逆变器控制装置和方法制造方法及图纸

一种逆变器控制装置和方法，其中逆变器包括：整流单元，用于对从电源单元输入的交流电源进行整流；直流链路电容器，用于对由整流单元整流的电压进行平滑并存储；逆变器单元，用于根据从逆变器驱动单元接收的PWM控制信号输出预定的电压和频率的交流电源；初始充电单元，包括配置在直流链路电容器的前端的初始充电电阻器和并联连接到初始充电电阻器的开关元件；电压检测单元，用于检测充电到直流链路电容器的直流链路电压。逆变器控制装置包括：逆变器驱动单元，将PWM信号施加到逆变器单元的多个开关元件的栅极；控制单元，基于预定时间和在每个预定时间测量的直流链路电压的大小判定开关元件状态。

Inverter Control Device and Method

【技术实现步骤摘要】
逆变器控制装置和方法
本专利技术涉及逆变器控制装置和方法。
技术介绍
逆变器是将直流(DC)转变为交流(AC)的逆变换装置。工业领域中使用的逆变器可以接收来自商用电源的电力，并自行改变电压和频率后将其供应到电动机，从而可变地控制电动机的速度。输入到逆变器的AC输入电源通过由二极管等元件组成的整流单元进行整流，并由直流链路电容器进行平滑。在电容器放电的状态下，如果无电流限制直接向逆变器输入电源，则大的涌入电流(inrushcurrent)流入逆变器内部，该涌入电流导致整流单元的元件和电容器被烧损。因此，逆变器通常设置有初始充电电路，用于限制投入电源时流入直流链路电容器的涌入电流。在7.5kW以下的小容量逆变器中，初始充电电路通常由电阻器以及与其并联连接的开关元件组成。由于从逆变器传输到负载的主电流在上述初始充电电路中流动，因此在由于初始充电电路的故障而导致开关元件开启时，由于初始充电电阻器的发热而存在发生火灾的风险，而在短路时可能由于涌入电流引起二次故障。为了检测如上所述的初始充电电路的缺陷，虽然可以直接监视开关元件的触点状态，但是存在逆变器的成本增加以及尺寸增大的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术课题在于，提供一种能够在不需要额外的部件且不增大尺寸的情况下简单地判定开关元件的状态的逆变器控制装置和方法。在本专利技术的一实施例中，提供一种逆变器控制装置60，用于控制逆变器1，所述逆变器1包括：整流单元10，用于对从电源单元2输入的交流电源进行整流；直流链路电容器20，用于对由整流单元10整流的电压进行平滑并存储；逆变器单元30，用于根据从逆变器驱动单元62接收的PWM控制信号输出预定的电压和频率的交流电源；初始充电单元40，包括配置在所述直流链路电容器20的前端的初始充电电阻器41、并联连接到所述初始充电电阻器41的开关元件42；以及电压检测单元50，用于检测充电到所述直流链路电容器20的直流链路电压，其中，所述逆变器控制装置60包括：逆变器驱动单元62，将PWM信号施加到逆变器单元30的多个开关元件的栅极；以及控制单元61，基于预定时间以及在每个所述预定时间测量的所述直流链路电压的大小，判定所述开关元件42的状态。在本专利技术的一实施例中，所述控制单元可以将直流链路电压达到预定水平的第一时间点的直流链路电压确定为第一电压，从所述第一时间点经过第一时间的第二时间点的直流链路电压确定为第二电压，从所述第二时间点经过第二时间的第三时间点的直流链路电压确定为第三电压，利用所述第一至第三电压以及所述第一和第二时间来判定所述开关元件的状态。在本专利技术的一实施例中，当直流链路电压达到所述预定水平时，所述开关元件两端的电压使触点动作，从而可以在第二时间点和第三时间点之间转换为接通状态。在本专利技术的一实施例中，当直流链路电压达到所述预定水平时，所述控制单元可以在所述第二时间点和第三时间点之间将接通信号传输到所述开关元件。在本专利技术的一实施例中，当满足以下关系时，所述控制单元可以判定所述开关元件正常。式中，V1是第一电压，V2是第二电压，V3是第三电压，T1是第一时间，T2是第二时间。在本专利技术的一实施例中，所述控制单元在直流链路电压初始充电至输入电压的大小的情况下，可以利用由于所述开关元件的接通/断开而产生的直流链路电压的电压差来进一步判定所述开关元件的状态。在本专利技术的一实施例中，所述控制单元可以在从所述第三时间点起预定时间之后的第四时间点将断开信号传输到所述开关元件，并确定从所述第四时间点经过第三时间的第五时间点的直流链路电压即第四电压，在从所述第五时间点起预定时间之后的第六时间点将接通信号传输到所述开关元件，并确定从所述第六时间点经过第四时间的第七时间点的直流链路电压即第五电压，利用所述第四和第五电压以及所述电压差来判定所述开关元件的状态。在本专利技术的一实施例中，当满足以下公式时，所述控制单元可以判定所述开关元件正常。(V3-V4)＞ΔV和(V5-V4)＞ΔV式中，V4是第四电压，V5是第五电压，ΔV是电压差。根据本专利技术将获得如下效果：通过判定利用初始充电电阻器和直流链路电容器的RC充电曲线的第一条件，并判定利用直流链路电压充电至输入电压的大小的情况下由于开关元件的接通/断开而产生的直流链路电压的变化来弥补第一条件的错误的第二条件，能够在不需要额外的部件且不增大逆变器尺寸的情况下简单地判定开关元件的状态。附图说明图1是现有的逆变器系统的结构图。图2是示出向图1的逆变器投入初始电源时直流链路电容器的充电波形的图。图3是用于说明应用本专利技术一实施例的逆变器控制装置的逆变器系统的结构图。图4是用于说明本专利技术一实施例的逆变器控制方法的流程图。图5是用于在开关元件正常动作时从直流链路电压的波形说明本专利技术的动作的一个示例图。图6是用于在开关元件发生故障时从直流链路电压的波形说明本专利技术的动作的一个示例图。具体实施方式为了充分理解本专利技术的结构和效果，将参考附图描述本专利技术的优选实施例。然而，本专利技术不限于下面描述的实施例，而是可以以各种形式实施，并且可以进行各种改变。然而，本实施例的描述旨在提供本专利技术的完整公开，并且向本专利技术所属领域的普通技术人员充分公开本专利技术的范围。在附图中，为了便于说明，构成要素的尺寸被放大，并且构成要素的比例可以被夸大或减小。术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种构成要素，但是这些构成要素不应受限于上述术语。上述术语仅可用于区分一个构成要素与另一个构成要素。例如，在不脱离本专利技术的范围的情况下，“第一构成要素”可以被命名为“第二构成要素”，并且类似地，“第二构成要素”也可以被命名为“第一构成要素”。此外，除非上下文另有明确规定，否则单数的表达包括多个表示。除非另外定义，否则本专利技术的实施例中使用的术语可以被解释为本领域技术人员公知的。下面，将参照图1和图2对现有的初始充电电路的运行进行说明，并参照图3至图6对本专利技术一实施例的逆变器控制装置和方法进行说明。图1是现有的逆变器系统的结构图。逆变器100包括：整流单元110，用于对从三相电源单元200输入的交流电源进行整流；直流链路电容器120，用于存储整流的输入电压；逆变器单元130，用于根据预定电压和频率指令对存储在直流链路电容器120中的电压进行脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，PWM)以输出交流电压；初始充电单元140，用于防止整流单元110和直流链路电容器120之间的涌入电流；以及控制单元150，用于根据电压指令和频率指令将PWM信号提供给逆变器单元130。由逆变器单元130输出的预定频率的交流电源可以被供应到电动机之类的负载300，并且可以根据使用构成逆变器单元130的开关元件的PWM输出改变电压和频率，从而控制负载300的驱动速度。初始充电单元140可以防止可能由输入到逆变器100的涌入电流引起的过电流，并防止逆变器100的各元件的绝缘击穿。初始充电单元140由初始充电电阻器141以及与其并联连接的继电器142组成。初始充电电阻器141仅在向逆变器100投入初始电源时动作，在初始充电动作结束之后将电流流动转换到继电器142，以防止由初始充电电阻器141引起的不必要的电力损失。即，在现有技术的情况下，当电源投入到初始充电电阻器141时，整流单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器控制装置(60)，用于控制逆变器(1)，所述逆变器(1)包括：整流单元(10)，用于对从电源单元(2)输入的交流电源进行整流；直流链路电容器(20)，用于对由整流单元(10)整流的电压进行平滑并存储；逆变器单元(30)，用于根据从逆变器驱动单元(62)接收的PWM控制信号输出预定的电压和频率的交流电源；初始充电单元(40)，包括配置在所述直流链路电容器(20)的前端的初始充电电阻器(41)、并联连接到所述初始充电电阻器(41)的开关元件(42)；以及电压检测单元(50)，用于检测充电到所述直流链路电容器(20)的直流链路电压，其中，所述逆变器控制装置(60)包括：逆变器驱动单元(62)，将PWM信号施加到逆变器单元(30)的多个开关元件的栅极；以及控制单元(61)，基于预定时间以及在每个所述预定时间测量的所述直流链路电压的大小，判定所述开关元件(42)的状态。

【技术特征摘要】
2018.02.26 KR 10-2018-00230291.一种逆变器控制装置(60)，用于控制逆变器(1)，所述逆变器(1)包括：整流单元(10)，用于对从电源单元(2)输入的交流电源进行整流；直流链路电容器(20)，用于对由整流单元(10)整流的电压进行平滑并存储；逆变器单元(30)，用于根据从逆变器驱动单元(62)接收的PWM控制信号输出预定的电压和频率的交流电源；初始充电单元(40)，包括配置在所述直流链路电容器(20)的前端的初始充电电阻器(41)、并联连接到所述初始充电电阻器(41)的开关元件(42)；以及电压检测单元(50)，用于检测充电到所述直流链路电容器(20)的直流链路电压，其中，所述逆变器控制装置(60)包括：逆变器驱动单元(62)，将PWM信号施加到逆变器单元(30)的多个开关元件的栅极；以及控制单元(61)，基于预定时间以及在每个所述预定时间测量的所述直流链路电压的大小，判定所述开关元件(42)的状态。2.根据权利要求1所述的逆变器控制装置(60)，其中，所述控制单元(61)将直流链路电压达到预定水平的第一时间点的直流链路电压确定为第一电压，从所述第一时间点经过第一时间的第二时间点的直流链路电压确定为第二电压，从所述第二时间点经过第二时间的第三时间点的直流链路电压确定为第三电压，利用所述第一至第三电压以及所述第一和第二时间来判定所述开关元件的状态。3.根据权利要求2所述的逆变器控制装置(60)，其中，当直流链路电压达到所述预定水平时，所述开关元件(42)两端的电压使触点动作，从而在所述第二时间点和所述第三时间点之间转换为接通状态。4.根据权利要求2所述的逆变器控制装置(60)，其中，当直流链路电压达到所述预定水平时，所述控制单元(61)在所述第二时间点和所述第三时间点之间将接通信号传输到所述开关元件。5.根据权利要求2所述的逆变器控制装置(60)，其中，当满足以下公式时，所述控制单元(61)判定所述开关元件(42)正常，式中，V1是第一电压，V2是第二电压，V3是第三电压，T1是第一时间，T2是第二时间。6.根据权利要求2所述的逆变器控制装置(60)，其中，所述控制单元(61)在直流链路电压初始充电至输入电压的大小的情况下，利用由于所述开关元件(42)的接通/断开而产生的直流链路电压的电压差来判定所述开关元件(42)的状态。7.根据权利要求6所述的逆变器控制装置(60)，其中，所述控制单元(61)在从所述第三时间点起预定时间之后的第四时间点将断开信号传输到所述开关元件，并确定从...

【专利技术属性】
技术研发人员：林德英，李厚辰，梁千锡，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR