[發明專利]一種具有延時補償功能的兩相正交逆變電源控制方法

有效

• 申請號: 201710438502.6
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107017796B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 羅安;周小平;陳燕東;周樂明;梅成成;伍文華;楊苓;謝志為;王自力
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

本發明公開了一種具有延時補償功能的兩相正交逆變電源快速電流跟蹤控制方法。在電流的反饋控制環節中加入了一種迭代學習算法，通過反復應用先前實驗得到的信息來實現電流的快速補償輸出，改善PWM逆變器輸出交流電流的響應性能，改善控制質量。針對控制系統存在的延時影響輸出電流動態跟蹤性能及系統的穩定性，引入了一種Smith預估器來消除系統延時的影響。Smith預估器本質上是對滯后環節進行預估并做合適的補償，使閉環特征方程中不含滯后環節，從而改善系統的動態特性和穩定性。因此，對于需要頻繁正反轉交替的電磁攪拌來說，本發明的控制方法可以明顯提高了系統的穩定性能和響應速度。

技術領域

本發明涉及電磁攪拌用兩相正交逆變電源技術領域，特別是一種具有延時補償功能的兩相正交逆變電源控制方法。

背景技術

電磁攪拌技術是由瑞典ASEA公司首先發明、用于電弧爐煉鋼，后來被用于連鑄。電磁攪拌技術是提高金屬冶煉工藝效率和產品質量的重要輔助手段，從應用到鋼的連鑄生產開始，迄今已日益成熟，不僅應用于中間包加熱、凝固末端、結晶器和二冷區，還應用于合金熔煉爐，并且從單一的形式發展為組合形式。由于電磁攪拌技術在改善鑄胚的表面及皮下質量、改善鑄胚凝固組織、提高等軸晶率、減輕中心偏析及中心疏松等內部缺陷方面都有顯著的作用效果，與機械攪拌法相比，具有不直接接觸金屬熔體、對金屬熔體無污染和可以降低金屬熔體氧化等優點。此外，電磁攪拌技術對提高鑄胚的等軸晶率、細化凝固組織、降低夾雜物含量并對促進成分均勻化具有重要作用。連鑄電磁攪拌的實質在于借助電磁力的作用來強化鑄胚內未凝固鋼液的運動，從而改變鋼水凝固過程中的流動和傳熱過程，達到改善鑄胚質量的目的。

然而，電磁攪拌用的兩相正交電源，其輸出電流是變化的，且需要進行頻繁的正反轉交替，所以電源系統存在的延時導致的輸出電流動態跟蹤性能差，會對電磁攪拌系統的穩定性造成一定影響。因此，研究一種具有延時功能的兩相正交逆變電源控制方法具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種具有延時補償功能的兩相正交逆變電源控制方法。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種具有延時補償功能的兩相正交逆變電源控制方法，適用于電磁攪拌用的兩相正交逆變電源系統。所述兩相正交逆變電源包括依次連接的直流電源、三相逆變橋、輸出濾波電感；所述兩相逆變電源通過電纜接入電磁攪拌器；其特征在于，包括以下步驟：

1)在每個采樣周期的起始點，對逆變器輸出電流i_α、i_β、i_c進行采樣，并將其記做為i_x，其中x＝α,β,c；

2)將逆變器輸出電流i_α實時地傳送至鎖相環模塊，計算得到工作角頻率為ω_o；

3)構造其中兩個橋臂的輸出電流指令為：其中為根據實際要求給定的電流幅值，則根據基爾霍夫電流定律得到另外一個橋臂電流指令值為：并將記做

4)根據電路拓撲，建立電磁攪拌的兩相正交數學模型：其中，L_α＝L_β＝L_c+L_load，r_α＝r_β＝r_c+R_load，L_c，r_c分別為輸出濾波器的等效電感與等效電阻，L_load，R_load分別為電磁攪拌器線圈的等效電感和等效電阻；將L_α、L_β、L_c記做為L_x，其中x＝α,β,c；