[实用新型]基于斜率补偿电流控制模式的转子变频调速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种转子变频调速装置，特别涉及一种基于斜率补偿电流控制模式的转子变频调速装置。

背景技术

适用于绕线型交流异步电动机的转子变频调速装置广泛采用电流、转速双闭环控制方式，但是由于直流回路电流通过占空比D来调节，且占空比与直流回路电流是非线性关系，电流环采用PI调节器难以实现理想的效果。电流环也可以采用滞环控制，但是开关频率变化给电路设计带来困难。电流环采用峰值两点式控制可以固定开关频率，但同时又带来稳定性问题，易出现次谐波振荡现象。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于斜率补偿电流控制模式的转子变频调速装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型包括控制器，控制器的输入端分别与电流采样电路、电压采样电路和转速给定电路相连接，控制器的输出端与IGBT驱动电路相连接，IGBT驱动电路与IGBT管相连，上述的控制器采用基于斜率补偿的电流控制模式。

上述的控制器是基于斜率补偿的电流控制模块。

上述的控制器内包括斜率补偿电路和占空比调节电路。

上述的斜率补偿电路包括负斜率锯齿波发生器，所述的负斜率锯齿波发生器输出端与加法器输入端相连，加法器的另一个输入端与转速给定电路相连接；加法器的输出端连接至第一比较器的输入端；第一比较器的另一个输入端与电流采样电路相连接。

上述的占空比调节电路包括时钟电路，时钟电路与计数器相连，计数器通过单稳态电路连接至第一比较器的输入端；计数器通过第二比较器与IGBT驱动电路相连。

上述的电流采样电路中采用霍尔传感器。

采用上述技术方案的本实用新型，由于在控制器中采用基于斜率补偿的电流控制模式，可以消除用传统PI调节器控制非线性电路带来的设计难题，同时与滞环电流控制相比可以固定开关频率，易于电路设计，与峰值两点式控制相比可以在固定开关频率的同时消除次谐波振荡现象，且电路设计简单易行，稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路工作原理图；

图3为本实用新型的波形图；

图4为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，在电机调速系统中，主要分为两部分，主电路部分为转子变频调速装置，控制对象为绕线型异步机或内馈电机，控制部分为基于斜率补偿电流控制模式的控制电路部分。本实用新型包括控制器，控制器的输入端分别与电流采样电路、电压采样电路和转速给定电路相连接，控制器的输出端与IGBT驱动电路相连接，IGBT驱动电路与IGBT管相连，上述的控制器采用基于斜率补偿的电流控制模式。控制器内包括斜率补偿电路和占空比调节电路。电流采样电路中采用霍尔传感器，本实用新型中选用LEM或其它质优品牌的磁平衡式霍尔传感器。

如图2、图3、图4所示，在本实用新型中，斜率补偿电路包括负斜率锯齿波发生器，所述的负斜率锯齿波发生器产生一个负斜率锯齿波信号ΔU^*_I，经过D/A数模转换，负斜率锯齿波信号ΔU^*_I输入至加法器的输入端，加法器的另一个输入端与转速给定电路输出的电流给定I^*_DR相连接，令U^*_I＝I^*_DR+ΔU^*_I。加法器的输出端连接至第一比较器的输入端；第一比较器的另一个输入端与电流采样电路输出的转子侧直流电流I_DR相连接。让U^*_I代替电流给定值I^*_DR与转子侧直流电流I_DR进行比较，使得反馈电流的平均值I_av等于电流给定值I^*_DR。比较后形成斩波。这样处理后的特点是：提高了交点的明确性；转子侧直流电流I_DR的平均值I_av等于电流给定值I^*_DR；在占空比全范围内稳定；开关频率固定；电流断续时也能正常工作；无调节器，非线性控制。

为了保证IGBT器件可靠工作，防止刚开通就关断，或反之的现象发生，在每个周期的开始和结束都设置了强制动作的脉冲：在周期开始后强制导通10μs，在周期结束前强制关断10μs，也即分别对最小占空比D_min和最大占空比D_max作了限制。所述的占空比调节电路包括时钟电路，时钟电路采用555时基电路，时钟电路与减计数器相连，减计数器采用74HC688，减计数器通过单稳态电路连接至第一比较器的输入端；减计数器通过第二比较器与IGBT驱动电路相连。本实用新型中第一比较器和第二比较器均采用LM393。