[發明專利]無電解電容永磁同步電機的阻尼控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110320527.2
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113098364B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 丁文;劉兆國;李陽陽
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02P29/50
• 分類號: H02P29/50;H02P21/00;H02P25/026;H02P27/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明公開了無電解電容永磁同步電機的阻尼控制方法及系統，屬于變頻驅動領域。(1)采集網側電流信號或母線電壓信號，然后對網側電流信號或母線電壓信號進行低通濾波，濾波后的網側電流或母線電壓的平方乘以或除以虛擬電阻得到虛擬阻尼功率；(2)通過鎖相環得到網側電壓相位信息，經過處理得到兩倍頻于電網電壓波形的網側輸入功率波形信號；(3)轉速環經PI調節器調節輸出后與步驟(2)中的網側輸入功率波形信號相乘得到逆變器功率初始量，逆變器功率初始量加上步驟(1)中的虛擬阻尼功率得到逆變器功率給定量；(4)逆變器功率給定量與逆變器功率反饋量做差后經PR調節器調節得到q軸電流給定量；增加系統阻尼，抑制網側LC諧振。

技術領域

本發明屬于電機驅動技術領域，特別涉及無電解電容永磁同步電機的阻尼控制方法及系統。

背景技術

永磁同步電機運行可靠且結構簡單，并且具有功率密度高，調速性能優異的優點，于是得到廣泛的應用。傳統的變頻調速系統中直流側采用大容量電解電容和PFC電路，電解電容的壽命受溫度影響大，大多數空調的故障都是由于電解電容的損壞引起的。可以將大容量電解電容替換成小容量薄膜電容，于是空調驅動系統的壽命得到提高。由于直流母線電容的作用是儲存能量，穩定直流母線電壓，當直流母線電容替換成小容量薄膜電容后，直流側儲存能量變少，導致直流母線電壓波動變大，整流電路導通角增大，系統輸入功率因數增大，于是可以去掉PFC電路，節約系統成本，提高系統效率。

但是，由于母線電容較小使得母線電壓波動較大，且功率因數校正(PFC)電路的移除也會導致網側的濾波電抗器與直流母線電容間產生LC諧振現象，這均將導致網側輸入電流諧波較大，功率因數較低，對電網造成污染。

目前提高無電解電容永磁同步電機驅動系統功率因數的方法主要是采用逆變器功率控制策略，但是此控制策略對小功率電機驅動系統網側功率因數的提高并不明顯，且不能抑制網側LC諧振，網側電流諧波依然較大。

發明內容

本發明的目的在于提供無電解電容永磁同步電機的阻尼控制方法及系統，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

無電解電容永磁同步電機的阻尼控制方法，包括以下步驟：

S1，采集網側輸入電流信號i_grid或母線電壓u_dc，對網側輸入電流i_grid或母線電壓u_dc進行低通濾波，得到濾波后的網側輸入電流信號i_fg或濾波后的母線電壓u_fdc；

S2，對濾波后的網側輸入電流信號i_fg或濾波后的母線電壓信號u_fdc進行乘法運算，得到濾波后的網側輸入電流信號的平方i_fg²或濾波后的母線電壓信號的平方u_fdc²；

S3，假設虛擬電阻為R_d，將濾波后的網側輸入電流信號的平方i_fg²乘以虛擬電阻R_d或者濾波后的母線電壓信號的平方u_fdc²除以虛擬電阻R_d，得到虛擬阻尼功率p_damp；

S4，對電網實時電壓u_g進行鎖相，得到電網電壓相角信息，對電網電壓相角信息進行處理得到網側輸入功率波形信號k(t)；

S5，對電機給定轉速與反饋轉速之間的差值進行PI調節生成功率常數忽略薄膜電容所消耗的功率，此時功率常數與網側輸入功率波形信號k(t)相乘得到逆變器輸入功率初始量p_{inv_0}；逆變器輸入功率初始量p_{inv_0}加上虛擬阻尼功率p_damp得到逆變器輸入功率給定量p_inv^*；