CN102723908A - 一体化控制的能量回馈变频器控制方法 - Google Patents

一体化控制的能量回馈变频器控制方法 Download PDF

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CN102723908A CN201210221587XA CN201210221587A CN102723908A CN 102723908 A CN102723908 A CN 102723908A CN 201210221587X A CN201210221587X A CN 201210221587XA CN 201210221587 A CN201210221587 A CN 201210221587A CN 102723908 A CN102723908 A CN 102723908A
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rectification circuit
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switching signal
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张华强
王新生
朱子文
梁志平
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SHANDONG WUFUXING ELECTRICAL CO Ltd
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Abstract

一体化控制的能量回馈变频器控制方法，涉及能量回馈变频器的控制方法。整流电路的控制是检测直流侧母线电压
Figure 201210221587X100004DEST_PATH_IMAGE001
和电网侧线电流、进行电网侧电压和虚拟磁链的计算；功率估计器根据电流和虚拟磁链估算有功和无功功率，有功和无功功率经过PI调节器和坐标变换后由空间矢量调制技术产生整流电路IGBT的开关信号
Figure 539798DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE005
及
Figure 552753DEST_PATH_IMAGE006
。逆变电路的控制通过检测直流侧母线电压
Figure 435258DEST_PATH_IMAGE001
和电机定子电流
Figure DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 99327DEST_PATH_IMAGE008
及
Figure DEST_PATH_IMAGE009
进行电机定子磁链和电磁转矩的计算，磁链和转矩经过PI调节器和坐标变换后由空间矢量调制技术产生逆变电路IGBT的开关信号，使系统按期望的方式工作，实现对电机的控制。本发明使得系统具有良好的动静态性能，使变频器的性能得到很大的提高。

Description

一体化控制的能量回馈变频器控制方法
技术领域
本发明涉及能量回馈变频器的控制方法，详细讲是一种动、静态性能好的一体化控制的能量回馈变频器控制方法。
背景技术
随着电力电子技术的发展和国家节能减排政策的推动，变频器作为其发展的产物，在工业生产制造、冶金、石化及电力等各个行业得到广泛的应用，并发挥着重要的作用。特别是能量回馈变频器的应用日渐广泛。
目前，变频器结构大多为如图1所示的二极管不控整流-直流-逆变结构，这种变频器存在一些不足，不能用于快速启、停和频繁正、反转的调速场合。因为当电动机减速、制动和位能性负载下放时，电动机处于再生发电状态。由于二极管构成的不控整流电路的单向流动性，电动机产生的再生电能只能传输到直流侧，并不断积存在直流侧的滤波电容上，形成泵升电压，过高的泵升电压将击穿逆变电路的IGBT器件和并联在直流母线上的滤波电容。
为避免电动机再生发电时，形成过高的泵升电压，通常在直流回路中并联如图1所示的功率制动单元，将再生能量通过功率制动单元中的制动电阻R产生热量消耗。如果电动机快速启、停或频繁正、反转，产生的再生能量就越多，不但造成大量能量的浪费，而且过多的能量将导致制动电阻温度过高，容易带来安全隐患。由于制动电阻产生较大热量，制动电阻需要特殊安装，造成安装困难等不足。
如图2所示,通过在变频器中增加能量回馈装置，将再生能量回馈到电网，不但解决了能量浪费问题，还能满足快速启、停及频繁正、反转的运行要求，解决了泵升电压问题。但是外加能量回馈装置将导致一台变频器有两套整流电路，器件的性能得不到充分的发挥，增加了系统的成本和结构。
为降低系统成本，充分发挥器件性能，减小变频器尺寸。现有技术提出一种能量回馈一体机，如图3所示，采用双PWM结构即用PWM整流/回馈、PWM逆变形成变频器。
该结构的变频器中，关于PWM 整流电路的控制方法，大概可以归纳为3种类型，即：电压定向控制(Voltage Oriented Control ，简称VOC)、基于电压的直接功率控制(Voltage based Direct Power Control ，简称V- DPC)和基于虚拟磁链的直接功率控制(Virtual Flux based Direct Power Control ，简称VF-DPC) 。电压定向控制需要复杂的坐标变换，增加系统的复杂程度，系统的动态系能不好；基于电压的直接功率控制，功率计算时需要电流传感器和电压传感器测量电网侧的电流和电压，增加系统的成本,降低了可靠性；基于虚拟磁链的直接功率控制采用滞环控制器和逻辑开关表来调节有功功率和无功功率，产生整流电路IGBT的开关信号，致使开关频率不固定，不利于输入端滤波电感的参数设计，存在无功功率调节能力强，有功功率调节能力弱，且在一些区域内无功功率调节失控的不足。
该结构的变频器中，关于PWM 逆变电路的控制方法，大概可以归纳为3种类型，即：恒压频比控制即U/F控制、磁场定向控制(Field-Oriented Control ，简称FOC)和传统的直接功转矩控制(Classical Direct Torque Control，简称DTC) 。恒压频比控制即保持电机电压的幅值和频率比为某个恒定值，该方案限制了变频器输出的最低频率，主要适用于风扇和送风机等工业应用，存在运用范围受限、控制性能不好等缺点；磁场定向控制通过坐标变换，实现磁链、转矩的解耦控制，但需要复杂的坐标变换，增加系统的复杂程度，系统动态响应慢，并且系统工作过程中容易受电机参数影响；直接转矩控制由于采用滞环控制器实现对磁链和转矩的控制，并通过开关表产生逆变电路IGBT的开关信号，致使磁链、转矩脉动大、电流谐波含量高、低速性能不好及开关频率不定等不足。
综上所述，电动机处于再生发电状态，变频器的整流电路采用不控整流或现有的PWM控制方法整流，变频器存在泵升电压过高、直流母线电容容量过大、功率因数低及再生能量浪费等不足；逆变电路采用恒压频比、矢量控制或现有的直接控制方法，应用范围有限、运算复杂、开关频率不定及转矩脉动过大。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种能量回馈变频器动静态性能好，能够实现对电网高效、无污染能量回馈的一体化控制的能量回馈变频器控制方法。
本发明的采用的技术方案是：
一体化控制的能量回馈变频器的控制方法,包括整流电路的控制和逆变电路的控制，其特征在于整流电路的控制步骤如下：
步骤1：变频器检测直流侧电压                                                
Figure 692105DEST_PATH_IMAGE001
和电网侧线电流
Figure 609245DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 451299DEST_PATH_IMAGE003
，根据所测量的
Figure 846508DEST_PATH_IMAGE001
、、
Figure 296392DEST_PATH_IMAGE003
，通过功率和虚拟磁链观测器计算有功功率
Figure 563426DEST_PATH_IMAGE004
、无功功率及虚拟磁链的位置，详细计算如下：
Figure 618046DEST_PATH_IMAGE008
Figure 168107DEST_PATH_IMAGE009
                  
Figure 691492DEST_PATH_IMAGE010
                    
Figure 121336DEST_PATH_IMAGE011
式中：
Figure 425279DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 700402DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 655458DEST_PATH_IMAGE014
为整流电路IGBT当前时刻的开关信号；
Figure 990624DEST_PATH_IMAGE015
为整流电路输入端的电感；
Figure 781863DEST_PATH_IMAGE016
为电网电压频率；
步骤2：将直流侧母线电压给定值与实际值比较得到偏差信号
Figure 943351DEST_PATH_IMAGE019
，偏差信号
Figure 956306DEST_PATH_IMAGE019
经过母线电压PI控制器输出后与直流侧电压实际值
Figure 838811DEST_PATH_IMAGE020
相乘计算得有功功率的参考值
Figure 505809DEST_PATH_IMAGE021
；
步骤3：为实现单位功率因数，设无功功率参考值；
步骤4：有功功率的参考值与实际值比较得到偏差信号
Figure 654845DEST_PATH_IMAGE025
，偏差信号
Figure 830612DEST_PATH_IMAGE025
经过有功功率PI控制器输出得到参考电压矢量
Figure 755842DEST_PATH_IMAGE026
；无功功率参考值
Figure 291735DEST_PATH_IMAGE027
与实际值
Figure 353232DEST_PATH_IMAGE028
比较得到偏差信号
Figure 637582DEST_PATH_IMAGE029
，偏差信号
Figure 112426DEST_PATH_IMAGE029
经过无功功率PI控制器得到参考电压矢量。根据、
Figure 324730DEST_PATH_IMAGE030
并结合虚拟磁链所在位置，经过简单的坐标变换可得到参考电压矢量
Figure 852980DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 154648DEST_PATH_IMAGE034
，详细计算如下： 
步骤5：根据参考电压矢量
Figure 216856DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 586657DEST_PATH_IMAGE034
经过空间矢量调制技术得到整流电路IGBT下一时刻的预期开关信号
Figure 539570DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 336625DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 758510DEST_PATH_IMAGE014
，预期开关信号
Figure 932002DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 5000DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 972956DEST_PATH_IMAGE014
用于控制整流电路下一时刻的工作状态。开关信号使得整流电路按期望的方式工作，实现再生能量高效、无污染回馈到电网。
逆变电路的控制步骤如下： 
步骤1：变频器检测直流侧母线电压
Figure 69088DEST_PATH_IMAGE001
和电机定子电流、
Figure 957465DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 96322DEST_PATH_IMAGE038
；
步骤2：根据所测量的
Figure 742067DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 991783DEST_PATH_IMAGE036
、及
Figure 99864DEST_PATH_IMAGE038
，通过磁链和转矩观测器计算定子磁链
Figure 170588DEST_PATH_IMAGE039
、转矩及定子磁链的位置
Figure 126092DEST_PATH_IMAGE041
，详细计算如下：
Figure 909547DEST_PATH_IMAGE042
                 
Figure 59086DEST_PATH_IMAGE044
Figure 815689DEST_PATH_IMAGE045
Figure 467250DEST_PATH_IMAGE046
式中:
Figure 512567DEST_PATH_IMAGE047
、、
Figure 269618DEST_PATH_IMAGE049
为逆变电路IGBT当前时刻的开关信号；为电机定子电阻；
Figure 687010DEST_PATH_IMAGE051
为电机极对数；
Figure 885911DEST_PATH_IMAGE052
为电机的相数；
步骤3：定子磁链给定值
Figure 600794DEST_PATH_IMAGE053
与实际值
Figure 859738DEST_PATH_IMAGE039
比较得到偏差信号
Figure 614067DEST_PATH_IMAGE054
，偏差信号
Figure 413396DEST_PATH_IMAGE054
经过磁链PI控制器得到参考电压矢量
Figure 936781DEST_PATH_IMAGE055
；转矩给定值
Figure 179675DEST_PATH_IMAGE056
与实际值比较得到偏差信号
Figure 696424DEST_PATH_IMAGE057
，偏差信号
Figure 402211DEST_PATH_IMAGE057
经过转矩PI控制器得到参考电压矢量
Figure 737378DEST_PATH_IMAGE058
；
步骤4：根据参考电压矢量
Figure 780814DEST_PATH_IMAGE055
、
Figure 859628DEST_PATH_IMAGE058
及定子磁链所在位置，经过简单的坐标变换可得到参考电压矢量
Figure 925990DEST_PATH_IMAGE059
、
Figure 142208DEST_PATH_IMAGE060
，详细计算如下：
Figure 837762DEST_PATH_IMAGE061
步骤5：参考电压矢量
Figure 190246DEST_PATH_IMAGE059
、
Figure 195111DEST_PATH_IMAGE060
经过空间矢量调制技术得到逆变电路IGBT下一时刻的预期开关信号
Figure 633046DEST_PATH_IMAGE047
、、
Figure 837817DEST_PATH_IMAGE049
，预期开关信号
Figure 685687DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 610918DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 897543DEST_PATH_IMAGE049
用于控制逆变电路下一时刻的工作状态，开关信号使得逆变电路按期望的方式工作。
整流电路的控制通过检测直流侧母线电压
Figure 224619DEST_PATH_IMAGE001
和电网侧线电流
Figure 322019DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 734546DEST_PATH_IMAGE003
进行电网侧电压和虚拟磁链的计算；功率估计器根据电流和虚拟磁链估算有功和无功功率，有功和无功功率经过PI调节器和坐标变换后由空间矢量调制技术产生整流电路IGBT的开关信号、及
Figure 196117DEST_PATH_IMAGE014
，实现有功功率和无功功率的合理调节；整流电路的控制不需要电流内环控制和PWM调制模块, 通过估计值和给定值之间的偏差来实时的选择整流电路的开关状态, 不需要旋转坐标变换和功率解耦控制，系统结构和算法都很简单，具有更高的功率因数、低的THD、算法及系统结构简单等优点。
逆变电路的控制通过检测直流侧母线电压和电机定子电流
Figure 976565DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 12654DEST_PATH_IMAGE037
及进行电机定子磁链和电磁转矩的计算，磁链和转矩经过PI调节器和坐标变换后由空间矢量调制技术产生逆变电路IGBT的开关信号，使系统按期望的方式工作，实现对电机的控制。这种控制方法不需要电流内环控制和PWM调制模块, 通过估计值和给定值之间的误差来实时的选择逆变电路的开关状态, 不需要旋转坐标变换和功率解耦控制, 它的系统结构和算法都很简单，具有磁链、转矩脉动小、开关频率恒定、算法及系统结构简单等优点。
本发明取消了交流侧电网电压传感器、降低了系统成本，解决了传统变频器电流谐波含量大、功率因数低、泵升电高、再生能量浪费、磁链和转矩脉动大、低速性能不好及系统容易受电机参数影响等问题，使得系统具有良好的动静态性能，使变频器的性能得到很大的提高。
附图说明
图1传统变频器的主电路拓扑结构图；
图2 外加能量回馈装置变频器的主电路拓扑结构图；
图3为本发明中能量回馈变频器的主电路拓扑结构图；
图4为本发明控制方法的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明体的具体实施作进一步的详细说明。
如图3所示，本发明中能量回馈变频器的主电路拓扑结构是，包括整流电路、滤波电路和逆变电路；其中整流电路为IGBT构成的三相整流桥，逆变电路为IGBT构成三相逆变桥。变频器工作过程中，若直流母线电压低于预先设定的阈值， 整流电路将电网侧的三相交流电进行整流得到直流电，逆变电路将整流电路得到的直流电进行逆变得到交流电供给电机，电机处于拖动状态；当电机处于减速、停机或位能性负载下放时，电机产生的再生能量通过逆变电路传输到滤波电路的电容上，此时若直流母线电压高于预先设定值， 整流电路将再生能量反馈到电网。
上述能量回馈变频器的控制方法包括如下步骤：
整流电路的控制步骤如下：
步骤1：变频器检测直流侧电压和电网侧线电流
Figure 192466DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 161690DEST_PATH_IMAGE003
，根据所测量的
Figure 958744DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 629897DEST_PATH_IMAGE002
、，通过功率和虚拟磁链观测器计算有功功率
Figure 814071DEST_PATH_IMAGE004
、无功功率
Figure 93611DEST_PATH_IMAGE005
及虚拟磁链的位置
Figure 189743DEST_PATH_IMAGE006
，详细计算如下：
Figure 698085DEST_PATH_IMAGE007
Figure 828852DEST_PATH_IMAGE008
                  
Figure 364187DEST_PATH_IMAGE010
                    
Figure 613903DEST_PATH_IMAGE011
式中：
Figure 599176DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 971252DEST_PATH_IMAGE013
、为整流电路IGBT当前时刻的开关信号；
Figure 409897DEST_PATH_IMAGE015
为整流电路输入端的电感；为电网电压频率；
步骤2：将直流侧母线电压给定值
Figure 730337DEST_PATH_IMAGE017
与实际值比较得到偏差信号，偏差信号
Figure 636479DEST_PATH_IMAGE019
经过母线电压PI控制器输出后与直流侧电压实际值
Figure 101089DEST_PATH_IMAGE020
相乘计算得有功功率的参考值；
步骤3：为实现单位功率因数，设无功功率参考值
Figure 603932DEST_PATH_IMAGE022
；
步骤4：有功功率的参考值
Figure 152725DEST_PATH_IMAGE023
与实际值比较得到偏差信号，偏差信号
Figure 752705DEST_PATH_IMAGE025
经过有功功率PI控制器输出得到参考电压矢量
Figure 421584DEST_PATH_IMAGE026
；无功功率参考值
Figure 742844DEST_PATH_IMAGE027
与实际值
Figure 231594DEST_PATH_IMAGE028
比较得到偏差信号
Figure 234185DEST_PATH_IMAGE029
，偏差信号
Figure 570620DEST_PATH_IMAGE029
经过无功功率PI控制器得到参考电压矢量
Figure 734885DEST_PATH_IMAGE030
。根据、
Figure 579530DEST_PATH_IMAGE030
并结合虚拟磁链所在位置
Figure 957421DEST_PATH_IMAGE032
，经过简单的坐标变换可得到参考电压矢量
Figure 884400DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 347742DEST_PATH_IMAGE034
，详细计算如下： 
步骤5：根据参考电压矢量
Figure 252430DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 758498DEST_PATH_IMAGE034
经过空间矢量调制技术得到整流电路IGBT下一时刻的预期开关信号
Figure 787765DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 670270DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 396656DEST_PATH_IMAGE014
，预期开关信号
Figure 73625DEST_PATH_IMAGE012
、、用于控制整流电路下一时刻的工作状态。开关信号使得整流电路按期望的方式工作，实现再生能量高效、无污染回馈到电网。
逆变电路的控制步骤如下： 
步骤1：变频器检测直流侧母线电压
Figure 467063DEST_PATH_IMAGE001
和电机定子电流
Figure 393562DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 318792DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 543100DEST_PATH_IMAGE038
；
步骤2：根据所测量的
Figure 932493DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 216844DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 363792DEST_PATH_IMAGE037
及，通过磁链和转矩观测器计算定子磁链
Figure 887887DEST_PATH_IMAGE039
、转矩及定子磁链的位置
Figure 118329DEST_PATH_IMAGE041
，详细计算如下：
Figure 684439DEST_PATH_IMAGE042
Figure 782845DEST_PATH_IMAGE043
                 
Figure 530538DEST_PATH_IMAGE045
Figure 211924DEST_PATH_IMAGE046
式中:
Figure 430416DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 227471DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 836307DEST_PATH_IMAGE049
为逆变电路IGBT当前时刻的开关信号；
Figure 557269DEST_PATH_IMAGE050
为电机定子电阻；
Figure 567950DEST_PATH_IMAGE051
为电机极对数；
Figure 598223DEST_PATH_IMAGE052
为电机的相数；
步骤3：定子磁链给定值
Figure 694355DEST_PATH_IMAGE053
与实际值
Figure 720474DEST_PATH_IMAGE039
比较得到偏差信号
Figure 851241DEST_PATH_IMAGE054
，偏差信号
Figure 990098DEST_PATH_IMAGE054
经过磁链PI控制器得到参考电压矢量
Figure 370264DEST_PATH_IMAGE055
；转矩给定值
Figure 885559DEST_PATH_IMAGE056
与实际值
Figure 870832DEST_PATH_IMAGE040
比较得到偏差信号
Figure 993640DEST_PATH_IMAGE057
，偏差信号
Figure 798785DEST_PATH_IMAGE057
经过转矩PI控制器得到参考电压矢量
Figure 852192DEST_PATH_IMAGE058
；
步骤4：根据参考电压矢量
Figure 754289DEST_PATH_IMAGE055
、及定子磁链所在位置
Figure 104553DEST_PATH_IMAGE041
，经过简单的坐标变换可得到参考电压矢量
Figure 696072DEST_PATH_IMAGE059
、
Figure 655937DEST_PATH_IMAGE060
，详细计算如下：
步骤5：参考电压矢量
Figure 149553DEST_PATH_IMAGE059
、
Figure 544762DEST_PATH_IMAGE060
经过空间矢量调制技术得到逆变电路IGBT下一时刻的预期开关信号
Figure 172183DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 994646DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 323996DEST_PATH_IMAGE049
，预期开关信号
Figure 522896DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 191775DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 499653DEST_PATH_IMAGE049
用于控制逆变电路下一时刻的工作状态，开关信号使得逆变电路按期望的方式工作。
整流电路的控制通过检测直流侧母线电压
Figure 253982DEST_PATH_IMAGE001
和电网侧线电流
Figure 256573DEST_PATH_IMAGE002
、进行电网侧电压和虚拟磁链的计算；功率估计器根据电流和虚拟磁链估算有功和无功功率，有功和无功功率经过PI调节器和坐标变换后由空间矢量调制技术产生整流电路IGBT的开关信号、
Figure 61215DEST_PATH_IMAGE013
及
Figure 601918DEST_PATH_IMAGE014
，实现有功功率和无功功率的合理调节；整流电路的控制不需要电流内环控制和PWM调制模块, 通过估计值和给定值之间的偏差来实时的选择整流电路的开关状态, 不需要旋转坐标变换和功率解耦控制，系统结构和算法都很简单，具有更高的功率因数、低的THD、算法及系统结构简单等优点。
逆变电路的控制通过检测直流侧母线电压和电机定子电流、
Figure 106215DEST_PATH_IMAGE037
及
Figure 450608DEST_PATH_IMAGE038
进行电机定子磁链和电磁转矩的计算，磁链和转矩经过PI调节器和坐标变换后由空间矢量调制技术产生逆变电路IGBT的开关信号，使系统按期望的方式工作，实现对电机的控制。这种控制方法不需要电流内环控制和PWM调制模块, 通过估计值和给定值之间的误差来实时的选择逆变电路的开关状态, 不需要旋转坐标变换和功率解耦控制, 它的系统结构和算法都很简单，具有磁链、转矩脉动小、开关频率恒定、算法及系统结构简单等优点。
本发明取消了交流侧电网电压传感器、降低了系统成本，解决了传统变频器电流谐波含量大、功率因数低、泵升电高、再生能量浪费、磁链和转矩脉动大、低速性能不好及系统容易受电机参数影响等问题，使得系统具有良好的动静态性能，使变频器的性能得到很大的提高。

Claims (1)

1.一体化控制的能量回馈变频器控制方法,包括整流电路的控制和逆变电路的控制，其特征在于整流电路的控制步骤如下：
步骤1：变频器检测直流侧电压                                                
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE001
和电网侧线电流
Figure 53241DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE003
，根据所测量的
Figure 168964DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 8744DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 489404DEST_PATH_IMAGE003
，通过功率和虚拟磁链观测器计算有功功率
Figure 109741DEST_PATH_IMAGE004
、无功功率
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE005
及虚拟磁链的位置
Figure 763577DEST_PATH_IMAGE006
，详细计算如下：
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE007
Figure 785759DEST_PATH_IMAGE008
                  
Figure 437320DEST_PATH_IMAGE010
                    
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE011
式中：
Figure 279374DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 736901DEST_PATH_IMAGE014
为整流电路IGBT当前时刻的开关信号；
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE015
为整流电路输入端的电感；
Figure 613590DEST_PATH_IMAGE016
为电网电压频率；
步骤2：将直流侧母线电压给定值
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE017
与实际值
Figure 498369DEST_PATH_IMAGE018
比较得到偏差信号
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE019
，偏差信号
Figure 765402DEST_PATH_IMAGE019
经过母线电压PI控制器输出后与直流侧电压实际值相乘计算得有功功率的参考值
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE021
；
步骤3：为实现单位功率因数，设无功功率参考值
Figure 695498DEST_PATH_IMAGE022
；
步骤4：有功功率的参考值
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE023
与实际值
Figure 751179DEST_PATH_IMAGE024
比较得到偏差信号
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE025
，偏差信号
Figure 567825DEST_PATH_IMAGE025
经过有功功率PI控制器输出得到参考电压矢量；无功功率参考值
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE027
与实际值
Figure 156118DEST_PATH_IMAGE028
比较得到偏差信号
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE029
，偏差信号
Figure 382700DEST_PATH_IMAGE029
经过无功功率PI控制器得到参考电压矢量
Figure 624326DEST_PATH_IMAGE030
，根据
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 227345DEST_PATH_IMAGE030
并结合虚拟磁链所在位置
Figure 605237DEST_PATH_IMAGE032
，经过简单的坐标变换可得到参考电压矢量
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE033
、，详细计算如下： 
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE035
步骤5：根据参考电压矢量、
Figure 200670DEST_PATH_IMAGE034
经过空间矢量调制技术得到整流电路IGBT下一时刻的预期开关信号
Figure 433068DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 204715DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 217670DEST_PATH_IMAGE014
，预期开关信号
Figure 100175DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 452659DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 457524DEST_PATH_IMAGE014
用于控制整流电路下一时刻的工作状态；
开关信号使得整流电路按期望的方式工作，实现再生能量高效、无污染回馈到电网;
逆变电路的控制步骤如下： 
步骤1：变频器检测直流侧母线电压
Figure 895459DEST_PATH_IMAGE001
和电机定子电流
Figure 581655DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 850963DEST_PATH_IMAGE038
；
步骤2：根据所测量的、
Figure 951960DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 176268DEST_PATH_IMAGE037
及，通过磁链和转矩观测器计算定子磁链
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE039
、转矩及定子磁链的位置
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE041
，详细计算如下：
    
Figure 87275DEST_PATH_IMAGE044
Figure 331174DEST_PATH_IMAGE046
式中:
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 848743DEST_PATH_IMAGE048
、为逆变电路IGBT当前时刻的开关信号；
Figure 482987DEST_PATH_IMAGE050
为电机定子电阻；
Figure 201210221587X100001DEST_PATH_IMAGE051
为电机极对数；
Figure 111414DEST_PATH_IMAGE052
为电机的相数；
步骤3：定子磁链给定值与实际值
Figure 475400DEST_PATH_IMAGE039
比较得到偏差信号
Figure 101553DEST_PATH_IMAGE054
，偏差信号
Figure 223093DEST_PATH_IMAGE054
经过磁链PI控制器得到参考电压矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE055
；转矩给定值
Figure 655211DEST_PATH_IMAGE056
与实际值
Figure 811386DEST_PATH_IMAGE040
比较得到偏差信号
Figure DEST_PATH_IMAGE057
，偏差信号
Figure 670758DEST_PATH_IMAGE057
经过转矩PI控制器得到参考电压矢量
Figure 279594DEST_PATH_IMAGE058
；
步骤4：根据参考电压矢量
Figure 312140DEST_PATH_IMAGE055
、
Figure 322822DEST_PATH_IMAGE058
及定子磁链所在位置
Figure 290778DEST_PATH_IMAGE041
，经过简单的坐标变换可得到参考电压矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE059
、，详细计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE061
步骤5：参考电压矢量、
Figure 88335DEST_PATH_IMAGE060
经过空间矢量调制技术得到逆变电路IGBT下一时刻的预期开关信号、
Figure 872938DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 388233DEST_PATH_IMAGE049
，预期开关信号
Figure 107927DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 480003DEST_PATH_IMAGE048
、用于控制逆变电路下一时刻的工作状态，开关信号使得逆变电路按期望的方式工作。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103001246A (zh) * 2012-11-12 2013-03-27 华中科技大学 一种基于虚拟磁链的pwm整流型能量回馈装置的控制方法
CN104309488A (zh) * 2014-10-20 2015-01-28 许继电气股份有限公司 一种地铁制动能量消耗的控制方法
CN104716875A (zh) * 2015-03-24 2015-06-17 合肥工业大学 一种减小高性能无刷直流电机转矩脉动的方法
CN105140950A (zh) * 2015-06-04 2015-12-09 厦门理工学院 一种基于电网虚拟磁链定向的电力电子变压器
CN108011553A (zh) * 2017-12-05 2018-05-08 三峡大学 一种基于虚拟磁链的双pwm变频器模型预测直接功率控制方法
CN108880382A (zh) * 2017-05-09 2018-11-23 深圳市道通智能航空技术有限公司 一种电机调速方法和电机调速装置
CN109729756A (zh) * 2016-08-18 2019-05-07 罗伯特·博世有限公司 用于控制同步电机的方法和用于同步电机的控制设备
CN109980950A (zh) * 2019-04-12 2019-07-05 山东华特磁电科技股份有限公司 双pwm变频电源回馈能量处理装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1511168A2 (en) * 2003-08-28 2005-03-02 Vacon Oyj Pulse-width modulation method for a frequency converter
US20050195624A1 (en) * 2004-01-27 2005-09-08 Antti Tarkiainen Method and arrangement in connection with network inverter
CN101771361A (zh) * 2010-02-11 2010-07-07 哈尔滨工业大学 无交流电压传感器并网逆变器的直接功率控制方法
CN101771380A (zh) * 2010-02-11 2010-07-07 哈尔滨工业大学（威海） 直接转矩控制的变频器空间矢量调制方法
CN101931362A (zh) * 2010-05-19 2010-12-29 西安理工大学 一种永磁同步电机的直接转矩控制装置及控制方法
CN102223139A (zh) * 2011-06-16 2011-10-19 东南大学 单电流传感器实现直接转矩控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1511168A2 (en) * 2003-08-28 2005-03-02 Vacon Oyj Pulse-width modulation method for a frequency converter
US20050195624A1 (en) * 2004-01-27 2005-09-08 Antti Tarkiainen Method and arrangement in connection with network inverter
CN101771361A (zh) * 2010-02-11 2010-07-07 哈尔滨工业大学 无交流电压传感器并网逆变器的直接功率控制方法
CN101771380A (zh) * 2010-02-11 2010-07-07 哈尔滨工业大学（威海） 直接转矩控制的变频器空间矢量调制方法
CN101931362A (zh) * 2010-05-19 2010-12-29 西安理工大学 一种永磁同步电机的直接转矩控制装置及控制方法
CN102223139A (zh) * 2011-06-16 2011-10-19 东南大学 单电流传感器实现直接转矩控制方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103001246A (zh) * 2012-11-12 2013-03-27 华中科技大学 一种基于虚拟磁链的pwm整流型能量回馈装置的控制方法
CN104309488A (zh) * 2014-10-20 2015-01-28 许继电气股份有限公司 一种地铁制动能量消耗的控制方法
CN104716875A (zh) * 2015-03-24 2015-06-17 合肥工业大学 一种减小高性能无刷直流电机转矩脉动的方法
CN104716875B (zh) * 2015-03-24 2018-03-23 合肥工业大学 一种减小无刷直流电机转矩脉动的方法
CN105140950A (zh) * 2015-06-04 2015-12-09 厦门理工学院 一种基于电网虚拟磁链定向的电力电子变压器
CN109729756A (zh) * 2016-08-18 2019-05-07 罗伯特·博世有限公司 用于控制同步电机的方法和用于同步电机的控制设备
CN109729756B (zh) * 2016-08-18 2022-09-06 罗伯特·博世有限公司 用于控制同步电机的方法和用于同步电机的控制设备
CN108880382A (zh) * 2017-05-09 2018-11-23 深圳市道通智能航空技术有限公司 一种电机调速方法和电机调速装置
CN108880382B (zh) * 2017-05-09 2020-10-23 深圳市道通智能航空技术有限公司 一种电机调速方法和电机调速装置
CN108011553A (zh) * 2017-12-05 2018-05-08 三峡大学 一种基于虚拟磁链的双pwm变频器模型预测直接功率控制方法
CN109980950A (zh) * 2019-04-12 2019-07-05 山东华特磁电科技股份有限公司 双pwm变频电源回馈能量处理装置及方法

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