Pwm整流變頻系統(tǒng)中載波頻率計(jì)算方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種PWM整流變頻系統(tǒng)中載波頻率計(jì)算方法 及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 國家電網(wǎng)的《電力系統(tǒng)電壓和無功電力管理?xiàng)l例》規(guī)定，對100KVA以上的變壓器 用戶，要求其功率因數(shù)必須大于〇. 9,為了滿足供電系統(tǒng)的需求，必須進(jìn)行無功補(bǔ)償。
[0003] 目前，比較主流的補(bǔ)償方式是在變壓器低壓側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容；但是對于PWM可控 整流變頻負(fù)載而言，受載波頻率的影響（器件的開關(guān)頻率限制），系統(tǒng)諧波始終存在，且與 載波頻率、基波頻率成一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，高次諧波成份特別突出；同時(shí)，高次諧波在并聯(lián)電 容、變壓器阻抗共同作用易被放大，對公用電網(wǎng)產(chǎn)生污染，使用電設(shè)備所處環(huán)境惡劣，對周 圍通信系統(tǒng)何公用電網(wǎng)外的設(shè)備帶來危害，惡劣情況下輸配電系統(tǒng)局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián) 諧振，燒毀并聯(lián)電容器使得系統(tǒng)產(chǎn)生崩潰，造成設(shè)備及人員安全受損，因此，如何有效計(jì)算 載波頻率，使得PWM整流變頻系統(tǒng)的諧波成份可控，遠(yuǎn)離并聯(lián)電容與短路阻抗共同作用可 放大的諧波次數(shù)，抑制諧振產(chǎn)生的頻率點(diǎn)，抑制并聯(lián)補(bǔ)償電容接入后對系統(tǒng)的影響，保證系 統(tǒng)的安全是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種PWM整流變頻系統(tǒng)中載波頻率計(jì)算方法，該方法能夠使 得PWM整流變頻系統(tǒng)的諧波成份可控，遠(yuǎn)離并聯(lián)電容與短路阻抗共同作用可放大的諧波次 數(shù)，抑制諧振產(chǎn)生的頻率點(diǎn)，抑制并聯(lián)補(bǔ)償電容接入后對系統(tǒng)的影響，保證系統(tǒng)的安全。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種PWM整流變頻系統(tǒng)中載波頻率計(jì)算方法， 包括：
[0006] 按照預(yù)定載波頻率公式計(jì)算初始載波頻率；
[0007] 采集預(yù)定個(gè)數(shù)的并聯(lián)電容的電流值，并根據(jù)所述電流值及所述并聯(lián)電容的個(gè)數(shù)計(jì) 算所述并聯(lián)電容的電流的均方根值；
[0008] 計(jì)算所述并聯(lián)電容的額定電流值，并將所述額定電流值放大預(yù)定倍數(shù)得到比較電 流值；
[0009] 將所述均方根值與所述比較電流值進(jìn)行比較；
[0010] 當(dāng)所述均方根值小于所述比較電流值，則所述初始載波頻率為PWM整流變頻系統(tǒng) 中需要的載波頻率；
[0011] 當(dāng)所述均方根值大于所述比較電流值，則按照預(yù)定自尋優(yōu)公式進(jìn)行計(jì)算，直到所 述均方根值小于所述比較電流值時(shí)，所述預(yù)定自尋優(yōu)公式所確定的載波頻率為PWM整流變 頻系統(tǒng)中需要的載波頻率。
[0012] 其中，當(dāng)PWM整流變頻系統(tǒng)中具有K組電容器時(shí)，所述按照預(yù)定載波頻率公式計(jì)算 初始載波頻率包括：
[0013] 按照^
</e計(jì)算初始載波頻率f。；
[0014] 其中，f。為基波頻率，f。為載波頻率，K為電容器組數(shù)且K為正整數(shù)，X3為阻抗，Xc 為容抗。
[0015] 其中，所述計(jì)算所述并聯(lián)電容的額定電流值，并將所述額定電流值放大預(yù)定倍數(shù) 得到比較電流值包括：
[0016] 根_
汁算所述并聯(lián)電容的額定電流值rranip(t);
[0017] 將所述額定電流值I'ramp (t)放大p倍得到比較電流值pi'Mmp (t);
[0018] 其中，ω為載波叫頻率，U為電容電壓，:為，p為放大倍數(shù)，p的范圍是p= 1. 15 ~1. 2〇
[0019] 其中，所述按照預(yù)定自尋優(yōu)公式進(jìn)行計(jì)算，直到所述均方根值小于所述比較電流 值時(shí)，所述預(yù)定自尋優(yōu)公式所確定的載波頻率為PWM整流變頻系統(tǒng)中需要的載波頻率包 括：
[0020] 將初始載波頻率f。按照f' 。=f。土nf。自尋優(yōu)公式計(jì)算，直到所述均方根值小于 所述比較電流值時(shí)，所述預(yù)定自尋優(yōu)公式所確定的載波頻率為PWM整流變頻系統(tǒng)中需要的 載波頻率。
[0021] 其中，所述采集預(yù)定個(gè)數(shù)的并聯(lián)電容的電流值包括：
[0022] 實(shí)時(shí)采集預(yù)定個(gè)數(shù)的并聯(lián)電容的電流值。
[0023] 本發(fā)明還一種PWM整流變頻系統(tǒng)中載波頻率計(jì)算裝置，包括：
[0024] 第一計(jì)算模塊，用于按照預(yù)定載波頻率公式計(jì)算初始載波頻率；
[0025] 第二計(jì)算模塊，用于采集預(yù)定個(gè)數(shù)的并聯(lián)電容的電流值，并根據(jù)所述電流值及所 述并聯(lián)電容的個(gè)數(shù)計(jì)算所述并聯(lián)電容的電流的均方根值；
[0026] 第三計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述并聯(lián)電容的額定電流值，并將所述額定電流值放大 預(yù)定倍數(shù)得到比較電流值；
[0027] 比較模塊，用于將所述均方根值與所述比較電流值進(jìn)行比較；
[0028] 確定模塊，用于當(dāng)所述均方根值小于所述比較電流值，則所述初始載波頻率為PWM 整流變頻系統(tǒng)中需要的載波頻率；當(dāng)所述均方根值大于所述比較電流值，則按照預(yù)定自尋 優(yōu)公式進(jìn)行計(jì)算，直到所述均方根值小于所述比較電流值時(shí)，所述預(yù)定自尋優(yōu)公式所確定 的載波頻率為PWM整流變頻系統(tǒng)中需要的載波頻率。
[0029] 其中，所述第一計(jì)算模塊包嵌·
[0030] 第一計(jì)算單元，用于按照 乂計(jì)算初始載 波頻率f。；
[0031] 其中，f。為基波頻率，f。為載波頻率，K為電容器組數(shù)且K為正整數(shù)，X3為阻抗，X。 為容抗。
[0032] 其中，所述第三計(jì)算模塊包括：
[0033] 額定電流單元，用于根據(jù)
計(jì)算所述并聯(lián)電容的額定電流值 raBP(t);
[0034] 比較電流單元，用于將所述額定電流值I'ranip(t)放大p倍得到比較電流值 PI ramp (t)，
[0035] 其中，ω為載波叫頻率，U為電容電壓，?,為，p為放大倍數(shù)，p的范圍是p= 1. 15 ~1. 2〇
[0036] 其中，所述確定模塊包括：
[0037] 第四計(jì)算單元，用于當(dāng)所述均方根值大于所述比較電流值，則按照預(yù)定自尋優(yōu)公 式進(jìn)行計(jì)算，直到所述均方根值小于所述比較電流值；
[0038] 確定單元，用于在所述均方根值小于所述比較電流值時(shí)，確定PWM整流變頻系統(tǒng) 中需要的載波頻率。
[0039] 其中，所述第二計(jì)算模塊包括：
[0040] 采集單元，用于實(shí)時(shí)采集預(yù)定個(gè)數(shù)的并聯(lián)電容的電流值；
[0041] 第二計(jì)算單元，用于根據(jù)所述電流值及所述并聯(lián)電容的個(gè)數(shù)計(jì)算所述并聯(lián)電容的 電流的均方根值。
[0042] 本發(fā)明所提供的PWM整流變頻系統(tǒng)中載波頻率計(jì)算方法，通過計(jì)算初始載波頻 率；采集預(yù)定個(gè)數(shù)的并聯(lián)電容的電流值，并根據(jù)電流值及并聯(lián)電容的個(gè)數(shù)計(jì)算并聯(lián)電容的 電流的均方根值；計(jì)算并聯(lián)電容的額定電流值，并將額定電流值放大預(yù)定倍數(shù)得到比較電 流值；將均方根值與比較電流值進(jìn)行比較；當(dāng)均方根值小于比較電流值，則初始載波頻率 為PWM整流變頻系統(tǒng)中需要的載波頻率；當(dāng)均方根值大于比較電流值，進(jìn)行自尋優(yōu)計(jì)算，直 到均方根值小于比較電流值時(shí)，自尋優(yōu)所確定的載波頻率為所需要的載波頻率；該方法能 抑制并聯(lián)補(bǔ)償電容接入后對系統(tǒng)的影響，因此，由于需要通過采集到的并聯(lián)電容的電流值 待確定最后的均方根值，因此該方法適用性強(qiáng)，且該方法只與基波頻率、容抗值、感抗值相 關(guān)，從而對PWM整流變頻系統(tǒng)的諧波成份進(jìn)行可控，避開系統(tǒng)的總阻抗對諧波的危害作用， 遠(yuǎn)離系統(tǒng)的諧振諧波成份，對于不同時(shí)刻多組電容的投入，引入了一種最優(yōu)的尋優(yōu)的方式， 對電容的電流額定限定值得到的比較電流值與實(shí)際電流的均方根值進(jìn)行比較，實(shí)時(shí)