一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置，为了解决由于母线侧使用大电解电容后，电解电容成为系统的薄弱环节问题。本实用新型包括单相交流电源、二极管整流滤波器、薄膜电容器、三相电压型逆变器、永磁同步电机、上位机、控制器、驱动电路、电流传感器、电压传感器和转速位置检测模块。所述上位机与控制器相连，所述单相交流电源通过二极管整流滤波器和薄膜电容器与逆变器相连。本实用新型母线侧没有使用传统的大电解电容使母线电压稳定，而是使用薄膜电容来吸收母线电流的高次谐波，具有结构简单，成本低廉的特点，同时本实用新型由于使用重复控制的控制策略使网侧各次电流谐波满足标准并且实现了网侧高功率因数控制，具有较高的实际应用价值。
【专利说明】
一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置，属于电机控制技术领域。
【背景技术】
[0002]变频调速永磁电机驱动系统被广泛应用于家用电器中，尤其是家用空调领域，有利于使提升系统性能并且降低能源消耗。家用空调压缩机的变频器前级为单相工频交流输入的不可控整流器，母线用大电解电容稳定母线电压。近年来，电解电容寿命短已成为空调驱动器发生故障的重要因素，而且对每相电流小于16A的家用空调系统，各次电流谐波限值必须满足IEC61000-3-2的A类标准。因此，为改善网侧电流质量，大电解电容的空调系统需要增加功率因数校正电路，这又增加了系统的损耗和成本。采用薄膜电容代替电解电容的无电解电容系统可以有效提高驱动系统的可靠性，并降低成本和体积。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置，以便能够在不增加额外硬件电路控制系统成本的情况下，通过采用重复控制的方法更好地实现网侧谐波电流的有效抑制以及网侧高功率因数控制。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。
[0005]—种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置，包括单相交流电源、二极管整流滤波器、薄膜电容器、三相电压型逆变器、内置式永磁同步电机、上位机、控制器、驱动电路、电流传感器、电压传感器和转速位置检测模块。所述上位机与控制器相连，所述单相交流电源通过二极管整流滤波器和薄膜电容器与逆变器相连，所述三相电压型逆变器通过电流传感器与永磁同步电机相连，所述电流传感器、电压传感器、转速位置检测模块与控制器相连，所述控制器通过驱动电路与三相电压型逆变器相连;所述控制器包括速度调节器、功率误差模块、重复控制单元、电流调节器、解耦控制模块、电压约束模块、Park逆变换单元、SVPffM脉冲调制器、坐标变换单元、饱和补偿模块，所述电流传感器和转速位置传感器通过坐标变换单元与转矩和电流调节器相连，所述速度调节器通过功率误差模块和重复控制单元相连，所述重复控制单元和饱和补偿模块通过电流调节器与解耦控制模块相连，所述电压传感器和解親控制模块通过电压约束模块与Park逆变换单元相连，所述Park逆变换单元通SVPffM脉冲调制器与驱动电路相连。
[0006]进一步地，所述薄膜电容的两端分别连接所述二极管整流滤波器与三相电压型逆变器的两端。
[0007]进一步地，所述电压传感器将检测得到的母线侧电压输入到控制器。
[0008]本实用新型提出的一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置所达到的效果为:通过采用薄膜电容代替电解电容，可以有效提高驱动系统的可靠性，并降低成本和体积。并且通过采用重复控制的方法，能够对网侧谐波电流进行有效抑制，满足谐波标准，同时提高了系统的功率因数。
【附图说明】
[0009]图1是根据本实用新型的实施例的永磁同步电机控制装置的结构框图。
[0010]图2是根据本实用新型的实施例的控制器的结构框图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行描述，以便更好的理解本实用新型。
[0012]如图1和图2所示，一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置，包括单相交流电源、二极管整流滤波器、薄膜电容器、三相电压型逆变器、内置式永磁同步电机、上位机、控制器、驱动电路、电流传感器、电压传感器和转速位置检测模块。所述上位机与控制器相连，所述单相交流电源通过二极管整流滤波器和薄膜电容器与逆变器相连，所述三相电压型逆变器通过电流传感器与永磁同步电机相连，所述电流传感器、电压传感器、转速位置检测模块与控制器相连，所述控制器通过驱动电路与三相电压型逆变器相连;所述控制器包括速度调节器、功率误差模块、重复控制单元、电流调节器、解耦控制模块、电压约束模块、Park逆变换单元、SVPffM脉冲调制器、坐标变换单元、饱和补偿模块，所述电流传感器和转速位置传感器通过坐标变换单元与转矩和电流调节器相连，所述速度调节器通过功率误差模块和重复控制单元相连，所述重复控制单元和饱和补偿模块通过电流调节器与解耦控制模块相连，所述电压传感器和解耦控制模块通过电压约束模块与Park逆变换单元相连，所述Park逆变换单元通SVPffM脉冲调制器与驱动电路相连。
[0013]所述电流传感器和转速位置传感器通过坐标变换单元与转矩和电流调节器相连，所述速度调节器通过功率误差模块和重复控制单元相连，所述重复控制单元和饱和补偿模块通过电流调节器与解耦控制模块相连，所述电压传感器和解耦控制模块通过电压约束模块与Park逆变换单元相连，所述Park逆变换单元通SVPffM脉冲调制器与驱动电路相连。如此设置，电流传感器将所得电机定子侧相电流ia、ib与转速位置检测模块得到的转子角位置Θ相结合，经过坐标变换得到两相旋转坐标系电流id和iqdd和iq参与到电流调节器的内部计算;给定转速ω*与解码芯片得到的反馈转速ω相比较，经过速度调节器、功率误差模块和重复控制模块得到电流设定值iq* ;饱和补偿模块是解耦控制模块得到的电压值与电压约束模块得到电压值之间的误差，并参与到电流调节器的内部计算；电压约束模块通过电压传感器得到电压约束值Vdc，然后通过解耦控制模块和与电压约束模块得到的修正后的电压值Ud、Uq，然后和数字解码芯片得到的转子角位置Θ相结合，经过Park逆变换得到两相静止坐标系的电压Ua和耶;Ua和耶经过SVPWM模块得到六路脉冲送给驱动电路，用来驱动逆变器，进而控制永磁同步电机。
【主权项】
1.一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置，其特征在于:包括单相交流电源、二极管整流滤波器、薄膜电容器、三相电压型逆变器、内置式永磁同步电机、上位机、控制器、驱动电路、电流传感器、电压传感器和转速位置检测模块，所述上位机与控制器相连，所述单相交流电源通过二极管整流滤波器和薄膜电容器与逆变器相连，所述三相电压型逆变器通过电流传感器与永磁同步电机相连，所述电流传感器、电压传感器、转速位置检测模块与控制器相连，所述控制器通过驱动电路与三相电压型逆变器相连;所述控制器包括速度调节器、功率误差模块、重复控制单元、电流调节器、解耦控制模块、电压约束模块、Park逆变换单元、SVPffM脉冲调制器、坐标变换单元、饱和补偿模块，所述电流传感器和转速位置传感器通过坐标变换单元与转矩和电流调节器相连，所述速度调节器通过功率误差模块和重复控制单元相连，所述重复控制单元和饱和补偿模块通过电流调节器与解耦控制模块相连，所述电压传感器和解耦控制模块通过电压约束模块与Park逆变换单元相连，所述Park逆变换单元通SVPffM脉冲调制器与驱动电路相连。2.根据权利要求1所述的一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置，其特征在于:薄膜电容的两端分别连接所述二极管整流滤波器与三相电压型逆变器的两端。3.根据权利要求1所述的一种基于重复控制的无电解电容逆变器永磁同步电机控制装置，其特征在于:所述电压传感器将检测得到的母线侧电压输入到控制器。
【文档编号】H02P27/08GK205490281SQ201620293698
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】张中, 赵帅, 杨欢
【申请人】中国矿业大学