一种四象限变频器整流单元电流控制策略的制作方法

本发明涉及变频调速，尤其涉及一种四象限变频器整流单元电流控制策略。

背景技术：

1、变频调速技术是工业领域节能降耗、改善工艺流程、提高产品质量和改善环境、推动技术进步的重要手段，传统的变频器采用二极管整流桥实现交流电到直流电的转换，所以这种变频器又称之为两象限变频器。

2、二极管的单向传输特性决定了变频器只能工作在电动状态，无法将电机回馈的能量送回电网，在实际生产生活中，电机能量需要回馈的场合是普遍存在的，比如离心机、电梯以及由电动汽车普及引申而来的测功驱动等领域，为了解决该问题，传统变频器只能通过增加电阻制动单元，将回馈能量以热能的形式消耗掉，不可避免造成能源浪费，此外，二极管整流谐波大，对电网产生严重的谐波污染。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种四象限变频器整流单元电流控制策略，以解决传统变频器能源浪费以及二极管整流谐波大，对电网产生严重的谐波污染的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种四象限变频器整流单元电流控制策略。

3、一种四象限变频器整流单元电流控制策略，包括控制器、网侧整流单元，

4、所述网侧整流单元采集三相电网电压，通过锁相环方法实时跟踪电网电压矢量的相角；

5、所述控制器采样网侧三相电流，经clark变换后，并以电网电压定向在电网角频率同步旋转坐标系的d轴上进行park变换，将三相电流变换成无功电流iq和有功电流id分量；

6、采用电压外环、电流内环的双环控制策略以维持直流端dc电压的稳定；

7、优先保证电流环路跟踪性能，在动态过程直流电压不足时，主动注入无功功率；

8、获取输出电压指令，利用svpwm调制器控制变换器的开关动作，实现功率控制。

9、进一步的，所述网侧整流单元需根据应用工况实施相应的控制策略，其以功率控制为目的，将直流端dc电压稳定在特定值实现单位功率因素运行。

10、进一步的，所述双环控制策略具体为：预先设置好直流端dc电压参考值vdc_ref，并与dc电压采样值vdc_fbd作差进行pi调节得到有功电流参考值id_ref，无功电流参考值iq_ref为单位功率因素运行或运行在注入无功的状态。

11、进一步的，所述电流环输出电压指令vac_ref幅值小于或等于直流电压能够提供的最大交流输出电压时，则iq_ref为0，即单位功率因素运行。

12、进一步的，所述电流环输出电压指令vac_ref幅值大于直流电压能够提供的最大交流输出电压时，则iq_ref由两者作差进行pi调节得到，即运行在注入无功的状态。

13、进一步的，在动态过程中，电流环路输出的电压指令幅值超过直流电压能够提供的最大交流输出电压时，主动向电网注入感性无功，保证电流环的跟踪正常。

14、本发明的有益效果：

15、1.本发明，通过使该策略以优先保证电流环路跟踪性能为前提，在动态过程直流电压不足时，主动注入无功功率，提高系统全工况下的稳定性，保证电流环的跟踪正常，由于直流电压取值充分考虑了稳态工况，因此，该策略还能够保证稳态时的单位功率因素运行。

16、2.本发明，除了逆变单元执行驱动电机的变压变频控制方式外，网侧整流单元可以根据应用工况实施相应的控制策略，采用全控型功率器件，能量能够双向流动，同时，还能够减少网侧谐波电流，实现单位功率因素运行。

技术特征：

1.一种四象限变频器整流单元电流控制策略，包括控制器、网侧整流单元，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种四象限变频器整流单元电流控制策略，其特征在于，所述网侧整流单元需根据应用工况实施相应的控制策略，其以功率控制为目的，将直流端dc电压稳定在特定值实现单位功率因素运行。

3.根据权利要求1所述的一种四象限变频器整流单元电流控制策略，其特征在于，所述双环控制策略具体为：预先设置好直流端dc电压参考值vdc_ref，并与dc电压采样值vdc_fbd作差进行pi调节得到有功电流参考值id_ref，无功电流参考值iq_ref为单位功率因素运行或运行在注入无功的状态。

4.根据权利要求3所述的一种四象限变频器整流单元电流控制策略，其特征在于，所述电流环输出电压指令vac_ref幅值小于或等于直流电压能够提供的最大交流输出电压时，则iq_ref为0，即单位功率因素运行。

5.根据权利要求3所述的一种四象限变频器整流单元电流控制策略，其特征在于，所述电流环输出电压指令vac_ref幅值大于直流电压能够提供的最大交流输出电压时，则iq_ref由两者作差进行pi调节得到，即运行在注入无功的状态。

6.根据权利要求1所述的一种四象限变频器整流单元电流控制策略，其特征在于，在动态过程中，电流环路输出的电压指令幅值超过直流电压能够提供的最大交流输出电压时，主动向电网注入感性无功，保证电流环的跟踪正常。

技术总结
本发明涉及变频调速技术领域，具体涉及一种四象限变频器整流单元电流控制策略，包括控制器、网侧整流单元，所述网侧整流单元采集三相电网电压，通过锁相环方法实时跟踪电网电压矢量的相角；所述控制器采样网侧三相电流，经CLARK变换后，并以电网电压定向在电网角频率同步旋转坐标系的d轴上进行PARK变换，将三相电流变换成无功电流iq和有功电流id分量；采用电压外环、电流内环的双环控制策略以维持直流端DC电压的稳定；优先保证电流环路跟踪性能，在动态过程直流电压不足时，主动注入无功功率；获取输出电压指令，利用SVPWM调制器控制变换器的开关动作，实现功率控制。本发明，提高系统全工况下的稳定性，能够减少网侧谐波电流，实现单位功率因素运行。

技术研发人员：凌星
受保护的技术使用者：江苏吉泰科电气有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14