用于電力電子變換器的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及電機(jī)控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種用于電力電子變換器的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：大功率電力電子變換器在進(jìn)行電能變換的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致內(nèi)部器件的溫度大幅上升，電力電子變換器中的功率開關(guān)管(如igbt、gto等)、電抗器和電容器等器件若長(zhǎng)期工作在過(guò)溫狀態(tài)下，會(huì)發(fā)生損壞，影響電力電子變換器的正常運(yùn)行。因此需要對(duì)功率開關(guān)管、電抗器和電容器進(jìn)行散熱。大功率電力電子變換器主要采用風(fēng)冷散熱，即通過(guò)外加風(fēng)機(jī)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的散熱風(fēng)道來(lái)達(dá)到散熱的目的。大功率電力電子變換器的運(yùn)行功率的范圍一般都比較廣，且在部分應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)其運(yùn)行功率變化還比較頻繁，如光伏變流器根據(jù)光照的強(qiáng)弱、風(fēng)電變流器根據(jù)風(fēng)速的大小，都經(jīng)常運(yùn)行在不同的功率等級(jí)。隨著電力電子變換器的運(yùn)行功率的變化，其功率開關(guān)管、電抗器、電容器的發(fā)熱程度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。目前，大功率電力電子變換器的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)要用到的散熱風(fēng)機(jī)較多，且一般不進(jìn)行調(diào)速，造成了較大的能耗和噪聲。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：基于此，有必要提供一種低能耗、低噪聲的用于電力電子變換器的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。一種用于電力電子變換器的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，用于對(duì)所述電力電子變換器的散熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制，所述電力電子變換器包括功率開關(guān)管散熱器和電抗器；所述散熱風(fēng)機(jī)為單相交流風(fēng)機(jī)；所述風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)包括：溫度檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述功率開關(guān)管散熱器和所述電抗器的溫度并輸出功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)和電抗器的溫度信號(hào)；控制器，與所述溫度檢測(cè)電路連接，用于根據(jù)所述功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)和所述電抗器的溫度信號(hào)生成頻率指令；以及變頻器，與所述控制器連接；所述變頻器與直流電源連接；所述變頻器用于對(duì)直流電源進(jìn)行電能變換，產(chǎn)生頻率為所述頻率指令的交流電壓至所述單相交流風(fēng)機(jī)，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述單相交流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。上述風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)電力電子變換器中的功率開關(guān)管散熱器溫度和電抗器溫度對(duì)單相交流風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，在解決功率開關(guān)管散熱器和電抗器的散熱問(wèn)題的同時(shí)，最大限度的減少散熱風(fēng)機(jī)的用電量和噪聲。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器包括頻率指令模塊；所述頻率指令模塊存儲(chǔ)有所述功率開關(guān)管散熱器溫度與頻率指令對(duì)應(yīng)表和所述電抗器溫度與頻率指令對(duì)應(yīng)表；所述頻率指令模塊用于根據(jù)所述功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)查詢所述功率開關(guān)管散熱器溫度與頻率指令對(duì)應(yīng)表獲取第一頻率指令，根據(jù)所述電抗器的溫度信號(hào)查詢所述電抗器溫度與頻率指令對(duì)應(yīng)表獲取第二頻率指令，并將第一頻率指令和第二頻率指令中的較大者作為頻率指令。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括lc濾波器；所述lc濾波器連接于所述變頻器和所述單相交流風(fēng)機(jī)之間。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述單相交流風(fēng)機(jī)包括主繞組和副繞組；所述變頻器為兩相三橋臂逆變器；所述主繞組的輸出端子a、所述副繞組的輸出端子b、所述主繞組和副繞組連接處的輸出端子n分別與所述兩相三橋臂逆變器的三個(gè)橋臂中點(diǎn)的輸出端子相連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括n線電流檢測(cè)模塊；所述控制器還包括n線斷路保護(hù)模塊；所述n線電流檢測(cè)模塊接于所述變頻器和所述單相交流風(fēng)機(jī)的輸出端子n之間，用于檢測(cè)所述單相交流風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的n線電流，并將檢測(cè)到的n線電流送到所述n線斷路保護(hù)模塊中；所述n線斷路保護(hù)模塊用于當(dāng)所述單相交流風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的n線電流持續(xù)小于預(yù)設(shè)電流值的時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，判斷所述單相交流風(fēng)機(jī)處于n線斷路故障狀態(tài)，控制所述變頻器停止工作并禁止所述變頻器再次自動(dòng)啟動(dòng)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器還包括電壓補(bǔ)償模塊和電壓控制模塊；所述電壓補(bǔ)償模塊與所述頻率指令模塊連接，用于接收所述頻率指令；所述電壓補(bǔ)償模塊還用于接收所述單相交流風(fēng)機(jī)的數(shù)目信息，并根據(jù)所述單相交流風(fēng)機(jī)的數(shù)目和所述頻率指令生成電壓補(bǔ)償值；所述電壓控制模塊分別與所述電壓補(bǔ)償模塊和所述頻率指令模塊連接；所述電壓控制模塊用于根據(jù)所述頻率指令得到對(duì)應(yīng)的電壓指令值，并將所述電壓指令值與所述電壓補(bǔ)償值相加后作為所述主繞組和所述副繞組的電壓給定值。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器還包括匝數(shù)不等處理模塊；所述匝數(shù)不等處理模塊設(shè)置在所述電壓控制模塊的輸出端；所述匝數(shù)不等處理模塊用于在所述主繞組和所述副繞組的繞組匝數(shù)不相等時(shí)對(duì)所述電壓給定值進(jìn)行匝數(shù)折算處理，使得加到所述主繞組和所述副繞組上的電壓的幅值與匝數(shù)相對(duì)應(yīng)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括電流檢測(cè)電路，所述電流檢測(cè)電路用于采集所述單相交流風(fēng)機(jī)的主繞組電流和副繞組電流；所述控制器還包括電流處理模塊；所述電流處理模塊用于根據(jù)所述主繞組電流和所述副繞組電流得到對(duì)應(yīng)的主繞組電流有效值和副繞組電流有效值；所述電流處理模塊還用于根據(jù)所述主繞組電流有效值、所述副繞組電流有效值生成給定電壓補(bǔ)償值補(bǔ)償至所述電壓給定值上，以使得所述主繞組磁動(dòng)勢(shì)與所述副繞組磁動(dòng)勢(shì)相等，使所述單相交流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器包括弱磁擴(kuò)速模塊；所述弱磁擴(kuò)速模塊用于在所述功率開關(guān)管散熱器溫度或者所述電抗器溫度高于對(duì)應(yīng)的溫度閾值時(shí)，控制所述單相交流風(fēng)機(jī)的輸入電壓為額定工作電壓，而控制所述頻率指令模塊產(chǎn)生高于所述單相交流風(fēng)機(jī)的額定工作頻率的頻率指令值，使所述單相交流風(fēng)機(jī)高于額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器還包括溫度檢測(cè)異常處理模塊；所述溫度檢測(cè)異常處理模塊用于在所述控制器接收到所述功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)或所述電抗器的溫度信號(hào)有異常時(shí)，或者在所述控制器無(wú)法接收到所述功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)或所述電抗器的溫度信號(hào)時(shí)，控制所述頻率指令模塊按額定頻率指令輸出，進(jìn)而控制所述單相交流風(fēng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。附圖說(shuō)明圖1為一實(shí)施例中的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為一實(shí)施例中的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)多個(gè)單相交流風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為一實(shí)施例中的變頻器、lc濾波器以及單相交流風(fēng)機(jī)的接線示意圖；圖4為一實(shí)施例中的控制器的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為一實(shí)施例中電壓補(bǔ)償值隨頻率指令和單相交流風(fēng)機(jī)數(shù)目的變化曲線圖；圖6為一實(shí)施例中的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行流程示意圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)表述的更加清晰明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一實(shí)施例中的用于電力電子變換器的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以適用于光伏變流器的散熱，也可適用于風(fēng)電變流器或其他電力電子變換器的散熱，適用范圍較廣。在本實(shí)施例中，以該風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)用于光伏變流器的散熱為例進(jìn)行說(shuō)明。具體地，該風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)用于對(duì)光伏逆變器的單相交流風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速控制。光伏逆變器包括三路功率開關(guān)管散熱器和電抗器，故每臺(tái)光伏逆變器需要安裝四個(gè)散熱風(fēng)機(jī)。光伏發(fā)電系統(tǒng)中實(shí)際工作的光伏逆變器的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際的發(fā)電功率來(lái)確定。比如，對(duì)于1mw的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其由兩臺(tái)500kw光伏逆變器并聯(lián)組成。當(dāng)發(fā)電功率小于300kw時(shí)，只需要開啟一臺(tái)500kw光伏逆變器，故也只需要開啟與該光伏逆變器對(duì)應(yīng)的四個(gè)散熱風(fēng)機(jī)。具體方法可以通過(guò)交流繼電器來(lái)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)與各光伏逆變器對(duì)應(yīng)的四個(gè)散熱風(fēng)機(jī)的連接和斷開。當(dāng)發(fā)電功率大于300kw時(shí)，則將兩臺(tái)光伏逆變器同時(shí)開啟，且發(fā)電功率均分，此時(shí)將對(duì)應(yīng)的散熱風(fēng)機(jī)全部開啟。在本實(shí)施例中，散熱風(fēng)機(jī)均采用單相交流離心式風(fēng)機(jī)，額定電壓為230v，額定頻率為60hz，極對(duì)數(shù)為1。在其他實(shí)施例中，也可以選用其他類型的單相交流風(fēng)機(jī)作為散熱風(fēng)機(jī)。圖1為一實(shí)施例中的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，該風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)用于對(duì)電力電子變換器的散熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制。在本實(shí)施例中，散熱風(fēng)機(jī)為單相交流風(fēng)機(jī)20。該風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)包括溫度檢測(cè)電路100、控制器200和變頻器300。其中，控制器200分別與溫度檢測(cè)電路100和變頻器300連接。溫度檢測(cè)電路100用于檢測(cè)功率開關(guān)管(如igbt)散熱器和電抗器的溫度并輸出功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)和電抗器的溫度信號(hào)。在一實(shí)施例中，溫度檢測(cè)電路100可以通過(guò)熱電阻或熱電偶等溫度傳感器對(duì)功率開關(guān)管的散熱器和電抗器的溫度進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)采樣調(diào)理電路進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將最終的溫度信號(hào)輸送給控制器200。在本實(shí)施例中，對(duì)光伏逆變器的功率開關(guān)管散熱器和電抗器的溫度均采用熱電阻進(jìn)行測(cè)量。為節(jié)省成本和減少占用空間，風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的溫度檢測(cè)電路100可以直接用光伏逆變器自身的溫度采樣電路代替，其功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)和電抗器的溫度信號(hào)先傳給光伏逆變器的數(shù)字信號(hào)處理器，再由光伏逆變器的數(shù)字信號(hào)處理器以通信的方式將上述溫度信號(hào)傳給變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制器200。控制器200用于根據(jù)溫度檢測(cè)電路100輸出的功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)和電抗器的溫度信號(hào)生成頻率指令，頻率指令用于控制單相交流風(fēng)機(jī)20的轉(zhuǎn)速。當(dāng)功率開關(guān)管散熱器溫度或電抗器溫度較高時(shí)，輸出一個(gè)較高的頻率指令；當(dāng)功率開關(guān)管散熱器溫度和電抗器溫度都較低時(shí)，輸出一個(gè)較低的頻率指令，使得單相交流風(fēng)機(jī)20在保證開關(guān)管散熱器和電抗器的熱量及時(shí)散出的前提下，最大限度的降低能耗和減少噪聲。變頻器300用于與直流電源連接。變頻器300用于根據(jù)頻率指令對(duì)直流電源進(jìn)行電能變換，輸出頻率為頻率指令的交流電壓至單相交流風(fēng)機(jī)20，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單相交流風(fēng)機(jī)20的變頻調(diào)速。在一實(shí)施例中，直流電源可以為獨(dú)立的電源，也可以為光伏逆變器或風(fēng)電變流器等電力電子變換器的直流母線。在本實(shí)施例中，直流電源為光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流母線，該直流母線來(lái)自于光伏發(fā)電系統(tǒng)的匯流箱或dc-dc變換器的引出線。上述風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中的溫度檢測(cè)電路100對(duì)電力電子變換器中的功率開關(guān)管散熱器和電抗器的溫度進(jìn)行檢測(cè)并輸出上述器件的溫度信號(hào)?？刂破?00接收到上述溫度信號(hào)后，會(huì)根據(jù)這些溫度信號(hào)生成頻率指令，進(jìn)而控制變頻器300對(duì)直流電源進(jìn)行電能變換，輸出頻率為頻率指令的交流電壓至單相交流風(fēng)機(jī)20，實(shí)現(xiàn)對(duì)單相交流風(fēng)機(jī)20的變頻調(diào)速。上述風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在解決電力電子變換器的功率開關(guān)管散熱器和電抗器的散熱問(wèn)題的同時(shí)，能夠最大限度的減少風(fēng)機(jī)的用電量和噪聲。在本實(shí)施例中，由于變頻器300直接由光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流母線供電，風(fēng)機(jī)用電量的減少，意味著光伏發(fā)電量的增加，提高了經(jīng)濟(jì)效益。圖2為一實(shí)施例中的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)多個(gè)單相交流風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)示意圖，用于對(duì)上述1mw光伏發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)說(shuō)明。圖2中，上面4個(gè)風(fēng)機(jī)和下面4個(gè)風(fēng)機(jī)分別用于對(duì)1mw光伏發(fā)電系統(tǒng)的每臺(tái)500kw光伏逆變器的三個(gè)功率開關(guān)管的散熱器和電抗器進(jìn)行散熱，并分別通過(guò)一個(gè)交流繼電器30與變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行連接。交流繼電器30用于控制變頻調(diào)速系統(tǒng)和單相交流風(fēng)機(jī)20之間的接通和斷開。在本實(shí)施例中，直流母線電壓在800～1000v時(shí)，變頻器300和光伏逆變器才啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)直流母線電壓低于800v或者高于1000v時(shí)，變頻器300和光伏逆變器均停機(jī)。為節(jié)省成本，本實(shí)施例中單相交流風(fēng)機(jī)20采用普通單相交流風(fēng)機(jī)，非變頻風(fēng)機(jī)。為避免轉(zhuǎn)速變化過(guò)快對(duì)風(fēng)機(jī)質(zhì)量造成影響，變頻器300的pwm調(diào)制波的頻率變化速度不可設(shè)置地過(guò)高，但同時(shí)也需兼顧到風(fēng)機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)的快速性。在本實(shí)施例中，設(shè)置單相交流風(fēng)機(jī)20從靜止升高到額定轉(zhuǎn)速(也即額定頻率)的時(shí)間和從額定轉(zhuǎn)速下降到0轉(zhuǎn)/分所用的時(shí)間均為3秒。在其他的實(shí)施例中，也可以將風(fēng)機(jī)從靜止升高到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間和從額定轉(zhuǎn)速下降到0的時(shí)間設(shè)置為2秒～4秒。在本實(shí)施例中，控制器200在接收到開機(jī)命令時(shí)，會(huì)檢測(cè)是否滿足開機(jī)條件，主要檢測(cè)直流母線電壓、光伏逆變器的igbt散熱器和電抗器溫度、環(huán)境溫度等條件是否滿足開機(jī)運(yùn)行指標(biāo)。滿足進(jìn)入下一步，不滿足則對(duì)開機(jī)條件進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)直至滿足。在一實(shí)施例中，上述風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)還包括lc濾波器400，如圖1所示。lc濾波器400設(shè)置在變頻器300和單相交流風(fēng)機(jī)20之間。圖3為本實(shí)施例中的單相交流風(fēng)機(jī)20、變頻器300以及l(fā)c濾波器400的接線示意圖。圖3中，單相交流風(fēng)機(jī)20包括主繞組22和副繞組24，變頻器300采用兩相三橋臂逆變器，兩相三橋臂逆變器的開關(guān)管m1～m6均可采用igbt。主繞組22的輸出端子a、副繞組24的輸出端子b、主繞組22和副繞組24連接處的輸出端子n分別通過(guò)lc濾波器400與兩相三橋臂逆變器的a相輸出端子、b相輸出端子以及n線輸出端子連接。lc濾波器400用于削弱直流母線電壓對(duì)單相交流風(fēng)機(jī)20的電機(jī)繞組的影響。大功率電力電子變換器的直流母線電壓一般較高，若不加lc濾波器400，則加到主繞組22和副繞組24上的電壓將直接等于直流母線電壓，容易將電機(jī)繞組擊穿。由于風(fēng)機(jī)繞組本身就具有濾波作用，所以lc濾波器400的濾波作用不用設(shè)置的太強(qiáng)。lc濾波器400的諧振頻率需滿足下式：其中，fn為變頻器運(yùn)行頻率的最大值；fres為lc濾波器的諧振頻率；fsw為變頻器開關(guān)頻率。此外，lc濾波器400的設(shè)計(jì)還需要保證加到電機(jī)繞組上的電壓的最大值不超過(guò)單相交流電機(jī)20的最大運(yùn)行電壓。在本實(shí)施例中，變頻器300的運(yùn)行頻率為15～63hz，開關(guān)頻率fsw為10khz，單相交流電機(jī)20的最大運(yùn)行電壓為358v，設(shè)計(jì)的l＝240uh，c＝20uf。此時(shí)，lc濾波器400的諧振頻率為1625hz，開關(guān)頻率的電壓諧波被衰減到之前幅值的0.027，變頻范圍(15-63hz)內(nèi)的電壓幾乎無(wú)衰減。在一實(shí)施例中，上述風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)還包括n線電流檢測(cè)模塊50，如圖3所示。相應(yīng)地，控制器200中還包括n線斷路保護(hù)模塊。n線電流檢測(cè)模塊50設(shè)置在單相交流風(fēng)機(jī)20的輸出端子n和lc濾波器400的連線上，用于對(duì)單相交流風(fēng)機(jī)20的n線上的電流進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的n線電流送到n線斷路保護(hù)模塊中。n線電流檢測(cè)模塊50可以采用電流傳感器。當(dāng)用一臺(tái)變頻器同時(shí)帶多個(gè)單相交流風(fēng)機(jī)20時(shí)，應(yīng)對(duì)每個(gè)單相交流風(fēng)機(jī)20都設(shè)置一個(gè)n線電流檢測(cè)模塊50。當(dāng)單相交流風(fēng)機(jī)20運(yùn)行時(shí)的n線電流持續(xù)小于預(yù)設(shè)電流值的時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，n線斷路保護(hù)模塊判斷此時(shí)單相交流風(fēng)機(jī)20處于n線斷路故障狀態(tài)，控制變頻器300停止工作并禁止其再次自動(dòng)啟動(dòng)，隨后進(jìn)行檢修。預(yù)設(shè)電流值可以設(shè)置為一個(gè)很小的電流值。預(yù)設(shè)時(shí)間的引入主要是為了將運(yùn)行過(guò)程的n線電流與啟動(dòng)過(guò)程和停機(jī)過(guò)程的n線電流相區(qū)分，防止故障誤判。本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)電流值設(shè)為10ma，預(yù)設(shè)時(shí)間設(shè)為200ms。n線斷路保護(hù)模塊的作用是防止單相交流風(fēng)機(jī)20重新啟動(dòng)時(shí)，單相交流風(fēng)機(jī)20的n線斷路使得主繞組22和副繞組24接為一個(gè)繞組，單相交流風(fēng)機(jī)20無(wú)法產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，繞組電流將急劇增大將主繞組22和副繞組24燒毀。本實(shí)施例中，圖2中的每個(gè)單相交流風(fēng)機(jī)20的n線上都裝有n線電流檢測(cè)模塊50。當(dāng)只有上面的4個(gè)風(fēng)機(jī)中有風(fēng)機(jī)出現(xiàn)n線斷路故障或只有下面的4個(gè)風(fēng)機(jī)中有風(fēng)機(jī)出現(xiàn)n線斷路故障時(shí)，控制器200將連接此發(fā)生n線斷路故障的4個(gè)風(fēng)機(jī)和變頻器300的交流繼電器30斷開，并將n線斷路信息以通信的方式傳給光伏逆變器的數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器接收到風(fēng)機(jī)n線斷路信息后，將關(guān)閉與發(fā)生n線斷路故障的4個(gè)風(fēng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的光伏逆變器，只開啟另外一臺(tái)光伏逆變器，繼續(xù)進(jìn)行光伏發(fā)電。只有當(dāng)圖2中上面4個(gè)風(fēng)機(jī)和下面4個(gè)風(fēng)機(jī)中都有風(fēng)機(jī)發(fā)生n線斷路故障時(shí)，兩臺(tái)光伏逆變器才全部停機(jī)。此外，n線電流檢測(cè)模塊50還可進(jìn)行過(guò)流檢測(cè)，當(dāng)n線電流過(guò)大時(shí)，變頻器300停止工作。單相交流風(fēng)機(jī)20的n線斷路可能是由于單相交流風(fēng)機(jī)20的輸出端子n與lc濾波器400間的導(dǎo)線斷開引起。圖4為一實(shí)施例中的控制器的結(jié)構(gòu)框圖。在一實(shí)施例中，控制器200包括頻率指令模塊210。頻率指令模塊210中存儲(chǔ)有功率開關(guān)管散熱器溫度與頻率指令對(duì)應(yīng)表。表1為一具體實(shí)施例中的igbt散熱器溫度與頻率指令對(duì)應(yīng)表。表1：igbt散熱器溫度t(℃)頻率指令(hz)t≤45045＜t≤501550＜t≤552155＜t≤602760＜t≤653365＜t≤703970＜t≤754575＜t≤805480＜t≤9060t＞9063根據(jù)igbt溫度利用表1即可查詢到對(duì)應(yīng)的頻率值，并將其作為第一頻率指令。頻率指令模塊中還存儲(chǔ)有電抗器溫度和頻率指令對(duì)應(yīng)表。表2為一具體實(shí)施例中的電抗器溫度與頻率指令對(duì)應(yīng)表。表2：電抗器溫度t(℃)頻率指令(hz)t≤45045＜t≤501550＜t≤551855＜t≤602160＜t≤652465＜t≤702770＜t≤753075＜t≤803380＜t≤853685＜t≤903990＜t≤954295＜t≤10045100＜t≤10548105＜t≤11051110＜t≤11554115＜t≤12057120＜t≤14060t＞14063根據(jù)電抗器溫度利用表2即可查詢到對(duì)應(yīng)的頻率值，并將其作為第二頻率指令。頻率指令模塊210還對(duì)第一頻率指令和第二頻率指令進(jìn)行比較，將較大的一個(gè)頻率作為頻率指令，進(jìn)而控制單相交流風(fēng)機(jī)20的頻率為該頻率指令ωe*。由于本實(shí)施例是將普通單相交流風(fēng)機(jī)20作為變頻風(fēng)機(jī)使用，所以變頻器300的調(diào)速范圍沒(méi)有設(shè)置的很寬，以免對(duì)電機(jī)造成損壞。在本實(shí)施例中，光伏逆變器的igbt散熱器溫度和電抗器溫度都低于45℃時(shí)，禁止使能變頻器300的pwm，變頻器300停止運(yùn)行；當(dāng)光伏逆變器的igbt散熱器溫度高于80℃或電抗器溫度高于120℃時(shí)，變頻器300按額度頻率60hz運(yùn)行。在一實(shí)施例中，控制器200還包括電壓補(bǔ)償模塊220和電壓控制模塊230，如圖4所示。電壓補(bǔ)償模塊220與頻率指令模塊210連接，用于接收頻率調(diào)節(jié)指令ωe*和需要控制的單相交流風(fēng)機(jī)的數(shù)目信息，從而根據(jù)單相交流風(fēng)機(jī)的數(shù)目和頻率指令ωe*生成電壓補(bǔ)償值vd。在本實(shí)施例中，電壓補(bǔ)償模塊220中存儲(chǔ)有電壓補(bǔ)償值vd隨單相交流風(fēng)機(jī)數(shù)目和頻率指令ωe*的變化曲線，如圖5所示。該變化曲線可以由前期實(shí)驗(yàn)得到。具體地，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讓變頻器300帶不同數(shù)目風(fēng)機(jī)(風(fēng)機(jī)數(shù)目一般為4的倍數(shù)，每臺(tái)三相逆變器的各相igbt散熱器和電抗器各需要一個(gè)風(fēng)機(jī)散熱)，測(cè)定這些風(fēng)機(jī)在不同頻率指令下運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)輸入電壓的跌落情況。根據(jù)電壓的跌落情況進(jìn)行變頻器電壓指令值的補(bǔ)償，記錄上述電壓指令補(bǔ)償值，繪制電壓指令補(bǔ)償值隨風(fēng)機(jī)數(shù)目和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化曲線。因此，根據(jù)獲取到的單相交流風(fēng)機(jī)數(shù)目和頻率指令ωe*就可查詢到對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償值vd。電壓控制模塊230分別與電壓補(bǔ)償模塊220和頻率指令模塊210連接。電壓控制模塊230用于根據(jù)頻率指令模塊210輸出的頻率指令得到對(duì)應(yīng)的電壓指令值vg，并將所述電壓指令值vg與電壓補(bǔ)償值vd進(jìn)行求和后作為主繞組和副繞組的電壓給定值vs。在一實(shí)施例中，電壓控制模塊230包括恒壓頻比單元232和加法器234。恒壓頻比單元232用于根據(jù)恒壓頻比確定與頻率指令相對(duì)應(yīng)的電壓指令值vg。加法器234則用于將電壓指令值vg與電壓補(bǔ)償值vd相加得到電壓給定值vs。在一實(shí)施例中，控制器200還包括匝數(shù)不等處理模塊240。匝數(shù)不等處理模塊240設(shè)置在電壓控制模塊230中的加法器234的輸出端。匝數(shù)不等處理模塊240根據(jù)主繞組和副繞組的線圈匝數(shù)na、nb對(duì)電壓給定值vs進(jìn)行匝數(shù)折算，使加到主繞組和副繞組上的電壓的幅值與匝數(shù)相對(duì)應(yīng)，以便使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)更接近圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。令a相、b相電壓給定值的幅值分別為va、vb，其具體實(shí)施過(guò)程為：當(dāng)繞組的電阻較小時(shí)，繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與繞組兩端電壓近似相等。此時(shí)，設(shè)置va、vb分別為：當(dāng)繞組的電阻較大時(shí)，可忽略繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，認(rèn)為繞組兩端電壓與繞組上電阻的壓降近似相等。此時(shí)，主繞組和副繞組兩端電壓分別與相應(yīng)繞組上的電流成正比關(guān)系。為產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，設(shè)置此時(shí)的va、vb分別為：在本實(shí)施例中，電機(jī)繞組電阻較小，采用第一種繞組匝數(shù)不等處理方式。在一實(shí)施例中，上述風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)還包括電流檢測(cè)電路500，如圖1所示。電流檢測(cè)電路500用于檢測(cè)單相交流風(fēng)機(jī)20的主繞組電流和副繞組電流。在本實(shí)施例中，控制器200還包括電流處理模塊250，如圖4所示。電流處理模塊250用于根據(jù)主繞組電流和副繞組電流得到對(duì)應(yīng)的主繞組電流有效值iarms和副繞組電流有效值ibrms。電流處理模塊250根據(jù)主繞組電流有效值iarms和副繞組電流有效值ibrms生成電壓補(bǔ)償值補(bǔ)償至電壓給定值vs上，以使得主繞組磁動(dòng)勢(shì)與副繞組磁動(dòng)勢(shì)相等。具體地，電流處理模塊250包括匝數(shù)不等處理單元252、減法器254以及pi調(diào)節(jié)器256。相應(yīng)地，電壓控制模塊230還包括減法器236。匝數(shù)不等處理單元252用于在主繞組和副繞組的線圈匝數(shù)不等時(shí)，對(duì)電流有效值進(jìn)行匝數(shù)折算。匝數(shù)折算后的電流有效值通過(guò)減法器254做差后送入pi調(diào)節(jié)器256，pi調(diào)節(jié)器256對(duì)差值進(jìn)行處理后將其輸出值送入減法器236中，以對(duì)電壓給定值vs進(jìn)行補(bǔ)償。通過(guò)電流處理模塊250進(jìn)行電壓補(bǔ)償，可以使主繞組磁動(dòng)勢(shì)與副繞組磁動(dòng)勢(shì)相等，從而確保單相交流風(fēng)機(jī)20的磁場(chǎng)為圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，達(dá)到減少單相交流風(fēng)機(jī)20的內(nèi)部損耗，降低發(fā)熱量，提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的目的。此外，電流檢測(cè)電路500還用于進(jìn)行主繞組電流和副繞組電流的過(guò)流檢測(cè)，當(dāng)繞組的電流過(guò)大時(shí)，變頻器300停止工作。在一實(shí)施例中，變頻器300的a相和b相采用spwm調(diào)制，a相和b相的調(diào)制波相差90度。n相則采用占空比恒定為50％的調(diào)制方式。在本實(shí)施例中，控制器200還包括spwm模塊260。spwm模塊260用于產(chǎn)生pwm信號(hào)，驅(qū)動(dòng)變頻器300的igbt。在本實(shí)施中，spwm模塊260還能根據(jù)直流母線電壓的變化(在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，直流母線電壓經(jīng)常隨光照強(qiáng)度的變化而變化)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)a相和b相的調(diào)制波的幅值大小，保障變頻器300輸出所需的風(fēng)機(jī)端電壓。在一實(shí)施例中，控制器200還包括弱磁擴(kuò)速模塊。弱磁擴(kuò)速模塊用于在功率開關(guān)管散熱器溫度或者電抗器溫度超過(guò)對(duì)應(yīng)的溫度閾值時(shí)，控制單相交流風(fēng)機(jī)20的輸入電壓為額定工作電壓，而控制頻率指令模塊210產(chǎn)生略高于單相交流風(fēng)機(jī)20的額定工作頻率的頻率指令值，使單相交流風(fēng)機(jī)20略高于額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，進(jìn)一步提高單相交流風(fēng)機(jī)20的出風(fēng)量。本實(shí)施例中，弱磁擴(kuò)速模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法為當(dāng)光伏逆變器的igbt散熱器溫度高于90℃或電抗器溫度高于140℃時(shí)，啟動(dòng)弱磁擴(kuò)速模塊，將頻率指令提高到63hz，并保持電壓指令值vg為額定電壓230v不變，增大風(fēng)機(jī)出風(fēng)量；當(dāng)光伏逆變器的igbt散熱器溫度大于95℃或電抗器溫度大于160℃時(shí)，光伏逆變器將停止運(yùn)行并將停機(jī)信號(hào)傳給控制器200，控制器200收到停機(jī)信號(hào)后，繼續(xù)運(yùn)行，直到igbt散熱器溫度和電抗器溫度都低于60℃時(shí)，控制器200發(fā)出停機(jī)指令使變頻器300停止運(yùn)行。在一實(shí)施例中，控制器200還包括溫度檢測(cè)異常處理模塊。溫度檢測(cè)異常處理模塊用于在檢測(cè)到控制器200接收到所述功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)或所述電抗器的溫度信號(hào)有異常(如溫度過(guò)高或過(guò)低)時(shí)，或者控制器200無(wú)法接收到所述功率開關(guān)管散熱器的溫度信號(hào)或所述電抗器的溫度信號(hào)時(shí)，控制變頻器300按照單相交流風(fēng)機(jī)20的額定電壓和額定功率進(jìn)行輸出，以保障電力電子變換器中器件的熱量能及時(shí)散出。溫度檢測(cè)異?？赡苁怯捎跍囟葌鞲衅鞴收?、用于溫度檢測(cè)的采樣調(diào)理電路故障或光伏逆變器的控制器和變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制器200之間的通信中斷等引起。在一實(shí)施例中，風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)不斷檢測(cè)本變頻調(diào)速系統(tǒng)是否有故障。主要通過(guò)電流傳感器、電流霍爾傳感器、分壓電阻、溫度傳感器分別對(duì)單相交流風(fēng)機(jī)20的n線電流、變頻器300的a相電流和b相電流、直流母線電壓、變頻器igbt散熱器的溫度和環(huán)境溫度等進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而判斷本變頻調(diào)速系統(tǒng)是否發(fā)生了風(fēng)機(jī)n線斷路、過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)溫等故障。若沒(méi)故障則繼續(xù)使能pwm，驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，并同時(shí)不斷檢測(cè)光伏逆變器的igbt散熱器溫度和電抗器溫度，根據(jù)溫度信號(hào)，對(duì)單相交流風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速；若有故障，則停機(jī)。在一實(shí)施例中，上述風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)還可以與上位機(jī)進(jìn)行通信，從而使用戶可以通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行控制指令的下發(fā)、運(yùn)行模式(自動(dòng)模式或手動(dòng)模型)的設(shè)置、運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置、狀態(tài)量和運(yùn)行模擬量的查看等。在本實(shí)施例中，上述風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行流程示意圖如圖6所示，包括以下步驟：步驟s602，判斷是否有開機(jī)指令。若接收到開機(jī)指令則執(zhí)行步驟s604，否則執(zhí)行步驟s630。步驟s604，接收上位機(jī)發(fā)送的模式選擇指令。通過(guò)上位機(jī)設(shè)置開關(guān)機(jī)命令后，再設(shè)置運(yùn)行模式。將開機(jī)命令和模式信息通過(guò)sci通信傳給控制器。運(yùn)行模式包括手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。手動(dòng)模式主要用于調(diào)試運(yùn)行；自動(dòng)模式是指變頻器收到開機(jī)命令后，會(huì)根據(jù)直流電壓、光伏逆變器的igbt散熱器溫度和電抗器溫度等自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)開關(guān)機(jī)和調(diào)速，默認(rèn)采用自動(dòng)模式。當(dāng)運(yùn)行模式選擇為自動(dòng)模式或默認(rèn)時(shí)，執(zhí)行步驟s606，否則執(zhí)行步驟s612。步驟s606，獲取igbt散熱器溫度和電抗器溫度。步驟s608，判斷變頻器開機(jī)條件是否滿足?？刂破魇盏介_關(guān)機(jī)命令和運(yùn)行模式后，會(huì)檢測(cè)是否滿足開機(jī)條件，主要檢測(cè)直流母線電壓、光伏逆變器的igbt散熱器溫度和電抗器溫度、環(huán)境溫度等參數(shù)是否滿足開機(jī)運(yùn)行指標(biāo)。滿足進(jìn)入步驟s610，不滿足則對(duì)開機(jī)條件進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)直至滿足，也即返回執(zhí)行步驟s606和步驟s608。步驟s610，確定頻率指令。將通信傳來(lái)的光伏逆變器的igbt散熱器溫度和電抗器溫度通過(guò)查表得到此時(shí)的頻率指令。步驟s612，設(shè)置頻率指令。步驟s614，計(jì)算電壓指令。在確定頻率指令后根據(jù)頻率指令計(jì)算電壓指令。步驟s616，判斷是否需要進(jìn)行電壓補(bǔ)償。如果需要補(bǔ)償則執(zhí)行步驟s618，否則直接執(zhí)行步驟s620。步驟s618，進(jìn)行電壓補(bǔ)償。步驟s620，判斷是否需要匝數(shù)折算。根據(jù)風(fēng)機(jī)繞組匝數(shù)是否相等，判斷是否需要進(jìn)行電壓匝數(shù)折算；若不相等，則對(duì)電壓給定值進(jìn)行繞組匝數(shù)折算后再分別作為主/副繞組的電壓給定值，即執(zhí)行步驟s622；否則，直接將電壓給定值作為主/副繞組的電壓給定值，即執(zhí)行步驟s624。如果是，則執(zhí)行步驟s622，否則直接執(zhí)行步驟s624。步驟s622，進(jìn)行匝數(shù)折算。步驟s624，進(jìn)行主/副繞組電流處理。進(jìn)行主繞組和副繞組電流有效值的計(jì)算，并將主繞組電流有效值和副繞組電流有效值進(jìn)行做差處理后送入pi調(diào)節(jié)器，將pi調(diào)節(jié)器的輸出補(bǔ)償?shù)诫妷航o定值上。步驟s626，判斷變頻調(diào)速系統(tǒng)是否有故障。若沒(méi)故障則執(zhí)行步驟s628，否則執(zhí)行步驟s630。步驟s628，pwm使能，驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行。在執(zhí)行完步驟s628后返回執(zhí)行步驟s604。步驟s630，控制變頻器停機(jī)。以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中各個(gè)技術(shù)特征的所有可能組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)12