[發(fā)明專利]功率因數(shù)校正的電流鎖相環(huán)控制方法及電機(jī)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110749640.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN113472255B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周廣旭;慕永云;馬建輝;朱孟美;宋寧冉;郭磊;劉婷婷;王天佑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P21/22;H02P27/08;H02M3/07;H02M1/42;H02M1/088
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

本發(fā)明公開了一種功率因數(shù)校正的電流鎖相環(huán)控制方法及電機(jī)控制系統(tǒng)，包括：獲取交流側(cè)電源的電壓過零點(diǎn)信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的功率器件開關(guān)頻率得到鎖相環(huán)同步脈沖數(shù)；根據(jù)鎖相環(huán)同步脈沖數(shù)、鎖相環(huán)中斷周期和電機(jī)繞組目標(biāo)電流采用正弦脈寬調(diào)制法控制功率器件在每個(gè)鎖相環(huán)中斷周期的導(dǎo)通和導(dǎo)通時(shí)間，以使電源輸出給電機(jī)供電的正弦波電流。基于功率因數(shù)校正，對(duì)電機(jī)電流的斬波控制，使輸入側(cè)電源電流按正弦波變化輸出，以對(duì)電機(jī)供電，保證電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)提高功率因數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種功率因數(shù)校正的電流鎖相環(huán)控制方法及電機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

根據(jù)目前環(huán)保節(jié)能的要求，需要在用電設(shè)備輸入側(cè)具有較高的功率因數(shù)，現(xiàn)有電機(jī)控制器的輸入側(cè)一般都采用不可控整流電路，導(dǎo)致了系統(tǒng)功率因數(shù)過低，而有源功率因數(shù)校正是指通過有源電路(主動(dòng)電路)使得輸入功率因數(shù)提高，控制開關(guān)器件以使輸入電流波形跟隨輸入電壓波形，實(shí)現(xiàn)較高的功率因數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)，目前常規(guī)的方法是通過單獨(dú)的功率因數(shù)校正電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率因數(shù)的提高。但是該種方法會(huì)增加控制器的體積和系統(tǒng)成本，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不明顯，尤其在小功率的應(yīng)用場(chǎng)合造成比其他類型電機(jī)成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種功率因數(shù)校正的電流鎖相環(huán)控制方法及電機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，對(duì)電機(jī)電流的斬波控制，使輸入側(cè)電源電流按正弦波變化輸出，以對(duì)電機(jī)供電，保證電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)提高系統(tǒng)功率因數(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種功率因數(shù)校正的電流鎖相環(huán)控制方法，包括：

獲取交流側(cè)電源的電壓過零點(diǎn)信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的功率器件開關(guān)頻率得到鎖相環(huán)同步脈沖數(shù)；

根據(jù)鎖相環(huán)同步脈沖數(shù)、鎖相環(huán)中斷周期和電機(jī)繞組目標(biāo)電流采用正弦脈寬調(diào)制法控制功率器件在每個(gè)鎖相環(huán)中斷周期的導(dǎo)通和導(dǎo)通時(shí)間，以使電源輸出給電機(jī)供電的正弦波電流。

作為可選擇的實(shí)施方式，所述功率器件包括第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件，第一功率器件首先導(dǎo)通，若第一功率器件導(dǎo)通后，電源輸出的電流大于電機(jī)繞組目標(biāo)電流，則將剩余電流給儲(chǔ)能電容充電。

作為可選擇的實(shí)施方式，若第一功率器件導(dǎo)通后，電源輸出的電流小于電機(jī)繞組目標(biāo)電流，則控制第二功率器件導(dǎo)通，由儲(chǔ)能電容供電。

作為可選擇的實(shí)施方式，第三功率器件一直導(dǎo)通，在電源輸出的電流大于電機(jī)繞組目標(biāo)電流，控制第三功率器件關(guān)斷。

作為可選擇的實(shí)施方式，正弦脈寬調(diào)制法的調(diào)制過程為：其中，T為鎖相環(huán)中斷周期；T_i為每個(gè)鎖相環(huán)中斷周期內(nèi)功率器件的導(dǎo)通時(shí)間；M為調(diào)制深度系數(shù)；i＝1～N為鎖相環(huán)控制的計(jì)數(shù)；N為鎖相環(huán)同步脈沖數(shù)。

作為可選擇的實(shí)施方式，鎖相環(huán)同步脈沖數(shù)隨功率器件開關(guān)頻率的增大而增加。

第二方面，本發(fā)明提供一種電機(jī)控制器，包括：

脈沖獲取單元，被配置為獲取電源的電壓過零點(diǎn)信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的功率器件開關(guān)頻率得到鎖相環(huán)同步脈沖數(shù)；

調(diào)制單元，被配置為根據(jù)鎖相環(huán)同步脈沖數(shù)、鎖相環(huán)中斷周期和電機(jī)繞組目標(biāo)電流采用正弦脈寬調(diào)制法控制功率器件在每個(gè)鎖相環(huán)中斷周期的導(dǎo)通和導(dǎo)通時(shí)間，以使電源輸出給電機(jī)供電的正弦波電流。

第三方面，本發(fā)明提供一種電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：電機(jī)、電源和第二方面所述的電機(jī)控制器；電機(jī)控制器采用第一方面所述的控制方法控制電源輸出給電機(jī)供電的正弦波電流。

作為可選擇的實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括儲(chǔ)能電容，所述儲(chǔ)能電容用于存儲(chǔ)功率器件導(dǎo)通后的剩余電流。