变频电机控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种交流电机控制方法，尤其涉及一种变频交流电机控制方法，属于电机技术领域。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的飞速发展，变频器在交流电机的变频调速方面的应用得到空前发展，在很多工业控制场合，变频器控制交流电机以驱动生产设备，取得了很好的效果。但是，变频器的使用导致谐波电流注入电网，使电网电压和电流波形发生畸变，对电能质量造成一定的影响。现有技术通常使用SPffM(正弦波脉宽调制)实现变频控制，如果控制不当，输出电流波形会有电流毛刺和过零点畸变，影响电机控制精度，增加变频器内部器件开关损耗，也会更增谐波的危害程度。
[0003]无差拍控制是一种全数字化的控制技术，它利用前一时刻的指令电流和实际波形电流值，根据空间矢量理论计算出逆变器下一时刻应满足的开关模式。优点是动态响应很快，易于计算机执行，缺点是计算量大，且对系统参数依赖性较大。随着数字信号处理器(DSP)运算速度的不断提高，无差拍控制将得到更广泛的应用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种变频电机控制方法，克服现有技术控制方法不完善，受外部环境变化及系统参数波动的影响，指令电流不精确的问题。
[0005]本发明采用的技术方案如下:
[0006]—种变频电机控制方法，以SPWM波进行交流电机的变频控制，在每个采样周期内，以无差拍控制算法根据采集的实时数据及上一周期的指令电流不断重复预测生成SPffM波。
[0007]前述变频电机控制方法，所述无差拍控制算法将采集的实时数据先计算变换矩阵，将负载电流通过32变换矩阵和c矩阵变换到pq坐标进行滤波处理，完成后再通过c矩阵和23变换矩阵变换到abc坐标提取出基波电流，将目标波形电流减去提取的基波电流就得到指令电流。
[0008]前述变频电机控制方法，根据负载变化的工况，设置休眠模式与工作模式，当负载处于轻载的情况下，装置进入休眠模式，当负载处于重负荷下，装置进入工作模式。
[0009]前述变频电机控制方法，ia为当前周期输出电流瞬时值，在输出电流ia>0的情况下，死区效应为上桥臂关断和下桥臂开通时间滞后td;在输出电流ia<0的情况下，死区效应为上桥臂开通和下桥臂关断时间滞后td;则在ia>0的情况下，将调制得到的上桥臂关断时间点提前^，在^<0的情况下，将调制得到的下桥臂关断时间点提前td。
[0010]前述变频电机控制方法，同时使用浮点数字处理器、定点数字处理器进行运算控制。
[0011]相比于现有技术本发明的有益效果是:利用改进的无差拍算法，加入死区控制，性能良好，动态响应迅速，能有效减小发出电流的毛刺和过零点的畸变，并抑制了开关频率附近的谐波，不受系统参数的影响，精确提取出指令电流。提供了工作模式和休眠模式两种模式，节约电能。
【附图说明】
[0012]图1是本发明变频主电路图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0014]如图1所示为本发明的变频主电路图，其中S1、S2、S3、S4是逆变器开关器件，组成逆变电路的四个桥臂，L是逆变输出电路的负载。
[0015]本发明的变频电机控制方法，使用SPWM(正弦波脉宽调制)实现变频控制，在每个采样周期内，以无差拍控制算法根据采集的实时数据及上一周期的指令电流不断重复预测生成SPffM波，以SPffM波进行交流电机的变频控制，即基于电流参考值和实际测量值，计算出下一个控制周期的各相PWM占空比。
[0016]为了取得更好的技术效果，使用改进的无差拍控制算法，先将采集的实时数据，SP采集的实际的电流先计算变换矩阵，将负载电流通过32变换矩阵和c矩阵变换到pq坐标进行滤波处理，完成后再通过c矩阵和23变换矩阵变换到abc坐标提取出基波电流，将目标波形电流减去提取的基波电流就得到SPffM波控制的指令电流。
[0017]在变频器工作过程中存在死区效应，ia为当前周期输出电流瞬时值，在输出电流ia>0的情况下，死区效应为上桥臂关断和下桥臂开通时间滞后td;在输出电流ia<0的情况下，死区效应为上桥臂开通和下桥臂关断时间滞后td;则在ia>0的情况下，将调制得到的上桥臂关断时间点提前td，在ia< O的情况下，将调制得到的下桥臂关断时间点提前td。在无差拍控制中加入死区控制，性能良好，动态响应迅速，能有效减小发出电流的毛刺和过零点的畸变。
[0018]由于本发明的改进控制方法计算量大，实时性要求高，控制处理器应同时使用浮点数字处理器、定点数字处理器进行运算控制，以符合运算速度要求，保证控制效果。
[0019]本发明的变频电机控制方法，根据负载变化的工况，设置休眠模式与工作模式，当负载处于轻载的情况下，装置进入休眠模式，当负载处于重负荷下，装置进入工作模式。采取两种模式切换的控制方法可以有效节能。
[0020]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种变频电机控制方法，以SPWM波进行交流电机的变频控制，其特征在于，在每个采样周期内，以无差拍控制算法根据采集的实时数据及上一周期的指令电流不断重复预测生成SPffM波。2.如权利要求1所述变频电机控制方法，其特征在于，所述无差拍控制算法将采集的实时数据先计算变换矩阵，将负载电流通过32变换矩阵和c矩阵变换到pq坐标进行滤波处理，完成后再通过c矩阵和23变换矩阵变换到abc坐标提取出基波电流，将目标波形电流减去提取的基波电流就得到指令电流。3.如权利要求2所述变频电机控制方法，其特征在于，根据负载变化的工况，设置休眠模式与工作模式，当负载处于轻载的情况下，装置进入休眠模式，当负载处于重负荷下，装置进入工作模式。4.如权利要求3所述变频电机控制方法，其特征在于，ia为当前周期输出电流瞬时值，在输出电流^>0的情况下，死区效应为上桥臂关断和下桥臂开通时间滞后td;在输出电流ia〈0的情况下，死区效应为上桥臂开通和下桥臂关断时间滞后td;则在ia>0的情况下，将调制得到的上桥臂关断时间点提前〖<!，在^〈0的情况下，将调制得到的下桥臂关断时间点提前td。5.如权利要求4所述变频电机控制方法，其特征在于，同时使用浮点数字处理器、定点数字处理器进行运算控制。
【专利摘要】本发明公开一种变频电机控制方法，以SPWM波进行交流电机的变频控制，在每个采样周期内，以无差拍控制算法根据采集的实时数据及上一周期的指令电流不断重复预测生成SPWM波。本发明利用改进的无差拍算法，加入死区控制，性能良好，动态响应迅速，能有效减小发出电流的毛刺和过零点的畸变，并抑制了开关频率附近的谐波，不受系统参数的影响，精确提取出指令电流。提供了工作模式和休眠模式两种模式，节约电能。
【IPC分类】H02P27/08
【公开号】CN105515495
【申请号】CN201510908583
【发明人】徐沛, 徐任飞
【申请人】镇江市高等专科学校
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月10日