變頻器并聯的均流控制方法及控制系統技術方案

本發明專利技術提供了一種變頻器并聯的均流控制方法及控制系統，所述均流控制方法包括將電動機的總電流或主變頻器的輸出電流作為主負反饋控制器的主被控制量，計算與主被控制量對應的主參考輸入量，根據主參考輸入量和主被控制量得到主控制量，根據從變頻器的輸出電流、主變頻器的輸出電流、連接在主變頻器和從變頻器輸出端的電感的理論值計算從負反饋控制器的從被控制量，根據從負反饋控制器的從參考輸入量和從被控制量得到從控制量；將主控制量作為主變頻器的輸出電壓，將從控制量和主變頻器的輸出電壓相加得到從變頻器的輸出電壓。本發明專利技術的均流控制方法能夠控制并聯的變頻器的輸出電流滿足所需的比例關系，提高能量的利用率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及變頻器的控制，具體涉及變頻器并聯的均流控制方法及控制系統。
技術介紹
隨著驅動的電機越來越大，變頻器的輸出功率也隨之變大。單一變頻器的輸出功 率通常有限，目前采用多臺變頻器并聯驅動來擴展輸出功率范圍。圖1是現有技術中變頻 器并聯的電路圖，并聯驅動模塊2包括從上到下依次并聯連接的第1個變頻器、第2個變頻 器……第η個變頻器，其中為了清楚說明并聯變頻器的物理模型，圖1僅示出了變頻器中的 逆變器，每個逆變器的輸出都通過電感連接至電動機1，圖1只示出了逆變器的某一相的輸 出電壓和輸出電流。 在變頻器并聯驅動電動機1時，即便每個變頻器都是同一型號的產品，且施加在 變頻器的逆變器中的脈沖調制信號都一致，由于逆變器中的每個開關管以及連接在逆變器 和電機之間的電感的容差不同，變頻器的實際電抗并不匹配，因此變頻器并聯不能實現均 流，導致電能的利用率降低。 在實際的變頻器并聯驅動中，為了提高變頻器的效率，往往需要將能夠提供不同 功率的變頻器并聯連接，在并聯變頻器的輸出功率的理論值不一致的情況下，需要對每一 個變頻器的輸出電流單獨控制。 現結合圖1中每個變頻器和電動機1的其中一相進行說明，定義從上到下的第1 個變頻器、第2個變頻器……第η個變頻器的輸出電壓分別為Ul、U2……Un，且輸出電流分 別為ivfdl、ivfd2……ivfdn，連接在第1個變頻器~第η個變頻器的輸出端和電動機1之間的 電感的電感值分別為L2......Ln，電動機1的反電動勢為e。，電動機1的定子電阻為R，電 動機1的定子漏電感為L1，頻域為S。因此第k個變頻器的輸出電流ivfdk可由公式⑴表 示如下： 其中k、i為正整數，且k e ，i e ，QS+R為電動機1的阻抗。 電動機1的總電流i_由公式⑵表示如下： 根據公式（1)可以得知，每個變頻器的輸出電流與所有變頻器的輸出電壓都有 關，即對某一變頻器的輸出電壓進行控制時，除了改變該變頻器的輸出電流外，還能影響其 他變頻器的輸出電流，變頻器的輸出電流和變頻器的輸出電壓耦合在一起，因此無法實現 變頻器并聯的均流控制，導致變頻器并聯系統的性能較差。
技術實現思路
針對上述現有技術，本專利技術的一個實施例提供了一種變頻器并聯的均流控制方 法，所述變頻器的個數為η，η是大于1的整數，所述η個變頻器輸出端分別通過電感并聯至 電動機，所述方法包括下列步驟： 1)將所述電動機的總電流或主變頻器的輸出電流作為與所述主變頻器相對應的 主負反饋控制器的主被控制量，根據電動機的速度基準值或轉矩基準值計算與所述主被控 制量對應的主參考輸入量，根據所述主參考輸入量和所述主被控制量得到主控制量，根據 從變頻器的輸出電流、主變頻器的輸出電流、連接在主變頻器輸出端的電感的理論值和連 接在從變頻器輸出端的電感的理論值計算與所述從變頻器相對應的從負反饋控制器的從 被控制量，根據所述從負反饋控制器的從參考輸入量和所述從被控制量得到從控制量，其 中設定η個變頻器中的任意一個為主變頻器，其余的η-1個變頻器為從變頻器； 2)將所述主控制量作為所述主變頻器的輸出電壓，將所述從控制量和所述主變頻 器的輸出電壓相加得到所述從變頻器的輸出電壓； 3)根據所述主變頻器的輸出電壓給所述主變頻器中的逆變器提供主脈寬調制信 號，根據所述從變頻器的輸出電壓給所述從變頻器中的逆變器提供從脈寬調制信號。 優選的，所述主負反饋控制器的控制對象為與 第m個變頻器相對應的第m個負反饋控制器的從被控制量等于H Ivfdni-L/ ivfdl)與所述 第m個負反饋控制器的從參考輸入量之和，且所述第m個負反饋控制器的控制對象為k/S ; 其中所述η-1個從變頻器分別標示為第2個變頻器~第η個變頻器，L/為連接在主變頻器 輸出端的電感的理論值，ivfdl為主變頻器的輸出電流，Ln/為連接在第m個變頻器輸出端的 電感的理論值，ivfdni為第m個變頻器的輸出電流，Z為電動機的阻抗，S為頻域，k為第m個 負反饋控制器的反饋常數且k"古0, m e 。 優選的，在所述步驟2)中，還包括根據所述電動機的轉速計算反電動勢，并將所 述反電動勢和所述主控制量相加作為所述主變頻器的輸出電壓。 優選的，所述主被控制量的初始值為0,所述從被控制量的初始值為0,所述反電 動勢的初始值為0。 優選的，所述 km = I/ (L/ +Lm'）。 優選的，所述從參考輸入量的數值為0。 優選的，所述主負反饋控制器和從負反饋控制器為比例積分控制器或比例積分微 分控制器。 本專利技術的一個實施例還提供了一種變頻器并聯的均流控制系統，所述變頻器的個 數為η，η是大于1的整數，所述η個變頻器輸出端分別通過電感并聯至電動機，所述系統包 括： 負反饋控制器參數計算裝置，用于將所述電動機的總電流或主變頻器的輸出電流 作為與所述主變頻器相對應的主負反饋控制器的主被控制量，根據電動機的速度基準值或 轉矩基準值計算與所述主被控制量對應的主參考輸入量，根據所述主參考輸入量和所述主 被控制量得到主控制量，根據從變頻器的輸出電流、主變頻器的輸出電流、連接在主變頻器 輸出端的電感的理論值和連接在從變頻器輸出端的電感的理論值計算與所述從變頻器相 對應的從負反饋控制器的從被控制量，根據所述從負反饋控制器的從參考輸入量和所述從 被控制量得到從控制量，其中設定η個變頻器中的任意一個為主變頻器，其余的η-1個變頻 器為從變頻器； 變頻器的輸出電壓計算裝置，用于將所述主控制量作為所述主變頻器的輸出電 壓，將所述從控制量和所述主變頻器的輸出電壓相加得到所述從變頻器的輸出電壓； 脈寬調制信號發生裝置，用于根據所述主變頻器的輸出電壓給所述主變頻器中的 逆變器提供主脈寬調制信號，根據所述從變頻器的輸出電壓給所述從變頻器中的逆變器提 供從脈寬調制信號。 優選的，所述主負反饋控制器的控制對象為與 第m個變頻器相對應的第m個負反饋控制器的從被控制量等于H Ivfdni-L/ ivfdl)與所述 第m個負反饋控制器的從參考輸入量之和，且所述第m個負反饋控制器的控制對象為k/S ; 其中所述η-1個從變頻器分別標示為第2個變頻器~第η個變頻器，L/為連接在主變頻器 輸出端的電感的理論值，ivfdl為主變頻器的輸出電流，Ln/為連接在第m個變頻器輸出端的 電感的理論值，ivfdni為第m個變頻器的輸出電流，Z為電動機的阻抗，S為頻域，k為第m個 負反饋控制器的反饋常數且k"古0, m e 。 優選的，變頻器的輸出電壓計算裝置還包括反電動勢計算裝置，用于根據所述電 動機的轉速計算反電動勢，并將所述反電動勢和所述主控制量相加作為所述主變頻器的輸 出電壓。 優選的，所述主被控制量的初始值為0,所述從被控制量的初始值為0,所述反電 動勢的初始值為〇。 優選的,所述 km = I/ (L/ +Lm'）。 優選的，所述從參考輸入量的數值為0。 優選的，所述主負反饋控制器和從負反饋控制器為比例積分控制器或比例積分微 分控制器。 本專利技術的變頻器并聯的均流控制方法能夠控制并聯的變頻器的輸出電流滿足所 需的比例關系，并且可以將具有不同輸出功率的變頻器并聯從而給電動機提供任意所需功 率，提高并聯的變頻器選擇自由度和能量的利用率。【附圖說明】 以下參照附圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變頻器并聯的均流控制方法，所述變頻器的個數為n，n是大于1的整數，所述n個變頻器輸出端分別通過電感并聯至電動機，其特征在于，所述方法包括下列步驟：1)將所述電動機的總電流或主變頻器的輸出電流作為與所述主變頻器相對應的主負反饋控制器的主被控制量，根據電動機的速度基準值或轉矩基準值計算與所述主被控制量對應的主參考輸入量，根據所述主參考輸入量和所述主被控制量得到主控制量，根據從變頻器的輸出電流、主變頻器的輸出電流、連接在主變頻器輸出端的電感的理論值和連接在從變頻器輸出端的電感的理論值計算與所述從變頻器相對應的從負反饋控制器的從被控制量，根據所述從負反饋控制器的從參考輸入量和所述從被控制量得到從控制量，其中設定n個變頻器中的任意一個為主變頻器，其余的n?1個變頻器為從變頻器；2)將所述主控制量作為所述主變頻器的輸出電壓，將所述從控制量和所述主變頻器的輸出電壓相加得到所述從變頻器的輸出電壓；3)根據所述主變頻器的輸出電壓給所述主變頻器中的逆變器提供主脈寬調制信號，根據所述從變頻器的輸出電壓給所述從變頻器中的逆變器提供從脈寬調制信號。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：洪小圓，陽岳豐，程小猛，李宵，
申請(專利權)人：伊頓公司，
類型：發明
國別省市：美國;US