TWI810137B - 改善相位與振幅之方法及其系統 - Google Patents

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吳財福
張芸翔
邱瑞陽
洪健智
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國立清華大學
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本發明提供一種改善相位與振幅之方法，包含模型建立步驟、相位補償步驟、振幅補償步驟以及補償資訊產生步驟。模型建立步驟係建立對應換流器電路之換流器模型。電壓命令被輸入至換流器模型而產生實際電壓資訊。相位補償步驟係對電壓命令的相位命令資訊及實際電壓資訊運算而產生補償相位資訊。振幅補償步驟係對電壓命令的振幅命令資訊及實際電壓資訊運算而產生補償振幅資訊。補償資訊產生步驟係產生補償電壓命令，並輸入補償電壓命令至換流器模型而產生實際補償電壓資訊。藉此，縮減電壓命令與實際電壓資訊之間的差值。

Description

改善相位與振幅之方法及其系統
本發明係關於一種改善相位與振幅之方法及其系統，特別是關於一種應用於換流器的改善相位與振幅之方法及其系統。
在一般電壓型換流器控制技術中，可將電壓命令輸入至換流器模擬器，進而產生出換流器的模擬輸出電壓。然而，受到系統頻寬限制，在產生高頻輸出電壓時，輸出電壓的相位與振幅皆會有不同程度之偏移，使得輸出電壓的波形失真而與原先的電壓命令的相位與振幅產生較大的追蹤誤差。
有鑑於此，如何建立一種可分別估測輸出電壓之相位及振幅，並進行對應調節的改善相位與振幅之方法及其系統，實為民眾所殷切企盼，亦係相關業者須努力研發突破之目標及方向。
因此，本發明之目的在於提供一種改善相位與振幅之方法及其系統，其分別對換流器實際輸出的電壓相位及振幅進行補償，以降低換流器實際輸出的電壓與電壓命令之間的差值。
依據本發明的方法態樣之一實施方式提供一種改善相位與振幅之方法，包含一模型建立步驟、一相位補償步驟、一振幅補償步驟以及一補償資訊產生步驟。模型建立步驟係驅動一處理器建立對應一換流器電路之一換流器模型。一電壓命令被輸入至換流器模型而產生一實際電壓資訊。電壓命令包含一相位命令資訊與一振幅命令資訊。相位補償步驟係驅動一相位控制器接收電壓命令，並依據一相位補償控制程序對電壓命令的相位命令資訊及實際電壓資訊運算而產生一補償相位資訊。振幅補償步驟係驅動一振幅控制器接收電壓命令，並依據一振幅補償控制程序對電壓命令的振幅命令資訊及實際電壓資訊運算而產生一補償振幅資訊。補償資訊產生步驟係驅動處理器依據補償相位資訊及補償振幅資訊產生一補償電壓命令，並輸入補償電壓命令至換流器模型而產生一實際補償電壓資訊。其中實際補償電壓資訊與電壓命令的一差值小於實際電壓資訊與電壓命令的一差值。
藉此，本發明之改善相位與振幅之方法透過相位補償控制程序及振幅補償控制程序對換流器實際輸出電壓的相位及振幅補償，進而使換流器實際輸出的電壓接近電壓命令的數值。
前述實施方式之其他實施例如下：前述相位補償控制程序可包含驅動相位控制器對實際電壓資訊進行一正交運算而產生一實際電壓正交資訊及驅動相位控制器取得相位命令資訊、實際電壓資訊及實際電壓正交資訊，並與一相位補償增益及一積分器進行一乘法運算而產生補償相位資訊。
前述實施方式之其他實施例如下：前述補償相位資訊符合下式： 。
其中， 表示補償相位資訊， 表示相位命令資訊， 表示一相位命令正交資訊， 表示實際電壓資訊， 表示實際電壓正交資訊， 表示實際電壓資訊之一實際相位資訊與相位命令資訊之間的一相差角度。
前述實施方式之其他實施例如下：前述振幅補償控制程序可包含驅動振幅控制器取得振幅命令資訊，並與實際電壓資訊、實際電壓正交資訊及補償相位資訊進行一減法運算而產生一輸出結果及驅動振幅控制器對輸出結果及一振幅補償增益進行一乘法運算而產生補償振幅資訊。
前述實施方式之其他實施例如下：前述補償振幅資訊符合下式： 。
其中， 表示補償振幅資訊， 表示補償相位資訊， 表示一補償相位正交資訊， 表示實際電壓資訊， 表示實際電壓正交資訊， 表示實際電壓資訊之一實際相位資訊與相位命令資訊之間的一相差角度。
依據本發明的結構態樣之一實施方式提供一種改善相位與振幅之系統，包含一換流器電路、一處理器、一相位控制器以及一振幅控制器。處理器用以建立對應換流器電路之一換流器模型。一電壓命令被輸入至換流器模型而產生一實際電壓資訊。電壓命令包含一相位命令資訊與一振幅命令資訊。相位控制器訊號連接處理器。相位控制器接收電壓命令，並依據一相位補償控制程序對電壓命令的相位命令資訊及實際電壓資訊運算而產生一補償相位資訊。振幅控制器訊號連接處理器及相位控制器。振幅控制器接收電壓命令，並依據一振幅補償控制程序對電壓命令的振幅命令資訊及實際電壓資訊運算而產生一補償振幅資訊。處理器依據補償相位資訊及補償振幅資訊產生一補償電壓命令，並輸入補償電壓命令至換流器模型而產生一實際補償電壓資訊。實際補償電壓資訊與電壓命令的一差值小於實際電壓資訊與電壓命令的一差值。
藉此，本發明之改善相位與振幅之系統透過相位控制器及振幅控制器對換流器實際輸出電壓的相位及振幅補償，進而使換流器實際輸出的電壓接近電壓命令的數值。
前述實施方式之其他實施例如下：前述相位補償控制程序可包含對實際電壓資訊進行一正交運算而產生一實際電壓正交資訊及取得相位命令資訊、實際電壓資訊及實際電壓正交資訊，並與一相位補償增益及一積分器進行一乘法運算而產生補償相位資訊。
前述實施方式之其他實施例如下：前述補償相位資訊符合下式： 。
其中， 表示補償相位資訊， 表示相位命令資訊， 表示一相位命令正交資訊， 表示實際電壓資訊， 表示實際電壓正交資訊， 表示實際電壓資訊之一實際相位資訊與相位命令資訊之間的一相差角度。
前述實施方式之其他實施例如下：前述振幅補償控制程序可包含取得振幅命令資訊，並與實際電壓資訊、實際電壓正交資訊及補償相位資訊進行一減法運算而產生一輸出結果及對輸出結果及一振幅補償增益進行一乘法運算而產生補償振幅資訊。
前述實施方式之其他實施例如下：前述補償振幅資訊符合下式： 。
其中， 表示補償振幅資訊， 表示補償相位資訊， 表示一補償相位正交資訊， 表示實際電壓資訊， 表示實際電壓正交資訊， 表示實際電壓資訊之一實際相位資訊與相位命令資訊之間的一相差角度。
以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。
此外，本文中當某一元件(或單元或模組等)「連接」於另一元件，可指所述元件是直接連接於另一元件，亦可指某一元件是間接連接於另一元件，意即，有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而當有明示某一元件是「直接連接」於另一元件時，才表示沒有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而第一、第二、第三等用語只是用來描述不同元件，而對元件本身並無限制，因此，第一元件亦可改稱為第二元件。且本文中之元件/單元/電路之組合非此領域中之一般周知、常規或習知之組合，不能以元件/單元/電路本身是否為習知，來判定其組合關係是否容易被技術領域中之通常知識者輕易完成。
請參閱第1圖至第6圖，第1圖係繪示本發明之第一實施例之改善相位與振幅之方法S10之流程圖；第2圖係繪示本發明之第二實施例之改善相位與振幅之系統100之方塊示意圖；第3圖係繪示換流器電路110之示意圖；第4圖係繪示依照第2圖之改善相位與振幅之系統100之換流器模型M110之示意圖；第5圖係繪示依照第2圖之改善相位與振幅之系統100之示意圖；及第6圖係繪示本發明之第三實施例之改善相位與振幅之系統100a之示意圖。第1圖的改善相位與振幅之方法S10包含一模型建立步驟S01、一相位補償步驟S02、一振幅補償步驟S03以及一補償資訊產生步驟S04。
模型建立步驟S01係驅動一處理器120建立對應一換流器電路110之一換流器模型M110。一電壓命令 v ref 被輸入至換流器模型M110而產生一實際電壓資訊 v Ck 。電壓命令 v ref 包含一相位命令資訊PH v ref 、一振幅命令資訊Amp v ref 及一諧波次數資訊 nth。
相位補償步驟S02係驅動一相位控制器130接收電壓命令 v ref ，並依據一相位補償控制程序Con Ph對電壓命令 v ref 的相位命令資訊PH v ref 及實際電壓資訊 v Ck 運算而產生一補償相位資訊PH v * ref 。
振幅補償步驟S03係驅動一振幅控制器140接收電壓命令 v ref ，並依據一振幅補償控制程序Con Amp對電壓命令 v ref 的振幅命令資訊Amp v ref 及實際電壓資訊 v Ck 運算而產生一補償振幅資訊Amp v * ref 。
補償資訊產生步驟S04係驅動處理器120依據補償相位資訊PH v * ref 及補償振幅資訊Amp v * ref 產生一補償電壓命令 v * ref ，並輸入補償電壓命令 v * ref 至換流器模型M110而產生一實際補償電壓資訊 v * Ck 。其中實際補償電壓資訊 v * Ck 與電壓命令 v ref 的一差值小於實際電壓資訊 v Ck 與電壓命令 v ref 的一差值。
藉此，本發明之改善相位與振幅之方法S10透過相位補償控制程序Con Ph及振幅補償控制程序Con Amp對換流器電路110實際輸出電壓的相位及振幅補償，進而使換流器電路110實際輸出的電壓接近電壓命令 v ref 的數值。
請參閱第2圖及第6圖，改善相位與振幅之系統100包含一換流器電路110、一處理器120、一相位控制器130及一振幅控制器140。處理器120用以建立對應換流器電路110之一換流器模型M110。一電壓命令 v ref 被輸入至換流器模型M110而產生一實際電壓資訊 v Ck 。電壓命令 v ref 包含一相位命令資訊PH v ref 、一振幅命令資訊Amp v ref 及一諧波次數資訊 nth。相位控制器130訊號連接處理器120。相位控制器130接收電壓命令 v ref ，並依據一相位補償控制程序Con Ph對電壓命令 v ref 的相位命令資訊PH v ref 及實際電壓資訊 v Ck 運算而產生一補償相位資訊PH v * ref 。振幅控制器140訊號連接處理器120及相位控制器130。振幅控制器140接收電壓命令 v ref ，並依據一振幅補償控制程序Con Amp對電壓命令 v ref 的振幅命令資訊Amp v ref 及實際電壓資訊 v Ck 運算而產生一補償振幅資訊Amp v * ref 。處理器120依據補償相位資訊PH v * ref 及補償振幅資訊Amp v * ref 產生一補償電壓命令 v * ref ，並輸入補償電壓命令 v * ref 至換流器模型M110而產生一實際補償電壓資訊 v * Ck 。實際補償電壓資訊 v * Ck 與電壓命令 v ref 的一差值小於實際電壓資訊 v Ck 與電壓命令 v ref 的一差值。
請配合參閱第2圖至第4圖，換流器電路110的電路架構可如第3圖所示。換流器電路110可為一種三相轉換器電路，用以將一直流電 V dc 轉換為一三相交流電(未另繪示)，並產生複數負載電流 i LR 、 i LS 、 i LT 予複數負載 z LR 、 z LS 、 z LT 。換流器電路110包含複數開關元件 S 1 、 S 2 、 S 3 、 S 4 、 S 5 、 S 6 、複數電感 L iR 、 L iS 、 L iT 及複數電容 C fR 、 C fS 、 C fT 。開關元件 S 1 、 S 2 、 S 3 、 S 4 、 S 5 、 S 6 可受一脈波寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)訊號控制而啟閉。電流 i CR 、 i CS 、 i CT 分別流經電容 C fR 、 C fS 、 C fT ，電容 C fR 、 C fS 、 C fT 上的電壓分別為節點電壓 v CR 、 v CS 、 v CT ，電流 i iR 、 i iS 、 i iT 分別流經電感 L iR 、 L iS 、 L iT 。
具體而言，處理器120可將換流器電路110分解為三個相位，並分別根據開關元件 S 1 、 S 2 、 S 3 、 S 4 、 S 5 、 S 6 的導通狀態推導，進而轉換為如第4圖所示之換流器模型M110。其中，換流器模型M110之轉移函數 T(s)符合下列式子(1)~(3)： T( s)= v Ck ( s)/ v ref ( s)= A/B(1)； A= C fk · G d · L ik · k· Z Lk (2)； B=( C fk · L ik · k L · T s 2 · Z Lk )· s 2 =+( L ik · k L · T s 2 + C fk · G d · L ik · k· Z Lk · T s )· s=+ T s 2 · Z Lk - G d · T s 2 · Z Lk + C fk · G d · L ik · k· Z Lk (3)。
在第4圖中，電壓命令 v ref 表示換流器模型M110的輸入電壓； v Ck 為換流器電路110輸出的實際電壓資訊 v Ck ； k對應三相 R、 S、 T的一者； G d 為增益；電感 L ik 對應電感 L iR 、 L iS 、 L iT 的一者；電容 C fk 對應電容 C fR 、 C fS 、 C fT 的一者；負載 Z Lk 對應負載 z LR 、 z LS 、 z LT 的一者；負載電流 i Lk 對應流經負載 z LR 、 z LS 、 z LT 的負載電流 i LR 、 i LS 、 i LT 。
請配合參閱第2圖、第4圖及第5圖，由第5圖可知，電壓命令 v ref,1th 、 v ref,2th 、 v ref,3th ~ v ref,nth 分別對應的1- n次諧波，為使實際電壓資訊 v Ck 與電壓命令 v ref 之間的差值減小，相位控制器130及振幅控制器140依據實際電壓資訊 v Ck 及電壓命令 v ref 產生補償相位資訊PH v * ref 及補償振幅資訊Amp v * ref ，以計算出補償電壓命令 v * ref 。而根據補償電壓命令 v * ref 所產生之實際補償電壓資訊 v * Ck 較實際電壓資訊 v Ck 更接近電壓命令 v ref 。藉此，本發明之改善相位與振幅之系統100透過相位控制器130及振幅控制器140對換流器電路110實際輸出電壓的相位及振幅補償，進而縮減換流器電路110實際輸出的電壓與電壓命令 v ref 之間的差值。以下將透過較詳細的實施例說明相位控制器130及振幅控制器140之作動。
請參閱第2圖及第6圖，在第6圖中，改善相位與振幅之系統100a包含一換流器電路(圖未繪示)、一處理器(圖未繪示)、一相位控制器130及一振幅控制器140。在第三實施例中，改善相位與振幅之系統100a之換流器電路及處理器分別與第二實施例之改善相位與振幅之系統100之換流器電路110及處理器120作動相同，不再贅述。詳細地說，相位控制器130可包含正交訊號轉換器131、相位偵測單元132、相位補償增益 G c,ph,nth 及積分器133。振幅控制器140可包含振幅偵測單元141、正交訊號轉換器142、減法運算143及振幅補償增益 G c,amp,nth 。
第6圖係繪示第n次諧波的電壓命令 v ref,nth 經相位控制器130及振幅控制器140調整的示意圖。電壓命令 v ref,nth 的交流表示式符合下列式子(4)： v ref,nth = V * amp,nthsin ( nω funt+θ * nth )       (4)。
V * amp,nth 表示電壓命令 v ref 的振幅命令資訊Amp v ref ； θ * nth 表示相位命令資訊PH v ref ； ω funt 表示換流器電路110的基頻角頻率。
相位補償控制程序Con Ph可包含驅動相位控制器130對實際電壓資訊 v Ck 進行一正交運算而產生一實際電壓正交資訊 v Cko 及驅動相位控制器130取得相位命令資訊PH v ref 、實際電壓資訊 v Ck 及實際電壓正交資訊 v Cko ，並與一相位補償增益 G c,ph,nth 及一積分器133進行一乘法運算而產生補償相位資訊PH v * ref 。詳細地說，相位控制器130取得相位命令資訊PH v ref 及實際電壓資訊 v Ck ，並經由正交訊號轉換器131將實際電壓資訊 v Ck 轉換為實際電壓正交資訊 v Cko 。再計算出補償相位資訊PH v * ref 。
補償相位資訊PH v * ref 符合下列式子(5)： (5)。
其中， 表示補償相位資訊PH v * ref ， 表示相位命令資訊PH v ref ， 表示一相位命令正交資訊PH v refo ， 表示實際電壓資訊 v Ck ， 表示實際電壓正交資訊 v Cko ， 表示實際相位資訊與相位命令資訊 PHv ref 之間的一相差角度。
振幅補償控制程序Con Amp可包含驅動振幅控制器140取得振幅命令資訊Amp v ref ，並與實際電壓資訊 v Ck 、實際電壓正交資訊 v Cko 及補償相位資訊PH v * ref 進行一減法運算143而產生一輸出結果及驅動振幅控制器140對輸出結果及一振幅補償增益 G c,amp,nth 進行一乘法運算而產生補償振幅資訊Amp v * ref 。
補償振幅資訊Amp v * ref 符合下列式子(6)： (6)。
其中， 表示補償振幅資訊Amp v * ref ， 表示補償相位資訊PH v * ref ， 表示一補償相位正交資訊PH v * refo ， 表示實際電壓資訊 v Ck ， 表示實際電壓正交資訊 v Cko ， 表示實際相位資訊與相位命令資訊PH v ref 之間的相差角度。
處理器120依據補償相位資訊PH v * ref 及補償振幅資訊Amp v * ref 計算出補償電壓命令 v * ref 的交流表示式，補償電壓命令 v * ref 的交流表示式可如下列式(7)所示： v * ref,nth = v’ amp,nthsin ( nω funt + )         (7)。
v * ref,nth 表示補償電壓命令 v * ref ； v’ amp,nth 表示補償振幅資訊Amp v * ref ； 表示補償相位資訊PH v * ref 。
請再參閱第6圖，相位控制器130及振幅控制器140分別接收電壓命令 v ref 的相位命令資訊PH v ref 及振幅命令資訊Amp v ref ，並計算而產生出補償相位資訊PH v * ref 及補償振幅資訊Amp v * ref 。再將補償相位資訊PH v * ref 及補償振幅資訊Amp v * ref 轉換為補償電壓命令 v * ref ，以輸入至換流器模型M110，以產生實際補償電壓資訊 v * Ck 。經改善相位與振幅之系統100a所產生之實際補償電壓資訊 v * Ck 較實際電壓資訊 v Ck 接近電壓命令 v ref 。
請參閱第3圖、第7A圖、第7B圖、第8A圖、第8B圖、第9A圖及第9B圖，第7A圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統100a應用於電阻性負載之實際電壓資訊 v Ck 之示意圖；第7B圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統100a應用於電阻性負載之實際補償電壓資訊 v * Ck 之示意圖；第8A圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統100a應用於電感性負載之實際電壓資訊 v Ck 之示意圖；第8B圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統100a應用於電感性負載之實際補償電壓資訊 v * Ck 之示意圖；第9A圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統100a應用於整流性負載之實際電壓資訊 v Ck 之示意圖；及第9B圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統100a應用於整流性負載之實際補償電壓資訊 v * Ck 之示意圖。換句話說，當電壓命令 v ref 為250伏特(V)時，負載 z LR 、 z LS 、 z LT 為電阻性負載、電感性負載、整流性負載時的量測結果可如第7A圖至第9B圖所示。在第7A圖、第8A圖及第9A圖中，左側的波形圖係繪示負載電流 i LR 及節點電壓 v CR 、 v CS 、 v CT ，右側的長條圖係繪示實際電壓資訊 v Ck 的基本波、5次諧波、7次諧波及11次諧波之振幅。在第7B圖、第8B圖及第9B圖中，左側的波形圖係繪示負載電流 i LR 及節點電壓 v CR 、 v CS 、 v CT ，右側的長條圖係繪示實際補償電壓資訊 v * Ck 的基本波、5次諧波、7次諧波及11次諧波之振幅。當負載 z LR 、 z LS 、 z LT 為電阻性負載時之實際電壓資訊 v Ck 及實際補償電壓資訊 v * Ck 可如表一所示。當負載 z LR 、 z LS 、 z LT 為電感性負載時之實際電壓資訊 v Ck 及實際補償電壓資訊 v * Ck 可如表二所示。當負載 z LR 、 z LS 、 z LT 為整流性負載時之實際電壓資訊 v Ck 及實際補償電壓資訊 v * Ck 可如表三所示。 表一
頻率 (Hz) 實際電壓資訊 v Ck (V) 實際補償電壓資訊 v * Ck (V)
基本波 60 213.21 251.4
5次諧波 300 18.65 24.87
7次諧波 420 18.73 25.13
11次諧波 660 16.36 24.75
表二
頻率 (Hz) 實際電壓資訊 v Ck (V) 實際補償電壓資訊 v * Ck (V)
基本波 60 217.11 248.61
5次諧波 300 24.23 24.46
7次諧波 420 24.84 24.92
11次諧波 660 18.21 24.65
表三
頻率 (Hz) 實際電壓資訊 v Ck (V) 實際補償電壓資訊 v * Ck (V)
基本波 60 230.71 250.91
5次諧波 300 22.40 25.01
7次諧波 420 22.81 24.97
11次諧波 660 23.04 25.22
藉此，本發明之改善相位與振幅之系統100a可針對不同諧波的電壓命令 v ref,1th ~ v ref,nth 分別進行補償，使補償後的實際補償電壓資訊 v * Ck 趨近於電壓命令 v ref 。
由上述實施方式可知，本發明之改善相位與振幅之方法及其系統具有下列優點，其一，透過相位補償控制程序及振幅補償控制程序對換流器電路實際輸出電壓的相位及振幅補償，進而使換流器電路實際輸出的電壓接近電壓命令的數值；其二，透過相位控制器及振幅控制器對換流器電路實際輸出電壓的相位及振幅補償，進而縮減換流器電路實際輸出的電壓與電壓命令之間的差值；其三，可針對不同諧波的電壓命令分別進行補償，使補償後的實際補償電壓資訊趨近於電壓命令。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100,100a:改善相位與振幅之系統 110:換流器電路 120:處理器 130:相位控制器 131,142:正交訊號轉換器 132:相位偵測單元 133:積分器 140:振幅控制器 141:振幅偵測單元 143:減法運算 S01:模型建立步驟 S02:相位補償步驟 S03:振幅補償步驟 S04:補償資訊產生步驟 S10:改善相位與振幅之方法 Amp v ref :振幅命令資訊 Amp v * ref :補償振幅資訊 C fR , C fS , C fT , C fk :電容 Con Ph:相位補償控制程序 Con Amp:振幅補償控制程序 G d :增益 G c,ph,nth :相位補償增益 G c,amp,nth :振幅補償增益 i CR , i CS , i CT , i iR , i iS , i iT :電流 i LR , i LS , i LT , i Lk :負載電流 L iR , L iS , L iT , L ik :電感 M110:換流器模型 nth:諧波次數資訊 PH v ref :相位命令資訊 PH v * ref :補償相位資訊 S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , S 6 :開關元件 V dc :直流電 v ref , v ref,1th , v ref,2th , v ref,3th , v ref,nth :電壓命令 v * ref :補償電壓命令 v Ck :實際電壓資訊 v Cko :實際電壓正交資訊 v * Ck :實際補償電壓資訊 v CR , v CS , v CT :節點電壓 z LR , z LS , z LT , Z Lk :負載
第1圖係繪示本發明之第一實施例之改善相位與振幅之方法之流程圖； 第2圖係繪示本發明之第二實施例之改善相位與振幅之系統之方塊示意圖； 第3圖係繪示換流器電路之示意圖； 第4圖係繪示依照第2圖之改善相位與振幅之系統之換流器模型之示意圖； 第5圖係繪示依照第2圖之改善相位與振幅之系統之示意圖； 第6圖係繪示本發明之第三實施例之改善相位與振幅之系統之示意圖； 第7A圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統應用於電阻性負載之實際電壓資訊之示意圖； 第7B圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統應用於電阻性負載之實際補償電壓資訊之示意圖； 第8A圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統應用於電感性負載之實際電壓資訊之示意圖； 第8B圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統應用於電感性負載之實際補償電壓資訊之示意圖； 第9A圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統應用於整流性負載之實際電壓資訊之示意圖；及 第9B圖係繪示依照第6圖之改善相位與振幅之系統應用於整流性負載之實際補償電壓資訊之示意圖。
S01:模型建立步驟
S02:相位補償步驟
S03:振幅補償步驟
S04:補償資訊產生步驟
S10:改善相位與振幅之方法
ConPh:相位補償控制程序
ConAmp:振幅補償控制程序

Claims (10)

  1. 一種改善相位與振幅之方法，包含： 一模型建立步驟，係驅動一處理器建立對應一換流器電路之一換流器模型，其中一電壓命令被輸入至該換流器模型而產生一實際電壓資訊，該電壓命令包含一相位命令資訊與一振幅命令資訊； 一相位補償步驟，係驅動一相位控制器接收該電壓命令，並依據一相位補償控制程序對該電壓命令的該相位命令資訊及該實際電壓資訊運算而產生一補償相位資訊； 一振幅補償步驟，係驅動一振幅控制器接收該電壓命令，並依據一振幅補償控制程序對該電壓命令的該振幅命令資訊及該實際電壓資訊運算而產生一補償振幅資訊；以及 一補償資訊產生步驟，係驅動該處理器依據該補償相位資訊及該補償振幅資訊產生一補償電壓命令，並輸入該補償電壓命令至該換流器模型而產生一實際補償電壓資訊； 其中，該實際補償電壓資訊與該電壓命令的一差值小於該實際電壓資訊與該電壓命令的一差值。
  2. 如請求項1所述之改善相位與振幅之方法，其中該相位補償控制程序包含： 驅動該相位控制器對該實際電壓資訊進行一正交運算而產生一實際電壓正交資訊；及 驅動該相位控制器取得該相位命令資訊、該實際電壓資訊及該實際電壓正交資訊，並與一相位補償增益及一積分器進行一乘法運算而產生該補償相位資訊。
  3. 如請求項2所述之改善相位與振幅之方法，其中該補償相位資訊符合下式： ； 其中， 表示該補償相位資訊， 表示該相位命令資訊， 表示一相位命令正交資訊， 表示該實際電壓資訊， 表示該實際電壓正交資訊， 表示該實際電壓資訊之一實際相位資訊與該相位命令資訊之間的一相差角度。
  4. 如請求項2所述之改善相位與振幅之方法，其中該振幅補償控制程序包含： 驅動該振幅控制器取得該振幅命令資訊，並與該實際電壓資訊、該實際電壓正交資訊及該補償相位資訊進行一減法運算而產生一輸出結果；及 驅動該振幅控制器對該輸出結果及一振幅補償增益進行一乘法運算而產生該補償振幅資訊。
  5. 如請求項4所述之改善相位與振幅之方法，其中該補償振幅資訊符合下式： ； 其中， 表示該補償振幅資訊， 表示該補償相位資訊， 表示一補償相位正交資訊， 表示該實際電壓資訊， 表示該實際電壓正交資訊， 表示該實際電壓資訊之一實際相位資訊與該相位命令資訊之間的一相差角度。
  6. 一種改善相位與振幅之系統，包含： 一換流器電路； 一處理器，用以建立對應該換流器電路之一換流器模型，其中一電壓命令被輸入至該換流器模型而產生一實際電壓資訊，該電壓命令包含一相位命令資訊與一振幅命令資訊； 一相位控制器，訊號連接該處理器，該相位控制器接收該電壓命令，並依據一相位補償控制程序對該電壓命令的該相位命令資訊及該實際電壓資訊運算而產生一補償相位資訊；以及 一振幅控制器，訊號連接該處理器及該相位控制器，該振幅控制器接收該電壓命令，並依據一振幅補償控制程序對該電壓命令的該振幅命令資訊及該實際電壓資訊運算而產生一補償振幅資訊； 其中，該處理器依據該補償相位資訊及該補償振幅資訊產生一補償電壓命令，並輸入該補償電壓命令至該換流器模型而產生一實際補償電壓資訊； 其中，該實際補償電壓資訊與該電壓命令的一差值小於該實際電壓資訊與該電壓命令的一差值。
  7. 如請求項6所述之改善相位與振幅之系統，其中該相位補償控制程序包含： 對該實際電壓資訊進行一正交運算而產生一實際電壓正交資訊；及 取得該相位命令資訊、該實際電壓資訊及該實際電壓正交資訊，並與一相位補償增益及一積分器進行一乘法運算而產生該補償相位資訊。
  8. 如請求項7所述之改善相位與振幅之系統，其中該補償相位資訊符合下式： ； 其中， 表示該補償相位資訊， 表示該相位命令資訊， 表示一相位命令正交資訊， 表示該實際電壓資訊， 表示該實際電壓正交資訊， 表示該實際電壓資訊之一實際相位資訊與該相位命令資訊之間的一相差角度。
  9. 如請求項7所述之改善相位與振幅之系統，其中該振幅補償控制程序包含： 取得該振幅命令資訊，並與該實際電壓資訊、該實際電壓正交資訊及該補償相位資訊進行一減法運算而產生一輸出結果；及 對該輸出結果及一振幅補償增益進行一乘法運算而產生該補償振幅資訊。
  10. 如請求項9所述之改善相位與振幅之系統，其中該補償振幅資訊符合下式： ； 其中， 表示該補償振幅資訊， 表示該補償相位資訊， 表示一補償相位正交資訊， 表示該實際電壓資訊， 表示該實際電壓正交資訊， 表示該實際電壓資訊之一實際相位資訊與該相位命令資訊之間的一相差角度。
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