[发明专利]过电流保护逆变器

说明书

本发明涉及过电流保护逆变器，尤其涉及一种利用分流电阻(leg‑shunt resistor)检测瞬时最大输出电流和AD电流来执行逆变器保护动作的逆变器。本发明通过检测瞬时最大输出电流并且在分流电阻检测AD电流，由此能够在逆变器整个动作区间发生过电流时，执行过电流保护动作来保护逆变器。

技术领域

本发明涉及过电流保护逆变器，尤其涉及一种利用分流电阻(leg-shuntresistor)检测瞬时最大输出电流和AD电流来执行逆变器保护动作的逆变器。

背景技术

逆变器是将直流电转换成具有所希望的频率和大小的交流电的装置，用于控制交流电动机等。这种逆变器通过变压变频(variable voltage variable frequency，VVVF)方式而被控制，可以根据脉宽调制(pulse width modulation，PWM)输出来改变向电动机输入的电压和频率。

图10是现有技术的普通逆变器的构成图。

参照图10，现有技术的逆变器1从电源部(三相电源2)接收三相交流电，整流部11对其进行整流，平滑部12使整流部11整流的直流电压平滑并存储。逆变部13根据PWM控制信号将存储于作为平滑部12的直流链路电容器的直流电压，输出为具有规定电压和规定频率的交流电压，并将其提供给电动机3。逆变部13由三相支路构成，在各个支路串联连接有两个开关元件。

为了使逆变器免受过电流的冲击，需要检测过电流，为了检测这种过电流，通过在逆变器1的输出A配置电流传感器(Current Transformer，CT)来检测逆变器输出电流，或者通过配置与逆变部13的下部支路B的开关元件分别串联连接的分流电阻，由此检测逆变部13的输出电流，进而检测过电流。此时，主要通过检测输出电流的瞬时最大电流来执行过电流保护动作。

图11是用于说明现有技术的利用分流电阻来检测逆变器输出电流的方式的示例图。

参照图11，在利用分流电阻的电流检测方式中，在逆变器1的逆变部13的各个支路的下部开关元件(例如，绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT))的发射端分别配置分流电阻20，并检测流过分流电阻20的电流。然而，根据逆变部13的开关元件的开关状态，不连续地检测出了输出电流，从而需要检测考虑到开关元件的开关状态的瞬时最大电流。

图12是在现有技术中，在空间矢量脉宽调制(space vector pulse widthmodulation，SVPWM)控制时，根据开关状态的逆变器输出电流的状态图，图13是表示在现有技术中，根据逆变器开关状态的开关元件的动作的图。图13中示出了对于根据图12的开关状态的各相的开关元件的动作的定义。

图14是现有技术的各个SVPWM扇区的开关元件的动作示意图，在SVPWM控制中，开关元件的动作区分为由T0区间构成的零矢量(zero vector)区间和由T1和T2构成的有效矢量(active vector)区间。

图15是在现有技术的分流电阻电流检测方式中，逆变器过电流保护系统的构成图，图16是图15的峰值电流检测部的详细构成图，图17是表示在现有技术中根据逆变器动作模式的输出电流路径的图。

逆变器动作模式分为逆变器输出电流增加的供电模式(powering mode)和逆变器输出电流消耗的续流模式(free wheeling mode)，供电模式在SVPWM有效矢量区间发生，而续流模式在SVPWM零矢量区间发生。

参照图15，用于普通逆变器的过电流保护的逆变器保护系统，由检测从分流电阻20输出的电流的电流检测部30、检测瞬时最大输出电流的峰值电流检测部100以及保护过电流的过电流保护部50构成。