差调节得 到q轴给定电压； 56、 根据所述实时位置对所述d轴给定电压和q轴给定电压进行Park逆变换，得到a 轴给定电压和0轴给定电压； 57、 采集母线电压，根据所述a轴给定电压、0轴给定电压和母线电压对逆变器进行 脉宽调制，并通过所述逆变器控制电机。2. 根据权利要求1所述一种无电解电容变频驱动系统的控制方法，其特征在于，所述 步骤S5中所述误差调节是PI调节。3. 根据权利要求1或2所述一种无电解电容变频驱动系统的控制方法，其特征在于，所 述步骤S3中计算d轴给定电流和q轴给定电流的方法，包括如下步骤： 531、 比对电机实时转速和给定转速，得到转速误差，对所述转速误差进行PI调节得到 电流矢量幅值的给定； 532、 通过检测网侧电压得到网侧相角，并根据所述网侧相角、上一周期的d轴给定电 流和电流矢量幅值的给定计算得出q轴给定电流； 533、 根据d轴给定电压、q轴给定电压、q轴给定电流以及电流矢量幅值的给定计算得 出d轴给定电流。4. 根据权利要求3所述一种无电解电容变频驱动系统的控制方法，其特征在于，所述 步骤S32中计算q轴给定电流的计算方法如下： 假定网侧为单位功率因数，网侧电压、网侧电流均为正弦波，则网侧输入功率以2倍输 入频率波动，如式（1)， Pg=pgpsin2 9g⑴ 其中，Pg为网侧功率瞬时值，为网侧输入功率峰值，9g为网侧相角， Pivt^Pg(2) 其中，Pivt为逆变器输出功率； 永磁同步电机在同步旋转dq坐标系下的电压方程为：逆变器输出功率Pivt由电机的电流矢量与电压矢量的内积决定，为：其中，Pl〇SS为电机电阻功率、P idrt为电感功率，P m为电机轴上输出的机械功率，忽略电机 电阻功率Pl()ss及电感功率Pidrt，则将式⑴与式（5)代入式（2)，得到q轴给定电流为：，?为电机电角速度，Pgp为网侧输入功率峰值， 1为转速PI模块的输出，9g为网侧相角；，Ld为d轴电感，LqSq轴电 感，朽为永磁磁链，id为d轴实时电流，将在〇 = 0处进行傅立叶展开，忽略高阶项 后，q轴给定电流为：其中，iq(l为忽略d轴电流对逆变器输出功率影响时的q轴电流。5. 根据权利要求3所述一种无电解电容变频驱动系统的控制方法，其特征在于，所述 步骤S33包括如下步骤： 5331、 根据所述d轴给定电压和q轴给定电压计算得出给定电压矢量幅值； 5332、 设定母线最低电压的上限电压，用该上限电压减去所述给定电压矢量幅值，得到 误差电压，当该误差电压大于零时，对其进行PI调节，得出电流矢量幅值增量的给定； 5333、 用所述电流矢量幅值增量的给定加上所述电流矢量幅值的给定，对其叠加后的 值进行限幅，得到限幅后的电流矢量幅值的给定； 5334、 通过所述限幅后的电流矢量幅值的给定和q轴给定电流计算得到d轴给定电流。6. 根据权利要求3所述一种无电解电容变频驱动系统的控制方法，其特征在于，所述 步骤S33中计算d轴给定电流的计算方法如下： 电流矢量幅值增量的给定△iJlP上电流矢量幅值的给定i^经过限幅环节，得到限幅 后的电流矢量幅值的给定<，于是，d轴给定电流为：其中，&为q轴给定电流。7. -种无电解电容变频驱动控制系统，其特征在于，包括：网侧电压采集模块、电机电 流采集模块、母线电压采集模块、转速位置检测模块、转速误差模块、转速PI模块、dq轴电 流给定模块、d轴电流误差模块、q轴电流误差模块、d轴电流PI模块、q轴电流PI模块， Clark变换模块、Park变换模块、Park逆变换模块、脉宽调制模块； 所述网侧电压采集模块用于采集电源电路中电源的实时电压，并将其发送至dq轴电 流给定模块； 所述电机电流采集模块用于采集电机电源中任两相的实时电流，并将其发送至Clark变换模块； 所述母线电压采集模块用于采集母线电压，并将其发送至脉宽调制模块； 所述转速位置检测模块用于采集电机轴的实时转速和实时位置； 所述转速误差模块用于将所述实时转速与给定转速对比，得到误差转速，并将其发送 至转速PI模块； 所述转速PI模块对所述误差转速进行PI调节，得到电流矢量幅值的给定，并将其发送 至dq电流给定模块； 所述dq轴电流给定模块用于根据所述电源电压、电流矢量幅值的给定、d轴给定电压 和q轴给定电压计算d轴给定电流和q轴给定电流，并将其分别发送至d轴电流误差模块 和q轴电流误差模块； 所述d轴电流误差模块用于比较所述d轴给定电流和d轴实时电流，得到d轴误差电 流，并将其发送至d轴电流PI模块； 所述q轴电流误差模块用于比较所述q轴给定电流和q轴实时电流，得到q轴误差电 流，并将其发送至q轴电流PI模块； 所述d轴电流PI模块用于对所述d轴误差电流进行PI调节，得到d轴给定电压，并将 其发送至Park逆变换模块和dq轴电流给定模块； 所述q轴电流PI模块用于对所述q轴误差电流进行PI调节，得到q轴给定电压，并将 其发送至Park逆变换模块和dq轴电流给定模块； 所述Park逆变换模块将所述d轴给定电压和q轴给定电压进行Park逆变换，得到a轴给定电压和0轴给定电压，并将其发送至脉宽调制模块； 所述脉宽调制模块根据所述母线电压、a轴给定电压和0轴给定电压向逆变器发送 电压脉冲； 所述逆变器根据所述脉宽调制模块发送的电压脉冲控制电机； 所述Clark变换模块用于对接收到的所述实时电流进行Clark变换，得到a轴电流和 0轴电流，并将其发送至Park变换模块； 所述Park变换模块用于对所述a轴电流和|3轴电流进行Park变换，得到d轴实时 电流和q轴实时电流，并将其分别发送至d轴电流误差模块和q轴电流误差模块。8. 根据权利要求7所述一种无电解电容变频驱动控制系统，其特征在于，所述脉宽调 制模块是空间矢量脉宽调制模块。9. 一种无电解电容单相输入变频驱动控制系统，其特征在于，包括：电源电路、整流 器、薄膜电容、电机、逆变器和如权利要求7所述的一种无电解电容变频驱动控制系统； 所述电源电路用于为所述整流器提供单相交流电； 所述整流器用于将所述单相交流电整流成直流电，并为所述逆变器供电； 所述薄膜电容的两端分别连接所述整流器的输出端的两端，所述薄膜电容用于吸收因 逆变器开关管的开关产生的高次谐波； 所述逆变器用于接收如权利要求7所述的一种无电解电容变频驱动控制系统发送的 电压脉冲，并根据所述电压脉冲控制电机； 如权利要求7所述的一种无电解电容变频驱动控制系统，用于采集所述电机轴的实时 转速、实时位置、给定转速，还用于采集电源电路中电源的电压、母线电压，根据上述变量计 算得到电压脉冲，并将所述电压脉冲发送至所述逆变器。10. 根据权利要求9所述一种无电解电容单相输入变频驱动控制系统，其特征在于，所 述电机为永磁同步电机，所述整流器为单相不控整流器，所述逆变器为三相电压型逆变器。
【专利摘要】本发明涉及一种无电解电容变频驱动系统的控制方法，包括：采集网侧相角和电机三相电源中任两相的实时电流；对所述实时电流进行Cl ark变换和Park变换，得到α轴电流、β轴电流、d轴实时电流和q轴实时电流；计算q轴给定电流和d轴给定电流；计算d轴误差电流和q轴误差电流，分别对d轴误差电流和q轴误差电流进行误差调节，得到d轴给定电压和q轴给定电压；对其进行Park逆变换，得到α轴给定电压和β轴给定电压；对逆变器进行脉宽调制，并通过所述逆变器控制电机。本发明能实现电机在弱磁区高速运行，能获得网侧高功率因数同时能够优化电机相电流，提高了系统可靠性，控制简单有效，适合在家用电器领域应用。
【IPC分类】H02P21/14
【公开号】CN104993763
【申请号】CN201510364380
【发明人】罗慧, 尹泉, 吴根平
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月26日