專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于疊頻試驗(yàn)的疊頻抑波裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交流異步電機(jī)進(jìn)行疊頻實(shí)驗(yàn)時(shí)采用 的疊頻抑波裝置及方法。
背景技術(shù)：
疊頻試驗(yàn)是進(jìn)行交流異步電機(jī)熱試驗(yàn)的一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法。疊頻試驗(yàn)的原理就 是使交流異步電機(jī)在空載的狀態(tài)下不斷地在加速和減速間轉(zhuǎn)換。試驗(yàn)時(shí)設(shè)法使交流異步電 機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)快時(shí)慢，電機(jī)轉(zhuǎn)子為了跟蹤同步轉(zhuǎn)速就需要更大的力矩去克服慣性。因此 大大增加了電機(jī)的空載電流，通過(guò)調(diào)整加減速的快慢和頻率就可以使電機(jī)的空載電流達(dá)到 額定電流的大小，從而考核電機(jī)在額定電流時(shí)的溫升狀況完成電機(jī)的熱試驗(yàn)。由于疊頻試 驗(yàn)時(shí)，電機(jī)沒(méi)有軸功率輸出，所以試驗(yàn)需要的輸入功率遠(yuǎn)小于電機(jī)的額定功率，十分適合大 功率交流異步電機(jī)的熱試驗(yàn)，可以節(jié)約大量電能。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，疊頻試驗(yàn)現(xiàn)在大多通過(guò)變頻電源完成。如圖1所示，其中顯示了 對(duì)異步電機(jī)進(jìn)行疊頻試驗(yàn)的系統(tǒng)。其中包括專(zhuān)用變頻電源，該電源具有整流電路102，并聯(lián) 于電網(wǎng)101上，用于將電網(wǎng)101上的交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能。在整流電路102的輸出兩 端，即直流電源的正負(fù)兩極上并聯(lián)有支撐電容C，其用于穩(wěn)定直流母線上的波動(dòng)。由于，在電 機(jī)疊頻試驗(yàn)時(shí)，測(cè)試電機(jī)104頻繁地在電動(dòng)和發(fā)電的狀態(tài)下轉(zhuǎn)換，直流母線上的波動(dòng)較普 通的變頻電源上的波動(dòng)大，因此疊頻試驗(yàn)中的支撐電容C的容量要比普通的變頻電源上電 容的容量大很多。
當(dāng)交流異步電機(jī)104工作在電動(dòng)工況時(shí)，向直流母線索取能量造成直流母線電壓 下降；當(dāng)交流異步電機(jī)104工作在發(fā)電工況時(shí)，向直流母線回饋能量造成直流母線電壓上 升。疊頻功率越大，母線波動(dòng)就越大，母線波動(dòng)過(guò)大會(huì)使得整流元件或逆變?cè)^(guò)壓損壞， 并且影響疊頻試驗(yàn)的輸出精度和穩(wěn)定。
目前，為了降低疊頻試驗(yàn)時(shí)母線上的波動(dòng)，常用的方法有以下三種
( I)增大直流母線支撐電容C的容量。使得直流母線存儲(chǔ)和釋放電荷的能力提高， 必然也就降低了直流母線電壓波動(dòng)的大小。但是由于疊頻試驗(yàn)時(shí)電機(jī)在快速的吸收和回饋 能量，需要巨大容量的電容才能保證直流母線電壓波動(dòng)在正常范圍，這樣做的成本十分巨 大，一般無(wú)法承受。
(2)電阻耗能法。通過(guò)快速電子開(kāi)關(guān)控制電阻在直流母線兩端的投入，當(dāng)直流母線 電壓過(guò)高時(shí)，投入電阻消耗回饋能量降低母線電壓，當(dāng)直流母線下降到一定程度時(shí)切除電 阻。該方法可以降低直流母線支撐電容的容量，但是只能限制直流母線的最高值，無(wú)法降低 母線的波動(dòng)，而且電阻需要耗能發(fā)熱，會(huì)增大試驗(yàn)損耗。
(3)逆變回饋法。電阻耗能法是把回饋的能量白白消耗掉，我們也可以把它回饋到 電網(wǎng)就產(chǎn)生了逆變回饋法。在直流母線和輸入電網(wǎng)直接連接一個(gè)逆變器，可以把直流母線 上的能量通過(guò)逆變回饋到輸入電網(wǎng)上。這樣減小了試驗(yàn)損耗提高了系統(tǒng)效率。但是逆變器 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，關(guān)鍵是和電阻耗能法一樣只能削峰而無(wú)法填谷，因此，也不能有效的減小直流母線波動(dòng)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行疊頻試驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有簡(jiǎn)單的可有效減小直流母線上的波 動(dòng)的裝置的缺點(diǎn)，提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)耗能器件的疊頻抑波裝置，所述疊頻抑波裝置包 括
支撐電容，其并聯(lián)在直流母線兩端，用于保證直流母線上的電壓穩(wěn)定；
升/降壓斬波電路，其連接在所述支撐電容兩端，用于當(dāng)所述支撐電容上的電壓 過(guò)低或過(guò)高時(shí)升高或降低所述支撐電容上的電壓；
控制器，其輸入連接在支撐電容上，以檢測(cè)所述支撐電容上的電壓，輸出連接在所 述升/降壓斬波電路的控制端上，當(dāng)所述電壓超過(guò)預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)使得 所述升/降壓斬波電路工作在降壓斬波狀態(tài)，當(dāng)所述電壓低于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，發(fā)出控 制信號(hào)使得所述升/降壓斬波電路工作在升壓斬波狀態(tài)，
其中，所述升/降壓斬波電路包括第一和第二開(kāi)關(guān)元件以及電感元件，所述第一 開(kāi)關(guān)元件與所述第二開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)在直流母線兩端，串聯(lián)的節(jié)點(diǎn)與所述電感元件的一端相 連，所述電感元件的另一端與直流母線的負(fù)極之間并聯(lián)儲(chǔ)能電容。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器的輸出端分別連接到所述第一開(kāi)關(guān)元件與 所述第二開(kāi)關(guān)元件的控制端以根據(jù)所檢測(cè)的電壓控制所述第一開(kāi)關(guān)元件與所述第二開(kāi)關(guān) 元件交替處于關(guān)斷狀態(tài)或者脈寬調(diào)制PWM狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)控制脈寬調(diào)制PWM的占空比來(lái)控制對(duì)所述儲(chǔ)能電 容的充放電時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件為絕緣柵雙極型晶 體管IGBT元件。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一開(kāi)關(guān)元件的集電極連接到直流母線的正極， 其發(fā)射極連接到所述第二開(kāi)關(guān)元件的集電極，所述第二開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極連接到直流母線 的負(fù)極，所述電感元件的一端連接在所述第一開(kāi)關(guān)元件和所述第二開(kāi)關(guān)元件的連接處，另 一端連接所述儲(chǔ)能電容的一端，所述儲(chǔ)能電容的另一端連接直流母線的負(fù)極。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述儲(chǔ)能電容上并聯(lián)連接有能耗電路，其控制端與 所述控制器的輸出端相連，當(dāng)所述控制器檢測(cè)到所述儲(chǔ)能電容上的電壓過(guò)高時(shí)啟動(dòng)所述能 耗電路工作。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述能耗電路包括串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)元件和電阻元件。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器還檢測(cè)所述支撐電容上的充放電電流。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種疊頻抑波的方法，所述方法包括以下步 驟
S401、檢測(cè)直流母線上的電壓值以及流過(guò)支撐電容的電流；
S402、與預(yù)先設(shè)定的第一閾值和第二閾值進(jìn)行比較，如果所述電壓值高于所述第 一閾值，則發(fā)出控制信號(hào)使得電路工作在降壓斬波狀態(tài)，從而使直流母線對(duì)并聯(lián)在其上的 電容進(jìn)行充電，
S403如果所述電壓值低于所述第二閾值時(shí)，則發(fā)出控制信號(hào)使得電路工作在升壓斬波狀態(tài)，從而使并聯(lián)在直流母線上的電容將電能回饋給直流母線；
其中，通過(guò)周期性地設(shè)定控制信號(hào)的占空比，可以控制所述電路對(duì)所述電容充電 的時(shí)間或者將電能回饋給直流母線的時(shí)間。
本發(fā)明的應(yīng)用可以很快地穩(wěn)定直流母線上的波動(dòng)，從而節(jié)約了用戶(hù)的投資，減少 了能源損耗，提高了效率。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利 要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


圖1顯示了對(duì)電機(jī)進(jìn)行疊頻試驗(yàn)的系統(tǒng)的原理框圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所采用的具體的專(zhuān)用變頻電源電路圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于疊頻試驗(yàn)的疊頻抑波裝置的電路原理圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在疊頻試驗(yàn)下進(jìn)行疊頻抑波的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用 技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明 的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合， 所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
另外，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處 的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
在進(jìn)行本發(fā)明的疊頻試驗(yàn)時(shí)，所采用的變頻電源如圖2所示，其包括由6個(gè)二極管 構(gòu)成的整流電路，6個(gè)晶體管構(gòu)成的逆變電路。此外，為了減小諧波對(duì)于電機(jī)溫升的影響，還 配置了正弦波濾波器。
以上變頻電源僅是為了清楚地說(shuō)明本發(fā)明的原理，事實(shí)上，本發(fā)明在進(jìn)行疊頻試 驗(yàn)時(shí)所采用的變頻電源并不局限于此。
實(shí)施例一
為使交流異步電機(jī)疊頻試驗(yàn)時(shí)的直流母線上的電壓波動(dòng)小，而且支撐電容C的容 量又不需要很大，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種疊頻抑波裝置，其電路原理如圖3所示。它包括支撐電 容Cl、升/降壓斬波電路201和控制器202。
其中，支撐電容Cl并聯(lián)在直流母線兩端，用于保證直流母線上的電壓穩(wěn)定。升/ 降壓斬波電路201連接在支撐電容Cl兩端，用于當(dāng)支撐電容Cl上的電壓過(guò)低或過(guò)高時(shí)升 高或降低支撐電容Cl上的電壓，也就是直流母線上的電壓，以減少直流母線上的波動(dòng)，從 而保護(hù)變頻電源的各個(gè)元器件。
控制器202的輸入連接在支撐電容Cl上，以檢測(cè)支撐電容Cl上的電壓，輸出連接 在升/降壓斬波電路201的控制端1，2上，當(dāng)所檢測(cè)的Cl上的電壓超過(guò)預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)， 發(fā)出控制信號(hào)使得升/降壓斬波電路201工作在降壓斬波狀態(tài)，當(dāng)電壓低于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)使得升/降壓斬波電路201工作在升壓斬波狀態(tài)。
第一和第二閾值由控制器202內(nèi)部根據(jù)測(cè)試電機(jī)的容量來(lái)設(shè)定。
升/降壓斬波電路201包括第一和第二開(kāi)關(guān)元件Tl，T2以及電感元件L，第一開(kāi)關(guān) 元件Tl與第二開(kāi)關(guān)元件T2串聯(lián)在直流母線兩端，串聯(lián)的節(jié)點(diǎn)與電感元件L的一端相連，電 感元件L的另一端與直流母線的負(fù)極DC-之間并聯(lián)儲(chǔ)能電容C2。
通過(guò)控制第一和第二開(kāi)關(guān)元件的閉合和關(guān)斷時(shí)間，就可以控制直流母線與儲(chǔ)能電 容C2之間的充放電過(guò)程。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，控制器202的輸出端分別連接到第一 開(kāi)關(guān)元件Tl與第二開(kāi)關(guān)元件T2的控制端以根據(jù)所檢測(cè)的電壓控制第一開(kāi)關(guān)元件Tl與第 二開(kāi)關(guān)元件T2交替處于關(guān)斷狀態(tài)或者脈寬調(diào)制PWM狀態(tài)?？刂破魍ㄟ^(guò)控制脈寬調(diào)制PWM 的占空比來(lái)控制對(duì)儲(chǔ)能電容C2的充放電時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)直流母線上的電壓在一定范圍內(nèi) 的穩(wěn)定輸出。
第一開(kāi)關(guān)元件Tl和第二開(kāi)關(guān)元件T2為絕緣柵雙極型晶體管IGBT元件。通過(guò)控 制柵極與發(fā)射極之間的電壓，就可以控制開(kāi)關(guān)元件Tl和T2的閉合關(guān)斷狀態(tài)。也就是說(shuō)，控 制器的輸出端連接在絕緣柵雙極型晶體管IGBT元件的柵極，柵極作為該開(kāi)關(guān)元件的控制 端1，2。當(dāng)然，本發(fā)明不限于此，只要這些開(kāi)關(guān)元件具有可控的特點(diǎn)，就均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
在如圖3所示的升/降壓斬波電路201中，第一開(kāi)關(guān)元件Tl的集電極連接到直流 母線的正極DC+，其發(fā)射極連接到第二開(kāi)關(guān)元件T2的集電極，第二開(kāi)關(guān)元件T2的發(fā)射極連 接到直流母線的負(fù)極DC-，電感元件L的一端連接在第一開(kāi)關(guān)元件Tl和第二開(kāi)關(guān)元件T2的 連接處，另一端連接儲(chǔ)能電容C2的一端，儲(chǔ)能電容C2的另一端連接直流母線的負(fù)極DC-。
此外，還可以在儲(chǔ)能電容C2上并聯(lián)連接能耗電路203，其控制端3與控制器202的 輸出端相連。儲(chǔ)能電容C2上的電壓作為控制器202的輸入，當(dāng)控制器202檢測(cè)到儲(chǔ)能電容 C2上的電壓過(guò)高時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)給控制端3，啟動(dòng)能耗電路203工作。
如圖3所示，能耗電路203包括串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)元件T3和電阻元件R。同樣，在本 發(fā)明的具體實(shí)施例中，選擇絕緣柵雙極型晶體管IGBT元件作為開(kāi)關(guān)元件。而本發(fā)明不限于 此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)可以想到還可以采用其他可控的開(kāi)關(guān)元件。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制器202還檢測(cè)支撐電容Cl上的充放電電流。由于Cl 的充放電電流變化快于其兩端電壓即直流母線電壓的變化，因此控制器檢測(cè)Cl的充放電 電流可以對(duì)直流母線電壓的變化做出更快的響應(yīng)，可以更好的抑制直流母線的波動(dòng)。
實(shí)施例二
下面介紹本發(fā)明的疊頻抑波裝置的工作原理。
如上所述，控制器202采集支撐電容Cl和儲(chǔ)能電容C2兩端的電壓以及流過(guò)Cl的 電流，隨后經(jīng)過(guò)計(jì)算輸出給開(kāi)關(guān)元件Tf T3的控制信號(hào)。
當(dāng)直流母線電壓也就是支撐電容Cl兩端電壓升高時(shí)，流過(guò)支撐電容Cl的充放電 電流必然增大，此時(shí)控制器202輸出控制信號(hào)到控制端2，以關(guān)斷第二開(kāi)關(guān)元件T2，使得第 一開(kāi)關(guān)元件Tl在控制端I的作用下工作在PWM狀態(tài)，這時(shí)控制器向控制端I發(fā)出PWM信號(hào)。 當(dāng)PWM信號(hào)控制第一開(kāi)關(guān)元件Tl閉合時(shí)，直流母線電壓通過(guò)第一開(kāi)關(guān)元件Tl、電感元件L 給儲(chǔ)能電容C2充電；當(dāng)PWM信號(hào)控制第一開(kāi)關(guān)元件Tl關(guān)斷時(shí)，通過(guò)C2、T2中的晶體二極管 給電感元件L續(xù)流?？刂频谝婚_(kāi)關(guān)元件Tl工作時(shí)的PWM波形的占空比，即可以控制直流母 線給儲(chǔ)能電容C2的充電大小。
如果儲(chǔ)能電容C2充電過(guò)多，兩端電壓升高過(guò)大時(shí)，還可以通過(guò)控制閉合第三開(kāi)關(guān) 元件T3，通過(guò)耗能電路203中的電阻R消耗儲(chǔ)能電容C2的能量，從而降低儲(chǔ)能電容C2兩端 的電壓。
當(dāng)直流母線電壓降低，流過(guò)支撐電容Cl的充放電電流必然減小，此時(shí)關(guān)斷第一開(kāi) 關(guān)元件Tl，使第二開(kāi)關(guān)元件T2工作在PWM狀態(tài)。當(dāng)控制器202輸出的PWM信號(hào)使第二開(kāi)關(guān) 元件T2閉合時(shí)，儲(chǔ)能電容C2通過(guò)第二開(kāi)關(guān)元件T2放電為電感元件L充電；當(dāng)控制器202 輸出的PWM信號(hào)使第二開(kāi)關(guān)元件T2關(guān)斷時(shí)，電感元件L通過(guò)第一開(kāi)關(guān)元件Tl的二極管續(xù) 流，儲(chǔ)能電容C2存儲(chǔ)的能量釋放到了直流母線。通過(guò)控制第二開(kāi)關(guān)元件T2工作PWM的占 空比，即可以控制儲(chǔ)能電容C2向直流母線釋放的能量大小。
這樣疊頻抑波裝置就可以起到削峰填谷的作用，更好地平整了直流母線，保持了 直流母線的穩(wěn)定。正常工作時(shí)，本發(fā)明的疊頻抑波裝置沒(méi)有耗能元件工作，所以損耗很少， 系統(tǒng)效率很高。只有當(dāng)回饋能量過(guò)大使得儲(chǔ)能電容C2電壓過(guò)高時(shí)，才啟動(dòng)第三開(kāi)關(guān)元件T3 和電阻R組成的耗能電路203。當(dāng)儲(chǔ)能電容C2電壓下降到安全值以下后耗能電路即停止工作。
實(shí)施例三
根據(jù)上述的實(shí)施例，本發(fā)明還提供了一種在疊頻試驗(yàn)下進(jìn)行疊頻抑波的方法，該 方法如圖4所示。
在步驟S401中，檢測(cè)直流母線上的電壓值和流過(guò)的電流值。在本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施 例中，也就是通過(guò)控制器202檢測(cè)或者采集支撐電容Cl兩端的電壓。此外，控制器202還 采集流過(guò)支撐電容Cl的電流，從而加快控制器對(duì)電路過(guò)壓或者欠壓狀態(tài)的響應(yīng)速度，盡可 能地實(shí)現(xiàn)直流母線上的穩(wěn)定。
在步驟S402中，與預(yù)先設(shè)定的第一閾值和第二閾值進(jìn)行比較，如果電壓值高于第 一閾值，則發(fā)出控制信號(hào)使得電路工作在降壓斬波狀態(tài)，從而使直流母線對(duì)并聯(lián)在其上的 電容進(jìn)行充電。
在步驟S403中，如果電壓值低于第二閾值時(shí)，則發(fā)出控制信號(hào)使得電路工作在升 壓斬波狀態(tài)，從而使并聯(lián)在直流母線上的電容將電能回饋給直流母線。
通過(guò)周期性地設(shè)定控制信號(hào)的占空比，可以控制對(duì)電容充電的時(shí)間或者將電能回 饋給直流母線的時(shí)間。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在檢測(cè)升/降壓斬波電路兩端的電壓過(guò)高時(shí)還可以 切入能耗電路從而使得疊頻抑波裝置進(jìn)入能耗狀態(tài)，使直流母線上過(guò)多的電能通過(guò)能耗電 路進(jìn)行消耗。
雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采 用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本 發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化， 但本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于疊頻試驗(yàn)的疊頻抑波裝置，包括支撐電容(Cl)，其并聯(lián)在直流母線兩端，用于保證直流母線上的電壓穩(wěn)定；升/降壓斬波電路(201)，其連接在所述支撐電容(Cl)兩端，用于當(dāng)所述支撐電容(Cl) 上的電壓過(guò)低或過(guò)高時(shí)升高或降低所述支撐電容(Cl)上的電壓；控制器(202)，其輸入連接在支撐電容(Cl)上，以檢測(cè)所述支撐電容(Cl)上的電壓，輸出連接在所述升/降壓斬波電路(201)的控制端(1，2)上，當(dāng)所述電壓超過(guò)預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)使得所述升/降壓斬波電路(201)工作在降壓斬波狀態(tài)，當(dāng)所述電壓低于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)使得所述升/降壓斬波電路(201)工作在升壓斬波狀態(tài)，其特征在于，所述升/降壓斬波電路(201)包括第一和第二開(kāi)關(guān)元件(Tl，T2)以及電感元件(L)，所述第一開(kāi)關(guān)元件(Tl)與所述第二開(kāi)關(guān)元件(T2)串聯(lián)在直流母線兩端，串聯(lián)的節(jié)點(diǎn)與所述電感元件(L)的一端相連，所述電感元件(L)的另一端與直流母線的負(fù)極(DC-) 之間并聯(lián)儲(chǔ)能電容(C2)。
2.如權(quán)利要求1所述的疊頻抑波裝置，其特征在于，所述控制器(202)的輸出端分別連接到所述第一開(kāi)關(guān)元件(Tl)與所述第二開(kāi)關(guān)元件(T2)的控制端以根據(jù)所檢測(cè)的電壓控制所述第一開(kāi)關(guān)元件(Tl)與所述第二開(kāi)關(guān)元件(T2)交替處于關(guān)斷狀態(tài)或者脈寬調(diào)制PWM狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的疊頻抑波裝置，其特征在于，通過(guò)控制脈寬調(diào)制PWM的占空比來(lái)控制對(duì)所述儲(chǔ)能電容(C2)的充放電時(shí)間。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的疊頻抑波裝置，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)元件 (Tl)和第二開(kāi)關(guān)元件(T2)為絕緣柵雙極型晶體管IGBT元件。
5.如權(quán)利要求4所述的疊頻抑波裝置，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)元件(Tl)的集電極連接到直流母線的正極(DC+)，其發(fā)射極連接到所述第二開(kāi)關(guān)元件(T2)的集電極，所述第二開(kāi)關(guān)元件(T2)的發(fā)射極連接到直流母線的負(fù)極(DC-)，所述電感元件(L)的一端連接在所述第一開(kāi)關(guān)元件(Tl)和所述第二開(kāi)關(guān)元件(T2)的連接處，另一端連接所述儲(chǔ)能電容 (C2)的一端，所述儲(chǔ)能電容(C2)的另一端連接直流母線的負(fù)極(DC-)。
6.如權(quán)利要求5所述的疊頻抑波裝置，其特征在于，在所述儲(chǔ)能電容(C2)上并聯(lián)連接有能耗電路(203)，其控制端(3)與所述控制器(202)的輸出端相連，當(dāng)所述控制器(202)檢測(cè)到所述儲(chǔ)能電容(C2)上的電壓過(guò)高時(shí)啟動(dòng)所述能耗電路(203)工作。
7.如權(quán)利要求6所述的疊頻抑波裝置，其特征在于，所述能耗電路(203)包括串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)元件(T3)和電阻元件(R)。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的疊頻抑波裝置，其特征在于，所述控制器(202)還檢測(cè)所述支撐電容(Cl)上的充放電電流。
9.一種用于疊頻試驗(yàn)的疊頻抑波方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟.5401、檢測(cè)直流母線上的電壓值以及流過(guò)支撐電容(Cl)的電流；.5402、與預(yù)先設(shè)定的第一閾值和第二閾值進(jìn)行比較，如果所述電壓值高于所述第一閾值，則發(fā)出控制信號(hào)使得電路工作在降壓斬波狀態(tài)，從而使直流母線對(duì)并聯(lián)在其上的電容進(jìn)行充電，S403如果所述電壓值低于所述第二閾值時(shí)，則發(fā)出控制信號(hào)使得電路工作在升壓斬波狀態(tài)，從而使并聯(lián)在直流母線上的電容將電能回饋給直流母線；其·中，通過(guò)周期性地設(shè)定控制信號(hào)的占空比，可以控制所述電路對(duì)所述電容充電的時(shí)間或者將電能回饋給直流母線的時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于疊頻試驗(yàn)的疊頻抑波裝置，包括支撐電容，其并聯(lián)在直流母線兩端，用于保證直流母線上的電壓穩(wěn)定；升/降壓斬波電路，其連接在支撐電容兩端，用于當(dāng)支撐電容上的電壓過(guò)低或過(guò)高時(shí)升高或降低支撐電容上的電壓；控制器，其輸入連接在支撐電容上，以檢測(cè)支撐電容上的電壓，輸出連接在升/降壓斬波電路的控制端上，當(dāng)電壓超過(guò)預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)使升/降壓斬波電路工作在降壓斬波狀態(tài)，當(dāng)電壓低于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)使得升/降壓斬波電路工作在升壓斬波狀態(tài)。采用本發(fā)明的疊頻抑波裝置可以很快地穩(wěn)定直流母線上的波動(dòng)，從而節(jié)約了用戶(hù)的投資，減少了能源損耗，提高了效率。
文檔編號(hào)H02M1/14GK103066818SQ20131002727
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者廖仲篪 申請(qǐng)人:湖南銀河電氣有限公司