电压检测与控制信号产生电路

电压检测与控制电路的设计

设计电压控制电路的目的是：当电动机工作于发电状态并且使直流母线电压Ud升高到超过设定值UdH后，起动变流器中的开关管，以使直流母线上的能量逆变回馈回电网，迫使Ud回落；当Ud小于另一设定值UdL后再关闭开关管。为了避免逆变器过于频繁地起动和关闭，电压控制为滞环控制方式UdL<UdH。UdL要大于电动机工作在电动状态时可能出现的最高直流母线电压，即必须考虑电网电压的波动。设三相电网电压波动为±15％，经整流后，直流母线上可能出现的最高电压为：UdM=U（1＋15％）×

式中：U为相电压的有效值。

一般情况下，当电网相电压为220V时，可设定UdL=630V，电压滞环控制的环宽为20V，UdH=650V，采用线性光电隔离器NEC200检测直流母线电压，线性地将直流母线电压转换为弱电压信号，作为电压滞环控制器的反相输入。电压检测与控制电路如图3所示。Uv作为控制回馈逆变器主开关通断的条件之一。

电流检测及电流控制信号的产生

由于直流母线上的电流和通过变流器开关管的电流以及回馈电网的线电流是相等的，因此只需在直流母线接变流器端装一个LEM电流传感器，就可以检测能量回馈过程中的所有线电流IL。当IL低于滞环下限ILL时，UI为高电平，允许逆变器开关管导通；当IL高于滞环上限ILH时，UI为低电平，变流器开关管关断。关断后，在扼流电抗器的续流作用下，能量回馈线电流方向保持不变，变流器中相应二极管续流，直流母线上的电流反向。因此需要对LEM输出的电压信号整流，得到能量回馈的线电流反馈信号Iv，Iv作为控制回馈逆变器主开关通断的条件之二。

电流检测及电流控制电路就是由电流传感器电路、精密整流电路和迟滞比较器组成，如图4所示。

3?3相位同步控制电路

变流器工作于逆变状态时，为了获得较大的能量回馈，当回馈线电流一定时，应当尽量在电网的高电压段进行能量回馈。因此变流器各功率开关器件的开关状态与电网电压的相位应满足如图6所示的同步关系，为此设计了图5所示的同步控制电路。图5中，ug1～ug6分别为功率开关器件S1～S6的导通允许同步控制信号，将图2和图5中A、B、C对应连接在一起，并将系统接入电网，无论相序怎样变化，图6所示的同步关系不变。在此同步关系下，理想的相电压和相电流波形如图7所示。设u1～u6分别为S1～S6的驱动控制信号，高电平导通，低电平关断，驱动控制信号u1～u6可分别由保护信号、电压控制信号Uv、电流控制信号Iv和同步控制信号UTI相与后获得。

图3 电压检测与控制信号产生电路

图5同步信号产生电路

图7理想相电压、相电流波形

图6同步输出波形

一种再生制动控制电路的设计