[發明專利]一種無電解電容電機驅動系統網側電流諧波抑制方法及系統

有效

• 申請號: 202110322288.4
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113098365B
• 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

一種無電解電容電機驅動系統網側電流諧波抑制方法及系統，屬于變頻驅動領域。包括一：處理網側電流信號，提取網側電流諧波分量，0與電流諧波分量作差后經PI調節器調節及絕對值化后生成逆變器輸入功率波形修正量；二：通過鎖相環得到網側電壓的相位信息，經過處理得到兩倍頻于電網電壓波形的逆變器輸入功率波形初始量,逆變器輸入功率波形初始量與步驟一中的逆變器輸入功率波形修正量作差后得到逆變器輸入功率波形的實際量；三：轉速環經PI調節器調節輸出后與步驟二中的功率波形實際量相乘得到逆變器功率給定量；四：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；五：剩余控制方法與傳統的電機矢量控制方法相同。

技術領域

本發明屬于變頻驅動領域，特別涉及一種無電解電容電機驅動系統網側電流諧波抑制方法及系統。

背景技術

隨著能源與環境問題變得越來越突出，單相交流輸入的變頻驅動方案因在節能方面具有巨大優勢，在空調、冰箱、洗衣機等家用電器中應用得越來越廣泛。因永磁同步電機具有較高的效率，結構簡單、過載能力大、轉動慣量小以及轉矩脈動小等特點，非常適用于家用電器的驅動系統。

傳統的永磁同步電機驅動系統中，通常使用大容量的電解電容以維持母線電壓恒定，并引入功率因數校正(PFC)電路調節網側功率因數。但是電解電容受溫度影響較大，在環境惡劣，溫度變化較大的環境容易損壞，從而導致整個電機驅動系統故障。為解決這個問題，可以用體積小、壽命長、容值小的薄膜電容代替體積大、壽命短、容值大的電解電容，使得整個驅動系統的壽命得到提升。由于直流母線電容起到穩定母線電壓、減小電壓紋波的作用，當母線電容容值減小時，直流側儲存能量減小，導致母線電壓波動量增加，整流電路導通角增大，系統輸入功率因數增大，這樣可以去掉功率因數校正電路，節約成本，減小驅動系統體積。

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，對電網電流造成污染。

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，網側電流諧波依然較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無電解電容電機驅動系統網側電流諧波抑制方法及系統，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：

一種無電解電容電機驅動系統網側電流諧波抑制方法，包括以下步驟：

步驟1：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

步驟2：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逆變器輸入功率波形初始量k^*(t)；

步驟3：采集網側輸入電流信號，提取網側電流諧波分量，對數值0與網側電流諧波分量的差值進行PI調節后，再對PI調節器的輸出量進行絕對值化得到逆變器輸入功率波形修正量t^*(t)，步驟2中的逆變器輸入功率波形初始量k^*(t)與逆變器輸入功率波形修正量t^*(t)作差后得到逆變器輸入功率波形實際量k(t)；

步驟4:根據步驟1中的功率常數和逆變器輸入功率波形實際量k(t)計算逆變器功率給定p_inv^*，逆變器功率給定p_inv^*與逆變器功率反饋p_inv間的誤差由比例諧振控制器PR控制，其輸出為給定q軸電流指令i_q^*，給定d軸電流指令i_d^*為0；