直流电压暂降补偿装置
阅读：1发布：2021-09-24
专利汇可以提供直流电压暂降补偿装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开一种直流 电压 暂降补偿装置，包括：第一 开关 管、第一开关管反并联 二极管 、第二开关管、第二开关管反并联二极管、电感、超级电容器组和 控制器 ；第一开关管与第一开关管反并联二极管并联连接，第二开关管与第二开关管反并联二极管并联连接，电感、第一开关管、第一开关管反并联二极管、第二开关管及第二开关管反并联二极管组成双向DC/DC拓扑 电路 进行充放电，控制器的第一输入端接入超级电容器组的电压 信号 ，控制器的第二输入端用于接入 变频器 直流 母线 的电压信号，控制器的输出端分别连接第一开关管和第二开关管，用于控制第一开关管和第二开关管的通断状态。通过上述方式，能够实现直流电压暂降补偿装置的结构简单、体积小和成本低。，下面是直流电压暂降补偿装置专利的具体信息内容。
1.一种直流电压暂降补偿装置，其特征在于，包括：
第一开关管、第一开关管反并联二极管、第二开关管、第二开关管反并联二极管、电感、超级电容器组和控制器；
所述第一开关管与所述第一开关管反并联二极管并联连接，所述第二开关管与所述第二开关管反并联二极管并联连接，所述超级电容器组、所述电感和所述第一开关管依次串联构成的回路作为一个整体与所述第二开关管串联连接，然后用于接在变频器直流母线两端；
所述电感、所述第一开关管、所述第一开关管反并联二极管、所述第二开关管及所述第二开关管反并联二极管组成双向DC/DC拓扑电路进行充放电，所述控制器的第一输入端接入所述超级电容器组的电压信号，所述控制器的第二输入端用于接入所述变频器直流母线的电压信号，所述控制器的输出端分别连接所述第一开关管和所述第二开关管，用于控制所述第一开关管和所述第二开关管的通断状态。
2.如权利要求1所述的直流电压暂降补偿装置，其特征在于，所述控制器包括工作状态监测器，所述工作状态监测器的第一输入端接入所述超级电容器组的电压信号，所述工作状态监测器的第二输入端用于接入所述变频器直流母线的电压信号，且所述工作状态监测器的第一参考端用于输入暂降电压阈值，所述工作状态监测器的第二参考端用于输入满电压预设值，所述工作状态监测器用于将所述变频器直流母线的电压信号与暂降电压阈值进行比较，将所述超级电容器组的电压信号和满电压预设值进行比较，以及根据比较结果输出能够表征当前变频器直流母线电压状态、超级电容器组电压状态的电信号。
3.如权利要求2所述的直流电压暂降补偿装置，其特征在于，所述暂降电压阈值设置为保证电动机正常运行时的所述变频器直流母线的最低电压和所述变频器直流母线额定电压的中间值。
4.如权利要求2所述的直流电压暂降补偿装置，其特征在于，所述满电压预设值设置为所述超级电容器组两端电压的额定电压。
5.如权利要求2-4中任一项所述的直流电压暂降补偿装置，其特征在于，若所述变频器直流母线电压低于所述暂降电压阈值，则所述工作状态监测器输出第一电信号，所述第一电信号用于表征当前变频器直流母线的电压跌落且所述超级电容器组为所述变频器的逆变侧供电。
6.如权利要求2-4中任一项所述的直流电压暂降补偿装置，其特征在于，若所述变频器直流母线电压高于所述暂降电压阈值并且所述超级电容器组两端的电压低于所述满电压预设值，则所述工作状态监测器输出第二电信号，所述第二电信号用于表征当前变频器直流母线的电压正常且所述超级电容器组未充满电。
7.如权利要求2-4中任一项所述的直流电压暂降补偿装置，其特征在于，若所述变频器直流母线电压高于所述暂降电压阈值并且所述超级电容器组两端的电压不低于所述满电压预设值，则所述工作状态监测器输出第三电信号，所述第三电信号用于表征当前变频器直流母线的电压正常且所述超级电容器组充满电。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的直流电压暂降补偿装置，其特征在于，所述第一开关管为绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管；
所述第二开关管为绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管。
9.根据权利要求5所述的直流电压暂降补偿装置，其特征在于，所述控制器还包括：第一PI调节器、第二PI调节器和第一驱动信号发生器；
所述第一PI调节器的第一输入端用于接入所述暂降电压阈值，所述第一PI调节器的第二输入端用于接入所述变频器直流母线的电压信号；
所述第二PI调节器的第一输入端连接所述第一PI调节器的输出端，所述第二PI调节器的第二输入端接入所述电感的电流信号，所述第二PI调节器的输出端连接所述第一驱动信号发生器的第一输入端；
所述第一驱动信号发生器的第二输入端用于接入预设的三角波信号，所述第一驱动信号发生器的第三输入端接入所述工作状态监测器输出的第一电信号，所述第一驱动信号发生器的输出端连接所述第一开关管，用于在当前变频器直流母线的电压信号低于所述暂降电压阈值时，根据所述第一电信号输出第一驱动信号以控制所述第一开关管的通断。
10.如权利要求7所述的直流电压暂降补偿装置，其特征在于，所述控制器包括：第三PI调节器、第四PI调节器和第二驱动信号发生器；
所述第三PI调节器的第一输入端用于接入所述满电压预设值，所述第三PI调节器的第二输入端接入所述超级电容器组的电压信号；
所述第四PI调节器的第一输入端连接所述第三PI调节器的输出端，所述第四PI调节器的第二输入端接入所述电感的电流信号，所述第四PI调节器的输出端连接所述第二驱动信号发生器的第一输入端；
所述第二驱动信号发生器的第二输入端用于接入预设的三角波信号，所述第二驱动信号发生器的第三输入端接入所述工作状态监测器输出的第二电信号，所述第二驱动信号发生器的输出端连接所述第二开关管，用于在当前变频器直流母线的电压信号高于所述暂降电压阈值且所述超级电容器组的电压信号低于所述满电压预设值时，根据所述第二电信号输出第二驱动信号以控制所述第二开关管的通断。
直流电压暂降补偿装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电力技术领域，特别是涉及一种直流电压暂降补偿装置。
背景技术
[0002] 随着信息化时代的到来，越来越多的精密用电设备投入到电网中，这些精密设备很难在较大的电压变化范围内正常工作，因此抑制负载供电电压跌落尤为重要。现有的一种抑制电压跌落的措施是在负载侧加装补偿设备，而在负载侧安装DVR(Dynamic Voltage Regulator，动态电压调节器)是目前保障负载电压最有效的措施之一。
[0003] 请参见图1，图1是一示例性技术中电压暂降补偿装置的结构示意图。如图1所示，该电压暂降补偿装置包括储能单元、逆变单元、滤波器、串联变压器及为储能单元充电的充电电路。其中，充电电路可以在电网电压正常时为储能单元充电，储能单元后接逆变单元，将直流电转换成交流电，逆变单元后接滤波器，用于滤除高次谐波，滤波器后经变压器将该电压暂降补偿装置连接到电网中。由于单相接地是电力系统最常见的故障，该电压暂降补偿装置中的逆变单元常常需要采用三个独立的单相逆变器，可为线路注入正序、负序和零序电压。该电压暂降补偿装置的工作原理包括当电网电压正常时，充电电路可以为储能单元充电，当电网电压跌落时，逆变单元工作，将直流电转换为交流电，再经变压器与负载串联，为负载提供相位和幅值均可调的交流电压，达到抑制变压器直流母线电压跌落的目的。但是，现有的电压暂降补偿装置需要三个独立的单相逆变器和额外的充电电路，导致现有的电压暂降补偿装置结构复杂、体积大和成本高。
实用新型内容
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提出一种直流电压暂降补偿装置，以解决传统技术中的电压暂降补偿装置结构复杂、体积大、成本高问题。
[0005] 本实用新型实施例提供一种直流电压暂降补偿装置，包括：
[0007] 第一开关管与第一开关管反并联二极管并联连接，第二开关管与第二开关管反并联二极管并联连接，超级电容器组、电感和第一开关管依次串联构成的回路作为一个整体与第二开关管串联连接，然后用于接在变频器直流母线两端；
[0008] 电感、第一开关管、第一开关管反并联二极管、第二开关管及第二开关管反并联二极管组成双向DC/DC拓扑电路进行充放电，控制器的第一输入端接入超级电容器组的电压信号，控制器的第二输入端用于接入变频器直流母线的电压信号，控制器的输出端分别连接第一开关管和第二开关管，用于控制第一开关管和第二开关管的通断状态。
[0009] 在其中一个实施例中，控制器包括工作状态监测器，工作状态监测器的第一输入端接入超级电容器组的电压信号，工作状态监测器的第二输入端用于接入变频器直流母线的电压信号，且工作状态监测器的第一参考端用于输入暂降电压阈值，工作状态监测器的第二参考端用于输入满电压预设值，工作状态监测器用于将变频器直流母线的电压信号与暂降电压阈值进行比较，将超级电容器组的电压信号和满电压预设值进行比较，以及根据比较结果输出能够表征当前变频器直流母线电压状态、超级电容器组电压状态的电信号。
[0011] 在其中一个实施例中，满电压预设值设置为超级电容器组两端电压的额定电压。
[0012] 在其中一个实施例中，若变频器直流母线电压低于暂降电压阈值，则工作状态监测器输出第一电信号，第一电信号用于表征当前变频器直流母线的电压跌落且超级电容器组为变频器的逆变侧供电。
[0013] 在其中一个实施例中，若变频器直流母线电压高于暂降电压阈值并且超级电容器组两端的电压低于满电压预设值，则工作状态监测器输出第二电信号，第二电信号用于表征当前变频器直流母线的电压正常且超级电容器组未充满电。
[0014] 在其中一个实施例中，若变频器直流母线电压高于暂降电压阈值并且超级电容器组两端的电压不低于满电压预设值，则工作状态监测器输出第三电信号，第三电信号用于表征当前变频器直流母线的电压正常且超级电容器组充满电。
[0016] 第二开关管为绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管。
[0017] 在其中一个实施例中，控制器还包括：第一PI调节器、第二PI调节器、第一驱动信号发生器；
[0018] 第一PI调节器的第一输入端用于接入暂降电压阈值，第一PI调节器的第二输入端用于接入变频器直流母线的电压信号；
[0019] 第二PI调节器的第一输入端连接第一PI调节器的输出端，第二PI调节器的第二输入端接入电感的电流信号，第二PI调节器的输出端连接第一驱动信号发生器的第一输入端；
[0020] 第一驱动信号发生器的第二输入端用于接入预设的三角波信号，第一驱动信号发生器的第三输入端接入工作状态监测器输出的第一电信号，第一驱动信号发生器的输出端连接第一开关管，用于在当前变频器直流母线的电压信号低于暂降电压阈值时，根据第一电信号输出第一驱动信号以控制第一开关管的通断。
[0021] 在其中一个实施例中，控制器还包括：第三PI调节器、第四PI调节器、第二驱动信号发生器；
[0022] 第三PI调节器的第一输入端用于接入满电压预设值，第三PI调节器的第二输入端接入超级电容器组的电压信号；
[0023] 第四PI调节器的第一输入端连接第三PI调节器的输出端，第四PI调节器的第二输入端接入电感的电流信号，第四PI调节器的输出端连接第二驱动信号发生器的第一输入端；
[0024] 第二驱动信号发生器的第二输入端用于接入预设的三角波信号，第二驱动信号发生器的第三输入端接入工作状态监测器输出的第二电信号，第二驱动信号发生器的输出端连接第二开关管，用于在当前变频器直流母线的电压信号高于暂降电压阈值且超级电容器组的电压信号低于满电压预设值时，根据第二电信号输出第二驱动信号以控制第二开关管的通断。
[0025] 可以发现，以上方案，该直流电压暂降补偿装置适用于含有直流母线支持直流供电的变频器，其优点是无需改变其交流供电回路，同时可以通过控制该第一开关管和该第二开关管的开通和关断，使变频器直流母线电压在正常时，通过变频器直流母线向该超级电容器组充电，使变频器直流母线电压在跌落时，该超级电容器组通过同一套电路向变频器直流母线放电，使得能量能够双向流动，不需要额外的充电设备，减小了电压暂降补偿装置的体积，降低了成本。
[0026] 进一步的，以上方案，该直流电压暂降补偿装置可以直接从该变频器直流母线侧进行补偿，只需要采集该变频器直流母线侧及该超级电容器组两端的电压，采样数据少，数据分析简单，同时采样窗口可以小一些，能够实现反应速度更快、动态效应更好。
[0027] 进一步的，以上方案，该直流电压暂降补偿装置可以通过该超级电容器组作为储能单元，该超级电容器组的能量密度大，储能高，可以大大降低储能单元的体积；并且，该超级电容器组充放电速度快，能够实现更好更快地应对直流电压暂降问题。
[0028] 进一步的，以上方案，该直流电压暂降补偿装置由于升压电路的存在，相比于现有的直流电压暂降补偿装置，该超级电容器组的电压可以下降得更低，要释放相同的能量时，该超级电容器组的电容值要小。
[0029] 进一步的，以上方案，该控制器可以通过控制第一开关管和第二开关管的开通和关断，使变频器直流母线电压正常时，通过变频器直流母线向该超级电容器组充电，使变频器直流母线电压跌落时，该超级电容器组通过同一套电路向变频器直流母线放电，使得能量能够双向流动，不需要额外的充电设备，进一步减少了直流电压暂降补偿装置的体积和成本，能够实现直流电压暂降补偿装置的结构简单、体积小和成本低。附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031] 图1是示例性技术中电压暂降补偿装置的结构示意图；
[0032] 图2是一个实施例中直流电压暂降补偿装置的结构示意图；
[0033] 图3为一个实施例中控制器的部分结构示意图；
[0035] 图5为一个实施例中控制器生成第二驱动信号的硬件部分结构框架图。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本实用新型，但不对本实用新型的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本实用新型的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0037] 本实用新型提供一种直流电压暂降补偿装置，能够实现直流电压暂降补偿装置的结构简单、体积小和成本低。
[0038] 请参见图2，图2是本实用新型直流电压暂降补偿装置20一实施例的结构示意图。如图2所示，直流电压暂降补偿装置20，包括：第一开关管27、第一开关管反并联二极管28、第二开关管29、第二开关管反并联二极管210、电感211、超级电容器组212和控制器213；第一开关管27与第一开关管反并联二极管28并联连接，第二开关管29与第二开关管反并联二极管210并联连接，超级电容器组212、电感211和第一开关管27依次串联构成的回路作为一个整体与第二开关管29串联连接，然后用于接在变频器22的直流母线两端；电感211、第一开关管27、第一开关管反并联二极管28、第二开关管29及第二开关管反并联二极管210组成双向DC/DC拓扑电路进行充放电，控制器213的第一输入端接入超级电容器组212的电压信号，控制器213的第二输入端用于接入变频器直流母线的电压信号，控制器213的输出端分别连接第一开关管27和第二开关管29，用于控制第一开关管27和第二开关管29的通断状态。
[0039] 如图2所示，对于本实用新型实施例中提供的直流电压暂降补偿装置20的应用场景，涉及到变频器22和电动机26以及交流电源21。其中，该变频器22包括整流器23、直流母线电容24和逆变器25。该整流器23与该交流电源21串联连接，该整流器23还与该逆变器25串联连接，该直流母线电容24与该变频器22的直流母线两端相连接，该逆变器25与该整流器23、该电动机26分别相串联连接。而本实施例中的第一开关管27与该第一开关管反并联二极管28并联连接，该第二开关管29与该第二开关管反并联二极管210并联连接，该超级电容器组212、该电感211和该第一开关管27构成的串联回路作为一个整体与该第二开关管29串联后接在该变频器22直流母线两端。该超级电容器组212作为储能单元，该电感211、该第一开关管27及其反并联二极管28和该第二开关管29及其反并联二极管210组成双向DC\DC拓扑电路进行充放电，能够实现能量双向流动。控制器213根据该变频器直流母线的电压信号和该超级电容器组212两端的电压信号控制该双向DC/DC拓扑电路的第一开关管27和第二开关管29的通断状态，在电压暂降时，实现对电压的补偿。
[0040] 当变频器直流母线的电压信号Uf_dc高于暂降电压阈值Udc正常，并且该超级电容器组212的电压信号Uf_sc达到满电压预设值Usc时，该第一开关管27和该第二开关管29均关断，该超级电容器组212的电压信号Uf_sc小于该变频器直流母线的电压信号Uf_dc，该电动机26仅由交流电源为其供电。
[0041] 当变频器直流母线的电压信号Uf_dc低于暂降电压阈值Udc时，该第二开关管29关断，该第二开关管反并联二极管210连接入电路中，该控制器213采样该变频器直流母线的电压信号Uf_dc和该超级电容器组212两端的电压信号Uf_sc，并根据获取的变频器直流母线的电压信号Uf_dc按以下公式生成第一调制波Um1：
[0042] Iref＝KVp1*(Udc-Uf_dc)+KVi1*∑(Udc-Uf_dc)；
[0043] Um1＝KIp1*(Iref-If_L)+KIi1*∑(Iref-If_L)；
[0044] 其中，KVp1为预设的电压环比例系数，KVi1为预设的电压环积分系数，Udc为暂降电压阈值，Uf_dc为该采样得到的变频器直流母线的电压信号，Iref为电流给定，If_L为该采样得到的电感211的电流信号，KIp1为预设的电流环比例系数，KIi1为预设的电流环积分系数。
[0045] 该控制器213，可以根据该第一调制波Um1与预设的三角波信号生成第一驱动信号UQ1，控制该第一开关管27的开通和关断，此时该电感、该第一开关管27及其反并联二极管28和该第二开关管反并联二极管210组成升压电路，该超级电容器组212为该变频器22逆变侧供电，防止该电动机26供电电压跌落。
[0046] 具体的，当变频器直流母线电压正常，并且该超级电容器组212的电压信号Uf_sc低于满电压预设值Usc时，该控制器213控制第一开关管27关断，该第一开关管反并联二极管28连接入电路中，该控制器213采样该变频器直流母线的电压信号Uf_dc和该超级电容器组212两端的电压信号Uf_sc，并根据获取的超级电容器组212两端的电压信号Uf_sc按以下公式生成第二调制波Um2：
[0047] Iref＝KVp2*(Usc-Uf_sc)+KVi2*∑(Usc-Uf_sc)；
[0048] Um2＝KIp2*(Iref-If_L)+KIi2*∑(Iref-If_L)；
[0049] 其中，KVp2为预设的电压环比例系数，KVi2为预设的电压环积分系数，Usc为超级电容器组的满电压预设值，Uf_sc为该采样得到的超级电容器组212的电压信号，Iref为电流给定，If_L为该采样得到的电感211的电流信号，KIp2为预设的电流环比例系数，KIi2为预设的电流环积分系数。
[0050] 该控制器213，可以根据该第二调制波Um2与预设的三角波信号生成第二驱动信号UQ2，控制该第二开关管29的开通和关断，此时该电感、该第一开关管反并联二极管28和该第二开关管29及其反并联二极管210组成降压电路，该变频器22为该超级电容器组212充电。
[0051] 在本实施例中，该第一开关管27可以为诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)或金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等功率晶体管，本实用新型不加以限定。
[0052] 在本实施例中，第二开关管29可以为诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)或金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等功率晶体管，本实用新型不加以限定。
[0053] 可选地，该控制器213，还可以用于：采样该变频器直流母线的电压信号和该超级电容器组212的电压信号并将该采样数据送入单片机中，比较该变频器直流母线的电压信号和暂降电压阈值，并比较该超级电容器组212两端电压和满电压预设值，以及根据该比较结果判断当前变频器直流母线电压、超级电容器组电压状态。
[0054] 可选的，如图3所示，控制器213可以包括工作状态监测器2131，工作状态监测器2131的第一输入端接入超级电容器组212的电压信号Uf_sc，工作状态监测器2131的第二输入端用于接入变频器直流母线的电压信号Uf_dc，且工作状态监测器2131的第一参考端用于输入暂降电压阈值Udc，工作状态监测器2131的第二参考端用于输入满电压预设值Usc，工作状态监测器2131用于将变频器直流母线的电压信号Uf_dc与暂降电压阈值Udc进行比较，将超级电容器组212的电压信号Uf_sc和满电压预设值Usc进行比较，以及根据比较结果输出能够表征当前变频器直流母线电压、超级电容器组电压状态的电信号UZT。其中工作状态监测器
2131可以是多端口的电压比较器等。
2131可以是多端口的电压比较器等。
[0055] 可选地，该暂降电压阈值Udc，可以是保证该电动机26正常运行时的该变频器直流母线的最低电压和该变频器直流母线的额定电压的中间值等。关于该暂降电压阈值的大小，本实用新型不加以限定。
[0056] 可选地，该满电压预设值Usc，可以是该超级电容器组212两端电压的额定电压。关于该满电压预设值Usc的大小，本实用新型不加以限定。
[0057] 可选地，该控制器213可以在比较出该变频器直流母线的电压信号Uf_dc低于该暂降电压阈值Udc时，则判断当前变频器直流母线的电压跌落并且判断该超级电容器组212为该变频器25的逆变侧供电。例如，当控制器213包括工作状态监测器2131时，则在比较出其第二输入端接收的变频器直流母线的电压信号Uf_dc低于该暂降电压阈值Udc时，工作状态监测器2131输出第一电信号，第一电信号表征当前变频器直流母线的电压跌落并且该超级电容器组212为该变频器25的逆变侧供电。
[0058] 可选地，该控制器213，可以在比较出该变频器直流母线的电压信号Uf_dc高于该暂降电压阈值Udc并且该超级电容器组212两端的电压信号Uf_sc低于该满电压预设值时Usc，则判断当前变频器直流母线的电压正常并且判断该超级电容器组212未充满电。关于判断实现过程，例如，当控制器213包括工作状态监测器2131时，工作状态监测器2131可以在判断其第一输入端输入的超级电容器组212的电压信号Uf_sc低于满电压预设值Usc且其第二输入端输入的该变频器直流母线的电压信号Uf_dc高于该暂降电压阈值Udc时，输出第二电信号，第二电信号用于表征当前变频器直流母线的电压正常且该超级电容器组212未充满电。
[0059] 可选地，该控制器213可以在比较出该变频器直流母线的电压信号Uf_dc高于该暂降电压阈值Udc并且该超级电容器组212两端的电压信号Uf_sc不低于该满电压预设值Usc时，则判断当前变频器直流母线的电压正常并且判断该超级电容器组212充满电。例如，当控制器213包括工作状态监测器时，工作状态监测器2131可以在比较出其第二输入端输入的变频器直流母线的电压信号Uf_dc高于暂降电压阈值Udc且其第一输入端输入的超级电容器组212两端的电压信号Uf_sc不低于该满电压预设值Usc时，输出第三电信号，第三电信号表征当前变频器直流母线的电压正常并且该超级电容器组212充满电。
[0060] 在其中一个实施例中，如图4所示，控制器213还包括：第一PI调节器2132、第二PI调节器2133、第一驱动信号发生器2134；第一PI调节器2132的第一输入端用于接入暂降电压阈值Udc，第一PI调节器2132的第二输入端用于接入变频器直流母线的电压信号Uf_dc；第二PI调节器2133的第一输入端连接第一PI调节器2132的输出端，第二PI调节器2133的第二输入端接入电感的电流信号If_L，第二PI调节器2133的输出端连接第一驱动信号发生器2134的第一输入端；第一驱动信号发生器2134的第二输入端用于接入预设的三角波信号US，第一驱动信号发生器2134的第三输入端接入工作状态监测器2131输出的第一电信号UEN1，第一驱动信号发生器2134的输出端连接第一开关管27，用于在当前变频器直流母线的电压跌落时，输出第一驱动信号UQ1以控制第一开关管27的通断。
[0061] 其中，第一PI调节器2132、第二PI调节器2133如图4所示，可由常见的比较器和电阻、电容等器件组成。第一驱动信号发生器2134可以包括比较器和触发器，第二PI调节器2133输出的第一调制波Um1与预设的三角波信号经过第一驱动信号发生器2134的处理，生成第一驱动信号UQ1，为了进一步保证为电动机供电的安全性和可靠性，第一驱动信号发生器
2134还外接工作状态监测器2131，该工作状态监测器2131的第一电信号UEN1在变频器直流母线电压跌落时，可以为高电平，使得第一驱动信号发生器2134输出第一驱动信号UQ1至第一开关管27，实现超级电容器组212放电，为电动机提供工作电压。
2134还外接工作状态监测器2131，该工作状态监测器2131的第一电信号UEN1在变频器直流母线电压跌落时，可以为高电平，使得第一驱动信号发生器2134输出第一驱动信号UQ1至第一开关管27，实现超级电容器组212放电，为电动机提供工作电压。
[0062] 可选的，该第一电信号UEN1还可以在检测到双向DC/DC拓扑电路输出的电压符合电动机供电需求时(满足不能过压等条件)，则为高电平，使第一驱动信号发生器2134输出第一驱动信号UQ1控制第一开关管27的开断，提高电压暂降补偿时的供电安全性和可靠性。
[0063] 可选地，如图5所示，该控制器213可以包括：第三PI调节器2135、第四PI调节器2136、第二驱动信号发生器2137；第三PI调节器2135的第一输入端用于接入满电压预设值Usc，第三PI调节器2135的第二输入端连接超级电容器组的电压信号Uf_sc；第四PI调节器
2136的第一输入端连接第三PI调节器2135的输出端，第四PI调节器2136的第二输入端接入电感的电流信号If_L，第四PI调节器2136的输出端接入第二驱动信号发生器2137的第一输入端；第二驱动信号发生器2137的第二输入端用于接入预设的三角波信号US，第二驱动信号发生器2137的第三输入端接入工作状态监测器2131输出的第二电信号UEN2，第二驱动信号发生器2137的输出端连接第二开关管29，用于在当前变频器直流母线的电压正常且超级电容器组未充满电时，输出第二驱动信号UQ2以控制第二开关管29的通断。
2136的第一输入端连接第三PI调节器2135的输出端，第四PI调节器2136的第二输入端接入电感的电流信号If_L，第四PI调节器2136的输出端接入第二驱动信号发生器2137的第一输入端；第二驱动信号发生器2137的第二输入端用于接入预设的三角波信号US，第二驱动信号发生器2137的第三输入端接入工作状态监测器2131输出的第二电信号UEN2，第二驱动信号发生器2137的输出端连接第二开关管29，用于在当前变频器直流母线的电压正常且超级电容器组未充满电时，输出第二驱动信号UQ2以控制第二开关管29的通断。
[0064] 其中，第三PI调节器2135、第四PI调节器2136如图5所示，可由常见的比较器和电阻、电容等器件组成。第二驱动信号发生器2137可以包括比较器和触发器，第四PI调节器2136输出的第二调制波Um2与预设的三角波信号US经过第二驱动信号发生器2137的处理，生成第二驱动信号UQ2，为了进一步保证为电动机供电的安全性和可靠性，第二驱动信号发生器2137还外接工作状态监测器2131的输出端，其输出的第二电信号UEN2在当前电网的电压正常且超级电容器组未充满电时，可以为高电平，使得第二驱动信号发生器2137输出第二驱动信号UQ2至第二开关管29，实现对超级电容器组212的充电。
[0065] 本实用新型实施例中的控制器213，可以通过控制第一开关管27和第二开关管29的开通和关断，使变频器直流母线电压在正常时，超级电容器组充电，使变频器直流母线电压在跌落时，超级电容器组可以通过同一套电路进行放电，使得能量能够双向流动，不需要额外的充电设备，进一步减少了直流电压暂降补偿装置的体积和成本，能够实现直流电压暂降补偿装置的结构简单、体积小和成本低。
[0066] 其中，该暂降电压阈值Udc设置可以为保证该电动机26正常运行时的该变频器22母线的最低电压和该变频器22母线额定电压的中间值。
[0067] 其中，该满电压预设值Usc可以设置为超级电容器组212两端电压的额定电压。
[0068] 需要说明的是，以上方案，该超级电容器组212可以作为储能单元，该超级电容器组212的能量密度大，储能高，可以大大降低储能单元的体积；并且，该超级电容器组212充放电速度快，能够实现更好更快地应对直流电压暂降问题。
[0069] 需要说明的是，以上方案，由于升压电路的存在，相比于现有的直流电压暂降补偿装置，该超级电容器组212的电压可以下降得更低，要释放相同的能量，该超级电容器组212的电容值要小。
[0070] 需要说明的是，以上方案，相比于现有的直流电压暂降补偿装置需要采样三相交流输入电压幅值和相位，该控制器213采样该变频器直流母线的电压，采样数据少，数据分析简单，同时采样窗口可以小一些，能够实现反应速度更快、动态效应更好。
[0071] 需要说明的是，以上方案，由于该超级电容器组212作为储能单元能够通过同一套电路进行充放电，实现能量双向流动，不需要额外的充电单元，进一步减小该直流电压暂降补偿装置20的体积及成本。
[0072] 需要说明的是，以上方案，相比于现有的电压暂降补偿装置需要三个独立的单相逆变器和额外的充电电路，该直流电压暂降补偿装置20结构简单，控制简单，体积小和成本低。
[0073] 再比较储能单元，设该超级电容器组212的电容为C，放电前电压为U1，经Δt时间放电后电压为U2，设该电动机26输入功率为P，那么有(1)式：
[0074] 需要说明的是，以上方案，由于当该超级电容器组212为负载供电时，电路工作于boost升压状态，该超级电容器组212两端的电压可以下降得很低，即该超级电容器组212两端的电压变换范围较宽，要输出相同的能量，由上述(1)式可知电容容值可以较小一些，使得储能单元即该超级电容器组212体积较小，大大降低了储能成本。
[0075] 可以发现，以上方案，该直流电压暂降补偿装置适用于含有直流母线支持直流供电的变频器22，其优点是无需改变其交流供电回路，同时可以通过控制该第一开关管27和该第二开关管29的开通和关断，使变频器直流母线电压在正常时，通过变频器直流母线向该超级电容器组212充电，使变频器直流母线电压在跌落时，该超级电容器组213通过同一套电路向变频器直流母线放电，使得能量能够双向流动，不需要额外的充电设备，减小了电压暂降补偿装置的体积，降低了成本。
[0076] 所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0077] 另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本实用新型难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本实用新型难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本实用新型的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本实用新型的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本实用新型。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
[0078] 尽管已经结合了本实用新型的具体实施例对本实用新型进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
[0079] 本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变形。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种汽车唤醒电路及工作方法 | 2021-07-19 | 1 |
| 一种基于微电网的电能调度装置 | 2021-01-07 | 0 |
| 有机发光二极管、OLED显示装置及车辆用显示装置 | 2021-09-11 | 1 |
| 一种像素电路、像素电路的衰退补偿方法及显示屏 | 2020-09-23 | 3 |
| 宽带移相器及包括该宽带移相器的电子装置 | 2020-07-17 | 0 |
| 一种沟槽型功率开关器件及其制作方法 | 2020-12-01 | 0 |
| 有机发光二极管以及包括其的有机发光装置 | 2020-06-01 | 2 |
| 一种电机转子用旋转整流二极管及其制作工艺 | 2020-12-23 | 3 |
| 具备抗干扰功能的乏燃料水池分体式雷达液位计监测系统 | 2021-01-24 | 1 |
| 一种可远程检测多路直流模拟电压的装置 | 2021-12-01 | 0 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
二极管热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈