一种变频器的控制方法、设备和系统技术方案

本发明专利技术提供一种变频器的控制方法、设备和系统，检测变频器的逆变侧输出的三相电压和三相电流；获得变频器当前的功率因数，根据直流母线电流来调节当前的功率因数到目标功率因数；根据目标功率因数和给定转矩电流确定励磁给定电流的大小，励磁给定电流和给定转矩电流确定目标电压，根据三相电流的正负状态选择PWM发波器的发波状态，根据目标电压从已经选择出的发波状态中确定至少三种发波状态来控制逆变器中开关器件的开关状态，使逆变器输出的三相电压合成目标电压，目标电压使逆变侧没有能量回馈到直流母线。使得直流母线电流始终为正，能量从电网经过整流侧提供给逆变侧，减小直流母线电容上充放电的能量，减小直流母线电容的容量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种变频器的控制方法、设备和系统，检测变频器的逆变侧输出的三相电压和三相电流；获得变频器当前的功率因数，根据直流母线电流来调节当前的功率因数到目标功率因数；根据目标功率因数和给定转矩电流确定励磁给定电流的大小，励磁给定电流和给定转矩电流确定目标电压，根据三相电流的正负状态选择PWM发波器的发波状态，根据目标电压从已经选择出的发波状态中确定至少三种发波状态来控制逆变器中开关器件的开关状态，使逆变器输出的三相电压合成目标电压，目标电压使逆变侧没有能量回馈到直流母线。使得直流母线电流始终为正，能量从电网经过整流侧提供给逆变侧，减小直流母线电容上充放电的能量，减小直流母线电容的容量。【专利说明】一种变频器的控制方法、设备和系统
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种变频器的控制方法、设备和系统。
技术介绍
变频器广泛应用于电机调速，常用的变频器的拓扑结构可以参见图1所示。变频器主要包括整流器100、直流母线电容Cdc和逆变器200 ；其中输入电压Vin经过整流器100整流后变为直流电压Vdc，直流母线电容Cdc的一端连接在正母线上，另一端连接在负母线上。逆变器200将直流电压Vdc逆变为交流电压Vout进行输出。逆变器200包括六个开关器件Q1-Q6 ；逆变器200 —般采用SVPWM发波或SPWM发波控制其中的开关器件的开关状态，直流母线电流Idc在某些发波状态时为正，在某些发波状态时为负，这样Cdc被反复充放电。例如，当Idc为正时，能量从直流母线经过逆变器200输出到Vout侧；当Idc为负时，Vout经过逆变器200回馈到母线侧。如果Cdc的容量太小，当能量回馈到母线后，母线电压会被充得较高，如果母线电压太高将会导致Cdc和开关器件损坏。为了解决直流母线电容以上存在的问题，现有技术中通常有以下两种方式。第一种方式是:直流母线上必须安装容量较大的Cdc，一般采用电解电容。但是，Cdc容量较大时，对应的体积较大，成本高，并且散热处理比较困难。同时，电解电容的寿命较短需要定期更换。第二种方式是:采用可回馈能量的整流器，参见图2，该图为现有技术中的没有直流母线电容的变频器拓扑图。图2提供的方式是将整流侧的二极管替换为全控型开关器件(例如IGBT)，当Idc为负时，能量回馈到直流母线后，立刻通过控制整流侧(T1-T6)将能量回馈到电网。这样能量就不会停留在母线上，而能够直接回馈到电网，因此，不需要安装直流母线电容。同样，当Idc为正时，能量从电网经过整流侧到直流母线，然后经过逆变侧提供给负载。但是，图2的方式虽然可以省去直流母线电容，但是需要将整流侧的二极管替换为全控型开关器件，同时在输入侧需要增加LC滤波器，整个变频器的成本升高、拓扑结果和控制变得更复杂。综上，本领域技术人员需要提供一种变频器的控制方法，能够在不改变变频器拓扑的情况下，可以减小直流母线电容的容量。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种变频器的控制方法、设备和系统，能够在不改变变频器拓扑的情况下，可以减小直流母线电容的容量。第一方面，提供一种变频器的控制方法，包括:检测变频器的逆变侧输出的三相电压和三相电流Ia、Ib和I。；由所述三相电压和三相电流获得变频器当前的功率因数，根据直流母线电流来调节所述当前的功率因数到目标功率因数；根据所述目标功率因数和给定转矩电流确定励磁给定电流的大小，所述励磁给定电流和所述给定转矩电流确定目标电压，所述给定转矩电流为给定的已知量；根据所述三相电流Ia、Ib和I。的正负状态选择PWM发波器的发波状态，根据所述目标电压从已经选择出的发波状态中确定至少三种发波状态来控制逆变器中开关器件的开关状态，使所述逆变器输出的三相电压合成所述目标电压，所述目标电压使逆变侧没有能量回馈到直流母线。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述三相电流Ia、Ib和I。的正负状态选择PWM发波器的发波状态，具体为:当所述三相电流Ia、Ib和I。的正负状态为:Ia为正、Ib为负和I。为负时，选择PWM发波器发出的控制逆变器三个上管的发波状态为以下五种状态:开、关、开，开、关、关，开、开、关，开、开、开，关、关、关，控制下管的发波状态与控制上管的互补；当所述三相电流Ia、Ib和I。的正负状态为:Ia为正、Ib为正和I。为负时，选择PWM发波器发出的控制逆变器三个上管的发波状态为以下五种状态:开、关、关，开、开、关，关、开、关，开、开、开，关、关、关，控制下管的发波状态与控制上管的互补；当所述三相电流Ia、Ib和Ic的正负状态为:Ia为负、Ib为正和I。为负时，选择PWM发波器发出的控制逆变器三个上管的发波状态为以下五种状态:开、开、关，关、开、关，关、开、开，开、开、开，关、关、关，控制下管的发波状态与控制上管的互补；当所述三相电流Ia、Ib和Ic的正负状态为:Ia为负、Ib为正和I。为正时，选择PWM发波器发出的控制逆变器三个上管的发波状态为以下五种状态:关、开、关，关、开、开，关、关、开，开、开、开，关、关、关，控制下管的发波状态与控制上管的互补；当所述三相电流Ia、Ib和I。的正负状态为:Ia为负、Ib为负和I。为正时，选择PWM发波器发出的控制逆变器三个上管的发波状态为以下五种状态:关、开、开，关、关、开，开、关、开，开、开、开，关、关、关，控制下管的发波状态与控制上管的互补；当所述三相电流Ia、Ib和I。的正负状态为:Ia为正、Ib为负和I。为正时，选择PWM发波器发出的控制逆变器三个上管的发波状态为以下五种状态:关、关、开，开、关、开，开、关、关，开、开、开，关、关、关；控制下管的发波状态与控制上管的互补。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，根据直流母线电流来调节所述当前的功率因数到目标功率因数，具体为:如果所述直流母线电流为正，则控制所述当前的功率因数开始减小到最大转矩电流对应的功率因数；如果所述直流母线电流为负，则控制所述当前的功率因数停止减小，开始增大到直流母线电流为正为止。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，还包括:检测直流母线电压和直流母线电流；当所述直流母线电压超过预设阈值，和/或，当所述直流母线电流为负，控制所述PWM发波器停止发出PWM波。第二方面，提供一种变频器的控制设备，包括:检测单元、功率因数控制单元、励磁电流给定单元、目标电压确定单元、开关状态选择单元和开关状态确定单元；所述检测单元，用于检测变频器的逆变侧输出的三相电压和三相电流Ia、Ib和I。；所述功率因数控制单元，用于由所述三相电压和三相电流获得变频器当前的功率因数，根据直流母线电流来调节所述当前的功率因数到目标功率因数；所述励磁电流给定单元，用于根据所述目标功率因数和给定转矩电流确定励磁给定电流的大小；所述目标电压确定单元，用于由所述励磁给定电流和所述给定转矩电流确定目标电压，所述给定转矩电流为给定的已知量；所述开关状态选择单元，用于根据所述三相电流Ia> Ib和I。的正负状态选择PWM发波器的发波状态；所述开关状态确定单元，用于根据所述目标电压从已经选择出的发波状态中确定至少三种发波状态来控制逆变器中开关器件的开关状态，使所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频器的控制方法，其特征在于，包括：检测变频器的逆变侧输出的三相电压和三相电流Ia、Ib和Ic；由所述三相电压和三相电流获得变频器当前的功率因数，根据直流母线电流来调节所述当前的功率因数到目标功率因数；根据所述目标功率因数和给定转矩电流确定励磁给定电流的大小，所述励磁给定电流和所述给定转矩电流确定目标电压，所述给定转矩电流为给定的已知量；根据所述三相电流Ia、Ib和Ic的正负状态选择PWM发波器的发波状态，根据所述目标电压从已经选择出的发波状态中确定至少三种发波状态来控制逆变器中开关器件的开关状态，使所述逆变器输出的三相电压合成所述目标电压，所述目标电压使逆变侧没有能量回馈到直流母线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐杰，裔杰，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44