[发明专利]一种改善V/F输出电流波动的控制算法

说明书

技术领域

本发明属于电机变频调速技术领域，具体涉及一种改善V/F输出电流波动的控制算法。

背景技术

异步电动机变频调速运行时，在一定的频率范围和负载发生变化的情况下，都有可能发生转速不稳定的现象，这时系统输出电流会产生波动。这种波动影响电机运行平稳性，转矩稳定性。当振荡电流达到一定值会引起逆变器保护动作，会影响变频器的带载能力，甚至可能会损坏功率器件。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种改善V/F输出电流波动的控制算法。

本发明的技术方案如下：

一种改善V/F输出电流波动的控制算法，包括如下步骤：

步骤一：

采集感应电机三相电流，利用park变换将三相电流变换到定子同步旋转坐标轴，得到有功电流iq；

其中θ为定子电压矢量的旋转角度,θ＝∫2πf₁dt,即对角速度积分得到电压角度；dt为单片机计算电压角度的单位周期时间，由定时器设定，f₁表示所述感应电机的实际运转频率，i_d表示无功电流，i_u、i_v、i_w分别表示三相中任意一相电流；

步骤二：

对有功电流iq进行一阶低通滤波，再与输入有功电流iq相减，得到有功电流iq的高通滤波分量iqflt；

其中一阶低通滤波，用单片机执行离散化的数字低通滤波器，具体如下：

C_k＝a*r_k+(1-a)C_k-1

将上式稍作变形，方便单片机处理：

C_k-C_k-1＝a*r_k-a*C_k-1

wrk＝C_k-C_k-1

C_k＝wrk+C_k-1

其中r_k为滤波器输入量，C_k为滤波器输出结果，C_k-1为上一次滤波器的输出结果，a为滤波系数，当采样周期T足够小时，a≈T/RC，则滤波器的截止频率为f₂≈a/2πT，R表示电阻，C表示电容，wrk为中间变量；

步骤三：

高通滤波分量iqflt用增益放大或缩小，辅以输出限制，得到电压补偿量Vcomp；

步骤四：

对于V/F控制系统，对于给定频率f₃，所述感应电机的输出电压为f₁*V/F曲线对应的电压量，所述感应电机的输出电压加上电压补偿量Vcomp，产生最终的定子矢量电压命令值Vcmd；

最后借由SVPWM算法输出占空比可变的方波驱动IGBT，带动电机运转。

本发明的有益技术效果是：

实验表明，本发明可明显降低V/F输出电流波动，保证电机运行平稳性，转矩稳定性，保证变频器的带载能力，避免功率器件损坏，具有良好的推广价值。

附图说明

图1是本发明步骤一的示意图。

图2是本发明步骤二的控制框图。

图3是本发明步骤三的控制框图。

图4是本发明步骤四的控制框图。

图5是本发明的整体控制框图。

图6是未使用本发明的满载时定子电流波形图。

图7是使用本发明的满载时定子电流波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本发明提供的改善V/F输出电流波动的控制算法，主要适用于感应电机。通过采集电机三相电流，利用park变换将三相电流变换到定子同步旋转坐标轴，得到有功电流iq；对有功电流iq进行高通滤波后，再乘以增益值，然后做限幅处理，得到补偿电压，与V/F曲线电压相加得到最终的电压命令。具体步骤如下。

步骤一：

采集感应电机三相电流，利用park变换将三相电流变换到定子同步旋转坐标轴(如图1)，得到有功电流iq；

其中θ为定子电压矢量的旋转角度,θ＝∫2πfdt,即对角速度积分得到电压角度；dt为单片机计算电压角度的单位周期时间，由定时器设定。