一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电气工程技术领域，特别涉及一种变频器低电压穿越电源电压跌落检 测方法，用以实现变频器低电压穿越电源电压跌落的快速、准确检测。
【背景技术】
[0002] 变频器低电压穿越电源的工作原理如图1所示，电源的输入和变频器并联，输出 接到变频器的直流母线，当输入的三相交流电发生跌落时，低电压穿越电源启动，维持变频 器直流母线电压不变，以保证其正常运行。不论低电压穿越电源采用哪种拓扑，对电压跌落 检测算法都要求快速性和准确性。
[0003] 由于电网故障形式多种多样，有对称故障和不对称故障，当系统发生不对称短路 或者较大幅度电压跌落时，三相电压将出现较大比重的负序以及零序分量，常见的有效值 计算方法、基波分量法和dqO变换法等低电压检测方法，要经过长时间的有效值运算，检测 的实时性较差；如果采用单相电压微分虚拟三相电压，再经dqO变换检测电压跌落，微分算 法又会放大电网谐波的影响，不能保证检测的准确性。
[0004] 基于以上分析，现有的种种电压跌落检测方法存在着缺陷，有待改进，本案由此产 生。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的，在于提供一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法，其可在 电网发生不对称故障时，快速、准确检测交流电压的跌落。
[0006] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
[0007] -种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法，包括如下步骤：
[0008] (1)测量变频器三相交流输入线电压Vab、Vb。、，输出线电压向量Vate=[VabVb。 V]τ·
[0009] (2)对采集的线电压进行Clark变换，得到两相静止αβ坐标系下的电压Va{!;
[0010] (3)经基于二阶广义积分器的相角偏移方案，计算两相静止αβ坐标系下的电压 正序分量〇
[0011] ⑷对电压正序分量〇依次进行锁相环及dqO变换，得到电压的d轴分量ud;
[0012] (5)将ud与设定阈值相比较，判断交流电压是否发生跌落。
[0013] 上述步骤⑴中，三相交流输入线电压Vab、Vb。、〇勺表达式分别为：
[0014]
[0015]
[0016]
[0017] 其中，1^为电网基波正序分量有效值，ω为基波角频率，铒为电压初相角。
[0018] 上述步骤（2)中，具体的变换过程是：
[0019] [VaP] = [VaVP]T=[TaP][Vabc]
[0020] 其中，Clark变换矩阵为：
[0021]
[0022] 上述步骤（3)中，两相静止αβ坐标系下的电压正序分量?;的表达式是：
[0023]
[0024] 其中，Vae为两相静止αβ坐标系下的电压，f=e4。
[0025] 上述步骤（4)中，电压的d轴分量ud通过下式计算：
[0026]
[0027] 其中，Θ为锁相环输出角度，G为电压正序分量的α轴分量，1+为电压正序分量 的β轴分量。
[0028] 采用上述方案后，与以往的电压跌落检测方法相比，本发明采用S0GI变换的方式 对原始数据进行处理，从而可以滤除原始故障电压中的谐波，同时延时小，能够更快更准确 地得到需要的结果，可有效抑制电压跌落时谐波的影响，抗扰能力强，可靠性更高，双二阶 积分算法获得正序分量又能保证检测的快速性，能快速、准确地检测出电压跌落的发生，保 证变频器的安全稳定运行。
【附图说明】
[0029] 图1是低电压穿越电源的系统示意图；
[0030] 图2是本发明的原理示意图；
[0031] 图3是二阶广义积分器的原理图；
[0032] 图4是本发明判断电压跌落的原理图。
【具体实施方式】
[0033] 以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0034] 如图2所示，本发明提供一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法，包括如 下步骤：
[0035] (1)在?\时刻，测量变频器的三相交流输入线电压Vab、Vb。、，其表达式分别为：
[0036]
[0037]
[0038]
[0039] 其中，1^为电网基波正序分量有效值，ω为基波角频率，奶为电压初相角。
[0040] 则线电压向量可表示为vabc= [VabVbcVJT。
[0041] (2)对前述采集的三相交流输入线电压进行Clark变换，得到两相静止αβ坐标 系下的电压为：
[0042] [VaP] = [VaVP]T=[TaP][Vabc]
[0043] 其中，Clark变换矩阵为：
[0044]
?4:」
[0045] (3)采用基于二阶广义积分器（S0GI)的90°相角偏移方案来产生两相正交信号， 实现对输入信号的相角偏移，同时滤除高次谐波，具体的控制框图可参见图2所示。
[0046] S0GI单元是二阶广义积分器，其传递函数如下式所示，控制原理见图3。
[0047]
[0048]
[0049] 利用对称分量法，三相电压Vab。的正序分量可以表不为：
[0050]
[0051] 其中，[T+]为分解变换矩阵，表达式为：
[0052]
[0053] 因此，两相静止αβ坐标系下的电压正序分量为：
[0054]
[0055] 其中，g= ^
[0056] (4)将步骤（3)中经S0GI相角偏移后的正序分量依次经锁相环和dqO变换，得到
[0057] 电压的d轴分量ud，其可表征正序分量的幅值；
[0058]
[0059] 其中，Θ为锁相环输出角度。
[0060] (5)如图4所示，将d轴分量叫与设定阈值比较，判断交流电压是否发生跌落。
[0061] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 测量变频器三相交流输入线电压Vab、Vte、VM，输出线电压向量V ab。= [Vab Vb。VJ T ， (2) 对采集的线电压进行Clark变换，得到两相静止α β坐标系下的电压Vafi; (3) 经基于二阶广义积分器的相角偏移方案，计算两相静止α β坐标系下的电压正序 分量匕/>; (4) 对电压正序分量依次进行锁相环及dqO变换，得到电压的d轴分量Ud; (5) 将Ud与设定阈值相比较，判断交流电压是否发生跌落。2. 如权利要求1所述的一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法，其特征在于： 所述步骤（1)中，三相交流输入线电压￥^\。、1 3的表达式分别为：其中，仏为电网基波正序分量有效值，ω为基波角频率，约为电压初相角。3. 如权利要求1所述的一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法，其特征在于： 所述步骤（2)中，具体的变换过程是：其中，Clark变换矩阵为：4. 如权利要求1所述的一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法，其特征在于： 所述步骤（3)中，两相静止α β坐标系下的电压正序分量C的表达式是：其中，Vafi为两相静止α β坐标系下的电压，5. 如权利要求1所述的一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法，其特征在于： 所述步骤（4)中，电压的d轴分量Ud通过下式计算：其中，Q为锁相环输出角度，PiT为电压正序分量的a轴分量，4为电压正序分量的β 轴分量。
【专利摘要】本发明公开一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法，步骤是：测量变频器三相交流输入线电压，输出线电压向量；对采集的线电压进行Clark变换，得到两相静止αβ坐标系下的电压；经基于二阶广义积分器的相角偏移方案，计算两相静止αβ坐标系下的电压正序分量；对电压正序分量依次进行锁相环及dq0变换，得到电压的d轴分量，并将该d轴分量与设定阈值相比较，判断交流电压是否发生跌落。此种检测方法可在电网发生不对称故障时，快速、准确检测交流电压的跌落。
【IPC分类】G01R31/40
【公开号】CN105425171
【申请号】CN201510956548
【发明人】石祥建, 常远, 袁江伟, 刘为群
【申请人】南京南瑞继保电气有限公司, 南京南瑞继保工程技术有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月18日