RU2522036C2 - Method for control of three-phase voltage inverter with current stabilisation at transfer to overload mode - Google Patents

Method for control of three-phase voltage inverter with current stabilisation at transfer to overload mode Download PDF

Info

Publication number
RU2522036C2
RU2522036C2 RU2012126900/08A RU2012126900A RU2522036C2 RU 2522036 C2 RU2522036 C2 RU 2522036C2 RU 2012126900/08 A RU2012126900/08 A RU 2012126900/08A RU 2012126900 A RU2012126900 A RU 2012126900A RU 2522036 C2 RU2522036 C2 RU 2522036C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
current
signals
overload
signal
Prior art date
Application number
RU2012126900/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012126900A (en
Inventor
Сергей Александрович Харитонов
Дмитрий Владиславович Коробков
Вадим Викторович Машинский
Сергей Николаевич Завертан
Петр Александрович Бачурин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север"
Priority to RU2012126900/08A priority Critical patent/RU2522036C2/en
Publication of RU2012126900A publication Critical patent/RU2012126900A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2522036C2 publication Critical patent/RU2522036C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electric engineering and power electronics. A method for control of a three-phase voltage inverter with current stabilisation at transfer to overload mode consists in generation of two preset signals for two load voltage orthogonal projections, the preset signal of overload current is shaped, the reference bidirectional signal is shaped, control signals are generated in two orthogonal projections against the preset signals and feedback signals, the control signals in two orthogonal projections are converted into three modulating signals in the temporary area, pulses are generated for control of the voltage inverter gates when the modulating voltage exceeds the reference voltage, phase current instantaneous values are measured for the voltage inverter, an amplitude of the generalised vector for phase currents is calculated for the voltage inverter and when it reaches the preset value, the preset overload voltage signal is corrected so that current equal to the overload current preset signal is generated for the load. Thus, in the overload mode load current stabilisation is provided at the level defined by the setting. At that smooth transition is ensured from the normal mode to the current limiting mode and vice a versa, i.e. regulators all the time operate in a linear mode (they are not limited), and only the voltage preset signal changes.
EFFECT: provision of smooth transition from the normal mode to the current limiting mode and back.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии трехфазного переменного тока или систем гарантированного электропитания переменного тока, в которых для снижения массы и габаритов системы генерирования, увеличения рабочего ресурса применяется инвертор напряжения. Первичными источниками с нестабильными параметрами входной энергии в таких системах может служить сеть промышленной частоты, синхронный генератор с переменной скоростью вращения вала или аккумуляторная батарея. Функция обеспечения качественных показателей генерируемой электрической энергии возлагается на инвертор напряжения и выходной силовой низкочастотный фильтр.The invention relates to the field of electrical engineering and power electronics, can be used in the construction of three-phase alternating current electric power generation systems or guaranteed alternating current power supply systems, in which a voltage inverter is used to reduce the mass and dimensions of the generation system, increase the operating life. The primary sources with unstable input energy parameters in such systems can be an industrial frequency network, a synchronous generator with a variable shaft speed or a battery. The function of ensuring quality indicators of the generated electric energy is assigned to the voltage inverter and the output power low-pass filter.

Известен способ управления трехфазным инвертором напряжения [S. Hiti, D. Boroyevich and С.Cuadros, "Small-signal modeling and control of three-phase PWM converters", Conference Record of the IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, 1994, vol.2, pp.1143-1150, 2-6 Oct. 1994], основанный на замкнутой двухконтурной системе управления с подчиненным регулированием во вращающейся ортогональной системе координат. Внешний контур в такой системе следит за напряжением, внутренний - за током. Таким образом, сигнал задания на ток формирует регулятор внешнего контура, следящий за напряжением.A known method of controlling a three-phase voltage inverter [S. Hiti, D. Boroyevich and C. Cuadros, "Small-signal modeling and control of three-phase PWM converters", Conference Record of the IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, 1994, vol. 2, pp. 1143-1150, 2- 6 Oct. 1994], based on a closed bypass control system with subordinate regulation in a rotating orthogonal coordinate system. The external circuit in such a system monitors the voltage, the internal circuit monitors the current. Thus, the current reference signal is generated by the external circuit controller that monitors the voltage.

Однако в указанном способе величина формируемого тока определяется только нагрузкой. В реальной системе необходимо ограничивать величину тока при перегрузке для того, чтобы ключи инвертора не вышли из строя.However, in this method, the magnitude of the generated current is determined only by the load. In a real system, it is necessary to limit the amount of current during overload so that the inverter keys do not fail.

Кроме того, известен динамический способ управления ограничением тока трехфазного инвертора напряжения [Xunwei Yu and Zhenhua Jiang, "Dynamic Current Limiting Control of Voltage Source Inverters", IEEE International Electric Machines and Drives Conference, 2009. IEMDC '09, pp.1664-1668, 3-6 May 2009], являющийся прототипом предлагаемого изобретения, заключающийся в том, что формируют два сигнала задания на две ортогональные проекции напряжения на нагрузке, формируют сигнал уставки на ток перегрузки, формируют опорный двухполярный сигнал, вырабатывают согласно сигналам задания и сигналам обратных связей сигналы управления в двух ортогональных проекциях, преобразуют сигналы управления ортогональных проекций в три моделирующие сигнала во временной области, вырабатывают импульсы управления вентилями инвертора напряжения при превышении моделирующих напряжений над опорным напряжением.In addition, a dynamic method for controlling the current limiting of a three-phase voltage inverter is known [Xunwei Yu and Zhenhua Jiang, "Dynamic Current Limiting Control of Voltage Source Inverters", IEEE International Electric Machines and Drives Conference, 2009. IEMDC '09, pp.1664-1668, 3-6 May 2009], which is the prototype of the invention, which consists of generating two reference signals for two orthogonal projections of the voltage across the load, generating a setpoint signal for the overload current, generating a bipolar reference signal, generating signals according to the reference signals and feedback signals management in two orthogonal projections, the projections of orthogonal transform signals control three simulating signal in the time domain, develop the valve control inverter voltage pulses in excess of simulating the stress over a reference voltage.

В данном способе в момент времени, когда детектируется перегрузка, вводится ограничение на сигнал задания на ток. В качестве ограничения сигнала задания на ток проекции «d» берется значение, которое формировал регулятор контура напряжения проекции «d» до перегрузки. В качестве ограничения сигнала задания на ток проекции «q» берется значение, которое высчитывается по следующей формуле:In this method, at the time when overload is detected, a restriction on the current reference signal is introduced. As a limitation of the reference signal for the projection current “d”, the value taken by the regulator of the voltage circuit of the projection “d” before overload is taken. As a limitation of the reference signal on the projection current “q”, a value is taken, which is calculated by the following formula:

I g . L i m i t = I r m s . L i m i t 2 I d . L i m i t 2 ( 1 )

Figure 00000001
I g . L i m i t = I r m s . L i m i t 2 - I d . L i m i t 2 ( one )
Figure 00000001

где Irms.Limit - это величина уставки действующего значения тока в режиме перегрузки; Id.Limit - ограничение на задание тока проекции «d».where I rms.Limit is the value of the setpoint of the effective current value in overload mode; I d.Limit - restriction on setting the projection current “d”.

В данном способе непрерывно измеряется действующее значение тока, когда оно меньше уставки режима перегрузки Irms.Limit, система управления работает, как первый аналог. При переходе в режим перегрузки вводятся ограничения на сигналы задания тока, и в результате обеспечивается ограничение тока на уровне значения уставки Irms.Limit, при этом напряжение нагрузки уменьшается.In this method, the effective current value is continuously measured, when it is less than the setting of the overload mode I rms.Limit , the control system works as the first analogue. When switching to overload mode, restrictions on the current set signals are introduced, and as a result, the current is limited at the level of the set value I rms.Limit , while the load voltage decreases.

Недостатком данного способа управления является то, что в момент перегрузки скачком изменяется сигнал задания на ток проекции «q», а, если еще меняется cosφ нагрузки, то система управления будет колебаться между нормальным режимом и режимом токоограничения. Переключение между режимами может вывести регуляторы из устойчивого состояния и вызвать генерацию колебаний на выходе системы управления, что приведет к отсутствию стабилизации выходных параметров инвертора.The disadvantage of this control method is that at the time of overload, the projection current signal “q” changes abruptly, and if the load cosφ also changes, the control system will fluctuate between normal mode and current limiting mode. Switching between modes can bring the regulators out of a stable state and cause oscillation generation at the output of the control system, which will lead to a lack of stabilization of the inverter output parameters.

Задача изобретения - обеспечение плавного перехода из нормального режима в режим токоограничения и наоборот.The objective of the invention is to ensure a smooth transition from normal to current limiting mode and vice versa.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе управления инвертором напряжения, заключающемся в том, что двухконтурная система подчиненного регулирования формирует управляющие сигналы во вращающейся ортогональной системе координат для ШИМ-модулятора; при этом сигнал задания напряжения проекции «q» всегда равен нулю, а сигнал задания напряжения проекции «d» равен требуемой амплитуде выходного напряжения, когда ток нагрузки меньше уставки амплитуды тока перегрузки, и корректируется при перегрузке так, чтобы формировать на выходе ток, заданный у ставкой.The problem is achieved in that in the known method of controlling the voltage inverter, which consists in the fact that the dual-circuit slave control system generates control signals in a rotating orthogonal coordinate system for a PWM modulator; the projection voltage setting signal “q” is always zero, and the projection voltage setting signal “d” is equal to the required amplitude of the output voltage when the load current is less than the setting of the amplitude of the overload current, and is adjusted during overload so as to form the output current specified at bid.

На фиг.1 представлена структурная схема, реализующая предлагаемый способ управления инвертором напряжения. Она условно может быть разделена на силовую схему (блок 18) и систему управления (блок 19). Силовая схема содержит инвертор напряжения (блок 20), три выхода стоек которого соединены с входами низкочастотного фильтра (блок 21), а выходы последних через датчики тока (блоки 23, 24, 25) соединены с входами нагрузки (блок 22). Выходы низкочастотного фильтра и информационные сигналы датчиков тока (блоки 23, 24, 25) соединены с входами системы управления (блок 19). Система управления включает в себя блок системы регулирования (блок 26), входы и выходы которого соединены с блоками преобразователей координат (блоки 27, 28, 29), три выхода блока преобразователя координат (блок 27) соединены с входами схем сравнения (блоки 31, 32, 33), к другим входам которых подключен выход генератора опорного двухполярного пилообразного напряжения (блок 30). Выходы схем сравнения соединены с входами первой группы драйверов непосредственно (блоки 38, 40, 42) и через логические элементы «не» (блоки 34, 35, 36) с входами второй группы драйверов (блоки 37, 39, 41). Выходы первой группы драйверов (блоки 38, 40, 42) соединены с затворами верхних транзисторов стоек инвертора напряжения (блок 20), а выходы второй группы драйверов (блоки 37, 39, 41) соединены с затворами нижних транзисторов стоек инвертора напряжения (блок 20). На фиг.2 представлена структурная схема системы регулирования. Она может быть разделена на две части. Одна часть формирует управляющий сигнал проекции «q» для ШИМ-модулятора (блоки 2, 8, 10, 12, 14), другая часть формирует управляющий сигнал проекции «d» (остальные блоки). Схема состоит из регулятора контура тока (блоки 13, 14), регулятора контура напряжения (блоки 11, 12), схем вычитания (блоки 7-10), формирующих сигналы ошибок между сигналами задания и сигналами обратных связей; источника напряжения (блок 2), формирующего сигнал задания напряжения проекции «q»; источника напряжения (блок 1), формирующего сигнал задания напряжения проекции «d» в случае отсутствия перегрузки; источника напряжения (блок 3), формирующего сигнал уставки тока перегрузки; блока 4, выполняющего функцию алгебраического деления; блока 5, выполняющего функцию алгебраического умножения; блока 6, выполняющего функцию переключения сигнала задания напряжения проекции «d»; блоков 15 и 16, вычисляющих корень из суммы квадратов двух величин; устройства сравнения (блок 17), вырабатывающего сигнал логической «1», когда величина амплитуды обобщенного вектора тока нагрузки превышает уставку амплитуды тока перегрузки, и вырабатывающего сигнал логического «0» в противном случае.Figure 1 presents a structural diagram that implements the proposed method of controlling a voltage inverter. It can be conditionally divided into a power circuit (block 18) and a control system (block 19). The power circuit contains a voltage inverter (block 20), the three outputs of the racks of which are connected to the inputs of the low-pass filter (block 21), and the outputs of the latter through current sensors (blocks 23, 24, 25) are connected to the load inputs (block 22). The outputs of the low-pass filter and information signals of current sensors (blocks 23, 24, 25) are connected to the inputs of the control system (block 19). The control system includes a control system block (block 26), the inputs and outputs of which are connected to coordinate transformer blocks (blocks 27, 28, 29), the three outputs of the coordinate transformer block (block 27) are connected to the inputs of the comparison circuits (blocks 31, 32 , 33), to the other inputs of which the output of the generator of the supporting bipolar sawtooth voltage is connected (block 30). The outputs of the comparison circuits are connected directly to the inputs of the first group of drivers (blocks 38, 40, 42) and through the logical elements “not” (blocks 34, 35, 36) to the inputs of the second group of drivers (blocks 37, 39, 41). The outputs of the first group of drivers (blocks 38, 40, 42) are connected to the gates of the upper transistors of the voltage inverter racks (block 20), and the outputs of the second group of drivers (blocks 37, 39, 41) are connected to the gates of the lower transistors of the voltage inverter racks (block 20) . Figure 2 presents the structural diagram of the regulation system. It can be divided into two parts. One part generates a projection control signal "q" for the PWM modulator (blocks 2, 8, 10, 12, 14), the other part generates a projection control signal "d" (other blocks). The circuit consists of a current loop controller (blocks 13, 14), a voltage loop controller (blocks 11, 12), subtraction circuits (blocks 7-10), generating error signals between the reference signals and feedback signals; a voltage source (block 2), forming a signal for setting the projection voltage “q”; a voltage source (block 1), forming a signal for setting the projection voltage “d” in the absence of overload; a voltage source (block 3) generating a signal for setting the overload current; block 4, performing the function of algebraic division; block 5, performing the function of algebraic multiplication; block 6, performing the function of switching the signal for setting the projection voltage “d”; blocks 15 and 16, calculating the root of the sum of the squares of two quantities; a comparison device (block 17) generating a logical “1” signal when the magnitude of the amplitude of the generalized load current vector exceeds the setting of the amplitude of the overload current, and generating a logical “0” signal otherwise.

Блоки схемы выполняют следующие функции. Блок 26 выполняет функцию регулирования выходных параметров инвертора напряжения, блок 16 производит измерение амплитуды обобщенного вектора тока нагрузки IL.max.fdb по следующей формуле:Blocks of the circuit perform the following functions. Block 26 performs the function of regulating the output parameters of the voltage inverter, block 16 measures the amplitude of the generalized load current vector I L.max.fdb according to the following formula:

I L . max . f d b = I L . d . f d b 2 + I L . q . f d b 2 ( 2 )

Figure 00000002
I L . max . f d b = I L . d . f d b 2 + I L . q . f d b 2 ( 2 )
Figure 00000002

где IL.d.fdb - проекция «d» обобщенного вектора тока нагрузки; IL.q.fdb b - проекция «q» обобщенного вектора тока нагрузки.where I Ldfdb is the projection "d" of the generalized load current vector; I Lqfdb b - projection "q" of the generalized load current vector.

Проекция «d» IL.d.fdb и проекция «q» IL.d.fdb обобщенного вектора тока нагрузки с помощью блока преобразования координат abc/dq (блок 29) получаются из фазных токов по следующим формулам:The projection “d” I Ldfdb and the projection “q” I Ldfdb of the generalized load current vector using the abc / dq coordinate transformation unit (block 29) are obtained from phase currents using the following formulas:

I L . d . f d b = 2 3 ( I L A cos ( ω t ) + I L B cos ( ω t 2 π 3 ) + I L C cos ( ω t + 2 π 3 ) ) ( 3 )

Figure 00000003
I L . d . f d b = 2 3 ( I L A cos ( ω t ) + I L B cos ( ω t - 2 π 3 ) + I L C cos ( ω t + 2 π 3 ) ) ( 3 )
Figure 00000003

I L . q . f d b = 2 3 ( I L A sin ( ω t ) + I L B sin ( ω t 2 π 3 ) + I L C sin ( ω t + 2 π 3 ) ) ( 4 )

Figure 00000004
I L . q . f d b = 2 3 ( I L A sin ( ω t ) + I L B sin ( ω t - 2 π 3 ) + I L C sin ( ω t + 2 π 3 ) ) ( four )
Figure 00000004

где ILA, ILB, ILC - это фазные значения токов нагрузки; ω - циклическая частота выходного напряжения; t - время.where I LA , I LB , I LC are the phase values of the load currents; ω is the cyclic frequency of the output voltage; t is time.

Аналогично блок 15 производит измерение амплитуды обобщенного вектора напряжения нагрузки UL.max.fdb по следующей формуле:Similarly, block 15 measures the amplitude of the generalized load voltage vector U L.max.fdb according to the following formula:

U L . max . f d b = U L . d . f d b 2 + U L . q . f d b 2 ( 5 )

Figure 00000005
U L . max . f d b = U L . d . f d b 2 + U L . q . f d b 2 ( 5 )
Figure 00000005

где UL.d.fdb - проекция «d» обобщенного вектора напряжения нагрузки; UL.q.fdb - проекция «q» обобщенного вектора напряжения нагрузки.where U Ldfdb is the projection "d" of the generalized load voltage vector; U Lqfdb is the projection "q" of the generalized load voltage vector.

Проекция «d» UL.d.fdb и проекция «q» UL.q.fdb обобщенного вектора напряжения нагрузки с помощью блока преобразования координат abc/dq (блок 28) получаются из фазных напряжений по следующим формулам:The projection “d” U Ldfdb and the projection “q” U Lqfdb of the generalized load voltage vector using the coordinate transformation unit abc / dq (block 28) are obtained from phase voltages using the following formulas:

U L . d . f d b = 2 3 ( I L A cos ( ω t ) + U L B cos ( ω t 2 π 3 ) + U L C cos ( ω t + 2 π 3 ) ) ( 6 )

Figure 00000006
U L . d . f d b = 2 3 ( I L A cos ( ω t ) + U L B cos ( ω t - 2 π 3 ) + U L C cos ( ω t + 2 π 3 ) ) ( 6 )
Figure 00000006

U L . q . f d b = 2 3 ( U L A sin ( ω t ) + U L B sin ( ω t 2 π 3 ) + U L C sin ( ω t + 2 π 3 ) ) ( 7 )

Figure 00000007
U L . q . f d b = 2 3 ( U L A sin ( ω t ) + U L B sin ( ω t - 2 π 3 ) + U L C sin ( ω t + 2 π 3 ) ) ( 7 )
Figure 00000007

где ULA, ULB, ULC - это фазные значения напряжений нагрузки; ω - циклическая частота выходного напряжения; t - время.where U LA , U LB , U LC are the phase values of the load voltages; ω is the cyclic frequency of the output voltage; t is time.

Логические элементы «не» (блоки 34, 35, 36) представляют собой обычные импульсные (цифровые) инверторы уровня сигнала. Блоки 37, 38, 39, 40, 41, 42 - драйверы, усиливают сигнал по мощности, осуществляют гальваническую развязку между электрическими цепями системы управления и силовой схемой инвертора напряжения (блок 20). Инвертор напряжения может быть выполнен на любых управляемых вентилях, в качестве примера изобретения изображен инвертор напряжения на IGBT транзисторах VT1, VT2, VT3, VT4, VT5 и VT6. Блоки 23, 24 и 25 представляют собой датчики тока, сигналы с их выхода, пропорциональны токам нагрузки инвертора, и подаются на вход блока 29, который вырабатывает напряжение пропорциональное амплитуде обобщенного вектора трех токов инвертора. Схема нагрузки может быть выполнена как с нулевым проводом, так и без него.The “not” logic elements (blocks 34, 35, 36) are ordinary pulse (digital) signal level inverters. Blocks 37, 38, 39, 40, 41, 42 are drivers, amplify the signal by power, perform galvanic isolation between the electrical circuits of the control system and the power circuit of the voltage inverter (block 20). The voltage inverter can be performed on any controlled valves, as an example of the invention, a voltage inverter is shown on IGBT transistors VT1, VT2, VT3, VT4, VT5 and VT6. Blocks 23, 24 and 25 are current sensors, the signals from their output are proportional to the load currents of the inverter, and are fed to the input of block 29, which generates a voltage proportional to the amplitude of the generalized vector of three inverter currents. The load circuit can be performed with or without a neutral wire.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: с помощью блока 16 производится измерение амплитуды обобщенного вектора тока нагрузки IL.max.fdb, если эта величина меньше уставки, задаваемой блоком 3, то блок 17 выдаст сигнал логического «0» и переключатель 6 будет находиться в состоянии «0». В этом случае сигнал задания на контур напряжения проекции «d» будет задаваться блоком 1, и вся система будет работать, как первый аналог.The proposed method is as follows: using block 16, the amplitude of the generalized load current vector I L.max.fdb is measured , if this value is less than the setpoint set by block 3, then block 17 will give a logical “0” signal and switch 6 will be in state "0". In this case, the reference signal to the projection voltage circuit “d” will be set by block 1, and the whole system will work as the first analogue.

Если величина амплитуды обобщенного вектора тока нагрузки IL.max.fdb больше уставки, задаваемой блоком 3, то блок 17 выдаст сигнал логической «1» и переключатель 6 будет находиться в состоянии «1». С помощью блоков 4, 15 и 16 вычисляется модуль сопротивления нагрузки согласно закону Ома:If the magnitude of the amplitude of the generalized vector of the load current I L.max.fdb is greater than the setting specified by block 3, then block 17 will give a logical signal “1” and switch 6 will be in state “1”. Using blocks 4, 15 and 16, the load resistance module is calculated according to Ohm's law:

| Z L | = U L . max . f d b I L . max . f d b ( 8 )

Figure 00000008
| | | Z L | | | = U L . max . f d b I L . max . f d b ( 8 )
Figure 00000008

Далее с помощью блоков 3 и 5 формируется такой сигнал задания на контур напряжения проекции «d», чтобы сформировать ток нагрузки, заданный уставкой (блоком 3). Сигнал задания на контур напряжения проекции «d» определяется по закону Ома:Then, using blocks 3 and 5, such a reference signal is generated on the projection voltage circuit “d” to form the load current specified by the set point (block 3). The reference signal to the projection voltage circuit "d" is determined by Ohm's law:

U L . d . r e f = I L . max . r e f | Z L | ( 9 )

Figure 00000009
U L . d . r e f = I L . max . r e f | | | Z L | | | ( 9 )
Figure 00000009

Таким образом, в режиме перегрузки обеспечивается стабилизация тока нагрузки на уровне, определяемом уставкой (блоком 3).Thus, in the overload mode, the load current is stabilized at the level determined by the set point (block 3).

На выходе блоков 7 и 8 формируются сигналы, равные разнице между сигналом задания и сигналом обратной связи напряжения нагрузки. Эти сигналы поступают на регуляторы напряжения (блоки 11 и 12), которые формируют такой сигнал задания на ток соответствующей проекции, чтобы разностный сигнал на выходе блоков 7 и 8 был равен нулю, т.е. чтобы напряжение нагрузки равнялось сигналу задания на напряжение.At the output of blocks 7 and 8, signals are formed equal to the difference between the reference signal and the feedback signal of the load voltage. These signals are supplied to voltage regulators (blocks 11 and 12), which form such a reference signal for the current of the corresponding projection so that the difference signal at the output of blocks 7 and 8 is zero, i.e. so that the load voltage is equal to the voltage reference signal.

Далее на выходе блоков 9 и 10 формируются сигналы, равные разнице между сигналом задания и сигналом обратной связи тока нагрузки. Эти сигналы поступают на регуляторы тока (блоки 13 и 14), которые формируют такой сигнал управления соответствующей проекции, чтобы разностный сигнал на выходе блоков 9 и 10 был равен нулю, т.е. чтобы ток нагрузки равнялся сигналу задания на ток. Сигналы управления поступают на вход блока преобразования координат dq/abc (блок 27), формирующего три моделирующих сигнала согласно следующим формулам:Further, at the output of blocks 9 and 10, signals are formed equal to the difference between the reference signal and the feedback signal of the load current. These signals are fed to current controllers (blocks 13 and 14), which form such a control signal of the corresponding projection so that the difference signal at the output of blocks 9 and 10 is zero, i.e. so that the load current is equal to the current reference signal. The control signals are input to the coordinate transformation block dq / abc (block 27), which generates three modeling signals according to the following formulas:

U A . r e f = U d . r e f cos ( ω t ) + U q . r e f sin ( ω t ) ( 10 )

Figure 00000010
U A . r e f = U d . r e f cos ( ω t ) + U q . r e f sin ( ω t ) ( 10 )
Figure 00000010

U A . r e f = U d . r e f cos ( ω t 2 π 3 ) + U q . r e f sin ( ω t 2 π 3 ) ( 11 )

Figure 00000011
U A . r e f = U d . r e f cos ( ω t - 2 π 3 ) + U q . r e f sin ( ω t - 2 π 3 ) ( eleven )
Figure 00000011

U A . r e f = U d . r e f cos ( ω t + 2 π 3 ) + U q . r e f sin ( ω t + 2 π 3 ) ( 12 )

Figure 00000012
U A . r e f = U d . r e f cos ( ω t + 2 π 3 ) + U q . r e f sin ( ω t + 2 π 3 ) ( 12 )
Figure 00000012

Три моделирующих сигнала и опорный сигнал (с выхода блока 30) поступают на компараторы (блоки 31, 32 и 33), вырабатывающие импульсы при превышении моделирующих напряжений над опорным напряжением. Эти импульсы поступают на логические элементы «не» (блоки 34, 35, 36) и драйверы (блоки 38, 40, 42) верхних транзисторов (VT1, VT3, VT5) инвертора напряжения (блок 20). Напряжения с выходов логических элементов «не» подаются на драйверы (блоки 37, 39, 41) нижних транзисторов (VT2, VT4, VT6) инвертора напряжения (блок 20). Выходные напряжения инвертора снимаются со средних точек стоек А, В, С и подаются на вход силового низкочастотного фильтра (блок 21). Низкочастотный фильтр подавляет высокочастотные гармоники, практически синусоидальное трехфазное напряжение с частотой подается на нагрузку (блок 22).Three modeling signals and a reference signal (from the output of block 30) are supplied to comparators (blocks 31, 32, and 33), which generate pulses when the modeling voltages exceed the reference voltage. These pulses are fed to the logical elements “not” (blocks 34, 35, 36) and the drivers (blocks 38, 40, 42) of the upper transistors (VT1, VT3, VT5) of the voltage inverter (block 20). The voltages from the outputs of the logic elements are not applied to the drivers (blocks 37, 39, 41) of the lower transistors (VT2, VT4, VT6) of the voltage inverter (block 20). The output voltage of the inverter is removed from the midpoints of the racks A, B, C and fed to the input of the power low-pass filter (block 21). A low-pass filter suppresses high-frequency harmonics, an almost sinusoidal three-phase voltage with a frequency applied to the load (block 22).

Таким образом, с помощью данного способа управления реализуется внешняя характеристика, показанная на фиг.3. При этом обеспечивается плавный переход из нормального режима в режим токоограничения и наоборот, т.к. регуляторы все время работают в линейном режиме (не ограничиваются), и меняется только сигнал задания на напряжение.Thus, using this control method, the external characteristic shown in FIG. 3 is realized. This ensures a smooth transition from the normal mode to the current limiting mode and vice versa, because regulators work in linear mode all the time (not limited to), and only the voltage reference signal changes.

Claims (1)

Способ управления трехфазным инвертором напряжения со стабилизацией тока при переходе в режимах перегрузки, заключающийся в том, что формируют два сигнала задания на две ортогональные проекции напряжения на нагрузке, формируют сигнал уставки на ток перегрузки, формируют опорный двухполярный сигнал, вырабатывают согласно сигналам задания и сигналам обратных связей сигналы управления в двух ортогональных проекциях, преобразуют сигналы управления ортогональных проекций в три моделирующие сигнала во временной области, вырабатывают импульсы управления вентилями инвертора напряжения при превышении моделирующих напряжений над опорным напряжением, отличающийся тем, что измеряют мгновенные значения фазных токов инвертора напряжения, вычисляют амплитудное значение обобщенного вектора фазных токов инвертора напряжения и при достижении им заданной величины корректируют сигнал задания на напряжение так, чтобы формировать в нагрузке ток, равный сигналу уставки на ток перегрузки. A method of controlling a three-phase voltage inverter with current stabilization during transition in overload conditions, which consists in generating two reference signals to two orthogonal projections of the voltage on the load, generating a setpoint signal for the overload current, generating a bipolar reference signal, and generating it according to the reference signals and reverse signals communications control signals in two orthogonal projections, convert control signals of orthogonal projections into three modeling signals in the time domain, generate imp The control signals of the voltage inverter valves when the modeling voltage exceeds the reference voltage, characterized in that the instantaneous values of the phase currents of the voltage inverter are measured, the amplitude value of the generalized vector of the phase currents of the voltage inverter is calculated, and when it reaches the specified value, the voltage reference signal is adjusted so that load current equal to the setpoint signal for overload current.
RU2012126900/08A 2012-06-27 2012-06-27 Method for control of three-phase voltage inverter with current stabilisation at transfer to overload mode RU2522036C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012126900/08A RU2522036C2 (en) 2012-06-27 2012-06-27 Method for control of three-phase voltage inverter with current stabilisation at transfer to overload mode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012126900/08A RU2522036C2 (en) 2012-06-27 2012-06-27 Method for control of three-phase voltage inverter with current stabilisation at transfer to overload mode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012126900A RU2012126900A (en) 2014-01-10
RU2522036C2 true RU2522036C2 (en) 2014-07-10

Family

ID=49884012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012126900/08A RU2522036C2 (en) 2012-06-27 2012-06-27 Method for control of three-phase voltage inverter with current stabilisation at transfer to overload mode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2522036C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697262C1 (en) * 2018-05-29 2019-08-13 Общество с ограниченной ответственностью "Системы Постоянного Тока" Control method of voltage inverter in uninterrupted power supply systems and systems of electric energy accumulation at sharply alternating load
RU2732283C1 (en) * 2019-03-22 2020-09-15 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Frequency converter with controlled voltage rectifier
RU2733999C1 (en) * 2020-02-11 2020-10-09 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Voltage inverter control method in electric energy accumulation systems with sharply alternating load

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138112C1 (en) * 1996-01-29 1999-09-20 Климаш Владимир Степанович Three-phase voltage regulator with single- phase high-frequency section
EP2114002A1 (en) * 2007-02-22 2009-11-04 Mitsubishi Electric Corporation 3-phase power conversion device
RU2412459C1 (en) * 2009-05-26 2011-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Device for providing parallel operation of inverters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138112C1 (en) * 1996-01-29 1999-09-20 Климаш Владимир Степанович Three-phase voltage regulator with single- phase high-frequency section
EP2114002A1 (en) * 2007-02-22 2009-11-04 Mitsubishi Electric Corporation 3-phase power conversion device
RU2412459C1 (en) * 2009-05-26 2011-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Device for providing parallel operation of inverters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hiti S., "Small-signal modeling and control of three-phase PMW converters", Conference Record of the IEEE Industry Applications Spciety Annual Meeting, 1994. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697262C1 (en) * 2018-05-29 2019-08-13 Общество с ограниченной ответственностью "Системы Постоянного Тока" Control method of voltage inverter in uninterrupted power supply systems and systems of electric energy accumulation at sharply alternating load
RU2732283C1 (en) * 2019-03-22 2020-09-15 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Frequency converter with controlled voltage rectifier
RU2733999C1 (en) * 2020-02-11 2020-10-09 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Voltage inverter control method in electric energy accumulation systems with sharply alternating load

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012126900A (en) 2014-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Impedance circuit model of grid-forming inverter: Visualizing control algorithms as circuit elements
CN107005194B (en) Multi-winding motor drive dynamic control device
CN109792219B (en) Three-phase converter and control method thereof
Li et al. A novel DC voltage detection technique in the CHB inverter-based STATCOM
EP2811641A1 (en) Controlling the operation of an converter having a plurality of semiconductor switches for converting high power electric signals from DC to AC or from AC to DC
CN103326611A (en) Controlling method for predicting direct power of three-phase voltage source type PWM converter
CN108683367A (en) A kind of more direct current generator forward direction series control system and methods
US10924029B2 (en) Circulating current control in a modular multilevel voltage source converter
RU2522036C2 (en) Method for control of three-phase voltage inverter with current stabilisation at transfer to overload mode
Tan et al. Analysis of Tan-Sun coordinate transformation system for three-phase unbalanced power system
CN108880308B (en) Direct-current bus balancing method and system of three-level inverter
RU2697262C1 (en) Control method of voltage inverter in uninterrupted power supply systems and systems of electric energy accumulation at sharply alternating load
Coteli et al. Phase angle control of three level inverter based D-STATCOM using neuro-fuzzy controller
Kaszewski et al. State-space current control for four-leg grid-connected PWM rectifiers with active power filtering function
KR101904310B1 (en) Uninterruptible power supply for unbalanced load
CN109378847B (en) Micro-grid energy storage PCS control system and method
RU2381609C1 (en) Method to control static stabilised dc voltage sources operating in parallel into common load
RU2512886C1 (en) Device to compensate high harmonics and correct grid power ratio
RU2444833C1 (en) Vector method for control of three-phase static converter with asymmetric load
KR20170110985A (en) System and Method for Controlling Grid Connected Inverter Using Disturbance Observer
RU2677628C1 (en) Three-phase reactive power compensator
RU2733999C1 (en) Voltage inverter control method in electric energy accumulation systems with sharply alternating load
Zulkifi et al. Development of Single Phase Back to Back Converter with Closed Loop Voltage Feedback Controlled by Arduino Microcontroller
Galarza Stationary frame control of three-leg and four-leg voltage source inverters in power system applications: Modelling and simulations
Mariun et al. Design of the pole placement controller for D-STATCOM in mitigating three phase fault