功率变换控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提出一种功率变换控制方法及装置，涉及变频驱动技术领域。该功率变换控制方法及装置依据输入的电源电压、母线电压、输入至电机的相电流以及预设定的电机转速参考值计算出q轴电压指令值及d轴电压指令值后，再依据q轴电压指令值及d轴电压指令值生成脉宽调制信号，以便在交流电压峰值处，控制电机输出较大的功率，而在交流电压过零点附近，控制电机输出较小功率，从而使得输入电流波形在交流电压过零点附近较小，减小了电流谐波，增大了功率因数，也使得电机的工作效率得以增强。

Power conversion control method and device

The embodiment of the invention provides a power conversion control method and a device, relating to the technical field of frequency conversion drive. The power converter control method and device based on the power supply voltage, the input bus voltage, input to the motor phase current and preset motor speed reference value to calculate the q axis voltage command value and the d axis voltage command value, according to the q axis and d axis voltage command value voltage command value generating a pulse width modulated signal, so that when the AC voltage peak, motor control large power output, and near zero in the control of the motor output AC voltage, small power, so that the input current waveform of near zero is smaller in the AC voltage, reduce the current harmonics, increases the power factor, but also makes the motor work efficiency can be enhanced.

【技术实现步骤摘要】
功率变换控制方法及装置
本专利技术涉及变频驱动
，具体而言，涉及一种功率变换控制方法及装置。
技术介绍
压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，而压缩机工作需要电机的带动。在现有技术中，电机吸收的功率为恒定功率，交流电压峰值处的功率和交流电压过零点附近功率无差异，而在过零点附近因为交流电压比较低，故过零点赴京电流会比较大，从而导致交流输入电流不是正弦波形，功率因数较低，谐波电流比较大，致使压缩机电机的工作效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功率变换控制方法及装置，以减小谐波电流，提高功率因数。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种功率变换控制方法，所述功率变换控制方法包括：接收输入的电源电压、母线电压、输入至电机的相电流；依据所述电源电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴电压指令值；依据所述母线电压、所述相电流计算d轴电压指令值；依据所述q轴电压指令值及所述d轴电压指令值生成脉宽调制信号。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种功率变换控制装置，所述功率变换控制装置包括：参数接收单元，用于接收输入的电源电压、母线电压、输入至电机的相电流；计算单元，用于依据所述电源电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴电压指令值；所述计算还用于依据所述母线电压、所述相电流计算d轴电压指令值；脉宽调制信号生成单元，用于依据所述q轴电压指令值及所述d轴电压指令值生成脉宽调制信号。本专利技术实施例提供的功率变换控制方法及装置，依据输入的电源电压、母线电压、输入至电机的相电流以及预设定的电机转速参考值计算出q轴电压指令值及d轴电压指令值后，再依据q轴电压指令值及d轴电压指令值生成脉宽调制信号，以便在交流电压峰值处，控制电机输出较大的功率，而在交流电压过零点附近，控制电机输出较小功率，从而使得输入电流波形在交流电压过零点附近较小，减小了电流谐波，增大了功率因数，也使得电机的工作效率得以增强。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了可应用本专利技术实施例提供的功率变换控制方法及装置的电路图。图2示出了本专利技术实施例所提供的功率变换控制方法的流程图。图3示出了图2中步骤S102的子步骤流程图。图4示出了图3中步骤S1021的子步骤流程图。图5示出了图2中步骤S103的子步骤流程图。图6示出了本专利技术实施例提供的功率变换控制装置的功能模块框图。图标：100-功率变换控制装置；110-参数接收单元；120-计算单元；130-脉宽调制信号生成单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。第一实施例本专利技术实施例提供了一种功率变换控制方法，于控制驱动电路以带动电机运转，从而实现依据交流电压的变化控制电机输出功率的大小。请参阅图1，示出了可应用功率变换控制方法及装置的电路图。可以理解地，控制模块包含本专利技术实施例所提供的功率变换控制装置100。请参阅图2，示出了本专利技术实施例所提供的功率变换控制方法的流程图。该功率变换控制方法包括以下步骤：步骤S101：接收输入的电源电压、母线电压、输入至电机的相电流。首先接收输入的计算q轴电压指令值以及d轴电压指令值所需的参数。此外，需要说明的是，在本实施例中，输入至电机的相电流包括u相电流iu以及v相电流iv。步骤S102：依据电源电压、相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴电压指令值。请参阅图3，示出了步骤S102的子步骤流程图。该步骤S102包括以下步骤：子步骤S1021：依据电源电压、相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴电流参考值。请参阅图4，示出了子步骤S1021的子步骤流程图。该子步骤S1021包括以下步骤：子步骤S10211：依据电源电压、相电流及预设定的电机转速参考值计算功率参考值。具体地，在计算功率参考值前，需要先对电机转速实际值和平均功率参考值进行计算。首先，依据相电流计算电机转速实际值，其过程如下：首先通过u相电流iu以及v相电流iv计算w相电流iw：iw＝-iu-iv接着通过u相电流iu、v相电流iv以及w相电流iw计算α轴电流及β轴电流，公式如下所示：iα＝iu则q轴电流的计算公式为：iq＝iβcosθ-iαsinθd轴电流的计算公式为：id＝iαcosθ+iβsinθ其中，θ为电机转子永磁体磁链的角度，可通过传统的位置估算算法得出，其计算过程如下：首先依据下述公式计算反电动势的d轴分量和q轴分量：其中，估算角度与实际角度的误差则电机转子永磁体磁链的角度由以下算式计算：θ(n)＝θ(n-1)+Δθ则，电机转速实际值ωr为：接着，依据预设定的电机转速参考值及电机转速实际值计算平均功率参考值Pavr_Ref，其计算公式如下：Pavr_Ref＝Kp2*(ωr_Ref-ωr)+Ki2*∫(ωr_Ref-ωr)dt其中，Pavr_Ref为平均功率参考值，ωr_Ref为电机转速参考值，ωr为电机转速实际值，Kp2为预设定的第二比例系数，Ki2为预设定的第二积分系数。则功率参考值可通过以下算式进行计算：PRef＝Pavr_Ref*uac*uac其中，uac为电源电压。子步骤S10212：通过算式计算q轴电流参考值，其中，iq_Ref为q轴电流参考值，PRef为功率参考值，Ud为d轴当前电压，Uq为q轴当前电压，id为d轴电流。子步骤S1022：通过算式uq＝Kp1*(iq_Ref-iq)+Ki1*∫(iq_Ref-iq)dt计算q轴电压指令值，其中，uq为q轴电压指令值，iq_Ref为q轴电流参考值，iq为q轴电流，Kp1为预设定的第一比例系数，Ki1为预设定的第一积分系数。步骤S103：依据母线电压、相电流计算d轴电压指令值。请参阅图5，示出了步骤S103的子步骤流程图。该步骤S103包括以下步骤：子步骤S1031：依据母线电压、相电流计算d轴电流参考值。具体地，可通过以下算式对d轴电流参考值id_ref进行计算：其中，η为预设定的电压利用率，udc为母线电压，Iq为预设定的q轴电流给定量，ωr为电机转速实际值，ψ为电机的转子永磁磁链，Ld为d本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率变换控制方法，其特征在于，所述功率变换控制方法包括：接收输入的电源电压、母线电压、输入至电机的相电流；依据所述电源电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴电压指令值；依据所述母线电压、所述相电流计算d轴电压指令值；依据所述q轴电压指令值及所述d轴电压指令值生成脉宽调制信号。

【技术特征摘要】
1.一种功率变换控制方法，其特征在于，所述功率变换控制方法包括：接收输入的电源电压、母线电压、输入至电机的相电流；依据所述电源电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴电压指令值；依据所述母线电压、所述相电流计算d轴电压指令值；依据所述q轴电压指令值及所述d轴电压指令值生成脉宽调制信号。2.如权利要求1所述的功率变换控制方法，其特征在于，所述依据所述电源电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴电压指令值的步骤包括：依据所述电源电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴电流参考值；通过算式uq＝Kp1*(iq_Ref-iq)+Ki1*∫(iq_Ref-iq)dt计算所述q轴电压指令值，其中，uq为q轴电压指令值，iq_Ref为q轴电流参考值，iq为q轴电流，Kp1为预设定的第一比例系数，Ki1为预设定的第一积分系数。3.如权利要求2所述的功率变换控制方法，其特征在于，所述依据所述电源电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算q轴电流参考值的步骤包括：依据所述电源电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算功率参考值；通过算式计算所述q轴电流参考值，其中，iq_Ref为q轴电流参考值，PRef为功率参考值，Ud为d轴当前电压，Uq为q轴当前电压，id为d轴电流。4.如权利要求3所述的功率变换控制方法，其特征在于，所述依据所述电源电压、所述相电流及预设定的电机转速参考值计算功率参考值的步骤包括：依据所述相电流计算电机转速实际值；通过算式Pavr_Ref＝Kp2*(ωr_Ref-ωr)+Ki2*∫(ωr_Ref-ωr)dt计算平均功率参考值，其中，Pavr_Ref为平均功率参考值，ωr_Ref为电机转速参考值，ωr为电机转速实际值，Kp2为预设定的第二比例系数，Ki2为预设定的第二积分系数；依据所述平均功率参考值及所述电源电压计算功率参考值。5.如权利要求1所述的功率变换控制方法，其特征在于，所述依据所述母线电压、所述相电流计算d轴电压指令值的步骤包括：依据所述母线电压、所述相电流计算d轴电流参考值；通过算式ud＝Kp3*(id_Ref-id)+Ki3*∫(id_Ref-id)dt计算所述d轴电压指令值，其中，ud为d轴电压指令值，id_Ref为d轴电流参考值，id为d轴电流，Kp3为预设定的第三比例系数，Ki3为预设定的第三积分系数。6.如权利要求5所述的功率变换控制方法，其特征在于，所述依据所述母线电压、所述相电流计算d轴电流参考值的步骤包括：依据所述相电流计算q轴电流及电机转速参考值；通过算式计算所述d轴电流参考值，其中，η为预设定的电压利用率，udc为母线电压，Iq...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓森庆，郑丹露，皮书扬，董宏达，
申请(专利权)人：奥克斯空调股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33