[发明专利]无电解电容永磁同步电机的阻尼控制方法及系统

说明书

本发明公开了无电解电容永磁同步电机的阻尼控制方法及系统，属于变频驱动领域。(1)采集网侧电流信号或母线电压信号，然后对网侧电流信号或母线电压信号进行低通滤波，滤波后的网侧电流或母线电压的平方乘以或除以虚拟电阻得到虚拟阻尼功率；(2)通过锁相环得到网侧电压相位信息，经过处理得到两倍频于电网电压波形的网侧输入功率波形信号；(3)转速环经PI调节器调节输出后与步骤(2)中的网侧输入功率波形信号相乘得到逆变器功率初始量，逆变器功率初始量加上步骤(1)中的虚拟阻尼功率得到逆变器功率给定量；(4)逆变器功率给定量与逆变器功率反馈量做差后经PR调节器调节得到q轴电流给定量；增加系统阻尼，抑制网侧LC谐振。

技术领域

本发明属于电机驱动技术领域，特别涉及无电解电容永磁同步电机的阻尼控制方法及系统。

背景技术

永磁同步电机运行可靠且结构简单，并且具有功率密度高，调速性能优异的优点，于是得到广泛的应用。传统的变频调速系统中直流侧采用大容量电解电容和PFC电路，电解电容的寿命受温度影响大，大多数空调的故障都是由于电解电容的损坏引起的。可以将大容量电解电容替换成小容量薄膜电容，于是空调驱动系统的寿命得到提高。由于直流母线电容的作用是储存能量，稳定直流母线电压，当直流母线电容替换成小容量薄膜电容后，直流侧储存能量变少，导致直流母线电压波动变大，整流电路导通角增大，系统输入功率因数增大，于是可以去掉PFC电路，节约系统成本，提高系统效率。

但是，由于母线电容较小使得母线电压波动较大，且功率因数校正(PFC)电路的移除也会导致网侧的滤波电抗器与直流母线电容间产生LC谐振现象，这均将导致网侧输入电流谐波较大，功率因数较低，对电网造成污染。

目前提高无电解电容永磁同步电机驱动系统功率因数的方法主要是采用逆变器功率控制策略，但是此控制策略对小功率电机驱动系统网侧功率因数的提高并不明显，且不能抑制网侧LC谐振，网侧电流谐波依然较大。

发明内容

本发明的目的在于提供无电解电容永磁同步电机的阻尼控制方法及系统，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

无电解电容永磁同步电机的阻尼控制方法，包括以下步骤：

S1，采集网侧输入电流信号i_grid或母线电压u_dc，对网侧输入电流i_grid或母线电压u_dc进行低通滤波，得到滤波后的网侧输入电流信号i_fg或滤波后的母线电压u_fdc；

S2，对滤波后的网侧输入电流信号i_fg或滤波后的母线电压信号u_fdc进行乘法运算，得到滤波后的网侧输入电流信号的平方i_fg²或滤波后的母线电压信号的平方u_fdc²；

S3，假设虚拟电阻为R_d，将滤波后的网侧输入电流信号的平方i_fg²乘以虚拟电阻R_d或者滤波后的母线电压信号的平方u_fdc²除以虚拟电阻R_d，得到虚拟阻尼功率p_damp；

S4，对电网实时电压u_g进行锁相，得到电网电压相角信息，对电网电压相角信息进行处理得到网侧输入功率波形信号k(t)；

S5，对电机给定转速与反馈转速之间的差值进行PI调节生成功率常数忽略薄膜电容所消耗的功率，此时功率常数与网侧输入功率波形信号k(t)相乘得到逆变器输入功率初始量p_{inv_0}；逆变器输入功率初始量p_{inv_0}加上虚拟阻尼功率p_damp得到逆变器输入功率给定量p_inv^*；