專利名稱：用于控制變換器的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來控制變換器的設(shè)備和方法，并且更具體地說，涉及一種用來控制變換器而能夠把穩(wěn)定的交流輸出電壓提供到感應(yīng)電機而與直流輸入電壓的變化無關(guān)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
在具有變換器和通過變換器驅(qū)動電機的系統(tǒng)中，供給到變換器的輸入電壓是通過由整流電路整流來自工業(yè)交流電源的交流電流并且然后由電容器使它平滑而得到的直流電壓。它也稱作直流鏈路電壓。當總交流電源的電壓根據(jù)工業(yè)活動因素(工廠運行的白天和工廠不運行的夜間)或季節(jié)因素(空調(diào)活躍運行的夏季或其它季節(jié))頻繁地變化時，直流輸入電壓變化。
直流輸入電壓的變化由于過電壓跳閘(在過電壓的情況下)可能中斷到變換器的電流路徑，或者產(chǎn)生電機不能啟動的情形(在欠電壓的情況下)。
就是說，當變換器的輸入電壓變化時，輸出電壓以相同比值變化，并且當輸入電壓超過其中斷路器跳閘的額定電壓時，與變換器的電源電路相連接的斷路器跳閘，以保護變換器和電機而斷開到變換器的電源供給。相反，如果輸入電壓低于額定電壓的允許范圍，則由于不能產(chǎn)生電機啟動轉(zhuǎn)矩而不能啟動電機。
因而，為了補償比額定電壓的允許范圍低的輸入電壓，提出一種把由用戶設(shè)置的輔助電壓提供給變換器的技術(shù)。即，如果直流輸入電壓是欠電壓，則輔助電壓設(shè)置為正(+)電壓，而如果直流輸入電壓是過電壓，則輔助電流設(shè)置為負(-)電壓。
參照圖1將描述現(xiàn)有技術(shù)的一個例子。
如圖1中所示，現(xiàn)有技術(shù)變換器控制設(shè)備包括輸入電壓探測器1，用來探測輸入到變換器的直流輸入電壓；輸出電壓比值計算單元2，用來計算輸出命令頻率與基準頻率的比值、和確定輸出電壓與輸入電壓的比值；補償電壓計算單元3，用來通過把預(yù)定輔助電壓值添加到通過把由輸入電壓探測器1提供的直流輸入電壓值乘以由輸出電壓比值計算單元2提供的比值得到的電壓值上而得到補償電壓值、并將其輸出；及變換器4，用來把從補償電壓計算單元3接收的補償電壓值的輸出電壓輸出到電機。
將解釋按以上描述建造的現(xiàn)有技術(shù)變換器控制設(shè)備的操作。
首先，根據(jù)預(yù)設(shè)置程序，變換器4的輸出命令頻率從中央處理單元輸出到輸出電壓比值計算單元2。
然后，輸出電壓比值計算單元2計算輸出命令頻率例如30Hz與已經(jīng)預(yù)定和存儲的基準頻率例如60Hz(赫茲)的比值；把結(jié)果1/2，即50％，確定為輸出電壓與變換器4的輸入電壓的比值；及輸出它。
輸入電壓探測器1探測變換器4的輸入電源電路(未表示)的電容器(未表示)兩端的電壓(如上述那樣也稱作直流鏈路電壓)的值作為輸入電壓值，并且提供它。這里，輸入電壓探測器1可大體上形成為電壓互感器。
如以上提到的那樣，為了補償輸入電壓的過電壓或欠電壓，由用戶通過諸如程序加載器之類的輸入單元已經(jīng)預(yù)先設(shè)置和存儲在變換器控制設(shè)備中的正(+)或負(-)輔助電壓，可由中央處理單元提供在補償電壓計算單元3中。
補償電壓計算單元3通過把從輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以從輸入電壓探測器1提供的輸入電壓值而計算補償電壓值，并且把預(yù)設(shè)置的輔助電壓值添加到得到的補償電壓值上，由此得到最終補償電壓值并把它輸出到變換器4。
然后，變換器4根據(jù)從補償電壓計算單元3提供的補償電壓值把交流輸出電壓輸出到電機。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，如果當前輸入電壓變得小于當設(shè)置輔助電壓時的輸入電壓，則變換器的輸出電壓相應(yīng)地減小。那么，啟動轉(zhuǎn)矩不足以啟動電機。
另外，在當前輸入電壓變得高于當設(shè)置輔助電壓時的輸入電壓時，斷路器進行過流跳閘操作以切斷到電機的電源供給。
同時，在低速操作的情況下，特別是當啟動電機時，即使當變換器的輸入電壓僅變化10％，在電機處的電流流動也變化大于10％。因而，如果當前輸入電壓變得大于或小于當設(shè)置輔助電壓時的輸入電壓，則出現(xiàn)過流跳閘或啟動轉(zhuǎn)矩不足的問題。
另外，為了避免該問題，在現(xiàn)有技術(shù)中，用戶必須頻繁地重新設(shè)置輔助電壓值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于，提供一種用來控制變換器的、即使當變換器的直流輸入電壓變化時也能夠把變換器的穩(wěn)定輸出電壓自動輸出到電機的設(shè)備。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種用來控制變換器的、能夠選擇直流輸入電壓變化的自動補償或手動補償?shù)脑O(shè)備。
本發(fā)明的又一個目的在于，提供一種用來控制變換器的、即使當變換器的直流輸入電壓變化時也能夠把變換器的穩(wěn)定輸出電壓輸出到電機的方法。
本發(fā)明的再一個目的在于，提供一種用來控制變換器的、能夠選擇直流輸入電壓變化的自動補償或手動補償?shù)脑O(shè)備。
本發(fā)明的以上目的可通過一種根據(jù)本發(fā)明用來控制變換器的設(shè)備全部或部分地實現(xiàn)，該設(shè)備包括變換器，用來把輸入的直流電壓變換成用來驅(qū)動電機的交流輸出電壓和提供它；輸入電壓探測器，用來探測輸入到變換器的直流輸入電壓；輸出電壓比值計算單元，用來通過計算輸出命令頻率與基準頻率的比值確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；基準電壓發(fā)生器，用來依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值提供基準電壓值；差值電壓計算單元，用來計算在由基準電壓發(fā)生器提供的基準電壓值與由輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值之間的差值，并且提供它；補償電壓計算單元，用來通過把由輸出電壓比值計算單元提供的比值乘以由差值電壓計算單元提供的差值電壓值得到補償電壓值，通過把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值上得到最終補償電壓值，及提供它；及該變換器，用來把從補償電壓計算單元提供的最終補償電壓值的輸出電壓輸出到電機。
本發(fā)明的以上目的可通過一種根據(jù)本發(fā)明用來控制變換器的設(shè)備全部或部分地實現(xiàn)，該設(shè)備包括
變換器，用來把輸入的直流電壓變換成用來驅(qū)動電機的交流輸出電壓和提供它；輸入電壓探測器，用來探測輸入到變換器的直流輸入電壓；輸出電壓比值計算單元，用來計算輸出命令頻率與基準頻率的比值，并且確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；第一補償電壓計算單元，用來通過把預(yù)定輔助電壓值添加到通過把由輸出電壓比值計算單元提供的比值乘以由輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值得到的電壓值上而得到第一補償電壓值，并且提供第一補償電壓值；基準電壓發(fā)生器，用來依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值提供基準電壓值；差值電壓計算單元，用來計算在由基準電壓發(fā)生器提供的基準電壓值與由輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值之間的差值，并且提供它；第二補償電壓計算單元，用來通過把由輸出電壓比值計算單元提供的比值乘以由差值電壓計算單元提供的差值電壓值得到補償電壓值，通過把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值上得到第二補償電壓值，及提供它；補償電壓選擇器，用來根據(jù)預(yù)定選擇的設(shè)置選擇性地把從第一補償電壓計算單元提供的第一補償電壓值或從第二補償電壓計算單元提供的第二補償電壓值提供到變換器；及該變換器，用來把從補償電壓選擇器提供的第一補償電壓值的輸出電壓或第二補償電壓值的輸出電壓輸出到電機。
本發(fā)明的以上目的可通過一種根據(jù)本發(fā)明用來控制變換器的方法全部或部分地實現(xiàn)，該方法包括探測變換器的直流輸入電壓值；計算輸出命令頻率與基準頻率的比值，并且確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值產(chǎn)生基準電壓；計算在計算的基準電壓與直流輸入電壓值之間的差值；
通過把輸出電壓值與確定的直流輸入電壓值的比值乘以計算的差值得到補償電壓值，并且把得到的補償電壓值添加到直流輸入電壓值上以得到最終補償電壓值；及把最終補償電壓值的輸出電壓提供到電機。
本發(fā)明的以上目的可通過一種用來控制變換器的方法全部或部分地實現(xiàn)，該方法包括步驟探測變換器的直流輸入電壓值；計算輸出命令頻率與基準頻率的比值，并且確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；把輸出電壓值與確定的直流輸入電壓值的比值乘以直流輸入電壓值，以得到一個值，把預(yù)定輔助電壓值添加到該值上以得到第一補償電壓值；依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值產(chǎn)生基準電壓；計算在產(chǎn)生的基準電壓與直流輸入電壓值之間的差值；通過把輸出電壓值與確定的直流輸入電壓值的比值乘以計算的差值得到補償電壓值，并且把得到的補償電壓值添加到直流輸入電壓值上以得到第二補償電壓值；及根據(jù)預(yù)定選擇的設(shè)置，把第一補償電壓值的輸出電壓或第二補償電壓值的輸出電壓提供到電機。
本發(fā)明的另外優(yōu)點、目的、及特征將在隨后的描述中部分敘述，并且對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員在如下審查時部分成為顯然的，或者可以從本發(fā)明的實踐學習。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以如在附屬權(quán)利要求書中具體指出的那樣實現(xiàn)和得到。


參照其中類似參考編號指示類似元件的如下附圖將詳細地描述本發(fā)明，在附圖中圖1是示意方塊圖，表示按照現(xiàn)有技術(shù)的一種變換器控制設(shè)備；
圖2是按照本發(fā)明一個實施例的一種變換器控制設(shè)備的示意方塊圖；圖3是按照本發(fā)明另一個實施例的一種變換器控制設(shè)備的示意方塊圖；圖4是流程圖，表明按照本發(fā)明一個實施例的一種變換器控制方法的過程；及圖5是流程圖，表明按照本發(fā)明另一個實施例的一種變換器控制方法的過程。
具體實施例方式
參照附圖將描述按照本發(fā)明的變換器控制設(shè)備。
圖2是按照本發(fā)明一個實施例的一種變換器控制設(shè)備的示意方塊圖。
如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的變換器控制設(shè)備包括變換器4，用來把輸入的直流電壓變換成用來驅(qū)動電機的交流輸出電壓和提供它；輸入電壓探測器1，用來探測輸入到變換器4的直流輸入電壓；輸出電壓比值計算單元2，用來通過計算輸出命令頻率與基準頻率的比值確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；基準電壓發(fā)生器5，用來依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值提供基準電壓值；差值電壓計算單元6，用來計算在由基準電壓發(fā)生器5提供的基準電壓值與由輸入電壓探測器1提供的直流輸入電壓值之間的差值，并且提供它；補償電壓計算單元3，用來通過把由輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以由差值電壓計算單元6提供的差值電壓值得到補償電壓值，通過把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值上得到最終補償電壓值，及提供它；及變換器4，用來把從補償電壓計算單元3提供的最終補償電壓值的輸出電壓輸出到電機。
像在現(xiàn)有技術(shù)中那樣，輸入電壓探測器1可形成為連接變換器的電源電路的平滑電路的電容器(未表示)兩端的電壓互感器。
這里，輸出電壓比值計算單元2、補償電壓計算單元3及差值電壓計算單元6可實施為用來存儲實際處理程序的存儲單元、和用來從存儲單元讀出處理程序并且執(zhí)行對應(yīng)計算的中央處理單元。
基準電壓發(fā)生器5是用來存儲由用戶依據(jù)額定電壓的值或考慮到對于額定電壓值的上和下允許極限電壓值而確定和設(shè)置的基準電壓的設(shè)置值存儲器單元。
變換器4是一般的變換器，并且可以包括諸如為三相交流電機的每一相成對提供的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)之類的柵極控制切換元件。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明一個實施例的變換器控制設(shè)備的操作。
首先，變換器4的輸出命令頻率根據(jù)以前存儲的程序從中央處理單元(未表示)提供到輸出電壓比值計算單元2。
然后，輸出電壓比值計算單元2計算輸出命令頻率例如30Hz與以前已經(jīng)預(yù)定和存儲的基準頻率例如60Hz(赫茲)的比值；把結(jié)果1/2，即50％，確定為輸出電壓與變換器4的輸入電壓的比值；及輸出它。
輸入電壓探測器1探測變換器4的輸入電源電路(未表示)的電容器(未表示)兩端的電壓(如上述那樣也稱作直流鏈路電壓)的值作為輸入電壓值，并且提供它。
基準電壓發(fā)生器5提供由用戶設(shè)置并且存儲在存儲器(未表示)中的額定電壓的值或考慮到對于額定電壓的允許上或下極限電壓值的值的基準電壓值。
差值電壓計算單元6計算在從輸入電壓探測器1提供的直流輸入電壓值與從基準電壓發(fā)生器5提供的基準電壓值之間的差值，并且提供對應(yīng)的結(jié)果值。
補償電壓計算單元3通過把從輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以從差值電壓計算單元6提供的差值電壓得到補償電壓值，把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器1提供的輸入電壓值上以得到最終補償電壓值，及把最終補償電壓值提供到變換器4。
然后，變換器4根據(jù)從補償電壓計算單元3提供的最終補償電壓值把交流輸出電壓提供到電機(未表示)，以驅(qū)動電機。
在按照本發(fā)明一個實施例的變換器控制設(shè)備中，根據(jù)電機的額定電壓的基準電壓值、和供給到變換器的直流輸入電壓始終被比較，并且如果在它們之間有差值，則輸入電壓用根據(jù)差值的補償電壓補償，并且提供到變換器。
因而，盡管有輸入電壓的變化，但用戶不必重新設(shè)置輔助電壓，并且變換器的穩(wěn)定輸出電壓可自動地提供到電機。
現(xiàn)在將描述通過試驗得到的、可支持本發(fā)明的效果的結(jié)果數(shù)據(jù)。
首先，試驗條件如下。
即，在基準頻率是60Hz、電機額定電壓是200伏特及輸出命令頻率分別給出15Hz、30Hz及45Hz的條件下，通過測量變換器的輸出電壓和輸出電流得到的結(jié)果表示在如下表中。

在表中，輸入電壓變化’100％→-15％’是指輸入電壓從200伏特(100％)變到170伏特(85％)(即，減小15％)，并且’-15％→100％’是指輸入電壓從170伏特(85％)變到200伏特(100％)。
操作頻率是指變換器的輸出命令頻率。
輸出電壓的單位是伏特，變化率的單位是％，及輸出電流的單位是安培。
在表中，注意當輸出命令頻率是15Hz和30Hz時，盡管輸入電壓變高到15％，但變換器的輸出電壓沒有變化。
而且，注意相對于輸入電壓的變化輸出電流變化在3％以下，對于輸入電壓變化，呈現(xiàn)穩(wěn)定的輸出特性。
參照圖3，現(xiàn)在將描述按照本發(fā)明另一個實施例的一種變換器控制設(shè)備。圖3是按照本發(fā)明另一個實施例的一種變換器控制設(shè)備的示意方塊圖。
根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的變換器控制設(shè)備包括變換器4，用來把輸入的直流電壓變換成用來驅(qū)動電機的交流輸出電壓和提供它；輸入電壓探測器1，用來探測輸入到變換器的直流輸入電壓；輸出電壓比值計算單元2，用來計算輸出命令頻率與基準頻率的比值，并且確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；第一補償電壓計算單元3a，用來通過把預(yù)定輔助電壓值添加到通過把由輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以由輸入電壓探測器1提供的直流輸入電壓值得到的電壓值上而得到第一補償電壓值，并且提供第一補償電壓值；基準電壓發(fā)生器5，用來依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值提供基準電壓值；差值電壓計算單元6，用來計算在由基準電壓發(fā)生器5提供的基準電壓值與由輸入電壓探測器1提供的直流輸入電壓值之間的差值，并且提供它；第二補償電壓計算單元3b，用來通過把由輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以由差值電壓計算單元6提供的差值電壓值得到補償電壓值，通過把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器1提供的直流輸入電壓值上得到第二補償電壓值；補償電壓選擇器7，用來根據(jù)預(yù)定選擇的設(shè)置選擇性地把從第一補償電壓計算單元3a提供的第一補償電壓值或從第二補償電壓計算單元3b提供的第二補償電壓值提供到變換器；及變換器4，用來把從補償電壓選擇器7提供的第一補償電壓值的輸出電壓或第二補償電壓值的輸出電壓輸出到電機。
像在現(xiàn)有技術(shù)中和在本發(fā)明的第一實施例中那樣，輸入電壓探測器1可形成為連接變換器的電源電路的平滑電路的電容器(未表示)兩端的電壓互感器。
這里，輸出電壓比值計算單元2、第一和第二補償電壓計算單元3a和3b、差值電壓計算單元6、及補償電壓選擇器7可實施為用來存儲實際處理程序的存儲單元、和用來從存儲單元讀出處理程序并且執(zhí)行對應(yīng)計算的中央處理單元，像在本發(fā)明的第一實施例中那樣。
基準電壓發(fā)生器5是用來存儲由用戶依據(jù)額定電壓的值或考慮到對于額定電壓值的上和下允許極限電壓值而確定和設(shè)置的基準電壓的設(shè)置值存儲器單元。
像在現(xiàn)有技術(shù)中和在本發(fā)明的第一實施例中那樣，變換器4是一般的變換器，并且可以包括諸如為三相交流電機的每一相成對提供的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)之類的柵極控制切換元件。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的變換器控制設(shè)備的操作。
首先，變換器4的輸出命令頻率根據(jù)以前存儲的程序從中央處理單元(未表示)提供到輸出電壓比值計算單元2。
然后，輸出電壓比值計算單元2計算輸出命令頻率例如30Hz與已經(jīng)預(yù)定和存儲的基準頻率例如60Hz(赫茲)的比值；把結(jié)果1/2，即50％，確定為輸出電壓與變換器4的輸入電壓的比值；及提供它。
輸入電壓探測器1探測跨過變換器4的輸入電源電路(未表示)的電容器(未表示)的電壓(如上述那樣也稱作直流鏈路電壓)的值作為輸入電壓值，并且提供它。
基準電壓發(fā)生器5提供由用戶設(shè)置并且存儲在存儲器(未表示)中的額定電壓的值或考慮到對于額定電壓的允許上或下極限電壓值的值的基準電壓值。
差值電壓計算單元6計算在從輸入電壓探測器1提供的直流輸入電壓值與從基準電壓發(fā)生器5提供的基準電壓值之間的差值，并且提供對應(yīng)的結(jié)果值。
第二補償電壓計算單元3b通過把從輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以從差值電壓計算單元6提供的差值電壓得到補償電壓值，把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器1提供的輸入電壓值上以得到第二補償電壓值，及把第二補償電壓值提供到補償電壓選擇器7。
為了補償輸入電壓的過電壓和欠電壓，由用戶通過諸如鍵開關(guān)、觸摸屏幕開關(guān)、程序加載器等之類的輸入單元已經(jīng)預(yù)先設(shè)置和存儲在諸如存儲器之類的存儲單元(未表示)中的正(+)或負(-)電壓，由中央處理單元(未表示)提供到第一補償電壓計算單元3a。
第一補償電壓計算單元3a通過把從輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以從輸入電壓探測器1提供的輸入電壓值計算補償電壓值，把所提供的預(yù)置輔助電壓值添加到計算的補償電壓值上以得到最終第一補償電壓值，及把第一補償電壓值提供到補償電壓選擇器7。
補償電壓選擇器7根據(jù)由用戶通過諸如鍵開關(guān)、觸摸屏幕開關(guān)、程序加載器等之類的輸入單元已經(jīng)預(yù)先設(shè)置和存儲在諸如存儲器之類的存儲單元(未表示)中的補償電壓值的選擇信息，把從第一補償電壓計算單元3a提供的第一補償電壓值或從第二補償電壓計算單元3b提供的第二補償電壓值提供到變換器4。
變換器4把從補償電壓選擇器7提供的第一補償電壓值的交流輸出電壓或第二補償電壓值的交流輸出電壓提供到電機，以驅(qū)動電機。
根據(jù)按照本發(fā)明另一個實施例的變換器控制設(shè)備，用戶可把根據(jù)輸入電壓的變化已經(jīng)自動補償?shù)淖儞Q器輸出命令電壓值選擇性地提供到變換器，或者用戶把用手動設(shè)置輔助電壓已經(jīng)補償?shù)淖儞Q器輸出命令電壓值提供到變換器。
當用戶不知道一般電機的額定電壓時，用戶可選擇性地手動設(shè)置輔助電壓。
在其中用戶選擇性地手動設(shè)置輔助電壓的情況下，像在現(xiàn)有技術(shù)中那樣，輸出電壓不穩(wěn)定，而可能變化，引起不能啟動電機或過流跳閘可能發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)在參照圖4將描述按照本發(fā)明一個實施例的一種變換器控制方法。圖4是流程圖，表明按照本發(fā)明一個實施例的一種變換器控制方法的過程。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的變換器控制方法可由圖2中所示的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的變換器控制設(shè)備實施。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的變換器控制方法包括如下步驟探測變換器的直流輸入電壓值(步驟S1)；計算輸出命令頻率與基準頻率的比值，并且確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值(步驟S2)；依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值產(chǎn)生基準電壓(步驟S3)；計算在計算的基準電壓與直流輸入電壓值之間的差值(步驟S4)；通過把確定的比值乘以計算的差值得到補償電壓值，并且把得到的補償電壓值添加到直流輸入電壓值上以得到最終補償電壓值(步驟S5)；及把最終補償電壓值的輸出電壓提供到電機(步驟S6)。
在步驟S1中，變換器的輸入電壓由在圖2中所示的輸入電壓探測器1探測。即，輸入電壓探測器1探測跨過變換器4的輸入電源電路(未表示)的電容器(未表示)的電壓(如上述那樣也稱作直流鏈路電壓)的值作為輸入電壓值。
在步驟S2中，在圖2中所示的輸出電壓比值計算單元2計算輸出命令頻率例如30Hz與以前已經(jīng)預(yù)定和存儲的基準頻率例如60Hz(赫茲)的比值；把結(jié)果1/2，即50％，確定為輸出電壓與變換器4的輸入電壓的比值。
在步驟S3中，在圖2中所示的基準電壓發(fā)生器5提供由用戶設(shè)置并且存儲在存儲器(未表示)中的額定電壓的值或考慮到對于額定電壓的允許上或下極限電壓值的值的基準電壓值。
在步驟S4中，在圖2中所示的差值電壓計算單元6計算在從輸入電壓探測器1提供的直流輸入電壓值與從基準電壓發(fā)生器5提供的基準電壓值之間的差值，并且提供對應(yīng)的結(jié)果值。
在步驟S5中，在圖2中所示的補償電壓計算單元3通過把從輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以從差值電壓計算單元6提供的差值電壓得到補償電壓值，把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器1提供的輸入電壓值上以得到最終補償電壓值，及把最終補償電壓值提供到變換器4。
在步驟S6中，在圖2中所示的變換器4根據(jù)從補償電壓計算單元3提供的最終補償電壓值把交流輸出電壓提供到電機(未表示)，以驅(qū)動電機。
現(xiàn)在參照圖5將描述按照本發(fā)明另一個實施例的一種變換器控制方法。圖5是流程圖，表明按照本發(fā)明另一個實施例的一種變換器控制方法的過程。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的變換器控制方法可由圖3中所示的根據(jù)本發(fā)明第二實施例的變換器控制設(shè)備實施。
根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的變換器控制方法包括步驟探測變換器的直流輸入電壓值(步驟S10)；計算輸出命令頻率與基準頻率的比值，并且確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值(步驟S11)；把輸出電壓值與確定的直流輸入電壓值的比值乘以直流輸入電壓值，以得到一個值，把預(yù)定輔助電壓值添加到該值上以得到第一補償電壓值(步驟S12)；依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值產(chǎn)生基準電壓(步驟S13)；計算在產(chǎn)生的基準電壓與直流輸入電壓值之間的差值(步驟S14)；通過把輸出電壓值與確定的直流輸入電壓值的比值乘以計算的差值得到補償電壓值，并且把得到的補償電壓值添加到直流輸入電壓值上以得到第二補償電壓值(步驟S15)；及根據(jù)預(yù)定選擇的設(shè)置，把第一補償電壓值的輸出電壓或第二補償電壓值的輸出電壓提供到電機(步驟S17或S18)。
在步驟S10中，變換器的輸入電壓由在圖3中所示的輸入電壓探測器1探測。即，輸入電壓探測器1探測跨過變換器4的輸入電源電路(未表示)的電容器(未表示)的電壓(如上述那樣也稱作直流鏈路電壓)的值作為輸入電壓值。
在步驟S11中，在圖3中所示的輸出電壓比值計算單元2計算輸出命令頻率例如30Hz與以前已經(jīng)預(yù)定和存儲的基準頻率例如60Hz(赫茲)的比值；把結(jié)果1/2，即50％，確定為輸出電壓與變換器4的輸入電壓的比值。
在步驟S12中，在圖3中所示的第一補償電壓計算單元3a通過把從輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以從輸入電壓探測器1提供的輸入電壓值計算補償電壓值，把所提供的預(yù)置輔助電壓值添加到補償電壓值上以得到最終第一補償電壓值，及提供第一補償電壓值。
在步驟S13中，在圖3中所示的基準電壓發(fā)生器5提供由用戶設(shè)置并且存儲在存儲器(未表示)中的額定電壓的值或考慮到對于額定電壓的允許上或下極限電壓值的值的基準電壓值。
在步驟S14中，在圖3中所示的差值電壓計算單元6計算在從輸入電壓探測器1提供的直流輸入電壓值與從基準電壓發(fā)生器5提供的基準電壓值之間的差值，并且提供對應(yīng)的結(jié)果值。
在步驟S15中，在圖3中所示的第二補償電壓計算單元3b通過把從輸出電壓比值計算單元2提供的比值乘以從差值電壓計算單元6提供的差值電壓得到補償電壓值，把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器1提供的輸入電壓值上以得到第二補償電壓值，及把第二補償電壓值提供到補償電壓選擇器7。
在步驟S16中，在圖3中所示的補償電壓選擇器7根據(jù)由用戶通過輸入單元已經(jīng)預(yù)先設(shè)置和存儲在諸如存儲器之類的存儲單元(未表示)中的補償電壓值的選擇信息，把從第一補償電壓計算單元3a提供的第一補償電壓值或從第二補償電壓計算單元3b提供的第二補償電壓值提供到變換器4。
然后，如果從補償電壓選擇器7提供第一補償電壓值，則在圖3中所示的變換器4把第一補償電壓值的交流輸出電壓提供到電機(步驟S18)，而如果從補償電壓選擇器7提供第二補償電壓值，則變換器4把第二補償電壓值的交流輸出電壓提供到電機(步驟S17)。
如至此描述的那樣，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的變換器控制設(shè)備和方法具有優(yōu)點盡管輸入電壓變化，但用戶不必每次重新設(shè)置輔助電壓，并且變換器的穩(wěn)定輸出電壓可自動地提供到電機。
另外，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的變換器控制設(shè)備和方法具有優(yōu)點用戶可把根據(jù)輸入電壓的變化已經(jīng)自動補償?shù)淖儞Q器輸出命令電壓值選擇性地提供到變換器，或者用戶可把用手動設(shè)置的輔助電壓已經(jīng)補償?shù)淖儞Q器輸出命令電壓值提供到變換器。
以上實施例和優(yōu)點只是示范性的，并且不要理解成限制本發(fā)明。當前教導(dǎo)可容易地應(yīng)用于其它類型的設(shè)備。本發(fā)明的描述打算是說明性的，并且不限制權(quán)利要求書的范圍。多種選擇例、修改、及變更對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯然的。在權(quán)利要求書中，裝置加功能條款旨在覆蓋這里描述為完成引用功能的結(jié)構(gòu)，并且不僅覆蓋結(jié)構(gòu)等效物，而且也覆蓋等效的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用來控制變換器的設(shè)備，包括變換器，用來把輸入的直流電壓變換成用來驅(qū)動電機的交流輸出電壓并提供該交流輸出電壓；輸入電壓探測器，用來探測輸入到變換器的直流輸入電壓；輸出電壓比值計算單元，用來通過計算輸出命令頻率與基準頻率的比值確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；基準電壓發(fā)生器，用來依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值提供基準電壓值；差值電壓計算單元，用來計算在由基準電壓發(fā)生器提供的基準電壓值與由輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值之間的差值，并且提供該差值；補償電壓計算單元，用來通過把由輸出電壓比值計算單元提供的比值乘以由差值電壓計算單元提供的差值電壓值得到補償電壓值，通過把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值上得到最終補償電壓值，及提供它；及該變換器，用來把從補償電壓計算單元提供的最終補償電壓值的輸出電壓輸出到電機。
2.一種用來控制變換器的設(shè)備，包括變換器，用來把輸入的直流電壓變換成用來驅(qū)動電機的交流輸出電壓并提供該交流輸出電壓；輸入電壓探測器，用來探測輸入到變換器的直流輸入電壓；輸出電壓比值計算單元，用來計算輸出命令頻率與基準頻率的比值，并且確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；第一補償電壓計算單元，用來通過把預(yù)定輔助電壓值添加到通過把由輸出電壓比值計算單元提供的比值乘以由輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值得到的電壓值上而得到第一補償電壓值，并且提供該第一補償電壓值；基準電壓發(fā)生器，用來依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值提供基準電壓值；差值電壓計算單元，用來計算在由基準電壓發(fā)生器提供的基準電壓值與由輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值之間的差值，并且提供該差值；第二補償電壓計算單元，用來通過把由輸出電壓比值計算單元提供的比值乘以由差值電壓計算單元提供的差值電壓值得到補償電壓值，通過把得到的補償電壓值添加到從輸入電壓探測器提供的直流輸入電壓值上得到第二補償電壓值，及提供該第二補償電壓值；補償電壓選擇器，用來根據(jù)預(yù)定選擇的設(shè)置選擇性地把從第一補償電壓計算單元提供的第一補償電壓值或從第二補償電壓計算單元提供的第二補償電壓值提供到變換器；及該變換器，用來把從補償電壓選擇器提供的第一補償電壓值的輸出電壓或第二補償電壓值的輸出電壓輸出到電機。
3.一種用來控制變換器的方法，包括探測變換器的直流輸入電壓值；計算輸出命令頻率與基準頻率的比值，并且確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值產(chǎn)生基準電壓；計算在計算的基準電壓與直流輸入電壓值之間的差值；通過把確定的直流輸入電壓值乘以計算的差值得到補償電壓值，并且把得到的補償電壓值添加到直流輸入電壓值上以得到最終補償電壓值；及把最終補償電壓值的輸出電壓提供到電機。
4.一種用來控制變換器的方法，包括探測變換器的直流輸入電壓值；計算輸出命令頻率與基準頻率的比值，并且確定輸出電壓值與探測的直流輸入電壓值的比值；把輸出電壓值與確定的直流輸入電壓值的比值乘以直流輸入電壓值，以得到一個值，把預(yù)定輔助電壓值添加到該值上以得到第一補償電壓值；依據(jù)預(yù)定電機額定電壓值產(chǎn)生基準電壓；計算在產(chǎn)生的基準電壓與直流輸入電壓值之間的差值；通過把輸出電壓值與確定的直流輸入電壓值的比值乘以計算的差值得到補償電壓值，并且把得到的補償電壓值添加到直流輸入電壓值上以得到第二補償電壓值；及根據(jù)預(yù)定選擇的設(shè)置，把第一補償電壓值的輸出電壓或第二補償電壓值的輸出電壓提供到電機。
全文摘要
公開了一種用來控制變換器的設(shè)備和方法，以使變換器把穩(wěn)定的輸出電壓提供到電機而與直流輸入電壓的變化無關(guān)。得到在根據(jù)電機的預(yù)定額定電壓的基準電壓與變換器的直流電壓之間的差值，輸出命令頻率與預(yù)定基準頻率的比值施加到差值上以得到補償輸出電壓值，通過用補償輸出電壓補償探測的直流輸入電壓值而得到最終補償輸出電壓值，及由變換器把最終補償輸出電壓值的輸出電壓提供到電機。因而，變換器的穩(wěn)定輸出電壓可提供到電機而與直流輸入電壓的變化無關(guān)。
文檔編號H02P27/06GK1870411SQ200610079949
公開日2006年11月29日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者尹洪敏 申請人:Ls產(chǎn)電株式會社