一種變頻啟動方法、變頻啟動裝置以及蓄電池電源制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種變頻啟動方法、變頻啟動裝置以及蓄電池電源，在負載啟動產(chǎn)生超大啟動電流時，通過將升壓逆變電路的輸出電壓和輸出頻率均設(shè)置為滿足負載啟動最低要求的電壓和頻率的方式，使負載電流緩慢、小幅上升，直至達到負載平穩(wěn)運行時的額定電壓和額定頻率，限制啟動時的負載電流的增幅使之不會超過安全范圍，保護電路中的功率器件。由于起跳電壓剛剛可以滿足負載的啟動需要，而且起跳電壓相比于負載運行時的穩(wěn)態(tài)電壓低得多，在負載阻值一定的情況下可以降低啟動時的負載電流；且由起跳電壓計算的起跳頻率也較低，負載的電機定子和轉(zhuǎn)子之間的相對運動由急速上升變?yōu)榫徛仙姍C的輸出功率降低，可知負載電流隨即減小，這樣從兩個方面達到限制超大啟動電流的目的。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種清潔能源供電方法及系統(tǒng)，具體涉及一種變頻啟動方法、變頻啟動裝置以及蓄電池電源。
技術(shù)介紹
當前偏遠山區(qū)或牧區(qū)的無電戶使用控制逆變一體機發(fā)電來滿足用電需要，如風(fēng)力控制逆變一體機或光伏控制逆變一體機等。將控制逆變一體機發(fā)出的電能儲存在蓄電池中，蓄電池輸出的直流電經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換成交流電后，向電器供電。目前的冰箱和空調(diào)的壓縮機、微波爐的電機等負載由靜止狀態(tài)啟動時，要克服靜摩擦力和冰箱的壓縮機驅(qū)動線圈的沖擊。在負載啟動的一瞬間，由于電機定子和轉(zhuǎn)子之間相對運動的速度幾乎為0，即沒有切割磁場的運動，就不會在電路中產(chǎn)生反電動勢；當蓄電池的輸出電壓不變時，忽略線圈自 感的作用，幾乎所有的輸出電壓都加在了電路的電阻上，因此啟動電流很大，為正常運行電流的7 8倍。如圖I所不,若蓄電池仍對負載按照穩(wěn)態(tài)電壓I和穩(wěn)態(tài)頻率2輸出，負載電流3將會形成額定負載電流7 8倍的超大啟動電流導(dǎo)致與蓄電池連接的逆變器啟動過流保護，引起蓄電池的輸出電壓瞬時跌落，又導(dǎo)致逆變器啟動低壓保護，頻繁啟動的過流保護和低壓保護最終導(dǎo)致整個供電系統(tǒng)的可用性降低。現(xiàn)有技術(shù)中對超大啟動電流的限制方法主要包括1、熱敏電阻法，如專利技術(shù)專利申請-瞬態(tài)電流緩沖抑制器(公開號CN101335451)就是通過在電路中串聯(lián)熱敏電阻，在負載由靜止到啟動的瞬間如果有較大的超大啟動電流產(chǎn)生，熱敏電阻能將超大啟動電流限制在額定范圍之內(nèi)；但是熱敏電阻法的缺點在于，啟動時熱敏電阻需要一定時間才能到達工作狀態(tài)電阻值，關(guān)閉時熱敏電阻還需要一定冷卻時間將阻值升高到常溫態(tài)以備下一次啟動，這樣如果電機關(guān)閉后馬上開啟，熱敏電阻還沒有變冷這對超大啟動電流就失去了限制作用。2、工頻變壓器法，在控制逆變一體機與用電器之間串聯(lián)一個工頻電壓器，當電路中的壓縮機、電機啟動產(chǎn)生超大啟動電流時，工頻變壓器使輸出電壓下降，但輸出頻率保持不變。雖然相對于穩(wěn)態(tài)電壓的情況下的超大啟動電流有所減小，但是并未改變電機性負載的速度，因而超大啟動電流仍然比較大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種能有效抑制負載由靜止到啟動的瞬間產(chǎn)生的超大啟動電流，保護電源以及功率器件，避免頻繁啟動的過流保護和低壓保護的變頻啟動方法，根據(jù)該方法構(gòu)建的變頻啟動裝置，以及使用該變頻啟動裝置的蓄電池電源。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下一種變頻啟動方法，其步驟包括I)在蓄電池的輸出端設(shè)置升壓逆變電路；2)檢測所述升壓逆變電路輸出端的負載電流，并將檢測信號輸入信號處理器中，做為調(diào)整所述升壓逆變電路的輸出電壓和輸出頻率的反饋要素；3)當檢測到負載啟動時，所述信號處理器將給定電壓設(shè)置為所述負載的起跳電壓，并實時計算所述給定電壓對應(yīng)的給定頻率和指令信號；根據(jù)所述指令信號驅(qū)動所述升壓逆變電路，使所述升壓逆變電路輸出隨所述給定電壓變化的輸出電壓和輸出頻率；4)按照預(yù)設(shè)的線性關(guān)系，逐漸抬升所述給定電壓，并實時計算所述給定電壓對應(yīng)的給定頻率和指令信號；5)當所述給定電壓達到所述負載的穩(wěn)態(tài)電壓范圍，將所述給定電壓保持為所述負載的額定電壓，并實時計算所述給定電壓對應(yīng)的給定頻率和指令信號。所述控制信號包含用于驅(qū)動功率器件的占空比。 所述升壓逆變電路包括升壓全橋和逆變橋，所述指令信號輸入所述升壓全橋和逆變橋的功率器件中。所述信號處理器還對所述升壓逆變電路輸入端的輸入電壓和輸入電流、所述升壓逆變電路輸出端的輸出電壓進行檢測，之后對所述升壓逆變電路進行反饋控制，用以保證所述升壓逆變電路的輸出電壓和輸出頻率滿足所述負載正常運行的需要。一種變頻啟動裝置，其特征在于它包括信號處理器、信號采集模塊和驅(qū)動電路，其中所述信號采集模塊檢測輸出電路的負載電流，并將檢測信號輸入所述信號處理器；所述信號處理器根據(jù)所述負載電流設(shè)置給定電壓，之后根據(jù)所述給定電壓計算給定頻率和指令信號，并將所述指令信號輸入所述驅(qū)動電路；所述驅(qū)動電路根據(jù)所述指令信號驅(qū)動輸出電路中的功率器件，使所述輸出電路輸出與所述給定電壓和給定頻率匹配的輸出電壓和輸出頻率；當所述負載啟動時，所述輸出電壓和輸出頻率緩慢升高，直至所述輸出電壓維持在所述負載的額定電壓。所述信號處理器對所述給定電壓的設(shè)置方法包括A)將所述信號采集模塊輸入的檢測信號做為調(diào)整所述升壓逆變電路的輸出電壓和輸出頻率的反饋要素；B)當檢測到所述負載啟動時，將所述給定電壓設(shè)置為所述負載的起跳電壓，并實時計算所述給定電壓對應(yīng)的給定頻率和指令信號；C)按照預(yù)設(shè)的線性關(guān)系，逐漸抬升所述給定電壓，并實時計算所述給定電壓對應(yīng)的給定頻率和指令信號；D)當所述給定電壓達到所述負載的穩(wěn)態(tài)電壓范圍，將所述定電壓保持為所述負載的額定電壓，并實時計算所述給定電壓對應(yīng)的給定頻率和指令信號。所述信號處理器為數(shù)字信號處理器或?qū)Ｓ眉呻娐贰Ｒ环N使用上述變頻啟動裝置的蓄電池電源，其特征在于它還包括串聯(lián)的蓄電池、升壓逆變電路，所述升壓逆變電路包括依次連接的升壓全橋、高頻變壓橋、整流橋和逆變橋；所述變頻啟動裝置的驅(qū)動電路驅(qū)動所述升壓全橋和逆變橋中的功率器件，所述變頻啟動裝置的信號采集模塊采集所述升壓逆變電路輸入端和輸出端的電壓和電流信號。所述逆變橋的輸出端連接一濾波電路，所述信號采集模塊采集所述濾波電路輸出端的電壓和電流信號。所述功率器件包括CMOS管和/或IGBT管。本專利技術(shù)的技術(shù)效果如下本專利技術(shù)的抗沖擊性電流調(diào)節(jié)方法在負載啟動產(chǎn)生超大啟動電流時，通過將升壓逆變電路的輸出電壓和輸出頻率均設(shè)置為滿足負載啟動最低要求的電壓和頻率的方式，使負載電流緩慢、小幅上升，直至達到負載平穩(wěn)運行時的額定電壓和額定頻率，限制啟動時的負載電流的增幅使之不會超過安全范圍，保護電路中的功率器件。由于起跳電壓剛剛可以滿足負載的啟動需要，而且起跳電壓相比于負載運行時的穩(wěn)態(tài)電壓低得多，在負載阻值一定的情況下可以降低啟動時的負載電流；且由起跳電壓計算的起跳頻率也較低，負載的電機定子和轉(zhuǎn)子之間的相對運動由急速上升變?yōu)榫徛仙姍C的輸出功率降低，可知負載電流隨即減小，這樣從兩個方面達到限制超大啟動電流的目的。由于對輸出電壓和輸出頻率的調(diào)整是通過具有數(shù)字處理功能的信號處理器通過 調(diào)整用于驅(qū)動功率器件的占空比來是實現(xiàn)的，因而具有響應(yīng)迅速、限制效果好、保護功率器件的特點。本專利技術(shù)的變頻啟動裝置由于采用上述方法設(shè)置，相比于現(xiàn)有的熱敏電阻法，具有可對啟動時間間隔短、反復(fù)啟動的負載產(chǎn)生的超大啟動電流進行有效限制的優(yōu)點。相比于現(xiàn)有的工頻變壓器法，由于缺省了體積巨大的變壓器設(shè)備，使整個調(diào)節(jié)器的體積明顯壓縮，且響應(yīng)速度更加迅速。附圖說明圖I是負載由靜止到啟動時的輸出電壓、輸出頻率和負載電流的狀態(tài)示意2是本專利技術(shù)的裝置結(jié)構(gòu)示意3是經(jīng)過本專利技術(shù)的方法和裝置調(diào)整后的產(chǎn)生沖擊性電流時的輸出電壓、輸出頻率和負載電流的狀態(tài)示意4是冰箱正常工作時的輸出電壓和負載電流波形圖5是冰箱啟動時不改變給定電壓Uref和給定頻率fMf，輸出電壓和負載電流波形圖6是冰箱啟動時改變給定電壓Uref和給定頻率fMf，輸出電壓和負載電流波形具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)進行說明。為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本專利技術(shù)進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。如圖I所示，本專利技術(shù)的變頻啟動裝置4包括信本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種變頻啟動方法，其步驟包括：1）在蓄電池的輸出端設(shè)置升壓逆變電路；2）檢測所述升壓逆變電路輸出端的負載電流，并將檢測信號輸入信號處理器中，做為調(diào)整所述升壓逆變電路的輸出電壓和輸出頻率的反饋要素；3）當檢測到負載啟動時，所述信號處理器將給定電壓設(shè)置為所述負載的起跳電壓，并實時計算所述給定電壓對應(yīng)的給定頻率和指令信號；根據(jù)所述指令信號驅(qū)動所述升壓逆變電路，使所述升壓逆變電路輸出隨所述給定電壓變化的輸出電壓和輸出頻率；4）按照預(yù)設(shè)的線性關(guān)系，逐漸抬升所述給定電壓，并實時計算所述給定電壓對應(yīng)的給定頻率和指令信號；5）當所述給定電壓達到所述負載的穩(wěn)態(tài)電壓范圍，將所述給定電壓保持為所述負載的額定電壓，并實時計算所述給定電壓對應(yīng)的給定頻率和指令信號。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王寶珠，常東來，宋風(fēng)才，王海龍，
申請(專利權(quán))人：中科恒源科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：