變頻電機(jī)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種交流電機(jī)控制方法，尤其涉及一種變頻交流電機(jī)控制方法，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器在交流電機(jī)的變頻調(diào)速方面的應(yīng)用得到空前發(fā)展，在很多工業(yè)控制場合，變頻器控制交流電機(jī)以驅(qū)動生產(chǎn)設(shè)備，取得了很好的效果。但是，變頻器的使用導(dǎo)致諧波電流注入電網(wǎng)，使電網(wǎng)電壓和電流波形發(fā)生畸變，對電能質(zhì)量造成一定的影響?，F(xiàn)有技術(shù)通常使用SPffM(正弦波脈寬調(diào)制)實(shí)現(xiàn)變頻控制，如果控制不當(dāng)，輸出電流波形會有電流毛刺和過零點(diǎn)畸變，影響電機(jī)控制精度，增加變頻器內(nèi)部器件開關(guān)損耗，也會更增諧波的危害程度。
[0003]無差拍控制是一種全數(shù)字化的控制技術(shù)，它利用前一時刻的指令電流和實(shí)際波形電流值，根據(jù)空間矢量理論計(jì)算出逆變器下一時刻應(yīng)滿足的開關(guān)模式。優(yōu)點(diǎn)是動態(tài)響應(yīng)很快，易于計(jì)算機(jī)執(zhí)行，缺點(diǎn)是計(jì)算量大，且對系統(tǒng)參數(shù)依賴性較大。隨著數(shù)字信號處理器(DSP)運(yùn)算速度的不斷提高，無差拍控制將得到更廣泛的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種變頻電機(jī)控制方法，克服現(xiàn)有技術(shù)控制方法不完善，受外部環(huán)境變化及系統(tǒng)參數(shù)波動的影響，指令電流不精確的問題。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種變頻電機(jī)控制方法，以SPWM波進(jìn)行交流電機(jī)的變頻控制，在每個采樣周期內(nèi)，以無差拍控制算法根據(jù)采集的實(shí)時數(shù)據(jù)及上一周期的指令電流不斷重復(fù)預(yù)測生成SPffM波。
[0007]前述變頻電機(jī)控制方法，所述無差拍控制算法將采集的實(shí)時數(shù)據(jù)先計(jì)算變換矩陣，將負(fù)載電流通過32變換矩陣和c矩陣變換到pq坐標(biāo)進(jìn)行濾波處理，完成后再通過c矩陣和23變換矩陣變換到abc坐標(biāo)提取出基波電流，將目標(biāo)波形電流減去提取的基波電流就得到指令電流。
[0008]前述變頻電機(jī)控制方法，根據(jù)負(fù)載變化的工況，設(shè)置休眠模式與工作模式，當(dāng)負(fù)載處于輕載的情況下，裝置進(jìn)入休眠模式，當(dāng)負(fù)載處于重負(fù)荷下，裝置進(jìn)入工作模式。
[0009]前述變頻電機(jī)控制方法，ia為當(dāng)前周期輸出電流瞬時值，在輸出電流ia>0的情況下，死區(qū)效應(yīng)為上橋臂關(guān)斷和下橋臂開通時間滯后td;在輸出電流ia<0的情況下，死區(qū)效應(yīng)為上橋臂開通和下橋臂關(guān)斷時間滯后td;則在ia>0的情況下，將調(diào)制得到的上橋臂關(guān)斷時間點(diǎn)提前^，在^<0的情況下，將調(diào)制得到的下橋臂關(guān)斷時間點(diǎn)提前td。
[0010]前述變頻電機(jī)控制方法，同時使用浮點(diǎn)數(shù)字處理器、定點(diǎn)數(shù)字處理器進(jìn)行運(yùn)算控制。
[0011]相比于現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明的有益效果是:利用改進(jìn)的無差拍算法，加入死區(qū)控制，性能良好，動態(tài)響應(yīng)迅速，能有效減小發(fā)出電流的毛刺和過零點(diǎn)的畸變，并抑制了開關(guān)頻率附近的諧波，不受系統(tǒng)參數(shù)的影響，精確提取出指令電流。提供了工作模式和休眠模式兩種模式，節(jié)約電能。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明變頻主電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1所示為本發(fā)明的變頻主電路圖，其中S1、S2、S3、S4是逆變器開關(guān)器件，組成逆變電路的四個橋臂，L是逆變輸出電路的負(fù)載。
[0015]本發(fā)明的變頻電機(jī)控制方法，使用SPWM(正弦波脈寬調(diào)制)實(shí)現(xiàn)變頻控制，在每個采樣周期內(nèi)，以無差拍控制算法根據(jù)采集的實(shí)時數(shù)據(jù)及上一周期的指令電流不斷重復(fù)預(yù)測生成SPffM波，以SPffM波進(jìn)行交流電機(jī)的變頻控制，即基于電流參考值和實(shí)際測量值，計(jì)算出下一個控制周期的各相PWM占空比。
[0016]為了取得更好的技術(shù)效果，使用改進(jìn)的無差拍控制算法，先將采集的實(shí)時數(shù)據(jù)，SP采集的實(shí)際的電流先計(jì)算變換矩陣，將負(fù)載電流通過32變換矩陣和c矩陣變換到pq坐標(biāo)進(jìn)行濾波處理，完成后再通過c矩陣和23變換矩陣變換到abc坐標(biāo)提取出基波電流，將目標(biāo)波形電流減去提取的基波電流就得到SPffM波控制的指令電流。
[0017]在變頻器工作過程中存在死區(qū)效應(yīng)，ia為當(dāng)前周期輸出電流瞬時值，在輸出電流ia>0的情況下，死區(qū)效應(yīng)為上橋臂關(guān)斷和下橋臂開通時間滯后td;在輸出電流ia<0的情況下，死區(qū)效應(yīng)為上橋臂開通和下橋臂關(guān)斷時間滯后td;則在ia>0的情況下，將調(diào)制得到的上橋臂關(guān)斷時間點(diǎn)提前td，在ia< O的情況下，將調(diào)制得到的下橋臂關(guān)斷時間點(diǎn)提前td。在無差拍控制中加入死區(qū)控制，性能良好，動態(tài)響應(yīng)迅速，能有效減小發(fā)出電流的毛刺和過零點(diǎn)的畸變。
[0018]由于本發(fā)明的改進(jìn)控制方法計(jì)算量大，實(shí)時性要求高，控制處理器應(yīng)同時使用浮點(diǎn)數(shù)字處理器、定點(diǎn)數(shù)字處理器進(jìn)行運(yùn)算控制，以符合運(yùn)算速度要求，保證控制效果。
[0019]本發(fā)明的變頻電機(jī)控制方法，根據(jù)負(fù)載變化的工況，設(shè)置休眠模式與工作模式，當(dāng)負(fù)載處于輕載的情況下，裝置進(jìn)入休眠模式，當(dāng)負(fù)載處于重負(fù)荷下，裝置進(jìn)入工作模式。采取兩種模式切換的控制方法可以有效節(jié)能。
[0020]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變頻電機(jī)控制方法，以SPWM波進(jìn)行交流電機(jī)的變頻控制，其特征在于，在每個采樣周期內(nèi)，以無差拍控制算法根據(jù)采集的實(shí)時數(shù)據(jù)及上一周期的指令電流不斷重復(fù)預(yù)測生成SPffM波。2.如權(quán)利要求1所述變頻電機(jī)控制方法，其特征在于，所述無差拍控制算法將采集的實(shí)時數(shù)據(jù)先計(jì)算變換矩陣，將負(fù)載電流通過32變換矩陣和c矩陣變換到pq坐標(biāo)進(jìn)行濾波處理，完成后再通過c矩陣和23變換矩陣變換到abc坐標(biāo)提取出基波電流，將目標(biāo)波形電流減去提取的基波電流就得到指令電流。3.如權(quán)利要求2所述變頻電機(jī)控制方法，其特征在于，根據(jù)負(fù)載變化的工況，設(shè)置休眠模式與工作模式，當(dāng)負(fù)載處于輕載的情況下，裝置進(jìn)入休眠模式，當(dāng)負(fù)載處于重負(fù)荷下，裝置進(jìn)入工作模式。4.如權(quán)利要求3所述變頻電機(jī)控制方法，其特征在于，ia為當(dāng)前周期輸出電流瞬時值，在輸出電流^>0的情況下，死區(qū)效應(yīng)為上橋臂關(guān)斷和下橋臂開通時間滯后td;在輸出電流ia〈0的情況下，死區(qū)效應(yīng)為上橋臂開通和下橋臂關(guān)斷時間滯后td;則在ia>0的情況下，將調(diào)制得到的上橋臂關(guān)斷時間點(diǎn)提前〖<!，在^〈0的情況下，將調(diào)制得到的下橋臂關(guān)斷時間點(diǎn)提前td。5.如權(quán)利要求4所述變頻電機(jī)控制方法，其特征在于，同時使用浮點(diǎn)數(shù)字處理器、定點(diǎn)數(shù)字處理器進(jìn)行運(yùn)算控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種變頻電機(jī)控制方法，以SPWM波進(jìn)行交流電機(jī)的變頻控制，在每個采樣周期內(nèi)，以無差拍控制算法根據(jù)采集的實(shí)時數(shù)據(jù)及上一周期的指令電流不斷重復(fù)預(yù)測生成SPWM波。本發(fā)明利用改進(jìn)的無差拍算法，加入死區(qū)控制，性能良好，動態(tài)響應(yīng)迅速，能有效減小發(fā)出電流的毛刺和過零點(diǎn)的畸變，并抑制了開關(guān)頻率附近的諧波，不受系統(tǒng)參數(shù)的影響，精確提取出指令電流。提供了工作模式和休眠模式兩種模式，節(jié)約電能。
【IPC分類】H02P27/08
【公開號】CN105515495
【申請?zhí)枴緾N201510908583
【發(fā)明人】徐沛, 徐任飛
【申請人】鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月10日