状态无需考虑轴承失电失控。在变频器停机时判断母线电压是否因泵生电压而高出保护值。

若母线电压高出保护值，则DSP芯片端控制信号置低电平，第一电阻组R1工作，第二电阻组R2不工作，用较小的放电功率降低母线电压。

若母线电压没有高出保护值，则执行步骤42。

步骤42、在母线电压未高出保护值的情况下，继续判断轴承是否已落轴且变频器输入电源是否已断电。

若变频器未断电，则DSP芯片端口的控制信号维持在高电平，第一电阻组R1、第二电阻组R2都不工作。之后返回步骤42。

若判断轴承已落轴且变频器输入已断电，则DSP芯片端置低电平，第一电阻组R1工作，第二电阻组R2不工作。之后执行步骤43。

步骤43、等待主控板失电，进而致第一电阻组R1工作，第二电阻组R2工作，放电功率最高，快速消耗变频器柜内电量。

这样，当电机停机或减速过快，母线电压因电机反馈回来的泵生电压而出现过高时，本实用新型的方案，能够启用母线放电电阻，采样适量的放电功率消耗过高的电压，实现消耗电机停机回馈回来过大的泵生电压，避免母线电容长时间处于高压状态，进而损坏母线电容。

采用本实用新型的技术方案，通过利用两组以上电阻模块和开关单元(如两个以上开关模块)，通过串并联形式，形成变频器的母线电容放电单元。在变频器所控制的电机停机或减速过快的情况下，启用母线电容放电单元，能够消耗变频器所控制的电机停机或减速过快的情况下回馈回来过大的泵生电压。以及，能够通过开关单元的开关，对两组以上电阻模块中接入变频器的母线电容放电通路的电阻模块的数量进行调整，以实现在变频器所控制的磁悬浮轴承未落轴前减小母线电容放电单元的放电功率，在变频器所控制的磁悬浮轴承未落轴后增大母线电容放电单元的放电功率。从而，通过使变频器的母线电容放电电阻的放电功率，能随实际需求变化，有利于提升变频器的安全性。

根据本实用新型的实施例，还提供了对应于变频器的控制装置的一种变频器。该变频器可以包括：以上所述的变频器的控制装置。

由于本实施例的变频器所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

采用本实用新型的技术方案，通过利用两组以上电阻模块和开关单元(如两个以上开关模块)，通过串并联形式，形成变频器的母线电容放电单元。在变频器所控制的电机停机或减速过快的情况下，启用母线电容放电单元，能够消耗变频器所控制的电机停机或减速过快的情况下回馈回来过大的泵生电压。以及，能够通过开关单元的开关，对两组以上电阻模块中接入变频器的母线电容放电通路的电阻模块的数量进行调整，以实现在变频器所控制的磁悬浮轴承未落轴前减小母线电容放电单元的放电功率，在变频器所控制的磁悬浮轴承未落轴后增大母线电容放电单元的放电功率，能够实现在变频器切断输入电源操作后快速消耗变频器柜内电量，提高了变频器的安全性和可靠性。

根据本实用新型的实施例，还提供了对应于变频器的一种变频器的控制方法，如图6所示本实用新型的方法的一实施例的流程示意图。所述变频器，具有母线电容，还具有和逆变单元。母线电容，可以是电容组，也可以单个的电容如母线电容C。逆变单元，如逆变桥。所述变频器的控制方法，包括：步骤S110和步骤S120。

在步骤S110处，通过两个以上放电电阻组中的每个所述放电电阻组，在所述开关模块的控制下，能够单独地对所述母线电容的电量进行释放，也能够与其余所述放电电阻组一起对所述母线电容的电量进行释放。

在步骤S120处，通过开关模块，在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，记为N，N为正整数、且小于或等于两个以上所述放电电阻组的数量。以利用两个以上所述放电电阻组中接入所述母线电容的放电通路的N个所述放电电阻组，对所述母线电容的电量进行释放。其中，所述母线电容的电量的释放需求，是对所述母线电容的电量进行缓慢释放或快速释放的需求。

其中，两个以上所述放电电阻组和所述开关模块，形成母线电容放电单元。所述母线电容放电单元，设置在所述母线电容的输出端，具体是设置在所述母线电容与所述逆变单元之间。

本实用新型的方案，提供一种变频器的母线电容放电功率的调控方法，使用在大功率变频器母线电容放电过程，针对不同的状态实际情况调整母线电容放电电阻的放电功率，提高母线电容放电效率，降低轴承出现损坏的风险，提高变频器的可靠性。

在一些实施方式中，两个以上所述放电电阻组，包括：第一电阻组和第二电阻组。第一电阻组如第一电阻组R1，第二电阻组如第二电阻组R2。

所述开关模块，包括：第一开关和第二开关。第一开关，如第一开关K1。第二开关，如第二开关K2。

其中，所述第二电阻组和所述第二开关串联，形成第一串联支路。所述第一串联支路，与所述第一电阻组并联，形成第一并联支路。所述第一并联支路，与所述第一开关串联，形成第二串联支路。

所述第二串联支路的第一端，连接至所述母线电容的正端。所述第二串联支路的第二端，连接至所述母线电容的负端。

图2为变频器的母线电容放电单元(如变频器母线电容放电电路)的一实施例的拓扑示意图。在本实用新型的方案中，如图2所示，采用两组电阻(如第一电阻组和第二电阻组)和两开关(如第一开关和第二开关)的串并联形式(即串联和并联混合使用的形式)，形成整体的母线电容放电结构(如母线电容放电单元)。

为满足磁悬浮轴承控制器有稳定电压控制轴承稳定落轴，本实用新型的方案，能够在轴承落轴之前使母线放电电阻未启用或放电功率较小，并能够在轴承落轴之后增大母线放电功率，快速消耗掉母线电容中的电量，解决了磁悬浮轴承稳定控制落轴后母线固定放电电阻功率过小，放电效率过低的问题。

图2所示的变频器的母线电容放电单元，具体是变频器母线电容放电电阻拓扑，展示了母线电容与放电电阻的连接关系以及两组放电电阻与主控电路的连接关系。其中，变频器的母线电容放电单元，即图2所示的放电电阻部分，采用第二电阻组与第二开关的串联支路与第一电阻组并联，此并联支路再与第一开关串联。

本实用新型的方案，还提供一种变频器的母线电容放电功率的调控方法。在本实用新型的方案中，通过一个DSP芯片的控制信号，分出两路信号，其中一路经过信号取反。两路信号分别控制两个开关。如采用继电器作为开关，失电情况下默认处于闭合状态，得电处于断开状态。

结合变频器切断电源，主控板断电情况，实现一个DSP芯片信号控制三种放电状态。这样，结合变频器主控板得电与断电状态实现一个控制信号控制3种放电功率。如结合变频器主控板的断电情况，实现单控制信号控制3种放电状态。

结合电机急停时给母线电压反馈实际情况，DSP芯片的控制逻辑，控制母线电容的放电功率，实现磁悬浮轴承落轴前的稳定供电。这样，结合了磁悬浮轴承落轴的控制逻辑实现放电功率切换，如结合设备通断电状态、磁悬浮轴承控制以及泵生电压，控制母线电容的放电功率。从而，可以解决放电电阻在不同状态的放电功率情况，避免变频器紧急停机而磁悬浮轴承未落轴时母线电压消耗过快情况，避免了变频器在断电且轴承已落轴时母线电压消耗过慢的情况。

在图2所示的例子中，变频器的母线电容放电单元的主控电路，包括：母线电压采样模块、DSP芯片和控制信号驱动电路。母线电压采样模块、DSP芯片和控制信号驱动电路，依次连接，且能输出驱动信号，以驱动第一开关K1和/或第二开关K2动作。

在一些实施方式中，通过开关模块，在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，包括以下任一种控制情形：

第一种控制情形：通过开关模块，具体还在所述变频器正常运行的情况下，即在所述变频器按设定运行方式正常运行的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不对所述母线电容的电量进行释放，记为所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作。

第二种控制情形：通过开关模块，具体还在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述变频器所控制电机已停机、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，执行：

若所述母线电容的母线电压超过设定的保护值，则所述第一开关处于闭合的状态、且所述第二开关处于断开的状态，以使所述第一电阻组工作、且所述第二电阻组不工作。

若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行。以及，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

第三种控制情形：通过开关模块，具体还在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，等待所述变频器所控制电机停机、且所述变频器所控制电机的轴承落轴后所述变频器的输入电源再被切断，并执行：

若所述母线电容的母线电压超过设定的保护值，则所述第一开关处于闭合的状态、且所述第二开关处于断开的状态，以使所述第一电阻组工作、且所述第二电阻组不工作。

若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则：在所述变频器所控制电机的轴承已落轴、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。在所述变频器所控制电机的轴承未落轴、和/且所述变频器的输入电源未被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

通过图2所示的变频器的母线电容放电单元，能够根据母线电压实际情况，满足磁悬浮轴承控制需求的前提下做到高效率的母线电容放电，解决了母线电容放电电阻的放电功率，不能随实际情况变化问题，实现在变频器切断输入电源操作后快速消耗变频器柜内电量，提高了变频器的安全性和可靠性。

在一些实施方式中，通过开关模块，在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，还包括以下任一种进一步的控制情形：

第一种进一步的控制情形：通过开关模块，具体还在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行之后，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

具体地，所述开关模块，具体还被配置为在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述变频器所控制电机已停机、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，执行：若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行。以及，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

第二种进一步的控制情形：通过开关模块，具体还在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

具体地，所述开关模块，具体还被配置为在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，等待所述变频器所控制电机停机、且所述变频器所控制电机的轴承落轴后所述变频器的输入电源再被切断，并执行：若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则：在所述变频器所控制电机的轴承已落轴、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

为满足磁悬浮轴承控制器有稳定电压控制轴承稳定落轴，本实用新型的方案，能够在轴承落轴之前使母线放电电阻未启用或放电功率较小，并能够在轴承落轴之后增大母线放电功率，快速消耗掉母线电容中的电量，解决了磁悬浮轴承稳定控制落轴后母线固定放电电阻功率过小，放电效率过低的问题。

在一些实施方式中，还包括：利用控制单元对开关模块进行自动控制的过程。

下面结合图7所示本实用新型的方法中利用控制单元对开关模块进行自动控制的一实施例流程示意图，进一步说明利用控制单元对开关模块进行自动控制的具体过程，包括：步骤S210至步骤S230。

步骤S210，通过采样单元，采样所述母线电容的母线电压。

步骤S220，通过控制单元，根据所述母线电容的母线电压，确定所述变频器的当前状态，并根据所述变频器的当前状态发送控制信号。其中，所述变频器的当前状态，包括以下任一状态：所述变频器正常运行时的第一状态，所述变频器紧急停机时的第二状态，所述变频器正常停机时的第三状态。所述控制信号，是用于控制所述开关模块的信号。

步骤S230，通过开关模块，在接收到所述控制信号的情况下，根据所述控制信号，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，以实现：在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量。

其中，采样单元，如母线电压采样模块。控制单元，如DSP芯片。驱动单元，如控制信号驱动电路。

图2所示的变频器的母线电容放电单元，具体是变频器母线电容放电电阻拓扑，展示了母线电容与放电电阻的连接关系以及两组放电电阻与主控电路的连接关系。其中，变频器的母线电容放电单元，即图2所示的放电电阻部分，采用第二电阻组与第二开关的串联支路与第一电阻组并联，此并联支路再与第一开关串联。

本实用新型的方案，还提供一种变频器的母线电容放电功率的调控方法。在本实用新型的方案中，通过一个DSP芯片的控制信号，分出两路信号，其中一路经过信号取反。两路信号分别控制两个开关。如采用继电器作为开关，失电情况下默认处于闭合状态，得电处于断开状态。

结合变频器切断电源，主控板断电情况，实现一个DSP芯片信号控制三种放电状态。这样，结合变频器主控板得电与断电状态实现一个控制信号控制3种放电功率。如结合变频器主控板的断电情况，实现单控制信号控制3种放电状态。

结合电机急停时给母线电压反馈实际情况，DSP芯片的控制逻辑，控制母线电容的放电功率，实现磁悬浮轴承落轴前的稳定供电。这样，结合了磁悬浮轴承落轴的控制逻辑实现放电功率切换，如结合设备通断电状态、磁悬浮轴承控制以及泵生电压，控制母线电容的放电功率。从而，可以解决放电电阻在不同状态的放电功率情况，避免变频器紧急停机而磁悬浮轴承未落轴时母线电压消耗过快情况，避免了变频器在断电且轴承已落轴时母线电压消耗过慢的情况。

在图2所示的例子中，变频器的母线电容放电单元的主控电路，包括：母线电压采样模块、DSP芯片和控制信号驱动电路。母线电压采样模块、DSP芯片和控制信号驱动电路，依次连接，且能输出驱动信号，以驱动第一开关K1和/或第二开关K2动作。

图3为变频器的母线电容放电单元的控制信号驱动电路的一实施例的结构示意图。图3所示的控制信号驱动电路，包含将DSP芯片输出的控制信号的信号电压放大后的信号，作用于第一继电器中。将DSP芯片输出的控制信号的取反后放大，放大后的信号作用于第二继电器中。其中，DSP芯片输出的控制信号，分成两路，其中一路控制信号经放大后控制第一继电器，另一路经取反和放大后控制第二继电器。这样，结合DSP芯片的断电情况，实现一个DSP芯片端口呈现3种放电状态。

在本实用新型的方案中，放电功率切换控制信号的驱动电路，如图3所示，DSP芯片端口的3.3V信号，经过电压信号放大之后控制第一继电器的通断，进而控制第一接触器的通断。同时，DSP芯片端口的信号也经取反逻辑芯片(如非门模块F1)，再经电压放大之后控制控制第二继电器的通断，进而控制第二接触器的通断。采用第一接触器和第二接触器在其控制信号为低电平时是处于闭合状态，其控制信号为高电平时是处于断开状态。所以，当DSP芯片端口的控制信号为低电平时，第一接触器接收到的信号是低电平状态，第一接触器处于闭合状态。第二接触器接收到的信号是高电平状态，第二接触器处于断开状态。实现了第一电阻组R1工作，第二电阻组R2不工作，此时整体的放电电阻阻值较高，放电功率较低。当DSP芯片端口的控制信号为高电平时，第一接触器接收到的信号是高电平状态，第一接触器处于断开状态。第二接触器接收到的信号是低电平状态，第二接触器处于闭合状态。因第一接触器处于断开状态，两组电阻(如第一电阻组R1和第二电阻组R2)与母线回路都处于断路状态，实现了第一电阻组R1、第二电阻组R2都不工作，此时母线电容无电阻放电。当主控板断电后，主控板无输出信号到接触器中，相当于两个接触器都接受到低电平信号，两个接触器都处于闭合状态，实现了第一电阻组R1工作，第二电阻组R2都工作，此时整体的放电电阻阻值较低，放电功率最高。

图4为变频器的能量回馈母线电压的一实施例的曲线示例图。如图4所示的能量回馈母线电压示例图，展现的是变频器紧急停机时母线用固定电阻放电时的电压变化情况，一旦紧急停机母线因电机减速停止产生短暂泵生电压进而出现因变频器切断输入电源和母线放电电阻消耗致电压跌落。如果电压跌落的最低点低于轴承控制器最低供电电压时，轴承就会出现失电失控落轴。能量回馈调节将母线电压稳压在一定电压值，直到能量回馈结束。

图5为变频器的母线电容放电单元的一实施例的放电功率转换程序的流程示意图。图5所示的放电功率转换程序流程图，展现了正常停机与紧急停机相应的放电功率切换逻辑。如图5所示，变频器的母线电容放电单元的放电功率转换程序的执行流程，包括：

步骤1、变频器正常运行时，DSP芯片输出的控制信号置为高电平，第一电阻组R1和第二电阻组R2均不工作。

也就是说，当变频器正常运行时，DSP芯片端控制信号为高电平，第一电阻组R1、第二电阻组R2处于都不工作状态。

步骤2、当变频器出现停机时，判断变频器出现的停机是否为紧急停机。若是，则执行步骤3，即执行紧急停机断电状态下的放电功率控制过程。否则，则执行步骤4，即执行正常停机断电状态下的放电功率控制过程。也就是说，根据两种停机断电状态进行两种放电功率切换方式，一种是紧急停机断电状态，另一种是正常停机断电状态。

步骤3、执行紧急停机断电状态下的放电功率控制过程，具体参见以下示例性说明(参见步骤31至步骤33)。

步骤31、变频器紧急停机时，立刻令电机停止、且同时切断变频器输入电源。

步骤32、若判断是紧急停机，则紧接着判断母线电压是否超过保护值，即判断母线电压是否因泵生电压而出现高于保护值现象。

若母线电压超过保护值，如母线电压高于保护值，则DSP芯片端置低电平，第一电阻组R1工作，第二电阻组R2不工作，用较小的放电功率降低母线电压。之后返回步骤32。

若母线电压未超过保护值，如母线电压低于保护值，则DSP芯片控制端置高电平，第一电阻组R1、第二电阻组R2都不工作。同时，电机的能量回馈功能持续工作，调节母线电压稳压在参考值，轴承控制器进而稳定控制轴承落轴。之后执行步骤33。

步骤33、随着能量回馈结束，母线电压因轴承控制器以及变频器主控板的用电功率消耗而致电压持续下跌直至电机主控板失电。此时相当于两个继电器都接收到低电平信号，两个继电器都处于闭合状态，第一电阻组R1工作，第二电阻组R2工作，放电功率最高。

这样，当变频器紧急停机切断输入电源时，本实用新型的方案，在母线电压不处于过高状态的前提下，停止母线放电电阻的功耗，避免了能量回馈调节使母线电压回到参考值之前母线电压掉电过快致使磁悬浮轴承失电失控落轴，解决了紧急停机时母线电容电压因固定放电电阻消耗过大致磁悬浮轴承失电失控落轴问题。

步骤4、执行正常停机断电状态下的放电功率控制过程，具体参见以下示例性说明(参见步骤41至步骤43)。

步骤41、变频器正常停机断电时，等待电机停止且轴承已落轴后再断电的状态。因为变频器处于正常停机，输入电源暂未切断时，母线有足够电压控制磁悬浮轴承落轴，所以此停机状态无需考虑轴承失电失控。在变频器停机时判断母线电压是否因泵生电压而高出保护值。

若母线电压高出保护值，则DSP芯片端控制信号置低电平，第一电阻组R1工作，第二电阻组R2不工作，用较小的放电功率降低母线电压。

若母线电压没有高出保护值，则执行步骤42。

步骤42、在母线电压未高出保护值的情况下，继续判断轴承是否已落轴且变频器输入电源是否已断电。

若变频器未断电，则DSP芯片端口的控制信号维持在高电平，第一电阻组R1、第二电阻组R2都不工作。之后返回步骤42。

若判断轴承已落轴且变频器输入已断电，则DSP芯片端置低电平，第一电阻组R1工作，第二电阻组R2不工作。之后执行步骤43。

步骤43、等待主控板失电，进而致第一电阻组R1工作，第二电阻组R2工作，放电功率最高，快速消耗变频器柜内电量。

这样，当电机停机或减速过快，母线电压因电机反馈回来的泵生电压而出现过高时，本实用新型的方案，能够启用母线放电电阻，采样适量的放电功率消耗过高的电压，实现消耗电机停机回馈回来过大的泵生电压，避免母线电容长时间处于高压状态，进而损坏母线电容。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述变频器的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

采用本实施例的技术方案，通过利用两组以上电阻模块和开关单元(如两个以上开关模块)，通过串并联形式，形成变频器的母线电容放电单元。在变频器所控制的电机停机或减速过快的情况下，启用母线电容放电单元，能够消耗变频器所控制的电机停机或减速过快的情况下回馈回来过大的泵生电压；以及，能够通过开关单元的开关，对两组以上电阻模块中接入变频器的母线电容放电通路的电阻模块的数量进行调整，以实现在变频器所控制的磁悬浮轴承未落轴前减小母线电容放电单元的放电功率，在变频器所控制的磁悬浮轴承未落轴后增大母线电容放电单元的放电功率，避免变频器紧急停机而磁悬浮轴承未落轴时母线电压消耗过快情况，避免了变频器在断电且轴承已落轴时母线电压消耗过慢的情况。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种变频器的控制装置，其特征在于，所述变频器，具有母线电容；所述变频器的控制装置，包括：母线电容放电单元；所述母线电容放电单元，设置在所述母线电容的输出端；所述母线电容放电单元，包括：放电电阻模块和开关模块；所述放电电阻模块，包括：放电电阻组，所述放电电阻组的数量为两个以上；其中，

两个以上所述放电电阻组中的每个所述放电电阻组，被配置为在所述开关模块的控制下，能够单独地对所述母线电容的电量进行释放，也能够与其余所述放电电阻组一起对所述母线电容的电量进行释放；

所述开关模块，被配置为在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，记为N，N为正整数；以利用两个以上所述放电电阻组中接入所述母线电容的放电通路的N个所述放电电阻组，对所述母线电容的电量进行释放。

2.根据权利要求1所述的变频器的控制装置，其特征在于，两个以上所述放电电阻组，包括：第一电阻组和第二电阻组；

所述开关模块，包括：第一开关和第二开关；

其中，

所述第二电阻组和所述第二开关串联，形成第一串联支路；所述第一串联支路，与所述第一电阻组并联，形成第一并联支路；所述第一并联支路，与所述第一开关串联，形成第二串联支路；

所述第二串联支路的第一端，连接至所述母线电容的正端；所述第二串联支路的第二端，连接至所述母线电容的负端。

3.根据权利要求2所述的变频器的控制装置，其特征在于，在所述第二串联支路中，所述第一开关远离所述第一并联支路的一端，作为所述第二串联支路的第一端；所述第一并联支路远离所述第一开关的一端，作为所述第二串联支路的第二端；

在所述第一串联支路中，所述第二开关远离所述第二电阻组的一端，连接至所述第二串联支路的第二端。

4.根据权利要求2所述的变频器的控制装置，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关，均选用接触器。

5.根据权利要求2所述的变频器的控制装置，其特征在于，所述开关模块，在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，包括以下任一种控制情形：

第一种控制情形：在所述变频器正常运行的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不对所述母线电容的电量进行释放，记为所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作；

第二种控制情形：在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述变频器所控制电机已停机、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，执行：

若所述母线电容的母线电压超过设定的保护值，则所述第一开关处于闭合的状态、且所述第二开关处于断开的状态，以使所述第一电阻组工作、且所述第二电阻组不工作；

若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行；以及，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作；

第三种控制情形：在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，等待所述变频器所控制电机停机、且所述变频器所控制电机的轴承落轴后所述变频器的输入电源再被切断，并执行：

若所述母线电容的母线电压超过设定的保护值，则所述第一开关处于闭合的状态、且所述第二开关处于断开的状态，以使所述第一电阻组工作、且所述第二电阻组不工作；

若所述母线电容的母线电压未超过所述保护值，则：在所述变频器所控制电机的轴承已落轴、且所述变频器的输入电源已被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于断开的状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作；在所述变频器所控制电机的轴承未落轴、和/且所述变频器的输入电源未被切断的情况下，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

6.根据权利要求5所述的变频器的控制装置，其特征在于，所述开关模块，在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，还包括以下任一种进一步的控制情形：

第一种进一步的控制情形：在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，且所述变频器所控制电机的能量回馈过程继续执行之后，在所述变频器所控制电机的能量回馈过程结束的情况下，若所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电，则所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作；

第二种进一步的控制情形：在所述变频器在正常运行的过程中正常停机的情况下，在使所述第一电阻组和所述第二电阻组均不工作，以及，等待所述变频器所控制电机的轴承控制器已控制轴承落轴、且所述变频器的主控板已断电后，所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态，以使所述第一电阻组和所述第二电阻组均工作。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的变频器的控制装置，其特征在于，还包括：采样单元、控制单元和驱动单元；其中，

所述采样单元，被配置为采样所述母线电容的母线电压；

所述控制单元，被配置为根据所述母线电容的母线电压，确定所述变频器的当前状态，并根据所述变频器的当前状态发送控制信号；其中，所述变频器的当前状态，包括以下任一状态：所述变频器正常运行时的第一状态，所述变频器紧急停机时的第二状态，所述变频器正常停机时的第三状态；

所述开关模块，被配置为在接收到所述控制信号的情况下，根据所述控制信号，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量，以实现：在需要对所述母线电容的电量进行释放的情况下，根据所述母线电容的电量的释放需求，控制两个以上所述放电电阻组接入所述母线电容的放电通路的数量。

8.根据权利要求7所述的变频器的控制装置，其特征在于，所述驱动单元，包括：第一信号放大模块、第二信号放大模块、信号取反模块、第一控制模块和第二控制模块；

在所述开关模块包括第一开关和第二开关的情况下，所述控制单元输出的控制信号分成两路，一路经所述第一信号放大模块和所述第一控制模块后，作为第一控制信号，输出至所述第一开关；另一路经所述信号取反模块、所述第二信号放大模块和所述第二控制模块后，作为第二控制信号，输出至所述第二开关；

其中，

所述第一信号放大模块，被配置为对所述控制信号进行放大处理；

所述第一控制模块，被配置为控制所述第一控制信号的输出通路的通断；

所述信号取反模块，被配置为对所述控制信号的电平进行取反处理；

所述第二信号放大模块，被配置为对所述取反处理后的控制信号进行放大处理；

所述第二控制模块，被配置为控制所述第二控制信号的输出通路的通断。

9.根据权利要求8所述的变频器的控制装置，其特征在于，其中，

在所述控制单元得电的情况下，所述控制单元输出所述控制信号：

在所述控制信号的电平为高电平的情况下，所述第一控制信号的电平为高电平，所述第一开关和所述第二开关均处于断开状态；

在所述控制信号的电平为低电平的情况下，所述第一控制信号的电平为低电平，所述第一开关处于闭合状态；所述第二控制信号的电平为高电平，所述第二开关处于断开状态；

在所述控制单元失电的情况下，所述控制单元不输出所述控制信号：

所述第一开关和所述第二开关均处于闭合状态。

10.一种变频器，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的变频器的控制装置。

Images