一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法技术

本发明专利技术公开一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法，所述静止变频器包含有整流桥和逆变桥，逆变桥由6个晶闸管组成，1、4号晶闸管为一路，4号晶闸管的阴极连接1号晶闸管的阳极；3、6号晶闸管为一路，且6号晶闸管的阴极连接3号晶闸管的阳极；2、5号晶闸管为一路，且2号晶闸管的阴极连接5号晶闸管的阳极；所述控制方法的内容是：首先，检测转子实时位置角θ，计算晶闸管脉冲换相阶段的换相时间Δt，然后，计算晶闸管脉冲换相阶段的逆变桥提前导通角γ，最后，在转子位置到达定子线电压过零点前0～γ范围内触发逆变桥晶闸管。此种控制方法可调整晶闸管触发时间，有效减小零输出转矩的平均值，减小静止变频器输出转矩波动，提高静止变频器输出转矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机学及电力电子
，特别涉及一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法。
技术介绍
静止变频器在启动同步电机初期，由于机端电压较低，逆变桥晶闸管无法完成自然换相，如图1所示，此时需要采用脉冲换相技术完成换相，即将整流桥逆变，逆变桥封锁脉冲，迫使回路电流降为零，从而完成逆变桥晶闸管的关断和换相。以往的脉冲换相技术主要是通过检测线电压过零点时完成下一对晶闸管的触发，如图2所示，在θ＝30°、θ＝90°、θ＝150°、θ＝210°、θ＝270°、θ＝330°等位置触发晶闸管，换相时间为Δt，输出转矩TM的计算公式如下：TM＝Cm*ψr*issinα式中，Cm-转矩系数；is-定子合成电流；ψr-转子磁链；α-定子磁链与转子磁链的夹角。由于在Δt时间内定子合成电流is为零，所以输出转矩也为零，进而影响到平均输出转矩。转矩输出波形如图3(a)所示。针对目前静止变频器在脉冲换相阶段，回路电流会出现时间为Δt的零电流时刻，此时转矩输出为0，电机依靠惯性转动，转矩输出能力小的问题，本案进行探索改进。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法，其可调整晶闸管触发时间，有效减小零输出转矩的平均值，减小静止变频器输出转矩波动，提高静止变频器输出转矩。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法，所述静止变频器包含有整流桥和逆变桥，逆变桥由6个晶闸管组成，1、4号晶闸管为一路，且4号晶闸管的阴极连接1号晶闸管的阳极；3、6号晶闸管为一路，且6号晶闸管的阴极连接3号晶闸管的阳极；2、5号晶闸管为一路，且2号晶闸管的阴极连接5号晶闸管的阳极；所述控制方法的内容是：首先，检测转子实时位置角θ，计算晶闸管脉冲换相阶段的换相时间Δt，然后，计算晶闸管脉冲换相阶段的逆变桥提前导通角γ，最后，在转子位置到达定子线电压过零点前0～γ范围内触发逆变桥晶闸管。通过位置传感器检测转子实时位置角θ。上述计算晶闸管脉冲换相阶段的换相时间Δt的公式是：Δt＝Δt1+Δt2+Δt3其中，Δt1表示回路电流衰减到0的时间，Δt2为晶闸管恢复阻断能力的时间，Δt3为回路电流重新建立时间。上述计算晶闸管脉冲换相阶段的逆变桥提前导通角γ，的公式是：γ＝ω·Δt，式中，ω为转子电角速度，Δt为晶闸管脉冲换相阶段的换相时间。上述在转子位置到达定子线电压过零点前0～γ范围内触发逆变桥晶闸管的触发规则是：θ∈(330°-γ,330°)时，触发逆变桥3、4号晶闸管；θ∈(270°-γ,270°)时，触发逆变桥4、5号晶闸管；θ∈(210°-γ,210°)时，触发逆变桥5、6号晶闸管；θ∈(150°-γ,150°)时，触发逆变桥6、1号晶闸管；θ∈(90°-γ,90°)时，触发逆变桥1、2号晶闸管；θ∈(30°-γ,30°)时，触发逆变桥2、3号晶闸管。采用上述方案后，本专利技术通过实时检测同步电机转子位置，计算晶闸管脉冲换相阶段的换相时间，在转子位置到达线电压过零点前0～γ角度范围内，触发逆变桥待导通晶闸管，减小了零输出转矩的平均值，从而可以提高转矩输出能力，提高了同步电机启动效率。同时，本专利技术采用的转矩控制算法提高静止变频器转矩输出能力，从而提高同步电机启动转矩。附图说明图1是静止变频器的系统架构图；图2是电机定子绕组空间分布图；图3(a)是脉冲换相阶段定子线电压过零点触发晶闸管时转矩输出波形图，图3(b)是转子位置到达线电压过零点前0～γ角度范围内触发晶闸管时转矩输出波形图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案及有益效果进行详细说明。本专利技术提供一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法，如图1所示，所述静止变频器包含有整流桥和逆变桥，逆变桥由6个晶闸管VT1-VT6组成，VT4与VT1为一路，且VT4的阴极连接VT1的阳极；VT6与VT3为一路，且VT6的阴极连接VT3的阳极；VT2与VT5为一路，且VT2的阴极连接VT5的阳极；通过对各晶闸管的导通进行控制，从而调节输出频率；此为现有结构，不再赘述。所述控制方法的内容是：首先，通过位置传感器或无位置传感器技术检测转子实时位置角θ，根据下式计算晶闸管脉冲换相阶段的换相时间Δt：Δt＝Δt1+Δt2+Δt3其中，Δt1表示回路电流衰减到0的时间，可根据逆变桥晶闸管导通回路阻抗特性获得；Δt2为晶闸管恢复阻断能力的时间，根据晶闸管特性获得；Δt3为回路电流重新建立时间，和回路参数及调节器参数相关，可实测获得。然后，利用公式γ＝ω·Δt计算晶闸管脉冲换相阶段的逆变桥提前导通角γ，式中，ω为转子电角速度。最后，根据转子实时位置角θ，在转子位置到达定子线电压过零点前0～γ范围内触发逆变桥晶闸管，配合图2所示，触发规则如下：θ∈(330°-γ,330°)时，触发逆变桥3、4号晶闸管(VT3、VT4)；θ∈(270°-γ,270°)时，触发逆变桥4、5号晶闸管(VT4、VT5)；θ∈(210°-γ,210°)时，触发逆变桥5、6号晶闸管(VT5、VT6)；θ∈(150°-γ,150°)时，触发逆变桥6、1号晶闸管(VT6、VT1)；θ∈(90°-γ,90°)时，触发逆变桥1、2号晶闸管(VT1、VT2)；θ∈(30°-γ,30°)时，触发逆变桥2、3号晶闸管(VT2、VT3)。从而提高静止变频器输出转矩，如图3(b)所示。以上实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法，所述静止变频器包含有整流桥和逆变桥，逆变桥由6个晶闸管组成，1、4号晶闸管为一路，且4号晶闸管的阴极连接1号晶闸管的阳极；3、6号晶闸管为一路，且6号晶闸管的阴极连接3号晶闸管的阳极；2、5号晶闸管为一路，且2号晶闸管的阴极连接5号晶闸管的阳极；其特征在于所述控制方法的内容是：首先，检测转子实时位置角θ，计算晶闸管脉冲换相阶段的换相时间Δt，然后，计算晶闸管脉冲换相阶段的逆变桥提前导通角γ，最后，在转子位置到达定子线电压过零点前0～γ范围内触发逆变桥晶闸管。

【技术特征摘要】
1.一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法，所述静止变频器包含有整流桥和逆变桥，逆变桥由6个晶闸管组成，1、4号晶闸管为一路，且4号晶闸管的阴极连接1号晶闸管的阳极；3、6号晶闸管为一路，且6号晶闸管的阴极连接3号晶闸管的阳极；2、5号晶闸管为一路，且2号晶闸管的阴极连接5号晶闸管的阳极；其特征在于所述控制方法的内容是：首先，检测转子实时位置角θ，计算晶闸管脉冲换相阶段的换相时间Δt，然后，计算晶闸管脉冲换相阶段的逆变桥提前导通角γ，最后，在转子位置到达定子线电压过零点前0～γ范围内触发逆变桥晶闸管。2.如权利要求1所述的一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法，其特征在于：通过位置传感器检测转子实时位置角θ。3.如权利要求1所述的一种静止变频器脉冲换相阶段转矩控制方法，其特征在于：所述计算晶闸管脉冲换相阶段的换相时间Δt的公式是：Δt＝Δt1+Δt2+Δt3其中，Δt1表示回路电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘腾，石祥建，闫伟，漫自强，袁江伟，吴龙，刘为群，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：江苏;32