[发明专利]一种兼顾均流与电机控制效果的驱动器并联系统控制方法

说明书

一种兼顾均流与电机控制效果的驱动器并联系统控制方法，观测各驱动器输出d轴和q轴电流与系统均分的d轴和q轴电流之差，并根据电流偏差值的大小选择进行均流调节或者不调节，当电流之差超过电流差阈值上限，由均流差补偿滞环控制器产生补偿电压叠加在电压指令上，使被调节的驱动器输出d轴和q轴电流与系统平均d轴和q轴电流之差为零；当驱动器输出的电流与系统平均电流之差小于阈值下限，均流差补偿滞环控制器输出的补偿电压强制置零，电流环不再进行均流差补偿。本发明适用于驱动器并联电机拖动系统，本发明既能调节各个驱动器并联输出均流减小驱动器模块降额，又能在并联系统输出电流较小的工况下，简化并联控制方法提升电流环动态性能。

技术领域

本发明属于电力电子、电机控制领域，涉及电机驱动系统，广泛应用于大功率交流电机调速，为一种驱动器并联系统的均流滞环控制方法。

背景技术

为满足电机驱动系统容量不断增大的要求，并联三相逆变器用来提高电机调速系统容量。在实际工程应用中，常见的并联方式为将逆变器交流侧输出串联均流电抗器后直接并联。

在一些工程化应用中，为了简化系统控制器和控制方式，对并联驱动器采用同步PWM控制方法，这个方法的原理是：并联系统的电流环控制与单个驱动器的电流环控制方式并无差异，电流环的反馈是各个并联驱动器的相电流之和，电流环给定在每台驱动器的Ud、Uq均等，经过2r/2s变换和SVPMW计算后的并联驱动器使用相同SVPWM载波比较值。同步PWM控制方法的优势是：方法简单易行，动态性能好。同步PWM控制方法的缺点是：由于并联系统的IGBT模块器件差异，均流电抗器感量差异、系统电缆布线差异等因素，在相同PWM载波值的条件下，各个驱动器输出相电流是不均等的。为了保证驱动器模块的可靠运行，驱动器模块输出需要降额，降额带来了系统的成本增加。

中国专利发明申请CN102355195A《一种用于传动系统的多逆变模块并联变频装置及控制策略》为了解决环流问题，提出主从均流控制策略：每个模块的输出电流与负载电流的平均值进行比较后得到的差值作为该模块参考电流的偏移量，各模块的参考电流是根据主模块矢量控制计算均分出来的，参考电流加上偏移量经PI调节控制逆变器的工作，使得各模块的输出电流与负载电流的平均值相等。该方案提出方法的缺点是：当并联系统处于小电流轻负载的工况下，驱动器输出不均流程度很小，不影响IGBT模块的可靠运行。若采用该申请提出的方法，电流环控制将复杂化，影响了电流环的动态性能。

张建文,王鹏,王晗,蔡旭的《多逆变器并联的均流控制策略》[J].电工技术学报,2015,也针对多逆变器并联系统存在环流和不均流问题，建立了多逆变器并联系统的数学模型，提出了不均流度概念，并提出一种基于主从控制器的硬件电路结构解决并联系统存在的环流问题，并通过脉冲延时补偿解决来逆变器输出电流的不均流问题。该论文提出的方法利用采用查表方法，通过测量不同电流情况下的不均流度来建立不同的补偿曲线簇，根据曲线进行脉冲宽度的延时补偿。该方法的优点是：实现简单，基本不增加控制程序复杂程度；缺点是：补偿曲线建立比较复杂，需要经过长期反复测试获取实验数据，才能取得良好的控制效果，适应性较差，针对不同的并联系统，因为参数不一致，可能需要重新建立补偿曲线。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有对驱动器并联系统的均流控制方法，存在控制复杂，或适应性较差的缺点，不能有效满足调节各个驱动器并联输出均流减小驱动器模块降额的需求。