用于控制电流的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于根据电流命令来控制从逆变器提供给工厂的输出电流的设备。该设备包括计算单元，以确定电流命令与输出电流之间的电流误差，通过将包括电流命令的控制频率的增益施加至电流误差来输出输出电压，并且从输出电压输出输出电流。

Device and method for controlling current

The invention relates to a device for controlling the output current supplied to a factory from an inverter according to a current command. The device includes a calculation unit to determine the current error between the current command and the output current, to output the output voltage by applying the gain of the control frequency including the current command to the current error, and to output the current from the output voltage.

【技术实现步骤摘要】
用于控制电流的设备和方法
各个实施例涉及用于控制电流的设备和方法，并且更特别地，涉及比例谐振(PR)控制设备及其操作方法。
技术介绍
通常，用于控制电流的比例与谐振(PR)控制设备被实施在单相或三相系统的静止坐标系上以控制交流电，并且被广泛用于工业中。因为PR控制设备理论上对于特定频率具有无限增益，所以其具有与初级低通滤波器的特性类似的特性，其中闭环控制系统的传递函数为截止频率。因此，如果截止频率被设计为充分大于要控制的AC信号的频率，则消除了稳态误差。然而，闭环控制系统的截止频率不能被无限增大，因为其受限于逆变器的开关频率。因此，在具有低开关频率的逆变器中，在谐波电流补偿时相对于高频分量引起稳态误差。因此，由于PR控制装置典型地被配置为仅对有限的谐波电流进行补偿，所以特定频率上的分量是不可控制的。
技术实现思路
各个实施例可以提供用于根据电流命令来控制从逆变器提供给工厂的输出电流的设备和方法。根据各个实施例，该设备可以包括用于确定电流命令与输出电流之间的电流误差的比较单元、用于通过将包括电流命令的控制频率的增益施加至电流误差来输出输出电压的传递函数施加单元以及用于从输出电压输出输出电流的计算单元。根据各个实施例，该方法可以包括：确定电流命令与输出电流之间的电流误差，通过将包括电流命令的控制频率的增益施加至电流误差来输出输出电压并且从输出电压输出输出电流。根据各个实施例，因为该设备被实现为次级带通滤波器，所以可以获得在控制频率处消除稳态误差而不管控制变量如何的效果。因此，具有低开关频率的逆变器系统可以有效实现谐波电流控制性能。而且，逆变器系统可以具有改善的谐波控制性能诸如谐波补偿或死亡时间补偿。附图说明图1是典型逆变器系统的框图。图2是图1的单相电等效电路图。图3和图4是根据各个实施例的电流控制设备的框图。图5是根据第一实施例的传递函数施加单元的详细配置视图。图6是根据第二实施例的电流控制设备的配置视图。图7A是示出了根据第一实施例的电流控制设备的响应特性的示例性视图，并且图7B是示出了根据第二实施例的电流控制设备的响应特性的示例性视图。具体实施例为了充分理解本专利技术的结构和效果，将参照附图描述本专利技术的优选实施例。然而，本专利技术不限于下面所描述的实施例，而可以以各种形式的修改被实施。这里所公开的实施例仅仅是说明性的，以帮助理解本专利技术并且充分告知本专利技术所属领域技术人员本专利技术的范围。在附图中，为了便于说明，组成元件在尺寸上被放大，并且组成元件的比例可以被夸大或缩小。应当理解，当元件被称为在另一元件“上”或与另一元件“相接触”时，该元件与该另一元件直接接触或被连接至该另一元件，或者在其之间不存在介入元件。应当理解，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接与另一元件相接触”时，不存在介入元件。其他描述元件之间关系的表达，例如“之间”和“直接之间”可以被类似地解释。应当理解，尽管术语第一、第二等在这里可以被用于描述各种元素，但这些元素不应受限于这些术语。这些术语通常仅用于将一个元素与另一个区分开。例如，在不脱离本专利技术范围的情况下，“第一分量”可以被称为“第二分量”，并且类似地，“第二分量”也可以被称为“第一分量”。单数表示可以包括复数表示，除非其表示与上下文明显不同的含义。诸如“包括”或“具有”的术语在这里被使用并且应当理解，它们旨在指示说明书中所公开的特征、数字、步骤、功能、多个分量或其组合的存在，并且还应理解，更多或更少的特征、数字、步骤、功能、多个分量或其组合同样被利用。除非另有定义，否则本专利技术实施例中所使用的术语可以被解释为本领域技术人员通常已知的。下面将参考附图根据本专利技术优选实施例来详细描述本专利技术。图1是典型逆变器系统的框图。参照图1，逆变器系统包括逆变器100和工厂110。在该逆变器系统中，在逆变器100中生成电流并且流入工厂110中。逆变器100被配置为诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金属氧化物硅场效应晶体管(MOSFET)的功率半导体开关。工厂110可以被配置为并网负载111或电机负载112。可以以包括电感分量、损耗电阻分量和电压的形式对并网负载111和电机负载112进行电配置。即，以包括谐波滤波电感、滤波损耗电阻和电网电源的形式对并网负载111进行电配置，并且以包括电机绕组电感、电机损耗电阻和反电动势的形式对电机负载112进行配置。图2是图1的单相电等效电路图。参照图2，当逆变器100生成电压Vconv，输出电流is在工厂110上流过。电感分量Ls、损耗电阻分量Rs和电压分量Vplant配置工厂110的等效电路。图3和图4是根据各个实施例的电流控制设备的框图。参照图3，电流控制设备包括第一比较单元301、传递函数施加单元302、加法单元303、第二比较单元304和计算单元305。第一比较单元301输出要控制的电流命令与实际被施加至工厂110的输出电流is之间的电流误差ierror。传递函数施加单元302通过将反馈分量(fedbackcomponent)的第一传递函数施加至电流误差ierror来输出输出电压Vc。加法单元303通过将前馈分量Vff相加给输出电压Vc来输出被施加至工厂110的逆变器电压Vconv。此时，通过从负载电压减去测量值来获得前馈分量Vff。然而，在电机负载112中，使用除测量之外的估计。第二比较单元304输出逆变器电压Vconv与工厂电压Vplant之间的电压误差。计算单元305通过将第二传递函数施加至第二比较单元304的输出来输出被施加至工厂110的输出电流is，其中工厂110的电感分量Ls和损耗电阻分量Rs被表示为频域。在图3中，如果前馈分量Vff被确定为与工厂110的电压分量Vplant相同，则图3可以等同于图4。即，图3示出了没有前馈分量Vff和工厂110的电压分量Vplant的形式。基于该形式，获得了工厂110的电流关于电流命令的关系的下列[等式1]。[等式1]图5是根据第一实施例的传递函数施加单元的详细配置视图。参照图5，根据第一实施例的电流控制设备包括传递函数施加单元502。此时，电流控制设备类似于具有截止频率ωc的初级低通滤波器那样操作。此时，传递函数施加单元502将包括截止频率ωc的增益施加至电流误差ierror。传递函数施加单元502包括第一施加部分510、第一计算部分520、第二计算部分530、第一积分部分540、第二积分部分550、第二计算部分560和第三计算部分570。第一施加部分510将第一增益Lsωc施加至电流误差ierror。此时，根据工厂110的电感分量Ls和截止频率ωc来确定第一增益Lsωc。第一计算部分520对电流误差ierror执行减法。此时，第一计算部分520通过使用第二计算部分530的输出来对电流误差ierror执行减法。第一积分部分540将第一计算部分520的输出进行积分。第二积分部分550将第一积分部分540的输出进行积分。第二计算部分530通过使用电流命令的控制频率ωac来对第二积分部分550的输出执行减法。第二施加部分560将第二增益Rsωc施加至第一积分部分540的输出。此时，根据工厂110的损耗电阻分量Rs和截止频率ωc来确定第二增益Rsωc。第三计算部分570使用第二施加部分560的输出来对第一施加部分51本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于根据电流命令来控制从逆变器提供给工厂的输出电流的设备，所述设备包括：比较单元，其用于确定所述电流命令与所述输出电流之间的电流误差；传递函数施加单元，其用于通过将包括所述电流命令的控制频率的增益施加至所述电流误差来输出输出电压；以及计算单元，其用于从所述输出电压输出所述输出电流。

【技术特征摘要】
2017.03.28 KR 10-2017-00389621.一种用于根据电流命令来控制从逆变器提供给工厂的输出电流的设备，所述设备包括：比较单元，其用于确定所述电流命令与所述输出电流之间的电流误差；传递函数施加单元，其用于通过将包括所述电流命令的控制频率的增益施加至所述电流误差来输出输出电压；以及计算单元，其用于从所述输出电压输出所述输出电流。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述计算单元像具有作为中心频率的控制频率的次级带通滤波器那样操作，以便以具有与稳态中的所述电流命令的幅值相同的幅值的方式来输出所述输出电流。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述传递函数施加单元通过将第一传递函数施加至所述电流误差来输出所述输出电压，所述第一传递函数根据指示所述带通滤波器品质因子的变量、所述控制频率、所述工厂的电感分量和所述工厂的损耗电阻分量来确定。4.根据权利要求3所述的设备，其中，由下列等式来确定所述第一传递函数，其中，k为所述变量，ωac为所述控制频率，Ls为所述电感分量，并且Rs为所述损耗电阻分量。5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述传递函数施加单元包括用于将第一增益施加至所述电流误差的第一施加部分，所述第一增益根据所述变量、所述控制频率和所述工厂的电感分量来确定。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：曺秉极，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR