三相交流电路中电流或电压信号滤波后的校正方法技术

一种三相交流电路中电流或电压信号滤波后的校正方法，在采用校正单元后，可大大减小了基波分量的大小和相角因滤波而带来的误差。校正单元中使用的计算式十分简单。既可用于变频调速中的异步电机定子侧三相交流电路，又可用于任何电源三相交流电路，从而提高了包括电压、电流、有功功率及无功功率在内的基波分量计算的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交流电路技术，特别是一种。在现有技术中，常对三相交流电路中电流或电压信号进行低通滤波，以滤去其中的高频谐波和有害尖锋成份，然后进行3相/2相变换(即二相定子静止坐标系)，需要时还可进一步作同步旋转变换(即二相同步坐标系)，以供对其中基波分量进行检测、控制或调节之用。然而在进行滤波的同时，基波分量的大小和相角也发生了变化，这对以后基波分量的检测、控制或调节的准确性十分不利，需要加以校正。一个重要应用例子是在专利号为ZL02223487.X的《高性能变频调速器》专利中，有需要对其异步电机定子侧三相交流电路使用电流或电压信号滤波后的校正方法，该专利采用定子磁链定向矢量控制或定子电压定向矢量控制。本专利技术的目的是提供一种。在包括由电流或电压传感器来的信号电压VA及VC送入信号低通滤波单元10和20及其后接的3相/2相变换单元30的条件下，本专利技术的技术方案按层次分述如后3相/2相变换单元的输出Vα0及Vβ0在经过校正单元40后，即输出校正的定子静止坐标系2相信号电压Vα及Vβ。所说的三相交流电路为变频调速中的异步电机定子侧三相交流电路。所说的校正单元中使用的计算式为Vα＝Vα0-Vβ0×h×ω1和Vβ＝Vβ0+Vα0×h×ω1，在上式中，h为信号低通滤波单元的特征参数，ω1为三相交流电路的基波角频率。对输出校正的定子静止坐标系2相信号电压(Vα及Vβ)，进一步作同步旋转变换(即现有技术中的二相同步坐标系)。下面结合附图对本专利技术进一步作详细说明。附图说明图1为方框图。图2为信号低通滤波单元的工作原理图。图3为计算程序图。在图1中电流或电压传感器来的信号电压VA及VC送入信号低通滤波单元10和20及其后接的3相/2相变换单元30(均为现有技术)，3相/2相变换单元的输出Vα0及Vβ0在经过校正单元40后，即得出校正的定子静止坐标系2相信号电压Vα及Vβ。结构相同的信号低通滤波单元10和20的输出分别为VA0及VC0并送往其后接的3相/2相变换单元。信号电压VC相位落后于信号电压VA相位的值为240°基波电角度。在图2中图2A示出了由运放51及52构成的在现有技术中最常见的低通滤波单元，其各电阻之间存有如此的关系，即RF/R1＝R10/RF0，CF为电容。因为高频谐波和有害尖锋成份已被过滤掉，故下面只考察基波分量。由现有技术可知VA0/VA＝1/(1+jh*ω1)及VC0/VC＝1/(1+jh*ω1)，*代表乘法，与×号等效，式中h＝RF*CF，为信号低通滤波单元的特征参数。而低通滤波的幅频特性A和相频特性θ(指后移角)分别为A＝1/SQR(1+(h*ω1)2) θ＝arctg(h*ω1)上式中SQR代表开平方，arctg为反正切。θ为VA0(VC0)落后于VA(VC)的角度，而且VA0(VC0)幅值小于VA(VC)，均示于图2B。校正单元40要做的事情则是反其道而行之，即Vα+jVβ＝(Vα0+jVβ0)*(sinθ+jcosθ)*SQR(1+(h*ω1)2)从而得出Vα＝Vα0-Vβ0×h×ω1和Vβ＝Vβ0+Vα0×h×ω1，即为校正单元中使用的计算式。以上计算式均经过MATLAB仿真核实，准确无误。图2中的低通滤波单元在现有技术中还有多种变形，例如同相式运放、反极性运放以及增益不等于1运放等等，这时相应的计算式也要作一些小的更动，但都无实质上的进步，这里就不一一列举了。上述计算由单片计算机实现，图3为其计算程序图，整个程序用单片计算机高级语言BASIC51或BASIC96写成(用于INTEL单片计算机)。对于其他单片计算机或数据处理器则可根据本专利技术所述计算式分别用各自适合的计算机语言进行编程。本专利技术的优特点是一、经过校正，大大减小了基波分量的大小和相角因滤波而带来的误差。二、校正单元中使用的计算式十分简单。三、既可用于变频调速中的异步电机定子侧三相交流电路，又可用于任何电源三相交流电路，从而提高了包括电压、电流、有功功率及无功功率在内的基波分量计算的精确度。权利要求1.一种，包括由电流或电压传感器来的信号电压(VA及VC)送入信号低通滤波单元(10和20)及其后接的3相/2相变换单元(30)，其特征是3相/2相变换单元的输出(Vα0及Vβ0)在经过校正单元(40)后，即输出校正的定子静止坐标系2相信号电压(Vα及Vβ)。2.根据权利要求1所述的校正方法，其特征是所说的三相交流电路为变频调速中的异步电机定子侧三相交流电路。3.根据权利要求1或权利要求2所述的校正方法，其特征是所说的校正单元中使用的计算式为Vα＝Vα0-Vβ0×h×ω1和Vβ＝Vβ0+Vα0×h×ω1，在上式中，h为信号低通滤波单元的特征参数，ω1为三相交流电路的基波角频率。4.根据权利要求1所述的校正方法，其特征是对输出校正的定子静止坐标系2相信号电压(Vα及Vβ)，进一步作同步旋转变换。5.根据权利要求2所述的校正方法，其特征是所说的变频调速采用定子磁链定向矢量控制或定子电压定向矢/量控制。全文摘要一种，在采用校正单元后，可大大减小了基波分量的大小和相角因滤波而带来的误差。校正单元中使用的计算式十分简单。既可用于变频调速中的异步电机定子侧三相交流电路，又可用于任何电源三相交流电路，从而提高了包括电压、电流、有功功率及无功功率在内的基波分量计算的精确度。文档编号H02M5/00GK1734902SQ20041004665公开日2006年2月15日 申请日期2004年8月13日 优先权日2004年8月13日专利技术者卢骥 申请人:卢骥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相交流电路中电流或电压信号滤波后的校正方法，包括由电流或电压传感器来的信号电压（ＶＡ及ＶＣ）送入信号低通滤波单元（１０和２０）及其后接的３相／２相变换单元（３０），其特征是：３相／２相变换单元的输出（Ｖα０及Ｖβ０）在经过校正单元（４０）后，即输出校正的定子静止坐标系２相信号电压（Ｖα及Ｖβ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢骥，
申请(专利权)人：卢骥，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]