RU2667477C1 - Device for controlling synchronization of power converter - Google Patents
Device for controlling synchronization of power converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667477C1 RU2667477C1 RU2017133495A RU2017133495A RU2667477C1 RU 2667477 C1 RU2667477 C1 RU 2667477C1 RU 2017133495 A RU2017133495 A RU 2017133495A RU 2017133495 A RU2017133495 A RU 2017133495A RU 2667477 C1 RU2667477 C1 RU 2667477C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- along
- current
- command
- phase
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/42—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual single-phase induction motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/46—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/34—Arrangements for starting
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
[0001] Настоящее изобретение относится к технике управления, предназначенной для приведения в действие электродвигателя (в дальнейшем именуемого двигателем) от коммерческого источника питания в рамках способа управления, в котором запускают двигатель с использованием преобразователя мощности, синхронизируют преобразователь мощности и коммерческий источник питания и переключают режим управления двигателя с привода от преобразователя мощности к приводу от коммерческого источника питания.[0001] The present invention relates to a control technique for driving an electric motor (hereinafter referred to as a motor) from a commercial power source as part of a control method in which the engine is started using a power converter, the power converter and the commercial power source are synchronized, and the mode is switched engine control from the drive from the power converter to the drive from a commercial power source.
Уровень техникиState of the art
[0002] В системе для привода двигателя от коммерческого источника питания или магистральной сети, операция пуска облегчается в режиме пуска с непосредственным подключением к линии (пуск при полном напряжении). В этом случае, однако, пусковой вращающий момент достигает 200%~300% от оценочного или номинального вращающего момента, и пусковой ток достигает 600%~800% от номинального тока двигателя. Поэтому операция пуска в этом режиме требует большой мощности коммерческого источника питания, достаточной для необходимого пускового тока.[0002] In a system for driving an engine from a commercial power source or mains, the start operation is facilitated in a start mode with direct connection to the line (start at full voltage). In this case, however, the starting torque reaches 200% ~ 300% of the estimated or rated torque, and the starting current reaches 600% ~ 800% of the rated motor current. Therefore, the start operation in this mode requires high power commercial commercial power sufficient for the required starting current.
[0003] Для уменьшения мощности коммерческого источника питания имеется режим пуска двигателя с использованием преобразователя мощности (ниже называемого инвертором INV), содержащего секцию прямого преобразования для преобразования переменного тока (ас) в постоянный (dc) и секцию обратного преобразования для преобразования постоянного тока в переменный и синхронизации выхода инвертора INV с коммерческим источником питания.[0003] To reduce the power of a commercial power supply, there is a motor start mode using a power converter (hereinafter referred to as INV inverter) comprising a direct conversion section for converting AC (AC) to DC (dc) and an inverse conversion section for converting DC to AC and synchronizing the INV inverter output with a commercial power supply.
[0004] Инвертор INV выполняет функцию управления выходным напряжением или выходным током. Соответственно, способ с использованием инвертора INV может уменьшить пусковой ток до нижнего значения, которое ниже, чем уровень тока при способе запуска с непосредственным подключением к линии, и следовательно уменьшает необходимую мощность коммерческого источника питания.[0004] The INV inverter performs the function of controlling the output voltage or output current. Accordingly, a method using an INV inverter can reduce the starting current to a lower value that is lower than the current level of the starting method with a direct connection to the line, and therefore reduces the required power of a commercial power source.
[0005] При операции запуска двигателя с использованием инвертора INV система синхронизирует выходную частоту и выходное напряжение инвертора INV с выходной частотой и выходным напряжением коммерческого источника питания и переключает работу двигателя с привода от инвертора, или привода с использованием инвертора INV, на привод от коммерческого источника питания, или привод с использованием коммерческого источника питания. Эта операция поясняется на фиг. 1, где схематично показано устройство для управления синхронизацией преобразователя мощности.[0005] In a motor start operation using an INV inverter, the system synchronizes the output frequency and output voltage of the INV inverter with the output frequency and output voltage of a commercial power source and switches the motor operation from a drive from an inverter, or a drive using an INV inverter, to a drive from a commercial source power, or drive using a commercial power source. This operation is illustrated in FIG. 1, which schematically shows a device for controlling the synchronization of a power converter.
[0006] Во время пуска двигателя система управляет инвертором INV, выключая переключатель S1 "включен/выключен" (разомкнутое/замкнутое состояние) коммерческого источника 1 питания и включая переключатель 2 "включен/выключен" инвертора INV, и таким образом подавая электричество из инвертора INV в двигатель М. При подаче мощности из инвертора INV двигатель М увеличивает свою угловую скорость.[0006] During engine start-up, the system controls the INV inverter by turning off the on / off switch S1 (open / closed state) of the
[0007] Затем, после того, как угловая скорость двигателя М достигнет заранее заданного значения, система подает мощность из коммерческого источника 1 питания в двигатель М, включая переключатель "включен/выключен" S1 коммерческого источника 1 питания и выключая переключатель "включен/выключен" S2 инвертора INV.[0007] Then, after the angular speed of the motor M reaches a predetermined value, the system supplies power from the
[0008] Когда во время переключения от привода инвертора INV к приводу коммерческого источника 1 питания выход коммерческого источника 1 питания и выход инвертора INV не синхронизированы, возникает возможность перегрузки по току и напряжению и остановки инвертора 1 с выходом из строя средств переключения. Поэтому необходимо точно синхронизировать выходное напряжение коммерческого источника 1 питания и выхода инвертора INV.[0008] When the output of the
[0009] В документах 1 и 2 раскрыт способ переключения, кратко поясняемый ниже. Этот способ переключения включает операцию регулировки фазы после того, как частота выходного напряжения инвертора INV синхронизирована с частотой выходного напряжения коммерческого источника 1 питания, и операцию переключения режима привода на привод от коммерческого источника 1 питания путем наложения выходного напряжения инвертора INV и выходного напряжения коммерческого источника 1 питания, когда после регулировки фазы принято решение, что выходное напряжение инвертора INV синхронизировано с выходным напряжением коммерческого источника 1 питания.[0009]
[0010] На фиг. 16 показана ситуация, в которой, на стадии совпадения, или согласования, по частоте вектор выходного напряжения (фаза) инвертора INV опережает вектор выходного напряжения коммерческого источника 1 питания. Частоту можно варьировать для регулировки фазы различными способами. В любом случае для регулировки фазы необходимо некоторое время.[0010] FIG. 16 shows a situation in which, at the stage of matching or matching, the frequency of the output voltage vector (phase) of the inverter INV is ahead of the output voltage vector of the
[0011] Однако при переключении, которое выполняется в состоянии синхронизации по фазе во время периода перекрытия выходного напряжения инвертора INV и выходного напряжения коммерческого источника 1 питания, если имеется девиация от фактической фазы вследствие погрешности управления, фазовый сдвиг между фазой выходного напряжения инвертора INV и фазой выходного напряжения коммерческого источника 1 питания стремится превысить допустимый диапазон и вызвать перекрестный ток, о котором будет сказано ниже. Следовательно, могут иметь место избыточный ток и избыточное напряжение, что может привести к отказу и остановке преобразователя INV.[0011] However, when switching that is performed in the phase-locked state during the period of overlapping the output voltage of the INV inverter and the output voltage of the
[0012] В патентном документе 1 предложено устройство для решения этой проблемы. Однако это устройство из патентного документа 1 недостаточно эффективно для предотвращения избыточного тока, потому что управление током в инверторе INV не производится непосредственно во время операции переключения.[0012]
[0013] Поэтому задачей устройства для управления синхронизацией является выполнение более точного управления током и обеспечение стабильных рабочих характеристик при переключении с привода от преобразователя мощности к приводу от коммерческого источника питания.[0013] Therefore, the object of the synchronization control device is to perform more accurate current control and provide stable performance when switching from a drive from a power converter to a drive from a commercial power source.
Документы, относящиеся к известному уровню техникиRelated Documents
Патентные документыPatent documents
[0014][0014]
Патентный Документ 1: JP 2006-149136 АPatent Document 1: JP 2006-149136 A
Патентный Документ 2: JP 2007-228738 АPatent Document 2: JP 2007-228738 A
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
[0015] Согласно одному аспекту настоящего изобретения, разработанного с учетом вышеуказанных проблем, присущих известным техническим решениям, устройство управления синхронизацией преобразователя мощности для подачи электричества из коммерческого источника питания в двигатель содержит: первый переключатель "включен/выключен", установленный между коммерческим источником питания и двигателем; последовательную цепь, которая включена параллельно первому переключателю "включен/выключен" и которая содержит преобразователь мощности, реактор переменного тока и второй переключатель "включен/выключен"; секцию управления синхронизацией, предназначенную для управления преобразователем мощности от момента пуска двигателя до тех пор, пока выходное напряжение коммерческого источника питания и выходное напряжение преобразователя мощности не будут синхронизированы друг с другом; и секцию управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания, предназначенную для управления преобразователем мощности после установления синхронизации между выходным напряжением коммерческого источника питания и выходным напряжением преобразователя мощности; при этом устройство управления синхронизацией преобразователя мощности выполнено с возможностью переключения управления от первого управления преобразователем мощности с помощью секции управления синхронизацией ко второму управлению преобразователем мощности с помощью секции управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания; при этом секция управления синхронизацией управляет работой преобразователя мощности в режиме управления V/f путем установки первого переключателя "включен/выключен" в разомкнутое состояние, а второго переключателя "включен/выключен" в замкнутое состояние; при этом секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания управляет работой преобразователя мощности в режиме управления V/f путем установки первого переключателя "включен/выключен" в разомкнутое состояние, а второго переключателя "включен/выключен" в замкнутое состояние сразу после переключения от первого управления с помощью секции управления синхронизацией преобразователя мощности, чтобы затем изменить управление преобразователем мощности на управление током на основе измеренного тока на выходе преобразователя мощности, а затем подавать электроэнергию в двигатель как из преобразователя мощности, так и из коммерческого источника питания путем установки первого переключателя "включен/выключен" в замкнутое состояние, а затем обеспечить подачу электроэнергии из коммерческого источника питания в двигатель путем установки второго переключателя "включен/выключен" в разомкнутое состояние.[0015] According to one aspect of the present invention, developed in view of the above problems inherent in known technical solutions, the synchronization control device of a power converter for supplying electricity from a commercial power source to an engine comprises: a first on / off switch installed between the commercial power source and engine; a serial circuit that is connected in parallel with the first on / off switch and which includes a power converter, an AC reactor, and a second on / off switch; a synchronization control section for controlling the power converter from the moment the engine is started until the output voltage of the commercial power source and the output voltage of the power converter are synchronized with each other; and a control section based on the synchronous current of the commercial power source for controlling the power converter after establishing synchronization between the output voltage of the commercial power source and the output voltage of the power converter; wherein the power converter synchronization control device is configured to switch control from the first power converter control using the synchronization control section to the second power converter control using the control section based on the synchronous current of the commercial power source; wherein the synchronization control section controls the operation of the power converter in the V / f control mode by setting the first on / off switch to the open state and the second on / off switch to the closed state; the control section based on the synchronous current of the commercial power source controls the operation of the power converter in the V / f control mode by setting the first on / off switch to the open state and the second on / off switch to the closed state immediately after switching from the first control using the power converter synchronization control section to then change the control of the power converter to current control based on the measured current at the output of the power converter power indicator, and then supply electricity to the engine from both the power converter and the commercial power source by setting the first on / off switch to the closed state, and then provide power from the commercial power source to the engine by setting the second on switch on / off "to open state.
[0016] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания содержит: секцию преобразования трех фаз в две фазы, предназначенную для преобразования трехфазных измеренных токов, которые представляют собой измеренные значения трехфазных выходных токов преобразователя мощности, в измеренный ток вдоль оси d и измеренный ток вдоль оси q в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания; переключатель перехода, предназначенный для вывода измеренного тока вдоль оси d и измеренного тока вдоль оси q в виде командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время режима управления V/f, и вывода предыдущего командного тока вдоль оси d, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси d на одну выборку назад, и предыдущего командного тока вдоль оси q, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси q на одну выборку назад, в качестве командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время управления током; секцию управления током, выдающую командное напряжение вдоль оси d и командное напряжение вдоль оси q в соответствии с девиацией между током, измеренным вдоль оси d, и командным током вдоль оси d и девиацией между измеренным током вдоль оси q и командным током вдоль оси q; и; и секцию преобразования двух фаз в три фазы, предназначенную для преобразования командного напряжения вдоль оси d и командного напряжения вдоль оси q в трехфазные командные напряжения в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания.[0016] According to another aspect of the present invention, a synchronous current control section of a commercial power supply comprises: a three-phase to two-phase conversion section for converting three-phase measured currents, which are measured values of three-phase output currents of a power converter, into a measured current along the d axis and the measured current along the q axis in accordance with the phase information element of a commercial power source; a transition switch for outputting the measured current along the d axis and the measured current along the q axis as a command current along the d axis and the command current along the q axis during the V / f control mode, and outputting the previous command current along the d axis, which is the previous value of the command current along the d axis one sample back, and the previous command current along the q axis, which is the previous value of command current along the q axis one sample back, as the command current along the d axis and command current and along the q axis during current control; a current control section providing command voltage along the d axis and command voltage along the q axis in accordance with the deviation between the current measured along the d axis and command current along the d axis and the deviation between the measured current along the q axis and command current along the q axis; and; and a section for converting two phases into three phases for converting the command voltage along the d axis and the command voltage along the q axis into three-phase command voltages in accordance with the phase information element of the commercial power source.
[0017] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания содержит: секцию преобразования трех фаз в две фазы, предназначенную для преобразования трехфазных измеренных токов, которые представляют собой измеренные значения трехфазных выходных токов преобразователя мощности, в измеренный ток вдоль оси d и измеренный ток вдоль оси q в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания; переключатель перехода, предназначенный для вывода измеренного тока вдоль оси d и измеренного тока вдоль оси q в виде командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время режима управления V/f, и вывода предыдущего командного тока вдоль оси d, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси d на одну выборку назад, и предыдущего командного тока вдоль оси q, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси q на одну выборку назад, в качестве командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время управления током; секцию преобразования двух фаз в три фазы, предназначенную для преобразования командного напряжения вдоль оси d и командного напряжения вдоль оси q в трехфазные командные напряжения в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания; и секцию управления током, предназначенную для вывода командного трехфазного напряжения в соответствии с девиацией между измеренными трехфазными токами и командными трехфазными токами.[0017] According to another aspect of the present invention, a synchronous current control section of a commercial power supply comprises: a three-phase to two-phase conversion section for converting three-phase measured currents, which are measured values of three-phase output currents of a power converter, into a measured current along the d axis and the measured current along the q axis in accordance with the phase information element of a commercial power source; a transition switch for outputting the measured current along the d axis and the measured current along the q axis as a command current along the d axis and the command current along the q axis during the V / f control mode, and outputting the previous command current along the d axis, which is the previous value of the command current along the d axis one sample back, and the previous command current along the q axis, which is the previous value of command current along the q axis one sample back, as the command current along the d axis and command current and along the q axis during current control; a section for converting two phases into three phases for converting a command voltage along the d axis and a command voltage along the q axis into three-phase command voltages in accordance with a phase information element of a commercial power source; and a current control section for outputting the three-phase command voltage in accordance with the deviation between the measured three-phase currents and the three-phase command currents.
[0018] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания содержит: секцию преобразования трех фаз в две фазы, предназначенную для преобразования трехфазных измеренных токов, которые представляют собой измеренные значения трехфазных выходных токов преобразователя мощности, в измеренный ток вдоль оси d и измеренный ток вдоль оси q в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания; переключатель перехода, предназначенный для вывода измеренного тока вдоль оси d и измеренного тока вдоль оси q в виде командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время режима управления V/f, и вывода предыдущего командного тока вдоль оси d, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси d на одну выборку назад, и предыдущего командного тока вдоль оси q, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси q на одну выборку назад, в качестве командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время управления током; секцию управления током, выдающую командное напряжение вдоль оси d и командное напряжение вдоль оси q в соответствии с девиацией между током, измеренным вдоль оси d, и командным током вдоль оси d и девиацией между измеренным током вдоль оси q и командным током вдоль оси q; секцию компенсации ошибки выходного напряжения, предназначенную для вывода разности, полученной путем вычитания произведения, полученного умножением индуктивности реактора переменного тока, компоненты угловой частоты и измеренного тока вдоль оси q, из командного напряжения вдоль оси d в качестве финального командного напряжения вдоль оси d, и для вывода суммы, полученной сложением произведения индуктивности реактора переменного тока, компоненты угловой частоты и измеренного тока вдоль оси d с командным напряжением вдоль оси q в качестве финального командного напряжения вдоль оси q, и секцию преобразования двух фаз в три фазы, предназначенную для преобразования финального командного напряжения вдоль оси d и финального командного напряжения вдоль оси q в трехфазные командные напряжения в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания.[0018] According to another aspect of the present invention, a synchronous current control section of a commercial power supply comprises: a three-phase to two-phase conversion section for converting three-phase measured currents, which are measured values of three-phase output currents of a power converter, into a measured current along the d axis and the measured current along the q axis in accordance with the phase information element of a commercial power source; a transition switch for outputting the measured current along the d axis and the measured current along the q axis as a command current along the d axis and the command current along the q axis during the V / f control mode, and outputting the previous command current along the d axis, which is the previous value of the command current along the d axis one sample back, and the previous command current along the q axis, which is the previous value of command current along the q axis one sample back, as the command current along the d axis and command current and along the q axis during current control; a current control section providing command voltage along the d axis and command voltage along the q axis in accordance with the deviation between the current measured along the d axis and command current along the d axis and the deviation between the measured current along the q axis and command current along the q axis; an output voltage error compensation section for outputting the difference obtained by subtracting the product obtained by multiplying the inductance of the AC reactor, the angular frequency component and the measured current along the q axis, from the command voltage along the d axis as the final command voltage along the d axis, and for outputting the sum obtained by adding the product of the inductance of the AC reactor, the angular frequency component and the measured current along the d axis with the command voltage along the q axis as e of the final command voltage along the q axis, and a section for converting two phases into three phases, intended for converting the final command voltage along the d axis and the final command voltage along the q axis into three-phase command voltages in accordance with the phase information element of the commercial power source.
[0019] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания содержит: секцию преобразования трех фаз в две фазы, предназначенную для преобразования трехфазных измеренных токов, которые представляют собой измеренные значения трехфазных выходных токов преобразователя мощности, в измеренный ток вдоль оси d и измеренный ток вдоль оси q в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания; переключатель перехода, предназначенный для вывода измеренного тока вдоль оси d и измеренного тока вдоль оси q в виде командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время режима управления V/f, и вывода предыдущего командного тока вдоль оси d, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси d на одну выборку назад, и предыдущего командного тока вдоль оси q, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси q на одну выборку назад, в качестве командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время управления током; секцию управления током, выдающую командное напряжение вдоль оси d и командное напряжение вдоль оси q в соответствии с девиацией между током, измеренным вдоль оси d, и командным током вдоль оси d и девиацией между измеренным током вдоль оси q и командным током вдоль оси q; секцию компенсации ошибки выходного напряжения, предназначенную для вывода разности, полученной путем вычитания произведения, полученного умножением индуктивности реактора переменного тока, компоненты угловой частоты и командного тока вдоль оси q из командного напряжения вдоль оси d, в качестве финального командного напряжения вдоль оси d, и для вывода суммы, полученной сложением произведения индуктивности реактора переменного тока, компоненты угловой частоты и командного тока вдоль оси d с командным напряжением вдоль оси q, как финального командного напряжения вдоль оси q, и секцию преобразования двух фаз в три фазы, предназначенную для преобразования финального командного напряжения вдоль оси d и финального командного напряжения вдоль оси q в трехфазные командные напряжения в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания.[0019] According to another aspect of the present invention, a synchronous current control section of a commercial power supply comprises: a three-phase to two-phase conversion section for converting three-phase measured currents, which are measured values of three-phase output currents of a power converter, into a measured current along the d axis and the measured current along the q axis in accordance with the phase information element of a commercial power source; a transition switch for outputting the measured current along the d axis and the measured current along the q axis as a command current along the d axis and the command current along the q axis during the V / f control mode, and outputting the previous command current along the d axis, which is the previous value of the command current along the d axis one sample back, and the previous command current along the q axis, which is the previous value of command current along the q axis one sample back, as the command current along the d axis and command current and along the q axis during current control; a current control section providing command voltage along the d axis and command voltage along the q axis in accordance with the deviation between the current measured along the d axis and command current along the d axis and the deviation between the measured current along the q axis and command current along the q axis; an output voltage error compensation section for outputting the difference obtained by subtracting the product obtained by multiplying the inductance of the alternating current reactor, the components of the angular frequency and command current along the q axis from the command voltage along the d axis, as the final command voltage along the d axis, and for outputting the sum obtained by adding the product of the inductance of the alternating current reactor, the components of the angular frequency and command current along the d axis with the command voltage along the q axis, as the final th voltage command along the q axis, and converting a section of two phases in three phases for converting final voltage command along the axis d and the final voltage command along the q-axis in the three-phase voltage command in accordance with the element information of the commercial power supply phase.
[0020] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания содержит: секцию преобразования трех фаз в две фазы, предназначенную для преобразования трехфазных измеренных токов, которые представляют собой измеренные значения трехфазных выходных токов преобразователя мощности, в измеренный ток вдоль оси d и измеренный ток вдоль оси q в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания; переключатель перехода, предназначенный для вывода измеренного тока вдоль оси d и измеренного тока вдоль оси q в виде командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время режима управления V/f, и вывода предыдущего командного тока вдоль оси d, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси d на одну выборку назад, и предыдущего командного тока вдоль оси q, который представляет собой предыдущее значение командного тока вдоль оси q на одну выборку назад, в качестве командного тока вдоль оси d и командного тока вдоль оси q во время управления током; секцию управления током, выдающую командное напряжение вдоль оси d и командное напряжение вдоль оси q в соответствии с девиацией между током, измеренным вдоль оси d, и командным током вдоль оси d и девиацией между измеренным током вдоль оси q и командным током вдоль оси q; секцию компенсации ошибки выходного напряжения, предназначенную для вычисления значения компенсации падения напряжения путем умножения индуктивности реактора переменного тока, компоненты угловой частоты и тока в нагрузке привода во время синхронизации на основе коммерческого источника с вычислением θcomp=tan-1 (командный ток вдоль оси d/командный ток вдоль оси q) в соответствии с командным током вдоль оси d и командным током вдоль оси q, для вычисления компоненты компенсации падения напряжения вдоль оси d путем умножения значения компенсации падения напряжения и sin(θcomp), для вычисления компоненты компенсации падения напряжения вдоль оси q путем умножения значения компенсации падения напряжения и cos(θcomp) с выводом разности, полученной вычитанием компоненты компенсации падения напряжения вдоль оси d из командного напряжения вдоль оси d, как финального командного напряжения вдоль оси d, и вывода суммы, полученной сложением компоненты компенсации падения напряжения вдоль оси q и командного напряжения вдоль оси q, как финального командного напряжения вдоль оси q; и секцию преобразования двух фаз в три фазы, предназначенную для преобразования финального командного напряжения вдоль оси d и финального командного напряжения вдоль оси q в трехфазные командные напряжения в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания; при этом по меньшей мере одно из тока в нагрузке привода во время синхронизации на основе коммерческого источника питания и угловой частотной составляющей является постоянным значением.[0020] According to another aspect of the present invention, a synchronous current control section of a commercial power supply comprises: a three-phase to two-phase conversion section for converting three-phase measured currents, which are measured values of three-phase output currents of a power converter, into a measured current along the d axis and the measured current along the q axis in accordance with the phase information element of a commercial power source; a transition switch for outputting the measured current along the d axis and the measured current along the q axis as a command current along the d axis and the command current along the q axis during the V / f control mode, and outputting the previous command current along the d axis, which is the previous value of the command current along the d axis one sample back, and the previous command current along the q axis, which is the previous value of command current along the q axis one sample back, as the command current along the d axis and command current and along the q axis during current control; a current control section providing command voltage along the d axis and command voltage along the q axis in accordance with the deviation between the current measured along the d axis and command current along the d axis and the deviation between the measured current along the q axis and command current along the q axis; output voltage error compensation section, designed to calculate the voltage drop compensation value by multiplying the inductance of the AC reactor, the angular frequency component and current in the drive load during synchronization based on a commercial source with the calculation θcomp = tan -1 (command current along the d axis / command current along the q axis) in accordance with the command current along the d axis and the command current along the q axis, to calculate the voltage drop compensation component along the d axis by multiplying the compensation value and voltage drop and sin (θcomp), to calculate the voltage drop compensation component along the q axis by multiplying the voltage drop compensation value and cos (θcomp) with the derivation of the difference obtained by subtracting the voltage drop compensation component along the d axis from the command voltage along the d axis, as the final command voltage along the d axis, and outputting the sum obtained by adding the voltage drop compensation component along the q axis and the command voltage along the q axis, as the final command voltage along the q axis; and a section for converting two phases into three phases for converting the final command voltage along the d axis and the final command voltage along the q axis into three-phase command voltages in accordance with the phase information element of the commercial power source; wherein at least one of the current in the drive load during synchronization based on a commercial power source and the angular frequency component is a constant value.
[0021] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция компенсации погрешности выходного напряжения устанавливает ток вдоль оси q или командный ток вдоль оси q равным нулю, если абсолютная величина тока вдоль оси q и командный ток вдоль оси q меньше или равен заранее заданному значению.[0021] According to another aspect of the present invention, the output voltage error compensation section sets the current along the q axis or the command current along the q axis to zero if the absolute value of the current along the q axis and the command current along the q axis is less than or equal to a predetermined value.
[0022] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, устройство для управления синхронизацией преобразователя мощности дополнительно содержит переключатель перехода, предназначенный для приема командного напряжения вдоль оси d, командного напряжения вдоль оси q, финального командного напряжения вдоль оси d, и финального командного напряжения вдоль оси q и для вывода финального командного напряжения вдоль оси d и финального командного напряжения вдоль оси q в секцию преобразования двух фаз в три фазы во время режима управления V/f, и командного напряжения вдоль оси d и командного напряжения вдоль оси q в секцию преобразования двух фаз в три фазы во время управления током.[0022] According to another aspect of the present invention, the device for controlling the synchronization of the power converter further comprises a transition switch for receiving a command voltage along the d axis, command voltage along the q axis, final command voltage along the d axis, and final command voltage along the q axis and for outputting the final command voltage along the d axis and the final command voltage along the q axis to the section for converting two phases into three phases during the V / f control mode, and command voltage along the d axis and command voltage along the q axis into the section for converting two phases into three phases during current control.
[0023] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания содержит: фильтр нижних частот, предназначенный для удаления высокочастотной компоненты (компонентов) в измеренном токе вдоль оси d и измеренном токе вдоль оси q и для подачи измеренного тока вдоль оси d и измеренного тока вдоль оси q в переключатель перехода.[0023] According to another aspect of the present invention, a synchronous current control section of a commercial power supply comprises: a low-pass filter for removing a high-frequency component (s) in the measured current along the d axis and the measured current along the q axis and for supplying the measured current along the d axis and the measured current along the q axis to the junction switch.
[0024] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания уменьшает командный ток вдоль оси d и командный ток вдоль оси q после заранее заданного временного периода от переключения до управления током.[0024] According to another aspect of the present invention, a synchronous current control section of a commercial power supply reduces the command current along the d axis and the command current along the q axis after a predetermined time period from switching to current control.
[0025] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания уменьшает командный ток вдоль оси q до нуля, а после этого уменьшает командный ток вдоль оси d до нуля.[0025] According to another aspect of the present invention, a synchronous current control section of a commercial power supply reduces the command current along the q axis to zero, and then reduces the command current along the d axis to zero.
[0026] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания изменяет элемент информации о фазе коммерческого источника питания плавно от фазы выходного напряжения преобразователя мощности к фазе выходного напряжения коммерческого источника питания, когда имеется ошибка или разность между фазой выходного напряжения преобразователя мощности и фазой выходного напряжения коммерческого источника питания.[0026] According to another aspect of the present invention, the synchronous current control section of the commercial power source changes the phase information element of the commercial power source smoothly from the output phase of the power converter to the output voltage phase of the commercial power source when there is an error or difference between the phase of the output voltage of the power converter and the phase of the output voltage of a commercial power source.
[0027] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция преобразования двух фаз в три фазы преобразует командное напряжение вдоль оси d и командное напряжение вдоль оси q к трехфазным командным напряжениям в соответствии с фазой выходного напряжения преобразователя мощности во время режима управления V/f, и преобразует командное напряжение вдоль оси d и командное напряжение вдоль оси q к трехфазным командным напряжениям в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания во время управления током, а секция преобразования трех фаз в две фазы преобразует трехфазные измеренные токи в измеренный ток вдоль оси d и измеренный ток вдоль оси q в соответствии с фазой выходного напряжения преобразователя мощности во время режима управления V/f, и преобразует трехфазные измеренные токи в измеренный ток вдоль оси d и измеренный ток вдоль оси q в соответствии с элементом информации о фазе коммерческого источника питания во время управления током.[0027] According to another aspect of the present invention, the two-phase to three-phase converting section converts the command voltage along the d axis and the command voltage along the q axis to three-phase command voltages in accordance with the phase of the output voltage of the power converter during the V / f control mode, and converts the command voltage along the d axis and the command voltage along the q axis to three-phase command voltages in accordance with the phase information element of the commercial power source during current control, and the section converting the three phases into two phases converts the three-phase measured currents to the measured current along the d axis and the measured current along the q axis in accordance with the phase of the output voltage of the power converter during the V / f control mode, and converts the three-phase measured currents to the measured current along the d axis and the measured current along the q axis in accordance with the phase information element of the commercial power source during current control.
[0028] Согласно настоящему изобретению, в устройстве управления синхронизацией для инвертора можно выполнить управление током более точно и переключить работу от привода от преобразователя мощности к приводу от коммерческого источника питания с большей стабильностью.[0028] According to the present invention, in the synchronization control device for the inverter, it is possible to perform current control more accurately and switch operation from the drive from the power converter to the drive from a commercial power source with greater stability.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
[0029] На фиг. 1 схематично показано устройство управления синхронизацией преобразователя мощности согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения.[0029] FIG. 1 schematically shows a power converter synchronization control device according to a first embodiment of the present invention.
На фиг. 2 показаны временные графики, иллюстрирующие операции по управлению синхронизацией согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 2 is a timing chart illustrating timing control operations according to a first embodiment of the present invention.
На фиг. 3 показана блок-схема секции управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 3 is a block diagram of a synchronous current control section of a commercial power supply according to a first embodiment of the present invention.
На фиг. 4 показана блок-схема секции управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 4 is a block diagram of a synchronous current control section of a commercial power supply according to a second embodiment of the present invention.
На фиг. 5 показана блок-схема секции управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 5 is a block diagram of a synchronous current control section of a commercial power supply according to a third embodiment of the present invention.
На фиг. 6 показана блок-схема секции процесса уменьшения согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 6 is a flowchart of a reduction process section according to a third embodiment of the present invention.
На фиг. 7 показаны временные графики, иллюстрирующие операции по управлению синхронизацией согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 7 is a timing chart illustrating timing control operations according to a third embodiment of the present invention.
На фиг. 8 показана блок-схема секции процесса уменьшения согласно четвертому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 8 is a flowchart of a reduction process section according to a fourth embodiment of the present invention.
На фиг. 9 показана блок-схема секции управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно пятому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 9 is a block diagram of a synchronous current control section of a commercial power supply according to a fifth embodiment of the present invention.
На фиг. 10 показана блок-схема, демонстрирующая секцию ограничения скорости изменения согласно пятому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 10 is a block diagram showing a rate of change limiting section according to a fifth embodiment of the present invention.
На фиг. 11 показаны координаты α-β и координаты d-q.In FIG. 11 shows the coordinates of α-β and the coordinates of d-q.
На фиг. 12 показаны координаты, вращающиеся синхронно с частотой первичной обмотки двигателя и фазой коммерческой источника питания.In FIG. 12 shows the coordinates rotating synchronously with the frequency of the primary motor winding and the phase of the commercial power source.
На фиг. 13 схематично показана секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно шестому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 13 schematically shows a synchronous current control section of a commercial power supply according to a sixth embodiment of the present invention.
На фиг. 14 показана блок-схема, демонстрирующая секцию выбора осей координат согласно шестому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 14 is a block diagram showing a coordinate axis selection section according to a sixth embodiment of the present invention.
На фиг. 15 схематично показана секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно седьмому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 15 schematically shows a synchronous current control section of a commercial power supply according to a seventh embodiment of the present invention.
На фиг. 16 показан вектор выходного напряжения инвертора, при этом вектор напряжения коммерческого источника питания отложен в направлении оси α.In FIG. 16 shows the inverter output voltage vector, wherein the voltage vector of the commercial power source is plotted in the direction of the α axis.
На фиг. 17 показана векторная диаграмма выходного напряжения инвертора.In FIG. 17 is a vector diagram of an inverter output voltage.
На фиг. 18 показана блок-схема, демонстрирующая секцию управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно восьмому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 18 is a block diagram showing a synchronous current control section of a commercial power supply according to an eighth embodiment of the present invention.
На фиг. 19 показана блок-схема, демонстрирующая секцию компенсации ошибки выходного напряжения вдоль оси d согласно восьмому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 19 is a block diagram showing an output voltage error compensation section along the d axis according to an eighth embodiment of the present invention.
На фиг. 20 показана блок-схема, демонстрирующая секцию компенсации ошибки выходного напряжения вдоль оси q согласно восьмому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 20 is a block diagram showing an output voltage error compensation section along the q axis according to an eighth embodiment of the present invention.
На фиг. 21 показана блок-схема, демонстрирующая секцию компенсации ошибки выходного напряжения вдоль оси q согласно девятому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 21 is a block diagram showing an output voltage error compensation section along the q axis according to a ninth embodiment of the present invention.
На фиг. 22 показана блок-схема, демонстрирующая секцию управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно десятому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 22 is a block diagram showing a synchronous current control section of a commercial power supply according to a tenth embodiment of the present invention.
На фиг. 23 показана блок-схема, демонстрирующая секцию компенсации ошибки выходного напряжения согласно одиннадцатому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 23 is a block diagram showing an output voltage error compensation section according to an eleventh embodiment of the present invention.
На фиг. 24 показана векторная диаграмма, демонстрирующая токи вдоль оси d и вдоль оси q и падение напряжения на реакторе переменного тока.In FIG. 24 is a vector diagram illustrating currents along the d axis and along the q axis and voltage drop across an AC reactor.
На фиг. 25 показана блок-схема, демонстрирующая часть секции управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно двенадцатому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 25 is a block diagram showing a portion of a synchronous current control section of a commercial power supply according to a twelfth embodiment of the present invention.
Способы реализации настоящего изобретенияMethods for implementing the present invention
[0030] Ниже подробно описано устройство управления синхронизацией преобразователя мощности согласно настоящему изобретению на примере вариантов 1-12 его выполнения, которые показаны на фиг. 1-25.[0030] The synchronization control device of the power converter according to the present invention is described in detail below with reference to embodiments 1-12 thereof as shown in FIG. 1-25.
[0031] [Вариант 1 выполнения настоящего изобретения][0031] [
На фиг. 1 схематично показано устройство управления синхронизацией преобразователя мощности согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения. Коммерческий источник 1 питания или магистральная сеть представляет собой трехфазный источник переменного тока. Переключатель S1 типа "включен/выключен" (или "разомкнут/замкнут") для подключения коммерческого источника 1 питания установлен между коммерческим источником 1 питания и двигателем М. Последовательная цепь идет параллельно переключателю S1 "включен/выключен". Эта последовательная цепь представляет собой последовательную комбинацию входного трансформатора Т2, инвертора INV, реактора L переменного тока и переключателя S2 "включен/выключен" (или разомкнут/замкнут) для инвертора INV. На выходной стороне инвертора INV имеется датчик 2 тока, предназначенный для получения значения трехфазного измеренного тока Iu, Iv и Iw инвертора INV. Переключатели S1 и S2 "включен/выключен" включают или выключают для изменения питания двигателя между приводом от коммерческого источника питания, т.е. приводом от коммерческого источника 1 питания, и приводом от инвертора, т.е. приводом от инвертора INV.In FIG. 1 schematically shows a power converter synchronization control device according to a first embodiment of the present invention. A
[0032] Реактор L переменного тока предназначен для уменьшения тока, обусловленного разностью потенциалов и сдвигом фаз между выходным напряжением коммерческого источника 1 питания и выходным напряжением инвертора INV во время переключения между приводом от инвертора INV и приводом от коммерческого источника 1 питания.[0032] The AC reactor L is designed to reduce current due to potential difference and phase shift between the output voltage of the
[0033] Трансформатор Т1 синхронизации с коммерческим источником питания установлен так, что измеряет выходное напряжение коммерческого источника 1 питания. При использовании информации о коммерческом источнике 1 питания (амплитуда, фаза, частота и т.д. выходного напряжения коммерческого источника 1 питания), измеренного трансформатором Т1 синхронизации с коммерческим источником питания, секция 3 управления синхронизацией и секция 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания осуществляют управление синхронизацией инвертора INV. Переключатель S3 выполняет переключение в соответствии с флагом завершения синхронизации, выдаваемым секцией 3 управления синхронизацией. Пока флаг завершения синхронизации не установлен (во время от момента запуска двигателя до установления синхронизации между выходным напряжением коммерческого источника 1 питания и выходным напряжением преобразователя мощности), переключатель S3 находится в состоянии выкл., и поэтому секция 3 управления синхронизацией управляет инвертором INV. После того, как флаг завершения синхронизации установлен (после установления синхронизации между выходным напряжением коммерческого источника 1 питания и выходным напряжением преобразователя мощности), переключатель S3 находится в состоянии вкл., и поэтому секция 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания управляет инвертором INV.[0033] A synchronization transformer T1 with a commercial power source is installed so that it measures the output voltage of a
[0034] В дальнейшем в этом описании ток, генерируемый разностью потенциалов и сдвигом фаз между выходным напряжением коммерческого источника 1 питания и выходным напряжением инвертора INV, называется перекрестным током. На фиг. 2 иллюстрируется управление синхронизацией тока коммерческого источника питания. Флаг завершения синхронизации (sync) установлен в момент "завершения синхронизации" (sync completion), показанный на фиг. 2.[0034] Hereinafter, the current generated by the potential difference and the phase shift between the output voltage of the
[0035] На фиг. 3 показана блок-схема секции 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания. Как показано на фиг. 3, секция 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания содержит первый буфер Z-1, секцию 5 вычисления фазы коммерческого источника питания, секцию 7 преобразования трех фаз в две фазы, второй буфер Z-1, переключатель S4 перехода, секцию 6 управления током и секцию 8 преобразования двух фаз в три фазы. Первый буфер Z-1 выдает предыдущие значения для одной выборки предыдущих трехфазных измеренных токов Iu, Iv, Iw. Таким образом, предыдущие значения трехфазных измеренных токов Iu, Iv, Iw - это значения, полученные непосредственно в предыдущей выборке. Секция 5 вычисления фазы коммерческого источника питания вычисляет фазу θs или элемент θs информации о фазе выходного напряжения коммерческого источника 1 питания. В соответствии с элементом θs информации о фазе выходного напряжения коммерческого источника 1 питания, секция 7 преобразователя трех фаз в две фазы преобразует предыдущие значения трехфазных измеренных токов, Iu, Iv и Iw, полученные в предыдущей выборке, в измеренный ток Id вдоль оси d и измеренный ток Iq вдоль оси q. Второй буфер Z-1 выдает предыдущие значения командного тока Id* вдоль оси d и командного тока Iq* вдоль оси q, полученные в предыдущей выборке. В соответствии с флагом переключения управления током, переключатель S4 перехода выдает измеренный ток Id вдоль оси d и измеренный ток Iq вдоль оси q в качестве командного тока Id* вдоль оси d и командного тока Iq* вдоль оси q во время управления V/f, и выводит предыдущие значения командного тока Id* вдоль оси d и командного тока Iq* вдоль оси q (выходы второго буфера Z-1) в качестве командного тока Id* вдоль оси d и командного тока Iq* вдоль оси q во время управления током. Секция 6 управления током выдает командное напряжение Vd* вдоль оси d и командное напряжение Vq* вдоль оси q в соответствии с девиацией между измеренным током Id вдоль оси d и командным током Id* вдоль оси d и девиацией между измеренным током Iq вдоль оси q и командным током Iq* вдоль оси q. В соответствии с элементом θs информации о фазе коммерческого источника 1 питания секция 8 преобразования двух фаз в три фазы преобразует командное напряжение Vd* вдоль оси d и командное напряжение Vq* вдоль оси q в трехфазные командные напряжения Vu*, Vv* и Vw*. Инвертором INV управляют трехфазные командные напряжения Vu*, Vv* и Vw*, вырабатываемые секцией 8 преобразования двух фаз в три фазы. В примере на фиг. 2 флаг переключения тока включен или установлен в положение вкл. в момент одного цикла выходного напряжения инвертора после момента выбора «завершение синхронизации» (sync completion). Момент включения флага переключения управления током не ограничен моментом, показанным в примере на фиг. 2.[0035] FIG. 3 shows a block diagram of a
[0036] В качестве командных значений секция 6 управления током использует значения измеренного тока Id вдоль оси d и измеренного тока Iq вдоль оси q непосредственно перед переключением с управления V/f (управления, которое стремится сделать постоянным отношение выходное напряжение/выходная частота инвертора INV) к управлению током (управления ACR на фиг. 2). Поэтому до момента, когда флаг переключения управления током установлен, команды управления током определяют путем продолжения обновления измеренного тока Id вдоль оси d и измеренного тока Iq вдоль оси q. После включения флага переключения управления током предыдущие значения командного тока Id* вдоль оси d и командного тока Iq* вдоль оси q (то есть, значения измеренного тока Id вдоль оси d и измеренного тока Iq вдоль оси q непосредственно перед включением флага управления переключения током) остаются неизменными непрерывно.[0036] As the command values, the
[0037] Командные трехфазные напряжения Vu*, Vv* и Vw* инвертора INV во время завершения синхронизации равны значениям, полученным регулировкой амплитуды напряжения и фазы коммерческого источника 1 питания, а следовательно даны следующим выражением (1).[0037] The three-phase command voltages Vu *, Vv * and Vw * of the INV inverter at the time of synchronization completion are equal to the values obtained by adjusting the voltage amplitude and phase of the
[0038][0038]
[0039] В этом математическом выражении, V - эффективное значение напряжения, θ - фаза выходного напряжения инвертора INV, и V установлено равным эффективному значению выходного напряжения коммерческого источника 1 питания. В этом случае трехфазные измеренные токи Iu, Iv и Iw, текущие через двигатель М, определены как следующие математические выражения (2).[0039] In this mathematical expression, V is the effective voltage value, θ is the phase of the output voltage of the INV inverter, and V is set equal to the effective value of the output voltage of the
[0040][0040]
[0041] В этом выражении I - эффективное значение измеренного тока.[0041] In this expression, I is the effective value of the measured current.
[0042] В этом случае секция 7 преобразования трех фаз в две фазы выполняет координатное преобразование трехфазных измеренных токов Iu, Iv и Iw к измеренному току Id вдоль оси d и измеренному току Iq вдоль оси q с использованием формулы преобразования координат, определяемой математическим выражением (3). Фаза θs коммерческого источника 1 питания используется в качестве элемента информации о фазе, необходимой для преобразования координат.[0042] In this case, the three-phase to two-
[0043][0043]
[0044] В этом выражении θs - элемент информации о фазе коммерческого источника 1 питания.[0044] In this expression, θs is a phase information element of a
[0045] Измеренный ток Id вдоль оси d и измеренные ток Iq вдоль оси q даются следующим выражением (4).[0045] The measured current Id along the d axis and the measured current Iq along the q axis are given by the following expression (4).
[0046][0046]
[0047] Во время переключения с привода от инвертора INV к приводу от коммерческого источника 1 питания синхронизация между выходным напряжением инвертора INV и выходным напряжением коммерческого источника 1 питания завершается. Поэтому разность между фазой выходного напряжения коммерческого источника 1 питания и фазой выходного напряжения инвертора INV является незначительной, а следовательно предположение, что они равны друг другу, не оказывает почти никакого влияния на управление.[0047] When switching from the drive from the INV inverter to the drive from the
[0048] Соответственно, предполагается, что θ=θs. В этом случае измеренный ток Id вдоль оси d и измеренный ток Iq вдоль оси q даются следующим выражением (5).[0048] Accordingly, it is assumed that θ = θs. In this case, the measured current Id along the d axis and the measured current Iq along the q axis are given by the following expression (5).
[0049][0049]
[0050] Секция 6 управления током вырабатывает командное напряжение Vd* вдоль оси d и командное напряжение Vq* вдоль оси q, выполняя пропорциональное и интегральное управление (управление PI) на основе разности между командным током Id* вдоль оси d и измеренным током Id вдоль оси d и разности между командным током Iq* вдоль оси q и измеренным током Iq вдоль оси q. Когда на входы секции 6 управления током поданы Id=√3I и Iq=0, как в выражении (5), командное напряжение Vd* вдоль оси d и командное напряжение Vq* вдоль оси q, выработанные секцией 6 управления током, определяются следующим выражением (6).[0050] The
[0051][0051]
[0052] Затем секция 8 преобразования двух фаз в три фазы преобразует командное напряжение Vd* вдоль оси d и командное напряжение Vq* вдоль оси q в командные трехфазные напряжения Vu*, Vv* и Vw* с использованием формулы преобразования координат, даваемой следующим выражением (7), где θs - фаза коммерческого источника 1 питания.[0052] Then, the two-phase to three-
[0053][0053]
[0054] В этом случае командные трехфазные напряжения Vu*, Vv* и Vw* даются следующим выражением (8).[0054] In this case, the three-phase command voltages Vu *, Vv * and Vw * are given by the following expression (8).
[0055][0055]
[0056] Инвертором INV управляют так, чтобы выходные напряжения инвертора INV были равны командным трехфазным напряжениям Vu*, Vv* и Vw* соответственно. В этом примере инвертор INV вырабатывает выходные напряжения, управляя переключением "включен/выключен" переключающего устройства (устройств) в инверторе с использованием сигнала (сигналов) сравнения между командными трехфазными напряжениями Vu*, Vv* и Vw* и волновым сигналом (сигналами) в конфигурации треугольника.[INV] The INV inverter is controlled so that the output voltages of the INV inverter are equal to the command three-phase voltages Vu *, Vv *, and Vw *, respectively. In this example, the INV inverter generates output voltages by controlling the on / off switching of the switching device (s) in the inverter using the comparison signal (s) between the three-phase command voltages Vu *, Vv * and Vw * and the wave signal (s) in the configuration the triangle.
[0057] В этом случае выходное напряжение инвертора INV и выходное напряжение коммерческого источника 1 питания почти синхронны друг относительно друга по амплитуде напряжения и фазе, в результате чего не создается почти никакого перекрестного тока.[0057] In this case, the output voltage of the inverter INV and the output voltage of the
[0058] Как показано выше, устройство управления синхронизацией для преобразователя мощности согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения обеспечивает надежное переключение с привода от инвертора INV к приводу от коммерческого источника 1 питания. Кроме того, при управлении током, в рамках которого измеряют выходной ток инвертора INV и поддерживают командный ток, устройство управления синхронизацией согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения позволяет повысить точность управления и усилить ограничение перекрестного тока по сравнению с патентным документом 1.[0058] As shown above, the timing control device for the power converter according to the first embodiment of the present invention provides reliable switching from a drive from an INV inverter to a drive from a
[0059] Поэтому при работе по переключению с привода от преобразователя мощности к приводу от коммерческого источника питания преобразователь мощности может работать стабильно без отказов и остановки из-за перегрузки по току или напряжению. Соответственно, повышается надежность системы привода двигателя.[0059] Therefore, when switching from a drive from a power converter to a drive from a commercial power source, the power converter can operate stably without failures and stops due to overcurrent or voltage. Accordingly, the reliability of the engine drive system is increased.
[0060] [Вариант 2 выполнения настоящего изобретения][0060] [
Во втором варианте выполнения настоящего изобретения к секции 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания из первого варианта выполнения настоящего изобретения добавлен фильтр нижних частот (LPF).In a second embodiment of the present invention, a low pass filter (LPF) is added to the synchronous
[0061] На фиг. 4 показана блок-схема секции 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения.[0061] FIG. 4 is a block diagram of a synchronous
[0062] Как показано на фиг. 4, во втором варианте выполнения настоящего изобретения фильтр LPF нижних частот установлен между секцией 7 преобразования трех фаз в две фазы и переключателем S4 перехода. Измеренный ток Id вдоль оси d и измеренный ток Iq вдоль оси q могут включать компонент смещения вследствие остаточного магнитного потока НСТ [холловского датчика], используемого в качестве датчика тока, и ошибки по току датчика 2 тока, и 1-ой и 2-ой гармонических компонентов выходной частоты, генерируемых вследствие сдвига усиления по чувствительности. Кроме того, шум, накладываемый на датчик 2 тока, налагается также на измеренный ток Id вдоль оси d и измеренный ток Iq вдоль оси q.[0062] As shown in FIG. 4, in a second embodiment of the present invention, a low-pass filter LPF is installed between the three-phase to two-
[0063] Если эти помехи накладываются, измеренный ток Id вдоль оси d и измеренный ток Iq вдоль оси q отклоняются от правильных значений, которые следует использоваться в качестве командного тока Id* вдоль оси d и командного тока Iq* вдоль оси q. Соответственно, в случае управления током инвертор INV может быть не в состоянии сгенерировать ток, превышающий вращающий момент нагрузки, и двигатель М может остановиться.[0063] If this interference occurs, the measured current Id along the d axis and the measured current Iq along the q axis deviate from the correct values, which should be used as the command current Id * along the d axis and the command current Iq * along the q axis. Accordingly, in the case of current control, the INV inverter may not be able to generate a current exceeding the load torque, and the motor M may stop.
[0064] Фильтр нижних частот LPF имеет функцию предотвращения прохождения высокочастотных компонент в измеренном токе Id вдоль оси d и измеренном токе Iq вдоль оси q. Поэтому фильтр нижних частот LPF устраняет вышеуказанные помехи, которые существуют в форме высокочастотной компоненты.[0064] The low-pass filter LPF has the function of preventing the passage of high-frequency components in the measured current Id along the d axis and the measured current Iq along the q axis. Therefore, the LPF low-pass filter eliminates the above interference, which exists in the form of a high-frequency component.
[0065] Как сказано выше, второй вариант выполнения настоящего изобретения обеспечивает те же самые операции и эффекты, что и первый вариант выполнения настоящего изобретения. Кроме того, второй вариант выполнения настоящего изобретения позволяет устранить помехи, даже если вследствие наличия компоненты сдвига из-за остаточного магнитного потока в датчике 2 тока имеют место ошибка в схеме и 1-ая и 2-ая гармонические составляющие выходной частоты, обусловленные этим сдвигом измеренного усиления.[0065] As stated above, the second embodiment of the present invention provides the same operations and effects as the first embodiment of the present invention. In addition, the second embodiment of the present invention eliminates the interference, even if due to the presence of a shift component due to residual magnetic flux in the
[0066] [Вариант 3 выполнения настоящего изобретения][0066] [Embodiment 3 of the present invention]
На фиг. 5 показана блок-схема секции 4 управления синхронизации тока коммерческого источника питания согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения. В третьем варианте выполнения настоящего изобретения, как показано на фиг. 5, между переключателем S4 перехода и секцией 6 управления током установлена секция 9 процесса уменьшения. После наложения выходного напряжения инвертора INV и выходного напряжения коммерческого источника 1 питания переключатель S2 "включен/выключен", показанный в фиг. 1, разомкнут для работы инвертора. В этом случае, если ток на стороне коммерческого источника питания почти равен нулю, а ток на стороне инвертора почти равен току двигателя во время размыкания переключателя S2 "включен/выключен", то ток на стороне коммерческого источника питания мгновенно сильно вырастает вследствие переключения подачи электроэнергии от инвертора к коммерческому источнику питания, и операция переключения может стать неустойчивой. Поэтому секция 9 процесса уменьшения постепенно уменьшает ток на стороне инвертора во время размыкания переключателя S2 "включен/выключен".In FIG. 5 is a block diagram of a current
[0067] На фиг. 6 секция 9 процесса уменьшения показана подробно. Вычитатель 21 вычитает предыдущее выходное значение описанного ниже вычитателя 25, которое представляет собой выходной сигнал из переключателя S4 перехода при предыдущем выборке. Переключатель 22 проверяет полярность командного тока Id* вдоль оси d или командного тока Iq* вдоль оси q в соответствии с флагом полярности командного тока, указывающим полярность командного тока Id* вдоль оси d или командного тока Iq* вдоль оси q, и поворачивает контакт переключателя 22 к положительной стороне или отрицательной стороне в соответствии с этой полярностью. Когда командный ток Id* вдоль оси d или командный ток Iq* вдоль оси q положителен, ограничитель 23а скорости уменьшения уменьшает командный ток Id* вдоль оси d или командный ток Iq* вдоль оси q со скоростью уменьшения от положительного значения до нуля. Когда командный ток Id* вдоль оси d или командный ток Iq* вдоль оси q отрицателен, ограничитель 23b скорости уменьшения уменьшает командный ток Id* вдоль оси d или командный ток Iq* вдоль оси q со скоростью уменьшения от отрицательного значения до нуля.[0067] FIG. 6, a
[0068] Переключатель 24 работает аналогично переключателю 22. Вычитатель 25 вычитает значение с выхода переключателя 24 из значения с выхода вычитателя 25. Буфер 26 выдает на выходе предыдущее значение из вычитателя 25, полученное на одну выборку раньше.[0068] The
[0069] Вышеуказанный флаг полярности командного тока установлен в зависимости от полярности командного тока до сглаживания, как показано на фиг. 6. Когда командный ток до сглаживания - положителен, флаг полярности командного тока положителен, и соответственно переключатели 22 и 24 включены в положительную сторону. Когда командный ток до сглаживания отрицателен, флаг полярности командного тока отрицателен, и соответственно переключатели 22 и 24 включены в отрицательную сторону.[0069] The above command current polarity flag is set depending on the command current polarity before smoothing, as shown in FIG. 6. When the command current before smoothing is positive, the polarity flag of the command current is positive, and accordingly the
[0070] Секция 9 процесса уменьшения, сконструированная как показано на фиг. 6, имеется как для командного тока Id* вдоль оси d, так и командного тока Iq* вдоль оси q.[0070] The
[0071] На фиг. 7 показаны временные графики, иллюстрирующие операции по управлению синхронизацией согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения. В этом примере уменьшение скорости не выполняют в период с момента переключения к управлению током до момента «начало уменьшения тока инвертора» (INV CURRENT DECREASE START), который является моментом истечения заранее заданного периода времени с момента переключения к управлению током, как показано на фиг. 7. Кроме того, переключатель S1 "включен/выключен" коммерческого источника 1 питания включают с момента переключения к управлению током до момента «начало уменьшения тока инвертора».[0071] FIG. 7 is a timing chart illustrating timing control operations according to a third embodiment of the present invention. In this example, the speed reduction is not performed from the moment of switching to current control until the moment the inverter current decreases (INV CURRENT DECREASE START), which is the moment when a predetermined period of time elapses from switching to current control, as shown in FIG. 7. In addition, the on / off switch S1 of the
[0072] Устройство управления синхронизацией преобразователя мощности согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения способно обеспечить те же самые операции и эффекты, что и первый и второй варианты выполнения настоящего изобретения. Кроме того, поскольку ток на стороне инвертора во время размыкания переключателя S2 "включен/выключен" для инвертора INV почти равен нулю, можно предотвратить неустойчивую работу во время переключения с привода от инвертора INV к приводу от коммерческого источника 1 питания.[0072] A power converter synchronization control device according to a third embodiment of the present invention is capable of providing the same operations and effects as the first and second embodiments of the present invention. In addition, since the current on the inverter side during the opening of the on / off switch S2 for the INV inverter is almost zero, intermittent operation during switching from the drive from the INV inverter to the drive from the
[0073] [Вариант 4 выполнения настоящего изобретения][0073] [
В третьем варианте выполнения настоящего изобретения командный ток Id* вдоль оси d и командный ток Iq* вдоль оси q уменьшали одновременно. В отличие от этого, в четвертом варианте выполнения настоящего изобретения командный ток Iq* вдоль оси q уменьшают до нуля, а затем командный ток Id* вдоль оси d уменьшают до нуля.In a third embodiment of the present invention, the command current Id * along the d axis and the command current Iq * along the q axis were reduced simultaneously. In contrast, in the fourth embodiment of the present invention, the command current Iq * along the q axis is reduced to zero, and then the command current Id * along the d axis is reduced to zero.
[0074] Ток Id вдоль оси d представляет собой ток, управляющий магнитным потоком. Без магнитного потока двигатель М не может создать вращающий момент и вращаться. Поэтому способ указанного уменьшения согласно четвертому варианту выполнения настоящего изобретения может сделать операцию по переключению более устойчивой.[0074] The current Id along the d axis is the current controlling the magnetic flux. Without magnetic flux, motor M cannot generate torque and rotate. Therefore, the method of said reduction according to the fourth embodiment of the present invention can make the switching operation more stable.
[0075] На фиг. 8 подробно показана секция 9 процесса уменьшения согласно четвертому варианту выполнения настоящего изобретения. Секция 41 проверки нуля командного тока установлена со стороны выхода секции 9 процесса уменьшения на стороне оси q. Секция 41 проверки нуля командного тока предназначена для определения, уменьшился или нет до нуля командный ток Iq* вдоль оси q и выдачи флага нуля командного тока вдоль оси q. Кроме того, секция 41 проверки нуля командного тока принимает сигнал с выхода вычитателя 25 и выдает этот сигнал с выхода вычитателя 25 непосредственно в качестве командного тока вдоль оси q после сглаживания. Вышеуказанный флаг полярности командного тока устанавливают в зависимости от полярности командного тока вдоль оси q до сглаживания (фиг. 8), как в третьем варианте выполнения настоящего изобретения.[0075] FIG. 8 shows in detail a
[0076] На стороне оси d со стороны входа имеются переключатели 42 и 43, а со стороны выхода - секция 9 процесса уменьшения соответственно. Каждый из переключателей 42 и 43 на сторонах входа и выхода выполнен так, чтобы включаться, когда со стороны секции 41 проверки нуля командного тока вдоль оси q подается флаг нуля командного тока вдоль оси q. Когда командный ток Iq* вдоль оси q становится равным нулю, то есть, Iq*=0, секция 41 проверки нуля командного тока, показанная в нижней части фиг. 8, устанавливает флаг нуля командного тока, и следовательно переключатели 42 и 43, показанные в верхней части фиг. 8, переходят в состояние вкл. (ON) (сторона, обращенная к секции 9 процесса уменьшения).[0076] On the d-axis side, there are
Кроме того, можно выполнить процесс уменьшения с использованием конструкции, которая сначала уменьшает ток вдоль оси d, а затем уменьшает ток вдоль оси q.In addition, a reduction process can be performed using a design that first reduces the current along the d axis and then reduces the current along the q axis.
[0077] Как показано выше, четвертый вариант выполнения настоящего изобретения может обеспечить те же самые операции и эффекты, как и с первого по третий варианты выполнения настоящего изобретения. Кроме того, четвертый вариант выполнения настоящего изобретения может обеспечить более устойчивую работу по переключению с привода от инвертора INV к приводу от коммерческого источника 1 питания по сравнению с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения.[0077] As shown above, the fourth embodiment of the present invention can provide the same operations and effects as the first to third embodiments of the present invention. In addition, the fourth embodiment of the present invention can provide more stable operation of switching from a drive from an INV inverter to a drive from a
[0078] [Вариант 5 выполнения настоящего изобретения][0078] [
На фиг. 9 показана блок-схема секции 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно пятому варианту выполнения настоящего изобретения.In FIG. 9 is a block diagram of a synchronous
[0079] Фаза выходного напряжения инвертора INV управляется фазой выходного напряжения коммерческого источника 1 питания после переключения к управлению током. Однако во время управления V/f фаза выходного напряжения инвертора INV управляется фазой θ, определяемой вычислением частоты на выходе инвертора INV.[0079] The output voltage phase of the INV inverter is controlled by the output voltage phase of the
[0080] Поэтому возникает зазор или девиация между фазой выходного напряжения коммерческого источника 1 питания и фазой выходного напряжения инвертора INV во время периода от завершения синхронизации до начала управления током (период от "завершения синхронизации" (sync completion) до "переключения управления" (control changeover), показанный на фиг. 2 и фиг. 7). Вследствие этого зазора в фазе точность управления током может уменьшиться и вызвать перегрузку по току во время периода перекрытия, показанного на фиг. 2 и фиг. 7.[0080] Therefore, there is a gap or deviation between the phase of the output voltage of the
[0081] Поэтому секция 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно пятому варианту выполнения настоящего изобретения дополнительно содержит секцию 10 вычисления выходной частоты для вычисления частоты на выходе инвертора INV, секцию 11 вычисления фазы для вычисления фазы θ выходного напряжения инвертора INV и секцию 12 ограничения скорости изменения для поддерживания зазора или девиации между фазой выходного напряжения θ1 коммерческого источника 1 питания и фазой θ выходного напряжения инвертора INV во время переключения и постепенного уменьшения этого зазора до нуля путем введения ограничения на скорость изменения.[0081] Therefore, the synchronous
[0082] На фиг. 10 более подробно показана секция 12 ограничения скорости изменения. Секция 12 ограничения скорости изменения содержит секцию 51 вычитания, переключатель 52, переключатели 53 и 56, ограничитель скорости уменьшения, секцию 55 вычисления абсолютного значения, буфер Z-1 и секцию 57 вычитания. Секция 51 вычитания вычисляет разность (θ-θ1) между фазой θ1 выходного напряжения коммерческого источника 1 питания и фазой θ выходного напряжения инвертора INV, вычисленной секцией 11 вычисления фазы на фиг. 9. Переключатель 52 выводит разность между фазой θ1 выходного напряжения коммерческого источника 1 питания и фазой θ выходного напряжения инвертора INV во время периода, когда флаг завершения синхронизации установлен в состояние выкл., и выводит предыдущее значение с выхода переключателя 56, полученное на одну выборку раньше во время периода, когда флаг завершения синхронизации установлен в состояние вкл. Каждый из переключателей 53 и 56 повернут к положительной стороне, когда флаг проверки полярности ошибки положителен, и к отрицательной стороне, когда флаг проверки полярности ошибки отрицателен. Ограничитель скорости уменьшения содержит ограничитель 54а скорости уменьшения с положительной стороны, предназначенный для уменьшения со стороны положительных значений до нуля, и ограничитель 54b скорости уменьшения с отрицательной стороны для уменьшения со стороны отрицательных значений до нуля. Секция 55 вычисления абсолютного значения вычисляет абсолютное значение на выходе ограничителя 54b скорости уменьшения с отрицательной стороны. Буфер Z-1 предназначен для вывода предыдущего значения с выхода переключателя 56, полученного на одну выборку раньше. Секция 57 вычитания вычитает выходное значения переключателя 56 из элемента θs информации о фазе коммерческого источника 1 питания.[0082] FIG. 10 shows in
[0083] С момента, когда флаг завершения синхронизации включен в момент «завершения синхронизации» (sync completion), разность между фазой θ1 выходного напряжения коммерческого источника 1 питания и фазой θ выходного напряжения с выхода секции 11 вычисления фазы уменьшается от значения непосредственно перед этим посредством ограничителя 54а, 54b скорости уменьшения. Оценивают полярность разности (θ-θ1) фаз, и флаг полярности ошибки фазы устанавливают положительным, если разность фаз положительна, и отрицательным, если разность фаз отрицательна. Ограничитель 54а скорости уменьшения уменьшает сдвиг фаз от положительного значения до нуля, если флаг полярности ошибки фазы установлен положительным, и ограничитель 54b скорости уменьшения уменьшает сдвиг фаз от отрицательного значения до нуля, если флаг полярности погрешности фазы установлен отрицательным. Секция 55 вычисления абсолютного значения вычисляет абсолютное значение сигнала на выходе ограничителя 54b скорости уменьшения. Когда сдвиг фаз уменьшается до нуля либо со стороны положительных значений, либо со стороны отрицательных значений, ограничитель 54а или в 54b скорости уменьшения выводит ноль. Результат, полученный вычитанием выходного сигнала для этого процесса (выход переключателя 56), как фаза θ1 из коммерческого источника 1 питания, выводится в качестве элемента θs информации о фазе, используемого в секции 7 преобразования трех фаз в две фазы и секции 8 преобразования двух фаз в три фазы, показанных на фиг. 9.[0083] From the moment the synchronization completion flag is turned on at the time of “sync completion”, the difference between the output voltage phase θ1 of the
[0084] Таким образом, когда генерируется ошибка между фазой θ выходного напряжения инвертора INV и фазой θ1 выходного напряжения коммерческого источника 1 питания, система постепенно изменяет элемент θs информации о фазе коммерческого источника 1 питания, используемый в секции 7 преобразования трех фаз в две фазы и элементе 8 преобразования двух фаз в три фазы от фазы θ выходного напряжения инвертора INV к фазе θ1 выходного напряжения коммерческого источника 1 питания.[0084] Thus, when an error is generated between the output voltage phase θ of the INV inverter INV and the output voltage phase θ1 of the
[0085] Уменьшение скорости не производят во время периода перед завершением синхронизации «sync completion», показанного на фиг. 2 и 7.[0085] No speed reduction is performed during the period before the completion of the sync completion shown in FIG. 2 and 7.
[0086] Как сказано выше, пятый вариант выполнения настоящего изобретения может обеспечить те же самые операции и эффекты, что и первый -четвертый варианты выполнения настоящего изобретения. Кроме того, секция 12 ограничения скорости изменения может предотвратить резкое изменение тока во время перекрытия друг с другом привода от инвертора INV и привода от коммерческого источника 1 питания. Соответственно, пятый вариант выполнения настоящего изобретения может предотвратить отказ и остановку и обеспечить устойчивую работу.[0086] As stated above, the fifth embodiment of the present invention can provide the same operations and effects as the first to fourth embodiments of the present invention. In addition, the rate of change
[0087] [Вариант 6 выполнения настоящего изобретения][0087] [
В первом варианте выполнения настоящего изобретения и пятом варианте выполнения настоящего изобретения при переходе от координатной системы фазы выходной частоты инвертора INV к системе координат фазы выходного напряжения коммерческого источника 1 питания учитывают только фазу. В шестом варианте выполнения настоящего изобретения в отличие от этого преобразование от одной системы координат к другой выполняют с учетом фазы и величины напряжения. На фиг. 11 показано соотношение между вектором напряжения трехфазного переменного тока, системой координат α-β и системой координат d-q.In the first embodiment of the present invention and the fifth embodiment of the present invention, when moving from the coordinate system of the phase of the output frequency of the inverter INV to the coordinate system of the phase of the output voltage of the
[0088] Система координат α-β - это система координат после преобразования от трех фаз к двум фазам, она называется фиксированной системой координат. Система координат d-q - это система координат, которая вращается в системе координат α-β с некоторой скоростью. В общем случае эта система координат - система координат, которая вращается синхронно с частотой первичной обмотки двигателя М и называется вращательной системой координат.[0088] The α-β coordinate system is a coordinate system after converting from three phases to two phases, it is called a fixed coordinate system. The d-q coordinate system is a coordinate system that rotates in the α-β coordinate system at a certain speed. In the general case, this coordinate system is a coordinate system that rotates synchronously with the frequency of the primary winding of the motor M and is called the rotational coordinate system.
[0089] На фиг. 12 показана система координат dm-qm, которая определена как система координат, вращающаяся синхронно с частотой первичной обмотки двигателя М, и система координат ds-qs, которая определена как система координат, вращающаяся синхронно с фазой напряжения коммерческого источника 1 питания.[0089] FIG. 12 shows a coordinate system dm-qm, which is defined as a coordinate system rotating synchronously with the frequency of the primary motor winding M, and a coordinate system ds-qs, which is defined as a coordinate system, rotating synchronously with the voltage phase of a
[0090] Фаза частоты первичной обмотки двигателя М обозначена как θm, а элемент информации о фазе, представляющий фазу коммерческого источника 1 питания, обозначен как θs. Вектор V1 напряжения определен, как показано на фиг. 12. В этом случае вектор V1 напряжения распределен между системой координат dm-qm и системой координат ds-qs. В этом случае напряжение вдоль оси d системы координат dm-qm обозначено как Vdm, а напряжение вдоль оси q обозначено как Vqm. Напряжение вдоль оси d в системе координат ds-qs обозначено как Vds, а напряжение вдоль оси q обозначено как Vqs.[0090] The phase of the frequency of the primary winding of the motor M is denoted by θm, and the phase information element representing the phase of the
[0091] В операции изменения фазы, используемой для преобразования координат от фазы частоты на выходе инвертора INV к фазе выходного напряжения коммерческого источника 1 питания (в момент «переключения управления» (control changeover) на фиг. 2 и фиг. 7), можно достигнуть изменения фазы выходного напряжения коммерческого источника 1 питания при сохранении величины вектора напряжения в первичной обмотке двигателя М (напряжения, поданного в двигатель М) путем изменения напряжение вдоль оси d от Vdm до Vds и изменения напряжения вдоль оси q от Vqm до Vqs.[0091] In the phase change operation used to convert the coordinates from the frequency phase at the output of the INV inverter to the phase of the output voltage of the commercial power source 1 (at the time of “control changeover” in FIG. 2 and FIG. 7), it is possible to achieve changing the phase of the output voltage of the
[0092] Посредством этой операции система может сделать более стабильным напряжение, подаваемое в двигатель М, во время операции переключения.[0092] Through this operation, the system can make the voltage supplied to the motor M more stable during the switching operation.
[0093] На фиг. 13 показана блок схема секции 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно шестому варианту выполнения настоящего изобретения. В шестом варианте выполнения настоящего изобретения имеются секции 13 и 14 выбора осей координат вместо секции 7 преобразования трех фаз в две фазы и секции 8 преобразования двух фаз в три фазы. Описанные выше операции выполняются в секциях 13 и 14 выбора осей координат. На фиг. 14 подробно показана блок-схема секций 13 и 14 выбора осей координат. На фиг. 14 секция 14 выбора осей координат содержит секции 31 и 32 преобразования двух фаз в три фазы, а секция 13 выбора осей координат содержит секции 34 и 35 преобразования трех фаз в две фазы. Для соответствующих преобразований координат секция 32 преобразования двух фаз в три фазы и секция 35 преобразования трех фаз в две фазы используют элемент θs информации о фазе коммерческого источника 1 питания. Для соответствующих преобразований координат секция 31 преобразования двух фаз в три фазы и секция 34 преобразования трех фаз в две фазы используют фазу θ выходного напряжения инвертора INV. Флаг переключения управления током устанавливают в момент «переключение управления» (control changeover), показанный на фиг. 2 или фиг. 7.[0093] FIG. 13 is a block diagram of a synchronous
[0094] До переключения к управлению током (управление ACR) переключатели 33 и 36 перехода на фиг. 14 установлены в положение вкл., и следовательно преобразования координат выполняются в секции 31 преобразования двух фаз в три фазы и секции 34 преобразования трех фаз в две фазы с использованием фазы θ выходного командного напряжения инвертора INV. После переключения к управлению током (управление ACR) переключатели 33 и 36 перехода на фиг. 14 установлены в положение вкл., и следовательно преобразования координат выполняют в секции 32 преобразования двухфазный-трехфазный и секции 35 преобразования трехфазный-двухфазный с использованием элемента θs информации о фазе коммерческого источника 1 питания.[0094] Before switching to current control (ACR control), the transition switches 33 and 36 of FIG. 14 are set to the on position, and therefore coordinate conversions are performed in the two-phase to three-
[0095] Таким образом, шестой вариант выполнения настоящего изобретения может обеспечить те же самые операции и эффекты, что и первый-пятый варианты выполнения настоящего изобретения. Кроме того, можно поддерживать величину вектора напряжения в первичной обмотке двигателя М неизменной и выполнить изменение фазы выходного напряжения коммерческого источника 1 питания при постоянной величине этого вектора.[0095] Thus, a sixth embodiment of the present invention can provide the same operations and effects as the first to fifth embodiments of the present invention. In addition, you can maintain the magnitude of the voltage vector in the primary winding of the motor M unchanged and perform a phase change of the output voltage of the
[0096] [Вариант 7 выполнения настоящего изобретения][0096] [
На фиг. 15 показана секция управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно седьмому варианту выполнения настоящего изобретения. Управление токами может быть выполнено в форме трехфазного тока без выполнения преобразования координат. В этом случае, как показано на фиг. 5, командный ток Id* вдоль оси d и командный ток Iq* вдоль оси q преобразуют в командные трехфазные токи Iu*, Iv* и Iw* с помощью секции 8 преобразования двух фаз в три фазы. Затем секция 6 управления током вычисляет командные трехфазные напряжения Vu*, Vv*, Vw* в соответствии с девиацией между командным трехфазным током Iu*, Iv*, Iw* и трехфазным измеренным током Iu, Iv, Iw.In FIG. 15 shows a synchronous current control section of a commercial power supply according to a seventh embodiment of the present invention. Current control can be performed in the form of a three-phase current without performing coordinate conversion. In this case, as shown in FIG. 5, the command current Id * along the d axis and the command current Iq * along the q axis are converted into command three-phase currents Iu *, Iv * and Iw * using
[0097] Седьмой вариант выполнения настоящего изобретения может обеспечить те же самые операции и эффекты, что и с первого по шестой варианты выполнения настоящего изобретения. Кроме того можно опустить вычисление преобразования координат во время управления током и упростить конструкцию системы управления током.[0097] A seventh embodiment of the present invention can provide the same operations and effects as the first to sixth embodiments of the present invention. In addition, you can omit the calculation of the coordinate transformation during current control and simplify the design of the current control system.
[0098] [Вариант 8 выполнения настоящего изобретения][0098] [
Выходное напряжение инвертора INV уменьшается вследствие падения напряжения, обусловленного реактором L переменного тока, подключенным на выходе инвертора INV. Это падение напряжения на реакторе L переменного тока вызывает разность потенциалов и сдвиг фаз между выходным напряжением инвертора INV и напряжением коммерческого источника питания, и в конечном счете вызывает перекрестный ток. Восьмой вариант выполнения настоящего изобретения обеспечивает компенсацию этого падения напряжения, обусловленного реактором L переменного тока, чтобы предотвратить появление перекрестного тока.The output voltage of the INV inverter decreases due to a voltage drop due to the AC reactor L connected to the output of the INV inverter. This voltage drop across the AC reactor L causes a potential difference and a phase shift between the output voltage of the INV inverter and the voltage of the commercial power supply, and ultimately causes a cross current. An eighth embodiment of the present invention compensates for this voltage drop caused by the AC reactor L to prevent the occurrence of cross-current.
[0099] На фиг. 17 показана векторная диаграмма выходного напряжения инвертора INV. Слева на фиг. 17 показано состояние нагрузки привода, а справа на фиг. 17 показано регенеративное состояние нагрузки. В качестве примера взят индукционный электродвигатель (двигатель).[0099] FIG. 17 is a vector diagram of an INV inverter output voltage. On the left in FIG. 17 shows the load state of the drive, and on the right in FIG. 17 shows the regenerative state of the load. An induction motor (motor) is taken as an example.
[0100] На фиг. 17 используются следующие обозначения: I1: ток в первичной обмотке, Id: измеренный ток вдоль оси d, Iq: измеренный ток вдоль оси q, ω1: компонент угловой частоты инвертора INV (=2π × частота на выходе инвертора INV), L1: индуктивность реактора L переменного тока, Ls: реактивное сопротивление утечки в двигателе, R1: активное сопротивление двигателя, V1: выходное напряжение на контактах двигателя, Е2: индуцированное напряжение на двигателе, Vac1: падение напряжения на реакторе L переменного тока.[0100] FIG. 17 the following notation is used: I1: primary current, Id: measured current along the d axis, Iq: measured current along the q axis, ω1: component of the angular frequency of the inverter INV (= 2π × frequency at the output of the inverter INV), L1: reactor inductance AC L, Ls: leakage reactance in the motor, R1: motor resistance, V1: output voltage at the motor contacts, E2: induced voltage on the motor, Vac1: voltage drop across the AC reactor L.
[0101] На фиг. 17, V1+Vac1 - выходное напряжение инвертора INV, a V1 - напряжение на клеммах двигателя. Как показано на фиг. 17, возникает разность между напряжением V1+Vac1 на выходе инвертора и напряжением V1 на клеммах двигателя. Коммерческий источник 1 питания связан с двигателем М через электромагнитный контактор. Соответственно, мер для согласования величины и фазы напряжения коммерческого источника 1 питания и выходного напряжения V1+Vac1 инвертора INV друг с другом недостаточно, чтобы уменьшить указанную разность напряжений и предотвратить перекрестный ток. Можно уменьшить перекрестный ток путем компенсации падения напряжения Vac1 реактора L переменного тока.[0101] In FIG. 17, V1 + Vac1 is the output voltage of the INV inverter, and V1 is the voltage at the motor terminals. As shown in FIG. 17, a difference arises between the voltage V1 + Vac1 at the inverter output and the voltage V1 at the motor terminals.
[0102] В состоянии нагрузки привода и состоянии регенеративной нагрузки на фиг. 17 падение напряжения Vac1 на реакторе L переменного тока разделяется на направленное вдоль оси d и вдоль оси q. В этом случае компонента напряжения вдоль оси d полного падения напряжения Vac1 на реакторе L переменного тока равна ω1×L1×(-Iq), а компонента напряжения вдоль оси q полного падения напряжения Vac1 на реакторе L переменного тока равна ω1×L1×Id. Компонента ω1×L1×(-Iq) падения напряжения вдоль оси d накладывается на командное напряжение Vd* вдоль оси d, которое представляет собой выход схемы управления током, а компонент ω1×L1×Id падения напряжения вдоль оси q накладывается на командное напряжение Vq* вдоль оси q.[0102] In the drive load state and the regenerative load state in FIG. 17, the voltage drop Vac1 at the AC reactor L is divided into directed along the d axis and along the q axis. In this case, the voltage component along the d axis of the total voltage drop Vac1 at the AC reactor L is equal to ω1 × L1 × (-Iq), and the voltage component along the q axis of the total voltage drop Vac1 at the AC reactor L is equal to ω1 × L1 × Id. The component ω1 × L1 × (-Iq) of the voltage drop along the d axis is superimposed on the command voltage Vd * along the d axis, which is the output of the current control circuit, and the component ω1 × L1 × Id of the voltage drop along the q axis is superimposed on the command voltage Vq * along the q axis.
[0103] На фиг. 18 показана блок схема секции 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно восьмому варианту выполнения настоящего изобретения. Секция 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно восьмому варианту выполнения настоящего изобретения в дополнение к компонентам секции 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно седьмому варианту выполнения настоящего изобретения дополнительно содержит секцию 15 вычисления частоты и секцию 16 компенсации ошибки выходного напряжения.[0103] In FIG. 18 is a block diagram of a synchronous
[0104] Секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения компенсирует падение напряжения на реакторе L переменного тока. Частотная составляющая, используемая в секции 16 компенсации ошибки выходного напряжения, получается дифференцированием элемента θs информации о фазе, выдаваемого секцией 12 ограничения скорости изменения. Кроме того, компонент угловой частоты ω1 получают умножением элемента θs информации о фазе на 2π в секции 15 вычисления частоты.[0104] The output voltage
[0105] Секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения имеется для каждой из осей: оси d и оси q. На фиг. 19 подробно показана секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения для оси d, а на фиг. 20 подробно показана секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения для оси q.[0105] An output voltage
[0106] Как показано на фиг. 19, секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения вдоль оси d содержит умножитель 61а, производящий умножение компонента угловой частоты ω1, индуктивности L1 реактора переменного тока и измеренного тока Iq вдоль оси q, и вычитатель 62а, производящий вычитание выхода ω1×L1×Iq умножителя 61а умножителя из командного напряжения Vd* вдоль оси d и вывод результата вычитания в качестве финального командного напряжения Vd1* вдоль оси d.[0106] As shown in FIG. 19, the output voltage
[0107] Как показано на фиг. 20, секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения вдоль оси q содержит умножитель 61b, производящий умножение компонента угловой частоты ω1, индуктивности L1 реактора переменного тока и измеренного тока Id вдоль оси d, и сумматор 62b, производящий суммирование выхода ω1×L1×Id умножителя 61а и командного напряжения Vq* вдоль оси q и вывод результата вычитания в качестве финального командного напряжения Vq1* вдоль оси q.[0107] As shown in FIG. 20, the output voltage
[0108] Таким образом, компенсацию выходного напряжения выполняют в соответствии с компонентом вдоль оси d, равным ω1×L1×(-Iq) падения напряжения Vac1, и компонентом вдоль оси q, равным ω1×L1×Id падения напряжения Vac1.[0108] Thus, the compensation of the output voltage is performed in accordance with the component along the d axis equal to ω1 × L1 × (-Iq) of the voltage drop Vac1, and the component along the q axis equal to ω1 × L1 × Id of the voltage drop Vac1.
[0109] В восьмом варианте выполнения настоящего изобретения система или устройство управления измеряет ток на выходе инвертора INV и выполняет управление током, чтобы поддерживать ток равным величине командного тока. Поэтому, точность управления высока, а следовательно система управления может эффективно предотвратить перекрестный ток во время операции по переключению по сравнению с устройством, описанным в документе 3, где раскрыто техническое решение для переключения синхронизации.[0109] In an eighth embodiment of the present invention, the control system or device measures the current at the output of the INV inverter and performs current control to maintain the current equal to the value of the command current. Therefore, the control accuracy is high, and therefore, the control system can effectively prevent cross-current during the switching operation compared with the device described in document 3, which discloses a technical solution for switching synchronization.
[0110] Поэтому переключение привода от инвертора INV к приводу от коммерческого источника 1 питания проходит гладко и устойчиво без отказов и остановки преобразователя мощности вследствие перегрузки по току и напряжению, в результате надежность системы привода двигателя повышается.[0110] Therefore, switching the drive from the INV inverter to the drive from the
[0111] Кроме того, по сравнению с первым по седьмой вариантами выполнения настоящего изобретения система учитывает падение напряжения Vac на реакторе L переменного тока и следовательно дополнительно предотвращает перегрузку по току и повышает надежность системы привода двигателя.[0111] Furthermore, compared with the first through seventh embodiments of the present invention, the system takes into account the voltage drop Vac on the AC reactor L and therefore further prevents overcurrent and improves the reliability of the motor drive system.
[0112] [Вариант 9 выполнения настоящего изобретения][0112] [
В девятом варианте выполнения настоящего в секции 16 компенсации ошибки выходного напряжения имеется средство создания зоны нечувствительности. Когда ток вдоль оси q становится равным нулю в состоянии без нагрузки, полярность может полностью измениться из-за наложения шума на измеренный ток. В случае инверсии полярности коррекция может отклониться от компоненты, для которой требуется компенсация. Поэтому имеется зона нечувствительности, позволяющая воздержаться от компенсации компоненты, обусловленной током вдоль оси q при отсутствии нагрузки или при незначительной нагрузке (то есть, когда измеренный ток (токи) Iu, Iv, Iw ниже, чем заранее заданное значение).In a ninth embodiment of the present, in the output voltage
[0113] На фиг. 21 показана секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения со средством 63 создания зоны нечувствительности и без средства 63 создания зоны нечувствительности. Как показано на фиг. 21, средство 63 создания зоны нечувствительности принимает командный ток Iq вдоль оси q и подает выходной сигнал в умножитель 61а. Выход средства 63 создания зоны нечувствительности равен нулю, когда абсолютная величина Iq меньше или равна заранее заданной величине, и равна Iq, когда абсолютная величина Iq больше заранее заданной величины. В других отношениях девятый вариант выполнения настоящего изобретения идентичен по конструкции восьмому варианту выполнения настоящего изобретения.[0113] In FIG. 21, an output voltage
[0114] Как сказано выше, девятый вариант выполнения настоящего изобретения может обеспечить те же самые операции и эффекты, что и восьмой вариант выполнения настоящего изобретения. Кроме того, даже если на измеренный ток (токи) Iu, Iv, Iw, накладывается шум, когда измеренный ток (токи) Iu, Iv, Iw ниже заранее заданной величины, можно предотвратить нежелательный сдвиг вследствие шумов, который придется компенсировать вследствие инверсии полярности.[0114] As stated above, the ninth embodiment of the present invention can provide the same operations and effects as the eighth embodiment of the present invention. In addition, even if noise is superimposed on the measured current (currents) Iu, Iv, Iw when the measured current (currents) Iu, Iv, Iw is lower than a predetermined value, it is possible to prevent an unwanted shift due to noise, which will have to be compensated due to the polarity inversion.
[0115] [Вариант 10 выполнения настоящего изобретения][0115] [
В секции 16 компенсации ошибки выходного напряжения согласно восьмому варианту выполнения настоящего изобретения используются командные напряжения Vd* и Vq*, компонент ω1 угловой частоты и измеренные токи Id и Iq. Однако желательно компенсировать падение напряжения Vac1 на реакторе L переменного тока с использованием информации о командных токах Id* и Iq* вместо измеренных токов Id и Iq.In the output voltage
[0116] На фиг. 22 показана блок-схема секции 4 управления на основе синхронного тока коммерческого источника питания согласно десятому варианту выполнения настоящего изобретения. Можно считать, что путем управления током измеренные токи, Id и Iq сделаны равными командным токам Id* и Iq*. Кроме того, величины измеренных токов Id и Iq непосредственно перед переключением с управления V/f на управление током используются в качестве командных токов Id* и Iq*. Поэтому можно считать, что командные токи Id* и Iq* эквивалентны измеренным токам.[0116] In FIG. 22 is a block diagram of a synchronous
[0117] Как объяснено выше, десятый вариант выполнения настоящего изобретения может обеспечить те же самые операции и эффекты, что и восьмой и девятый варианты выполнения настоящего изобретения. Кроме того, при использовании командных токов Id* и Iq* можно избавиться от возмущений, которые могут входить в измеренные токи Id и Iq.[0117] As explained above, the tenth embodiment of the present invention can provide the same operations and effects as the eighth and ninth embodiments of the present invention. In addition, when using the command currents Id * and Iq *, it is possible to get rid of disturbances that can enter the measured currents Id and Iq.
[0118] [Вариант 11 выполнения настоящего изобретения][0118] [
На фиг. 23 показана секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения согласно одиннадцатому варианту выполнения настоящего изобретения. В одиннадцатом варианте выполнения настоящего изобретения компенсация падения напряжения на реакторе L переменного тока учитывается как постоянное значение.In FIG. 23 shows an output voltage
[0119] Как показано на фиг. 23, секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения согласно одиннадцатому варианту выполнения настоящего изобретения содержит умножитель 64, секцию 65 вычисление θcomp, умножители 66а, 66b, вычитатель 67а и сумматор 67b.[0119] As shown in FIG. 23, the output voltage
[0120] Умножитель 64 вычисляет значение Vcomp компенсации падения напряжения путем перемножения индуктивности L1 реактора L переменного тока, компоненты ω1 угловой частоты и тока I в условиях нагрузки привода во время синхронизации с коммерческим источником питания. Секция 65 вычисление θcomp вычисляет θcomp с использованием командного тока Id* вдоль оси d и командного тока Iq* вдоль оси q.[0120] The
[0121] Умножитель 66а вычисляет компоненту Vd_comp компенсации падения напряжения вдоль оси d путем умножения значения Vcomp компенсации падения напряжения и sin(θcomp). Умножитель 66b вычисляет компоненту Vq_comp компенсации падения напряжения вдоль оси q путем умножения значения Vcomp падения напряжения на cos(θcomp).[0121] The multiplier 66a calculates the voltage dip compensation component Vd_comp along the d axis by multiplying the voltage dip compensation value Vcomp and sin (θcomp).
[0122] Вычитатель 67а вычитает компоненту Vd_comp компенсации падения напряжения вдоль оси d из командного напряжения Vd* и выводит результат вычитания в качестве результирующей командного напряжения Vd1* вдоль оси d. Сумматор 67b прибавляет компонент Vq_comp компенсации падения напряжения вдоль оси q к командному напряжению Vq* вдоль оси q и выводит результат суммирования в качестве результирующего командного напряжения Vq1* вдоль оси q.[0122]
[0123] Можно вычислить величину компенсации падения напряжения с использовании выражения (9), как показано на фиг. 17 для восьмого варианта выполнения настоящего изобретения, если известны индуктивность L1 реактора L переменного тока и условия работы под нагрузкой во время синхронизации с коммерческим источником 1 питания (а именно, ток I=√(Id2+Iq2) и компонента ω1 угловой частоты. При использовании этого способа можно компенсировать падение напряжения Vac1 реактора L переменного тока, не используя датчик 2 тока и секцию 15 вычисления частоты, показанную на фиг. 18. Величина компенсации падения напряжения обозначена как Vcomp.[0123] A voltage drop compensation amount can be calculated using expression (9) as shown in FIG. 17 for the eighth embodiment of the present invention, if the inductance L1 of the AC reactor L and operating conditions under load during synchronization with the commercial power supply 1 (namely, the current I = √ (Id2 + Iq2) and the angular frequency component ω1 are known. of this method, it is possible to compensate for the voltage drop Vac1 of the AC reactor L without using the
[0124][0124]
[0125] Командный ток Id* вдоль оси d и командный ток Iq* вдоль оси q использованы для проекции на ось d и ось q. На фиг. 24 изображена векторная диаграмма, показывающая только командные токи Id* и Iq* вдоль оси d и вдоль оси q и падение напряжения Vac1 на реакторе L переменного тока. Нет никаких существенных различий в работе привода и регенерации. Соответственно, показана только работа при нагрузке привода.[0125] The command current Id * along the d axis and the command current Iq * along the q axis are used to project onto the d axis and q axis. In FIG. 24 is a vector diagram showing only command currents Id * and Iq * along the d axis and along the q axis and the voltage drop Vac1 at the AC reactor L. There are no significant differences in drive and regeneration performance. Accordingly, only operation under load of the drive is shown.
[0126] Отношение для проекций на ось d и ось q определяется выражением (10):[0126] The ratio for projections onto the d axis and q axis is determined by the expression (10):
[0127][0127]
[0128] Преобразование к компонентам компенсации напряжения вдоль оси d и вдоль оси q может быть выполнено путем вычисления следующих математических выражений (11) и (12) с использованием θcomp, определенного выражением (10), как очевидно из фиг. 24. Как видно из выражений (11) и (12), компонента компенсации напряжения вдоль оси d равна Vd_comp, а компонента компенсации напряжения вдоль оси q равна Vq_comp.[0128] Conversion to voltage compensation components along the d axis and along the q axis can be performed by calculating the following mathematical expressions (11) and (12) using θ comp defined by expression (10), as is apparent from FIG. 24. As can be seen from expressions (11) and (12), the voltage compensation component along the d axis is Vd_comp, and the voltage compensation component along the q axis is Vq_comp.
[0129][0129]
[0130][0130]
[0131] Полученные таким образом компоненты компенсации накладываются соответственно на командное напряжение Vd* вдоль оси d и командное напряжение Vq* вдоль оси q, выдаваемые средствами управления током.[0131] The compensation components thus obtained are superimposed respectively on the command voltage Vd * along the d axis and the command voltage Vq * along the q axis, issued by the current control means.
[0132] В одиннадцатом варианте выполнения настоящего изобретения компонента Vd_comp компенсации падения напряжения вдоль оси d и компонента Vq_comp компенсации падения напряжения вдоль оси q определены согласно вышеуказанным математическим выражениям (11) и (12), если считать компоненту ω1 угловой частоты, командный ток Id* вдоль оси d и командный ток Iq* вдоль оси q постоянными. Альтернативно, предпочтительно использовать способ определения компонентов компенсации, определяя один из этих параметров как постоянное значение и определяя другой параметр (параметры) из измеренной величины (величин), как показано на фиг. 18.[0132] In the eleventh embodiment of the present invention, the voltage dip compensation component Vd_comp along the d axis and the voltage dip compensation component Vq_comp along the q axis are determined according to the above mathematical expressions (11) and (12), if we consider the angular frequency component ω1, the command current Id * along the d axis and command current Iq * along the q axis are constant. Alternatively, it is preferable to use a method for determining compensation components by defining one of these parameters as a constant value and determining another parameter (s) from the measured quantity (s), as shown in FIG. eighteen.
[0133] Как объяснено выше, одиннадцатый вариант выполнения настоящего изобретения может обеспечить те же самые операции и эффекты, что и восьмой-десятый варианты выполнения настоящего изобретения. Кроме того, можно скомпенсировать падение напряжения Vac1 на реакторе L переменного тока без потребности в датчике 2 тока и в секции 18 вычисления частоты.[0133] As explained above, the eleventh embodiment of the present invention can provide the same operations and effects as the eighth to tenth embodiments of the present invention. In addition, the voltage drop Vac1 at the AC reactor L can be compensated for without the need for a
[0134] [Вариант 12 выполнения настоящего изобретения][0134] [
В двенадцатом варианте выполнения настоящего изобретения компенсацию выходного напряжения выполняют во время управления V/f перед завершением синхронизации. Когда используется двенадцатый вариант выполнения настоящего изобретения, секция 6 управления током, секция 16 компенсации ошибки выходного напряжения и секция 8 преобразования двух фаз в три фазы, показанные на фиг. 18 и фиг. 22, соединены, как показано на фиг. 25.In a twelfth embodiment of the present invention, output voltage compensation is performed during V / f control before synchronization is completed. When a twelfth embodiment of the present invention is used, the
[0135] Таким образом, как показано на фиг. 25, в двенадцатом варианте выполнения настоящего изобретения между секцией 16 компенсации ошибки выходного напряжения и секцией 8 преобразования двух фаз в три фазы установлен переключатель S5 перехода. Переключатель S5 перехода принимает командное напряжение Vd* вдоль оси d и командное напряжение Vq* вдоль оси q и финальные командные напряжения Vd1* и Vq1* вдоль оси d и вдоль оси q.[0135] Thus, as shown in FIG. 25, in a twelfth embodiment of the present invention, a transition switch S5 is installed between the output voltage
[0136] Переключатель S5 перехода связан со стороной Выкл. во время периода, в течение которого флаг переключения управления током установлен в нуль (то есть, во время управления V/f). В этом состоянии переключатель S5 перехода выдает финальное командное напряжение Vd1* вдоль оси d и финальное командное напряжение Vq1* вдоль оси q в секцию 8 преобразования двух фаз в три фазы. Во время периода, когда флаг переключения управления током установлен в единицу (то есть, во время управления ACR), переключатель S5 перехода связан со стороной Вкл. и выдает командное напряжение Vd* вдоль оси d и командное напряжение Vq* вдоль оси q в секцию преобразования двух фаз в три фазы.[0136] The transition switch S5 is connected to the off side. during the period during which the current control switching flag is set to zero (i.e., during V / f control). In this state, the switch S5 of the transition gives the final command voltage Vd1 * along the d axis and the final command voltage Vq1 * along the q axis to the
[0137] Если компенсация ошибки выходного напряжения была выполнена перед завершением синхронизации, то после переключения к управлению током не требуется компенсации ошибки выходного напряжения.[0137] If the compensation of the output voltage error was performed before the completion of synchronization, then after switching to current control, the compensation of the output voltage error is not required.
[0138] Во время управления током (управление ACR) инвертер INV выводит напряжение, включая падение напряжения Vac1 на реакторе L. В этом случае элемент информации об измеренном токе содержит компонент падения напряжения Vac1 на реакторе L переменного тока, а следовательно не требуется компенсации ошибки напряжения.[0138] During the current control (ACR control), the INV inverter outputs a voltage, including the voltage drop Vac1 at the reactor L. In this case, the measured current information element contains the voltage drop component Vac1 at the AC reactor L, and therefore no voltage error compensation is required .
[0139] Согласно двенадцатому варианту выполнения настоящего изобретения можно опустить сложные вычисления во время управления током, упростить конструкцию и снизить объем вычислений во время управления током.[0139] According to a twelfth embodiment of the present invention, it is possible to omit complex calculations during current control, simplify the design, and reduce the amount of calculation during current control.
[0140] Хотя выше изобретение было описано в отношении некоторых вариантов его выполнения, оно не ограничено вариантами его выполнения, описанными выше. В рамках технической концепции настоящего изобретения возможны модификации и вариации вариантов выполнения настоящего изобретения, описанных выше. Эти модификации и вариации находятся в объеме пунктов формулы изобретения.[0140] Although the invention has been described above with respect to certain embodiments thereof, it is not limited to the embodiments described above. In the framework of the technical concept of the present invention, modifications and variations of the embodiments of the present invention described above are possible. These modifications and variations are within the scope of the claims.
Claims (45)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015046997 | 2015-03-10 | ||
JP2015-046997 | 2015-03-10 | ||
PCT/JP2016/054794 WO2016143481A1 (en) | 2015-03-10 | 2016-02-19 | Synchronization control device for power converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2667477C1 true RU2667477C1 (en) | 2018-09-20 |
Family
ID=56880431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017133495A RU2667477C1 (en) | 2015-03-10 | 2016-02-19 | Device for controlling synchronization of power converter |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6288368B2 (en) |
CN (1) | CN107408901B (en) |
RU (1) | RU2667477C1 (en) |
WO (1) | WO2016143481A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019176649A (en) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | オムロン株式会社 | Motor controller |
CN113454425A (en) * | 2019-02-20 | 2021-09-28 | 日本电产株式会社 | Position estimation device |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3133311A1 (en) * | 1981-08-22 | 1983-03-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Method for synchronisation of a converter synchronous motor to a supplying mains power supply |
US5387855A (en) * | 1987-09-24 | 1995-02-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Induction motor control system |
JPH089682A (en) * | 1994-06-21 | 1996-01-12 | Toshiba Corp | Induction machine control apparatus |
RU2132110C1 (en) * | 1998-03-25 | 1999-06-20 | Мищенко Владислав Алексеевич | Method for optimal vector control of induction electric motor and electric drive which implements said method |
RU2141719C1 (en) * | 1998-03-25 | 1999-11-20 | Мищенко Владислав Алексеевич | Method and electric drive for vector control of permanent-magnet synchronous motor |
JP3678781B2 (en) * | 1994-12-21 | 2005-08-03 | 東芝プラントシステム株式会社 | AC motor control device |
JP2006149136A (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Synchronization control unit for switching drive power supply |
EP2214303A1 (en) * | 2009-01-28 | 2010-08-04 | ABB Oy | Synchronizing an inverter with an alternating voltage source |
EP2667503A1 (en) * | 2011-01-18 | 2013-11-27 | Daikin Industries, Ltd. | Power conversion apparatus |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4702094B2 (en) * | 2006-02-24 | 2011-06-15 | 株式会社明電舎 | Inverter synchronous control device |
CN201199677Y (en) * | 2008-01-18 | 2009-02-25 | 郑欣棣 | Power supply control apparatus for motor |
CN102790562A (en) * | 2012-08-10 | 2012-11-21 | 上海新时达电气股份有限公司 | Method for smoothly switching motor between variable-frequency power supply and power-frequency power supply |
-
2016
- 2016-02-19 WO PCT/JP2016/054794 patent/WO2016143481A1/en active Application Filing
- 2016-02-19 CN CN201680014462.6A patent/CN107408901B/en active Active
- 2016-02-19 RU RU2017133495A patent/RU2667477C1/en active
- 2016-02-19 JP JP2017504943A patent/JP6288368B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3133311A1 (en) * | 1981-08-22 | 1983-03-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Method for synchronisation of a converter synchronous motor to a supplying mains power supply |
US5387855A (en) * | 1987-09-24 | 1995-02-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Induction motor control system |
JPH089682A (en) * | 1994-06-21 | 1996-01-12 | Toshiba Corp | Induction machine control apparatus |
JP3678781B2 (en) * | 1994-12-21 | 2005-08-03 | 東芝プラントシステム株式会社 | AC motor control device |
RU2132110C1 (en) * | 1998-03-25 | 1999-06-20 | Мищенко Владислав Алексеевич | Method for optimal vector control of induction electric motor and electric drive which implements said method |
RU2141719C1 (en) * | 1998-03-25 | 1999-11-20 | Мищенко Владислав Алексеевич | Method and electric drive for vector control of permanent-magnet synchronous motor |
JP2006149136A (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Synchronization control unit for switching drive power supply |
EP2214303A1 (en) * | 2009-01-28 | 2010-08-04 | ABB Oy | Synchronizing an inverter with an alternating voltage source |
EP2667503A1 (en) * | 2011-01-18 | 2013-11-27 | Daikin Industries, Ltd. | Power conversion apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2016143481A1 (en) | 2017-08-31 |
JP6288368B2 (en) | 2018-03-07 |
WO2016143481A1 (en) | 2016-09-15 |
CN107408901A (en) | 2017-11-28 |
CN107408901B (en) | 2020-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5413400B2 (en) | AC motor control device | |
KR101046042B1 (en) | Vector control device of induction motor, vector control method of induction motor and drive control device of induction motor | |
RU2407140C1 (en) | Vector controller for synchronous electric motor with permanent magnets | |
WO2021017237A1 (en) | Deadbeat control system and method for permanent magnet synchronous motor under low carrier ratio | |
US9471047B2 (en) | Motor control apparatus having part for phase compensation | |
CN109690935B (en) | Inverter control device and motor drive system | |
WO2012014526A1 (en) | Control apparatus of ac rotating machine | |
US20110031907A1 (en) | Control apparatus for electric rotating machine | |
US20100308757A1 (en) | Alternating-current motor control apparatus | |
US9483036B2 (en) | Motor control apparatus having part for phase compensation | |
WO2016121237A1 (en) | Inverter control device and motor drive system | |
JP2008199706A (en) | Phase detecting method, phase detector, method of controlling synchronous motor, and controller of synchronous motor | |
EP2763301B1 (en) | Power converter control method | |
JP2011254641A (en) | Controlling apparatus of electric motor and electric motor controlling system | |
US9871482B2 (en) | Power conversion device | |
JP2014093889A (en) | Controller of ac motor | |
JP2008199881A (en) | Control unit of induction motor | |
JP4889329B2 (en) | Control device for voltage source inverter | |
JP6372201B2 (en) | Power converter | |
JP5025295B2 (en) | Semiconductor power converter | |
RU2667477C1 (en) | Device for controlling synchronization of power converter | |
JP6519149B2 (en) | Motor controller | |
JPWO2009041157A1 (en) | Inverter control device and control method thereof | |
JP7304891B2 (en) | Rotating machine control device and electric vehicle control device | |
JP2011217575A (en) | Power conversion apparatus |