[發明專利]高壓變頻器電流振動抑制控制系統

無效

• 申請號: 201110440543.1
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102647142A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 張峻;賴成毅;張川;唐斌;付權偉
• 申請（專利權）人: 東方日立(成都)電控設備有限公司
• 主分類號: H02P21/05
• 分類號: H02P21/05;H02P27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及變頻調速技術領域，具體涉及長期運行在電流波動的高壓變頻器電流振動抑制控制系統。

背景技術：

對于通用型VVVF變頻器，電機定子電壓的控制是以開環方式進行的。控制器根據一定的方法，輸出電機定子電壓和頻率的期望值，經PWM調制環節調制后輸出PWM指令，然后通過驅動電路連接到系統逆變單元功率開關器件的控制極上，控制逆變單元的輸出電壓。顯然變頻器作為一個電壓源，電流的大小和波動情況是由負載決定的。由于高壓變頻器大部分使用的對象是火電廠的風機類負載，所以負載有可能存在轉矩波動，而且電機與風機的軸連接有可能存在扭振的情況，上述的兩種情況都會造成高壓變頻器輸出電流的波動。而這種波動會影響高壓變頻器和負載電機的壽命。

發明內容：

本發明的目的是提供高壓變頻器電流振動抑制控制系統，它針對由于現場的特殊工況引起的高壓大功率變頻器輸出電流波動，一種電流反饋來抑制這種電流波動。

為了解決背景技術所存在的問題，本發明是采用以下技術方案：它的工作流程為：上位機給定輸出電壓的頻率，即需要的電機轉速，然后根據給定的頻率由VVVF曲線計算出所需輸出的電壓有效值AMP，然后根據輸出有效值的指令得到三相調制正弦波；最后進入多重PWM計算模塊，算出每一個單元的PWM波形，直接控制每一級的單元輸出期望的三相正弦電壓。

本發明的工作原理為：把波動的電流采樣回來進行分解，分解成轉矩電流和勵磁電流分量，然后把轉矩分量乘以一個系數加入到電壓分量里面，以抵消電流的波動。

本發明設計合理，結構簡單，它針對由于現場的特殊工況引起的高壓大功率變頻器輸出電流波動，采用一種電流反饋來抑制這種電流波動；從而減小或消除未補償的輸出電壓的高次諧波含量，防止電機產生脈動轉矩或更為嚴重的某個特定頻率下的系統振蕩。

附圖說明：

圖1為本發明的工作流程圖。

圖2為本發明中檢測到的三相電流i_u、i_v、i_w在空間位置的坐標圖。

圖3為本發明通過帶通濾波的過程得到的轉矩電流的波形圖。

具體實施方式：

參照圖1-圖3，本具體實施方式采用以下技術方案：它的工作流程為：上位機給定輸出電壓的頻率，即需要的電機轉速，然后根據給定的頻率由VVVF曲線計算出所需輸出的電壓有效值AMP，(例如給定頻率為50Hz，如果電機是6kV的電機，則此時輸出電壓就是6kV的三相交流電壓)；然后根據輸出有效值的指令得到三相調制正弦波；最后進入多重PWM計算模塊，算出每一個單元的PWM波形，直接控制每一級的單元輸出期望的三相正弦電壓。

由于波動電流含有次諧波，輸出的電壓波形諧波含量很小，所以擬把電流的次諧波加入到輸出電壓里從而抑制電流的波動，使之次諧波含量減小。由于電機系統在穩態工作時，三相定子電流的基波分量在同步旋轉坐標系中表現為直流分量。如果三相交流都是完美正弦波的情況下，則在同步旋轉坐標系中體現的勵磁分量和轉矩分量都是穩定的直流，但如果電流中存在次諧波的話，則一定會在同步旋轉坐標系下轉矩分量中體現出來，勵磁分量由于只跟電機本身磁路有關聯，所以不會反映出來。由于同步坐標下的轉矩分量是一個直流分量，如果乘以一個系數加入到AMP中，則會改變此時輸出電壓的正確VVVF幅值，采用一個帶通濾波，帶通濾波能在某個次諧波下相位移為零，即不存在任何的相位滯后。

通過三二變換與旋轉變換可以將三相電流變換到以同步轉速旋轉的坐標系dq上，從而得到dq軸上的電流分量id、iq，如下式所示。