[发明专利]一种工矿变频器多模块并联控制方法

说明书

技术领域

本发明属于工矿等大功率应用行业在脉冲控制变频器方面多模块系统领域，涉及一种能够对整个变频器并联系统的同步运行，功率平衡化进行控制的研究方法。

背景技术

在工矿等大功率行业，由晶闸管、IGBT等进行控制的脉冲控制变频器已经得到了广泛的应用。但是在实际应用的过程中，由于受到功率和可靠性的限制，单模块变频器的发展，特别是在大功率行业受到了制约。实际运行过程很可能因为一个故障影响到整个系统的正常运行，从而影响工矿企业的生产效率甚至威胁到工矿一线工作人员的生命安全。实际的工业需要就是要求变频器在容量、可靠性上得到提升。

鉴于上述实际工业要求，双模块或者多模块的逆变器并联不仅可以在单台变频器容量一定的情况下达到输出容量的明显提升，而且一旦在并联系统中某有一个模块发生故障的情况下，虽然故障模块的输出功率受到限制，一定程度上减少了整个系统的功率输出，但是单个模块的故障并不会影响整个系统中其他模块的正常运行，不会造成整个系统的瘫痪，从而提高了整个运行系统的可靠性，减少了一个故障造成整个系统陷入瘫痪的可能。运行可靠性的提高对于大功率工矿行业，不仅节省了备用设备的成本，备件不用是整个系统，而是单独的几个模块，重要的是提高了系统运行的安全性、可靠性，减少因为故障人员及设备的安全产生威胁的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种多并联脉冲变频器的控制方法，克服由于容量和可靠性给工矿变频器应用带来的不足，通过进行并联系统内单独模块的控制电流的平衡控制，达到控制功率平衡的目的，从而实现并联系统间各模块输出电流、功率的平衡的一种方法。

附图说明

图1表示含功率元件IGBT并加快速回复整流二极管和输出阻抗的两个型号完全相同变频器单相的并联电路拓扑。

图2表示触发脉冲的时间变化演示。

图3表示本控制方法的控制框图。

图中标识含义：1--1号变频器；2--2号变频器；3--1号变频器输出阻抗；4--1号变频器输出节点；5--总负载输出节点；6--2号变频器输出阻抗；7--2号变频器输出节点；8--两路电流输入汇总节点；9--放大倍数K1；10--放大倍数K2；11--1号变频器控制电流节点；12--1号变频器输出电流控制因数；13--2号变频器控制电流节点；14--2号变频器输出电流控制因数；15--调节器；16--调制载波；17--控制脉冲。

具体实施方式

下面结合附图中的实例对本发明做进一步描述：

如图1所示，1号变频器的单相与2号变频器的对应相并联连接，它们在输出端接有各自输出阻抗3和6，再在5点共同形成功率输出。1号变频器的单相支路中包含两个IGBT，分别为T11和T14，两个功率器件串联，跨接在UD+与UD-之间。两个快速回复整流二极管D11、D14分别功率元件T11与T14上，方向从UD-到UD+。同样，2号变频器由同样的设计，2号变频器的单相支路中包含两个IGBT，分别为T21和T24，两个功率器件串联，跨接在UD+与UD-之间。两个快速回复整流二极管D21、D24分别并于功率元件T21与T24上，方向从UD-到UD+。1号变频器的单相输出电流I11流向为从输出阻抗3到公共功率输出点5，2号变频器的单相输出电流I21流向为从输出阻抗6到公共功率输出点5。

结合图1进一步分析具体的调节手段：对于1号变频器而言，当电流I11的实际值大于设定点的电流值时，T11的开通上升沿与T14的关断下降沿都将进行延时，而T11的关断下降沿与T14的开通上升沿都不会进行延时；当电流I11的实际值小于设定点的电流值时，T11的关断下降沿与T14的开通上升沿都将进行延时，而T11的开通上升沿与T14的关断下降沿都不会进行延时。

相类似，对于2号变频器而言，当电流I21的实际值大于设定点的电流值时，T21的开通上升沿与T24的关断下降沿都将进行延时，而T21的关断下降沿与T24的开通上升沿都不会进行延时；当电流I21的实际值小于设定点的电流值时，T21的关断下降沿与T24的开通上升沿都将进行延时，而T21的开通上升沿与T24的关断下降沿都不会进行延时。

无论任何时候，当I11的电流值等于设定点的电流时，T11与T14的开通上升沿和关断下降沿都不进行延时；相类似，当I21的电流值等于设定点的电流时，T21与T24的开通上升沿和关断下降沿也都不进行延时。