波電流抑制裝置。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)上述的諧波電流抑制裝置能夠?qū)?諧波電流進(jìn)行有效抑制，消除了系統(tǒng)中因LC諧振引起的高頻諧波電流，滿足諧波標(biāo)準(zhǔn)，同 時(shí)提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0025] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波電流抑制方法的流 程圖。
[0026] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的瞬時(shí)功率補(bǔ)償量的計(jì)算過(guò)程圖。
[0027] 圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電機(jī)控制信號(hào)生成的過(guò)程圖。
[0028] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入電流與直流母 線電壓的波形圖。
[0029] 圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波電流抑制裝置 的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0031] 首先，先來(lái)簡(jiǎn)單描述下無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有 如圖1所示的結(jié)構(gòu)，包括：整流電路、電抗器、薄膜電容或陶瓷電容、逆變器以及電機(jī)。其中， 薄膜電容或陶瓷電容的容值比較小（小于30UF)，其主要作用是消除逆變器開(kāi)關(guān)引起的電 壓尖峰，避免電壓尖峰引起逆變器損壞。由于薄膜電容或陶瓷電容的容值比較小，使得LC 諧振頻率較高，如果不對(duì)諧振采取抑制措施，則將導(dǎo)致電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入端產(chǎn)生高頻電 流諧波，從而使得電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法滿足IEC諧波標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要對(duì)無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的諧波電流進(jìn)行抑制。
[0032] 下面參照附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波 電流抑制方法、無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波電流抑制裝置以及無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)。
[0033] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波電流抑制方法的流 程圖。如圖2所示，該無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波電流抑制方法包括以下步驟：
[0034]S1，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入電流、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流母線電壓和電機(jī)的三相 電流。
[0035] 具體地，可以通過(guò)無(wú)感電阻或者霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入電流Ιιη， 通過(guò)電阻分壓方式來(lái)檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流母線電壓vd。，通過(guò)單電阻采樣方式、三電阻 采樣方式或者霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)電機(jī)的三相電流Iu，v，w。
[0036]S2,根據(jù)輸入電流和直流母線電壓計(jì)算瞬時(shí)功率補(bǔ)償量以對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波 電流進(jìn)行抑制。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)輸入電流和直流母線電壓計(jì)算瞬時(shí)功率補(bǔ)償量， 具體包括：對(duì)輸入電流進(jìn)行低通濾波處理以獲得第一電流；將第一電流與輸入電流相減以 獲得電流差值，并對(duì)電流差值進(jìn)行比例放大以獲得第二電流；將第二電流與直流母線電壓 相乘以獲得瞬時(shí)功率補(bǔ)償量。
[0038] 具體地，如圖3所示，可以通過(guò)低通濾波器對(duì)輸入電流IJi行處理以獲得第一電 流，并根據(jù)第一電流h和輸入電流Iιη計(jì)算電流差值A(chǔ)i=i「Ιιη，然后通過(guò)比例放大器 對(duì)電流差值△i進(jìn)行放大得到第二電流i2，并根據(jù)第二電流i2和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流母線 電壓Vd。計(jì)算瞬時(shí)功率補(bǔ)償量P_=i2*Vdc。也就是說(shuō)，可以根據(jù)輸入電流Ιιη和直流母線 電壓Vd。，并通過(guò)反饋控制計(jì)算出諧波電流抑制所需的瞬時(shí)功率補(bǔ)償量P_。
[0039] 其中，低通濾波器的傳遞函數(shù)可以為
，τ為低通濾波器的時(shí)間常數(shù)，在對(duì)時(shí) 間常數(shù)τ進(jìn)行設(shè)置時(shí)，需保證低通濾波器的帶寬大于電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入電壓頻率的兩 倍。例如，當(dāng)輸入電壓的頻率為50Hz時(shí)，低通濾波器的帶寬需大于100Hz，此時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間 常數(shù)τ應(yīng)小于τ_=V(1〇〇X2jt) =〇.〇〇16。比例放大器的放大系數(shù)（增益）K需大于 〇,其中，Κ值越大，諧波抑制效果越好，但當(dāng)Κ值過(guò)大時(shí)，容易受到采樣噪聲的影響，因此，需 要通過(guò)調(diào)試來(lái)選擇合適的Κ值。
[0040]S3,根據(jù)瞬時(shí)功率補(bǔ)償量、電機(jī)的三相電流和直流母線電壓生成控制信號(hào)以對(duì)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的逆變器進(jìn)行控制。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)瞬時(shí)功率補(bǔ)償量、電機(jī)的三相電流和直流母線電 壓生成控制信號(hào)，具體包括：根據(jù)瞬時(shí)功率補(bǔ)償量計(jì)算q軸電流補(bǔ)償量，并將q軸電流補(bǔ)償 量疊加到q軸電流初始指令以獲得q軸電流指令；對(duì)電機(jī)的三相電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得 q軸電流和d軸電流；根據(jù)給定的d軸電流指令和d軸電流進(jìn)行PI控制以獲得d軸電壓指 令，并根據(jù)q軸電流指令和q軸電流進(jìn)行PI控制以獲得q軸電壓指令；對(duì)d軸電壓指令和 q軸電壓指令進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以獲得固定坐標(biāo)系下的電壓指令，并根據(jù)固定坐標(biāo)系下的電壓 指令和直流母線電壓生成控制信號(hào)。
[0042] 具體地，可以根據(jù)下述公式（1)計(jì)算q軸電流補(bǔ)償量：
[0044] 其中，Iq_ran^q軸電流補(bǔ)償量，P_為瞬時(shí)功率補(bǔ)償量，Ke為電機(jī)反電勢(shì)系數(shù)，p為 電機(jī)極對(duì)數(shù)，"為電機(jī)的d軸電感，Lq為電機(jī)的q軸電感，i電機(jī)的d軸電流，ω為電機(jī) 轉(zhuǎn)速。
[0045] 進(jìn)一步地，如圖4所示，首先根據(jù)瞬時(shí)功率補(bǔ)償量Ρ_計(jì)算q軸電流補(bǔ)償量Iq__， 并將q軸電流補(bǔ)償量Iq__與q軸電流初始指令I(lǐng)@"進(jìn)行疊加以獲得q軸電流指令I(lǐng)q_raf， 其中，q軸電流初始指令?？梢酝ㄟ^(guò)速度PI控制器對(duì)給定轉(zhuǎn)速ω_ref和電機(jī)的反饋轉(zhuǎn) 速ω之間的差值進(jìn)行PI控制獲得。
[0046] 然后，電流ΡΙ控制器根據(jù)q軸電流指令UPd軸電流指令I(lǐng)d_raf以及q軸電流 Iq和d軸電流Id計(jì)算q軸電壓指令Vq和d軸電壓指令Vd，如下述公式⑵所示：
[0048] 其中，Kpd為d軸電流控制比例增益，Kld為d軸電流控制積分增益，Vd。為PI控制器 輸出的d軸電流，Kpq為q軸電流控制比例增益，Klq為q軸電流控制積分增益，Vq。為PI控 制器輸出的q軸電流，t為時(shí)間。
[0049] 隨后，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度Θ對(duì)q軸電壓指令Vq和d軸電壓指令Vd進(jìn)行坐標(biāo)變換 得到固定坐標(biāo)系下的電壓指令V。和Ve，如下述公式（3)所示：
[0051] 并根據(jù)固定坐標(biāo)系下的電壓指令V。和以及直流母線電壓Vd。計(jì)算逆變器U、V、 W三相的占空比，具體如下述公式（4)和公式（5)所示：
[0053] 其中，Vu為電機(jī)U相的電壓指令，Vv為電機(jī)V相的電壓指令，Vw為電機(jī)W相的電壓 指令。
[0055] 其中，Du為電機(jī)U相的占空比，Dv為電機(jī)V相的占空比，Dw為電機(jī)W相的占空比。
[0056] 最后根據(jù)計(jì)算的U、V、W三相的占空比對(duì)逆變器實(shí)時(shí)控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流諧波 的有效抑制。
[0057] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入電流與直流母 線電壓的波形圖。從圖5可以看出，輸入電流的諧波得到了有效的抑制，并且輸入電流與直 流母線電壓基本同相位，因此，輸入電流與交流輸入電壓之間的相位基本相同?？梢?jiàn)，該無(wú) 電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有較高的功率因數(shù)，實(shí)測(cè)功率因數(shù)可達(dá)98%以上。
[0058] 綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)電解電容電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波電流抑制方法， 首先檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入電流、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流母線電壓和電機(jī)的三相電流，然 后根據(jù)輸入電流和直流母線電壓計(jì)算瞬時(shí)功率補(bǔ)償量以對(duì)電機(jī)驅(qū)