[發明專利]一種高壓變頻器快速疊頻制動控制方法

有效

• 申請號: 202011298065.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112366985B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 郝亞川;干永革;姜廷陽;傅永偉;趙聰;楊美霞
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪電氣技術有限公司
• 主分類號: H02P3/18
• 分類號: H02P3/18;H02P21/00;H02P21/36
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種高壓變頻器快速疊頻制動控制方法，屬于電力電子與電氣傳動控制領域。采用的方法為：根據目標轉速給定變化量提取減速指令，進行壓頻曲線調整，電壓給定通過斜坡輸出實現壓頻曲線平滑過渡。根據轉速給定方向注入250Hz正序或負序電壓，采用直流母線電壓和電機電流模值雙閉環控制，將直流母線電壓給定值設置在空載母線電壓值和過壓保護值之間，和直流母線電壓實際值進行PI調節，調節器輸出作為疊頻電流給定值，再和電機電流模值進行比例調節，調節器輸出作為疊頻電壓給定值。到達目標轉速后，調制度平滑過渡至初始壓頻曲線，制動過程完成。

技術領域

本發明屬于電力電子與電氣傳動領域，涉及一種高壓變頻器快速疊頻制動控制方法。

背景技術

高壓變頻器采用H橋功率單元級聯拓撲，輸出電壓范圍3kV到10kV，具有輸出電壓諧波低、控制簡單和性價比高等優點，廣泛應用于風機、水泵等工藝調速和節能的場合。但高壓變頻器應用也有局限，拓撲結構決定了其制動性能受很大限制。在礦井提升機、皮帶機等對制動性能有較高要求的場合，需要采用四象限高壓變頻器，存在著系統復雜、故障點多和價格昂貴等問題。為避免使用四象限高壓變頻器方案，國內外部分廠商嘗試采用疊頻制動方法改善高壓變頻器制動性能，使制動時間減少40％，其控制方法多采用定頻定幅值開環控制，疊頻制動功率不能進行調節，為適應不同工況疊頻功率必須遠大于機械功率，存在著能耗大和母線電壓波動大等缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種高壓變頻器快速疊頻制動控制方法。本發明通過對直流母線電壓和電機電流模值進行控制，實現了全調速范圍疊頻制動功率與機械功率的自適應，降低了高壓變頻器制動能耗和直流母線電壓波動。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高壓變頻器快速疊頻制動控制方法，包括以下步驟：

S1：根據轉速給定變化提取減速指令；

S2：得到減速指令后，由第一壓頻曲線調整為第二壓頻曲線；

S3：根據轉速給定方向注入250Hz正序或負序電壓，疊頻電壓幅值給定采用直流母線電壓和電機電流模值雙閉環控制；

S4：到達目標轉速后，由第二壓頻曲線調整為第一壓頻曲線，疊頻電壓輸出變為0。

進一步，步驟S1中，所述減速指令S_d根據轉速給定變化量進行提取，具體采用如下公式：

其中，Δw_set為相鄰采樣周期的轉速給定變化量，w_set為轉速給定值；若S_d等于1，則進行疊頻制動；若Sd等于0，則不進行疊頻制動。

進一步，步驟S2中，正常運行時高壓變頻器工作在第一壓頻曲線，當得到減速指令S_d為1后，由第一頻曲線調整為第二壓頻曲線，在0.7倍額定轉速以下第一壓頻曲線和第二壓頻曲線重合，在0.7倍額定轉速以上第二壓頻曲線電壓輸出保持不變；電壓經過斜坡函數輸出，得到調制度m^*和相角度后，經過坐標變化得到三相基波電壓給定和實現平滑過渡。

進一步，根據轉速給定的方向決定注入的疊頻電壓相序，如果轉速給定為正方向，疊頻電壓為負序；如果轉速給定為反方向，疊頻電壓為正序，轉速給定方向sign(ω_set)計算方法如下：

sign(ω_set)大于0為正方向，小于0為反方向；sign(ω_set)大于0時用-250Hz進行積分生成電壓角度sign(ω_set)小于0時，用250Hz進行積分得到電壓角度