[發明專利]無電解電容變頻驅動系統控制方法、控制器及存儲介質

有效

• 申請號: 202110160259.2
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112928962B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 王毅;胡永睿;齊賢斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18;H02P21/22;H02P27/06;H02P25/022
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 羅修華

本發明公開一種無電解電容變頻驅動系統控制方法、控制器及存儲介質，方法包括：采集電機的實際轉速，根據實際轉速計算出半個周期內的轉速平均值；將轉速平均值與參考轉速相比較，得到第一比較差值；根據第一比較差值獲取電機輸入電流參考值與輸入電壓的比值；根據比值、無電解電容變頻驅動系統輸入側的電壓，獲取有功電流參考值；根據無電解電容變頻驅動系統輸入側的電壓、有功電流參考值獲取電機交軸電流參考值；根據電機交軸電流參考值和電機實際交軸電流，采用比例積分加諧振的控制方法對交軸電流進行跟蹤。本發明解決了輸入側功率與電機側功率耦合嚴重的問題，提高了輸入側的功率因數，減少了輸入側電流的諧波含量。

技術領域

本發明涉及電機技術領域，特別涉及一種無電解電容變頻驅動系統控制方法、控制器及存儲介質。

背景技術

隨著永磁材料的發展，以永磁體勵磁的永磁同步電機因為其體積小、效率高、結構簡單等優點被廣泛用于家用電器、軍事國防、航天航空等領域。

傳統的永磁同步電機變頻驅動系統直流母線電容一般采用大容量的電解電容來維持直流母線電壓的穩定，平衡電機的功率。然而大容量的電解電容同時存在著許多問題。

電解電容由于其電化學原理，其內部的電解液會隨著使用時間的增加與外部環境的改變而損失，使得電解電容的容量減小，等效串聯電阻增大，這些變化會惡化電機的工作條件，影響電機工作的性能。

普通電解電容的壽命受溫度影響很大，當溫度上升10℃時其壽命會縮小一半，可靠性降低，其壽命難以與半導體可靠的壽命匹配，成為變頻器故障的主要原因，檢測維護變頻器中電解電容的壽命技術也增加了變頻器的成本，其大體積也成為永磁同步電機驅動系統的缺陷。

大容量的電解電容限制了家用電器等向小型化、壽命長、成本低的方向發展；而小薄膜電容器相比電解電容體積小、壽命長、成本低，并且由于電容值較小，整流器二極管的導通角增大，網側功率因數增加，但是采用小容量的薄膜電容會導致輸入側功率與電機側功率耦合嚴重的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提出一種無電解電容變頻驅動系統控制方法、控制器及存儲介質，旨在解決輸入側功率與電機側功率耦合嚴重的問題，提高輸入側的功率因數，減少輸入側電流的諧波含量。

為實現上述目的，本發明提供了一種無電解電容變頻驅動系統控制方法，包括以下步驟：

采集電機的實際轉速n，根據所述電機的實際轉速n計算出半個周期內的轉速平均值

將所述轉速平均值與參考轉速n^*相比較，得到第一比較差值；

根據所述第一比較差值獲取電機輸入電流參考值與輸入電壓的比值k；

采集無電解電容變頻驅動系統輸入側的電流和電壓；

根據所述比值k、無電解電容變頻驅動系統輸入側的電流和電壓，獲取所述無電解電容變頻驅動系統的有功電流參考值

根據所述無電解電容變頻驅動系統輸入側的電壓、所述有功電流參考值獲取電機的輸出有功功率參考值，并根據所述輸出有功功率參考值獲取電機交軸電流參考值

根據所述電機交軸電流參考值和電機實際交軸電流i_q，采用比例積分加諧振的控制方法對交軸電流進行跟蹤。

本發明進一步的技術方案是，所述根據所述第一比較差值獲取電機輸入電流參考值與輸入電壓的比值k的步驟包括：

根據所述第一比較差值，采用比例積分控制法獲取電機輸入電流參考值與輸入電壓的比值k。

本發明進一步的技術方案是，所述根據所述比值k、無電解電容變頻驅動系統輸入側的電流和電壓，獲取所述無電解電容變頻驅動系統的有功電流參考值的步驟包括：