Pwm整流变频系统中载波频率计算方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电气技术领域，特别涉及一种PWM整流变频系统中载波频率计算方法 及装置。
【背景技术】
[0002] 国家电网的《电力系统电压和无功电力管理条例》规定，对100KVA以上的变压器 用户，要求其功率因数必须大于〇. 9,为了满足供电系统的需求，必须进行无功补偿。
[0003] 目前，比较主流的补偿方式是在变压器低压侧并联补偿电容；但是对于PWM可控 整流变频负载而言，受载波频率的影响（器件的开关频率限制），系统谐波始终存在，且与 载波频率、基波频率成一定的数学关系，高次谐波成份特别突出；同时，高次谐波在并联电 容、变压器阻抗共同作用易被放大，对公用电网产生污染，使用电设备所处环境恶劣，对周 围通信系统何公用电网外的设备带来危害，恶劣情况下输配电系统局部的并联谐振和串联 谐振，烧毁并联电容器使得系统产生崩溃，造成设备及人员安全受损，因此，如何有效计算 载波频率，使得PWM整流变频系统的谐波成份可控，远离并联电容与短路阻抗共同作用可 放大的谐波次数，抑制谐振产生的频率点，抑制并联补偿电容接入后对系统的影响，保证系 统的安全是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种PWM整流变频系统中载波频率计算方法，该方法能够使 得PWM整流变频系统的谐波成份可控，远离并联电容与短路阻抗共同作用可放大的谐波次 数，抑制谐振产生的频率点，抑制并联补偿电容接入后对系统的影响，保证系统的安全。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种PWM整流变频系统中载波频率计算方法， 包括：
[0006] 按照预定载波频率公式计算初始载波频率；
[0007] 采集预定个数的并联电容的电流值，并根据所述电流值及所述并联电容的个数计 算所述并联电容的电流的均方根值；
[0008] 计算所述并联电容的额定电流值，并将所述额定电流值放大预定倍数得到比较电 流值；
[0009] 将所述均方根值与所述比较电流值进行比较；
[0010] 当所述均方根值小于所述比较电流值，则所述初始载波频率为PWM整流变频系统 中需要的载波频率；
[0011] 当所述均方根值大于所述比较电流值，则按照预定自寻优公式进行计算，直到所 述均方根值小于所述比较电流值时，所述预定自寻优公式所确定的载波频率为PWM整流变 频系统中需要的载波频率。
[0012] 其中，当PWM整流变频系统中具有K组电容器时，所述按照预定载波频率公式计算 初始载波频率包括：
[0013] 按照^
</e计算初始载波频率f。；
[0014] 其中，f。为基波频率，f。为载波频率，K为电容器组数且K为正整数，X3为阻抗，Xc 为容抗。
[0015] 其中，所述计算所述并联电容的额定电流值，并将所述额定电流值放大预定倍数 得到比较电流值包括：
[0016] 根_
汁算所述并联电容的额定电流值rranip(t);
[0017] 将所述额定电流值I'ramp (t)放大p倍得到比较电流值pi'Mmp (t);
[0018] 其中，ω为载波叫频率，U为电容电压，:为，p为放大倍数，p的范围是p= 1. 15 ~1. 2〇
[0019] 其中，所述按照预定自寻优公式进行计算，直到所述均方根值小于所述比较电流 值时，所述预定自寻优公式所确定的载波频率为PWM整流变频系统中需要的载波频率包 括：
[0020] 将初始载波频率f。按照f' 。=f。土nf。自寻优公式计算，直到所述均方根值小于 所述比较电流值时，所述预定自寻优公式所确定的载波频率为PWM整流变频系统中需要的 载波频率。
[0021] 其中，所述采集预定个数的并联电容的电流值包括：
[0022] 实时采集预定个数的并联电容的电流值。
[0023] 本发明还一种PWM整流变频系统中载波频率计算装置，包括：
[0024] 第一计算模块，用于按照预定载波频率公式计算初始载波频率；
[0025] 第二计算模块，用于采集预定个数的并联电容的电流值，并根据所述电流值及所 述并联电容的个数计算所述并联电容的电流的均方根值；
[0026] 第三计算模块，用于计算所述并联电容的额定电流值，并将所述额定电流值放大 预定倍数得到比较电流值；
[0027] 比较模块，用于将所述均方根值与所述比较电流值进行比较；
[0028] 确定模块，用于当所述均方根值小于所述比较电流值，则所述初始载波频率为PWM 整流变频系统中需要的载波频率；当所述均方根值大于所述比较电流值，则按照预定自寻 优公式进行计算，直到所述均方根值小于所述比较电流值时，所述预定自寻优公式所确定 的载波频率为PWM整流变频系统中需要的载波频率。
[0029] 其中，所述第一计算模块包嵌·
[0030] 第一计算单元，用于按照 乂计算初始载 波频率f。；
[0031] 其中，f。为基波频率，f。为载波频率，K为电容器组数且K为正整数，X3为阻抗，X。 为容抗。
[0032] 其中，所述第三计算模块包括：
[0033] 额定电流单元，用于根据
计算所述并联电容的额定电流值 raBP(t);
[0034] 比较电流单元，用于将所述额定电流值I'ranip(t)放大p倍得到比较电流值 PI ramp (t)，
[0035] 其中，ω为载波叫频率，U为电容电压，?,为，p为放大倍数，p的范围是p= 1. 15 ~1. 2〇
[0036] 其中，所述确定模块包括：
[0037] 第四计算单元，用于当所述均方根值大于所述比较电流值，则按照预定自寻优公 式进行计算，直到所述均方根值小于所述比较电流值；
[0038] 确定单元，用于在所述均方根值小于所述比较电流值时，确定PWM整流变频系统 中需要的载波频率。
[0039] 其中，所述第二计算模块包括：
[0040] 采集单元，用于实时采集预定个数的并联电容的电流值；
[0041] 第二计算单元，用于根据所述电流值及所述并联电容的个数计算所述并联电容的 电流的均方根值。
[0042] 本发明所提供的PWM整流变频系统中载波频率计算方法，通过计算初始载波频 率；采集预定个数的并联电容的电流值，并根据电流值及并联电容的个数计算并联电容的 电流的均方根值；计算并联电容的额定电流值，并将额定电流值放大预定倍数得到比较电 流值；将均方根值与比较电流值进行比较；当均方根值小于比较电流值，则初始载波频率 为PWM整流变频系统中需要的载波频率；当均方根值大于比较电流值，进行自寻优计算，直 到均方根值小于比较电流值时，自寻优所确定的载波频率为所需要的载波频率；该方法能 抑制并联补偿电容接入后对系统的影响，因此，由于需要通过采集到的并联电容的电流值 待确定最后的均方根值，因此该方法适用性强，且该方法只与基波频率、容抗值、感抗值相 关，从而对PWM整流变频系统的谐波成份进行可控，避开系统的总阻抗对谐波的危害作用， 远离系统的谐振谐波成份，对于不同时刻多组电容的投入，引入了一种最优的寻优的方式， 对电容的电流额定限定值得到的比较电流值与实际电流的均方根值进行比较，实时