一種抵制母線電壓波動(dòng)的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種抵制母線電壓波動(dòng)的方法及裝置。 【背景技術(shù)】 陽(yáng)00引電機(jī)簡(jiǎn)稱電動(dòng)機(jī)，或者發(fā)電機(jī)。電機(jī)（PMSM)的控制采用經(jīng)典的矢量控制算法，其 中一個(gè)重要的步驟是空間矢量調(diào)制。如果用VDC表示直流母線電壓，那么在線性區(qū)，空間矢 量調(diào)制器輸出最大只能達(dá)到0. 866*VDC，即。變頻器在深度調(diào)制時(shí)，根據(jù)母線電壓， 向馬達(dá)線圈端子輸出的正弦波電壓。
[0003] 然而，現(xiàn)有電機(jī)中母線電壓的波動(dòng)較大，變頻器在深度調(diào)制時(shí)，無(wú)法抵制母線電壓 波動(dòng)，無(wú)法向馬達(dá)線圈端子輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓，影響了電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性和效率，容易產(chǎn) 生停機(jī)故障，增加了停機(jī)率。其原因在于，實(shí)際上，大多數(shù)應(yīng)用母線電壓來(lái)自50化或60化 交流市電經(jīng)整流后的輸出，它總是包含100化或120化的周期性波動(dòng)分量，幾乎不可能是平 直不變的母線電壓，比較嚴(yán)重的情況是，在一些低成本方案中或馬達(dá)負(fù)載較重時(shí)，母線電壓 波動(dòng)可達(dá)數(shù)十伏甚至更多。要讓變頻器輸出在深度調(diào)制時(shí)輸出穩(wěn)定的正弦波電壓變得不可 能。當(dāng)輸出的母線電壓包含大量諧波時(shí)，它會(huì)影響電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性和效率，甚至停機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種抵制母線電壓波動(dòng)的方法，旨在解決現(xiàn)有電機(jī) 中母線電壓的波動(dòng)較大，變頻器在深度調(diào)制時(shí)，無(wú)法抵制母線電壓波動(dòng)，無(wú)法向馬達(dá)線圈端 子輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓，影響了電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性和效率，容易產(chǎn)生停機(jī)故障，增加了停機(jī) 率的問(wèn)題。 陽(yáng)〇化]本發(fā)明實(shí)施例是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的，一種抵制母線電壓波動(dòng)的方法，包括：
[0006] 獲取交流市電經(jīng)整流后輸出的母線電壓；
[0007] 采用預(yù)配置的傳遞函數(shù)，快速傳遞所述母線電壓的波谷，慢速傳遞所述母線電壓 的波峰，生成虛擬母線電壓；
[000引根據(jù)所述虛擬母線電壓，限制參考電壓的輸出范圍。
[0009] 本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種抵制母線電壓波動(dòng)的裝置，包括：
[0010] 母線電壓獲取模塊，用于獲取交流市電經(jīng)整流后輸出的母線電壓；
[0011] 虛擬母線電壓生成模塊，用于采用預(yù)配置的傳遞函數(shù)，快速傳遞所述母線電壓的 波谷，慢速傳遞所述母線電壓的波峰，生成虛擬母線電壓；
[001引限制模塊，用于根據(jù)所述虛擬母線電壓，限制參考電壓的輸出范圍。
[0013] 在本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)所述虛擬母線電壓，限制參考電壓的輸出范圍，解決了在 現(xiàn)有電機(jī)中母線電壓的波動(dòng)較大，變頻器在深度調(diào)制時(shí)，無(wú)法抵制母線電壓波動(dòng)，無(wú)法向馬 達(dá)線圈端子輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓，影響了電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性和效率，容易產(chǎn)生停機(jī)故障，增 加了停機(jī)率的問(wèn)題。使得電機(jī)中的變頻器能抵制母線電壓的波動(dòng)變化，保證在母線電壓波 動(dòng)情況下且調(diào)制深度很大時(shí)，仍能輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓，徹底消除了母線電壓波動(dòng)帶來(lái) 的不穩(wěn)定現(xiàn)象，一方面可W提高電機(jī)的平穩(wěn)性和效率，另一方面可W大量減少停機(jī)故障的 出現(xiàn)次數(shù)，降低了停機(jī)率。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的抵制母線電壓波動(dòng)的方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的限制參考電壓較佳的波形圖；
[0016] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的配置傳遞函數(shù)的原理框圖；
[0017] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的第一傳輸方框圖；
[001引圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的第二傳輸方框圖；
[0019] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的抵制母線電壓波動(dòng)的方法步驟S102的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0020] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的抵制母線電壓波動(dòng)的方法中步驟S602的實(shí)現(xiàn)流程 圖；
[0021] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的抵制母線電壓波動(dòng)的方法在實(shí)際應(yīng)用的較佳實(shí)現(xiàn)流 程圖；
[0022] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的抵制母線電壓波動(dòng)的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0024] 要施例一
[00巧]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的抵制母線電壓波動(dòng)的方法的實(shí)現(xiàn)流程圖，詳述如下： [00%] 在步驟Sioi中，獲取交流市電經(jīng)整流后輸出的母線電壓；
[0027] 在步驟S102中，采用預(yù)配置的傳遞函數(shù)，快速傳遞所述母線電壓的波谷，慢速傳 遞所述母線電壓的波峰，生成虛擬母線電壓；
[0028] 其中，所述傳遞函數(shù)包括波峰傳遞函數(shù)和波谷傳遞函數(shù)。
[0029] 其中，采用預(yù)配置的波谷傳遞函數(shù)，快速傳遞所述母線電壓的波谷，采用預(yù)配置的 波峰傳遞函數(shù)，慢速傳遞所述母線電壓的波峰，生成虛擬母線電壓。
[0030] 在步驟S103中，根據(jù)所述虛擬母線電壓，限制參考電壓的輸出范圍。
[0031] 采用矢量控制算法，根據(jù)虛擬母線電壓，限制參考電壓的輸出范圍，所述輸出范圍 包括了參考電壓的上限值和下限值。
[0032] 參考圖2,圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的限制參考電壓較佳的波形圖。
[0033] 在波形圖中，包括了母線電壓VDC的波形和虛擬母線電壓VDC_FLT的波形。
[0034] 其中，將母線電壓的波谷"連接"起來(lái)，在內(nèi)存中生成一個(gè)虛擬母線電壓，用VDC_ FLT表示，VDC_FLT幾乎是平直的，然后限制參考電壓的輸出范圍為0到0. 866*VDC_FLT， 0.866*VDC_FLT為參考電壓的上限值，0為參考電壓的下限值。只要變頻器請(qǐng)求的輸出電壓 限制在0.866*VDC_FLTW內(nèi)，馬達(dá)線圈端子均可得到標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓輸出。
[0035] 在本發(fā)明實(shí)施例中，在電機(jī)正常使用的情況下，控制母線電壓處于平直狀態(tài)，使得 電壓在O到0. 866*VDC之間變化，變頻器在深度調(diào)制可得到線性輸出，向馬達(dá)線圈端子輸出 穩(wěn)定的正弦波電壓，徹底消除了母線電壓波動(dòng)帶來(lái)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，一方面可W提高電機(jī)的 平穩(wěn)性和效率，另一方面可W大量減少停機(jī)故障的出現(xiàn)次數(shù)，降低了停機(jī)率。 陽(yáng)的6] 連施例二
[0037] 本發(fā)明實(shí)施例描述了配置傳遞函數(shù)的實(shí)施流程，詳述如下：
[0038] 采用預(yù)配置的一階低通濾波器，配置傳遞函數(shù)。
[0039] 參考圖3,圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的配置傳遞函數(shù)的原理框圖。
[0040] 其中，在圖3中，周期性地采集母線電壓VDC，用VDC減去VDC_FLT生成一個(gè)電壓誤 差量ERROR,將誤差量乘W系數(shù)Kl或者K2,再累加生成新的輸出VDC_FLT，
[0041] 參考圖4,圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的第一傳輸方框圖。
[0042] 當(dāng)VDC大于等于VDC_FLT時(shí)，Sl閉合，S2分開(kāi)，形成的傳遞函數(shù)為：
[0044] 一個(gè)時(shí)間常傳遞函數(shù)是時(shí)間常數(shù)為1/K1的跟蹤器，S是復(fù)數(shù)頻率。 W45] 參考圖5,圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的第二傳輸方框圖，詳述如下：
[0046] 當(dāng)VDC小于VDC_FLT時(shí)，S2閉合，Sl分開(kāi)，形成如下的傳遞函數(shù)：
[0048] 傳遞函數(shù)是一個(gè)時(shí)間常數(shù)為1/K2的跟蹤器，S是復(fù)數(shù)頻率。
[0049] 其中，K2和Kl可通過(guò)系統(tǒng)設(shè)定或者手動(dòng)設(shè)定，讓K2遠(yuǎn)大于Kl，在充分利用母線電 壓的前提下，輸出虛擬母線電壓。
[0050] 在本發(fā)明實(shí)施例中，讓K2遠(yuǎn)大于K1，那么濾波器呈現(xiàn)運(yùn)樣的表現(xiàn)：它能快速跟蹤 至母線直流電壓的波谷，慢速跟蹤至母線直流電壓的波峰，其輸出VDC_FLT幾乎是一條輕 微波動(dòng)，連接母線電壓波谷的直線。一旦生成VDC_FLT，變頻器請(qǐng)求的輸出電壓只要限制在 0. 866*VDC_FLTW內(nèi)，均可得到標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓輸出。 陽(yáng)化1] 連施例立
[0052] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的抵制母線電壓波動(dòng)的方法步驟S102的實(shí)現(xiàn)流程圖，詳 述如下：
[0053] 在步驟S601中，采用預(yù)配置的傳遞函數(shù)，快速傳遞所述母線電壓的波谷，慢速傳 遞所述母線電壓的波峰，生成傳遞的虛擬母線電壓；
[0054] 在步驟S602中，采用預(yù)配置的虛擬母線電壓生成模型，根據(jù)預(yù)配置的傳遞函數(shù)、 所述母線電壓W及所述傳遞的虛擬母線電壓，生成虛擬母線電壓，所述虛擬母線電壓生成 模型包括波峰傳遞模型和波谷傳遞模型。 陽(yáng)化5] 在本發(fā)明實(shí)施例中，采用波峰傳遞模型和波谷傳遞模型，可W很好地抵制母線電 壓波動(dòng)，消除母線電壓波動(dòng)帶來(lái)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。
[0056] 連施例四
[0057] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的抵制母線電壓波動(dòng)的方法中步驟S602的實(shí)現(xiàn)流程圖， 詳述如下：
[0058] 在步驟S701中，當(dāng)母線電壓大于或者等于傳遞的虛擬母線電壓時(shí)，采用預(yù)配置的 波峰傳遞模型，根據(jù)預(yù)配置的波峰參考系數(shù)、所述母線電壓W及所述傳遞的虛擬母線電壓， 生成虛擬母線電壓；
[0059] 在步驟S702中，當(dāng)母線電壓小于傳遞的虛擬母線電壓時(shí)，采用預(yù)配置的波谷傳遞 模型，根據(jù)預(yù)配置的波谷參考系數(shù)、所述母線電壓W及所述傳遞的虛擬母線電壓，生成虛擬 母線電壓。 W60] 在本發(fā)明實(shí)施例中，生成虛擬母線電壓，可W得到參考電壓的輸出范圍，通過(guò)參考 電壓的輸出范圍可W穩(wěn)定地輸出正弦波電壓。
[0061 ]軍施例巿
[0062] 本發(fā)明實(shí)施例描述了配置波谷傳遞模型和波峰傳遞模型較佳的應(yīng)用流程，詳述如 下：
[0063] 配置波谷傳遞模型和波峰傳遞模型；
[0064] 所述波峰傳遞模型為： 陽(yáng)0化]VDC-FLT=VDC-FLT+K1*(VDC-VDC-FLT);
[0066] 其中，在所述波峰傳遞模型的左側(cè)中，VDC_FLT為虛擬母線電壓，在所述波峰傳遞 模型的右側(cè)中，VDC_FLT為傳遞的虛擬母線電壓，Kl為波峰參考系數(shù)，VDC為母線電壓；
[0067] 所述波谷傳遞模型為：
[0068] VDC-FLT=VDC-FLT-K2* (VDC-FLT-VDC);
[0069] 其中，在所述波谷傳遞模型的左側(cè)中，VDC_FLT為虛擬母線電壓，在所述波谷傳遞 模型的右側(cè)中，VDC_FLT為傳遞的虛擬母線電壓，K2為波谷參考系數(shù)，VDC為母線電壓。 陽(yáng)070] 在本發(fā)明實(shí)施例中，讓K2遠(yuǎn)大