[发明专利]基于无电解电容逆变器的变频驱动控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种无电解电容交流变频驱动控制系统及控制方法，包括：检测系统输入电压电流、母线电压及电机相电流、转速；对三相电流进行Clark及Park变换，得到dq轴电流；对给定转速与实际转速进行误差调节；根据输入电压电流、速度环输出、电容量计算q轴给定电流；根据电压计算d轴给定电流；计算d、q轴误差电流并进行PI调节，得到d、q轴实际电压；对实际电压限幅，得到d、q轴计算电压；对实际电压及计算电压进行误差调节，并作为电流环反馈；对d、q轴计算电压进行Park逆变换，得到αβ轴电压；对逆变器进行调制控制电机。本发明能实现电机在弱磁区高速运行，获得网侧高功率因数，简化控制结构，提高系统可靠性。

技术领域

本发明属于交流变频驱动技术领域，更具体地说是一种基于无电解电容逆变器的交流变频驱动控制方法。

背景技术

永磁同步电机以其高效率﹑小体积和易控制、显著的长寿命和可靠性等特点在调速领域显现优势，在要求高控制精度和高可靠性的场合如舰船推进、数控机床、机车牵引、电动汽车和家用电器等许多领域获得极为广泛的应用，成为各国学者的研究热点。

以空调为首的家用电器，其输入电压为单相交流电，前级电路为单相不控整流桥，母线电压易产生波动，造成谐波污染，功率因数下降。我国的3C认证和欧洲的CE认证对于家用空调的电流谐波都有明确规定，对每相电流小于16A的系统，各次电流谐波限值必须满足IEC61000-3-2标准。因此提高输入侧的功率因数、抑制电流谐波也是一个重点需要考虑的方面。

目前常用的家用电器功率因数校正方案，多采用BOOST型电路拓扑结构，由于电路中含有功率器件，引入了开关损耗，且控制电路相对复杂。同时，电路中的大容量直流母线电容，受温度影响较大，使用寿命有限，系统可靠性较低。

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种采用无电解电容逆变器驱动，通过控制d、q轴电流实现系统输入高功率因数的交流变频驱动控制方法。

技术方案：一种基于无电解电容逆变器的交流变频驱动控制系统，包括：电源电路、整流器、薄膜电容、逆变器、电机、输入电压采集模块、输入电流采集模块、母线电压采集模块、电机电流采集模块、转速位置采集模块、Clark变换模块、Park变换模块、转速误差模块、转速PI模块、d轴电流给定模块、q轴电流给定模块、d轴电流误差模块、q轴电流误差模块、d轴电流PI模块、q轴电流PI模块、电压限幅模块、d轴电压误差模块、q轴电压误差模块、Park逆变换模块、脉宽调制模快；

所述电源电路为单相交流电源，用于为整流器提供单相交流电；

所述整流器为单相不控整流器，用于将单相输入交流电整流为直流电，并向逆变器供电；

所述薄膜电容连接整流器输出端两端；

所述逆变器为三相电压源型逆变器，用于接收脉宽调制模块的电压脉冲，并根据电压脉冲控制电机；

所述输入电压采集模块用于采集网侧输入电压，并发送至d轴电流给定模块、q轴电流给定模块；

所述输入电流采集模块用于采集网侧输入电流，并发送至q轴电流给定模块；

所述母线电压采集模块用于采集薄膜电容两端电压，并发送至d轴电流给定模块、电压限幅模块、脉宽调制模快；

所述电机电流采集模块用于采集电机三相电流，并发送至Clark变换模块；

所述转速位置采集模块用于采集电机转速及转子位置，并发送至转速误差模块、Park变换模块、Park逆变换模块；

所述Clark模块用于将电机三相电流转换为αβ轴电流，并发送至Park变换模块；

所述Park变换模块用于将αβ轴电流转换为d轴实际电流、q轴实际电流，并发送至d轴误差模块、q轴误差模块；