[发明专利]T源型变频调速系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种T源型变频调速系统的控制方法，属于电能变换领域，用于实现将较低的直流电压转化为较高的稳定的直流电压并驱动交流电机运行。

背景技术

交流电机作为将电能转化为机械能的装置，在日常生活和工业生产中获得了广泛的应用。当今社会，随着可再生能源发电技术以及其他分布式发电技术的发展，供电形式呈现多样性的特点。交流电机及其调速系统的供电形式也不仅仅局限于只由公共大电网供电，还需要适应低电压、大波动特性的电源为其供电，例如，在无公共大电网的偏远地区，可以采用光伏电池作为交流电机调速系统的供电电源，但是由于光伏电池输出的电能形式对环境变化更加敏感，波动较大，而且通常电压较低，难以直接为电机系统供电，为此需要结合相应的电能变换技术来获得满足供电要求的电能形式。

在目前的解决方案中，一种方案是采用直流-直流-交流的两级式结构，利用直流-直流变换实现直流电压的升压和稳压控制，以使直流电压符合交流电机的供电电压要求，而利用直流-交流变换结合电机控制算法实现交流电机的调速运行。这种结构中直流侧增加的开关变换器造成系统损耗增加，效率和可靠性均有所下降，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种T源型变频调速系统的控制方法，实现用较低的波动的直流电源驱动较高额定电压的交流电机，以解决现有方案的效率低、结构复杂、成本较高等问题。

一种T源型变频调速系统，其组成包括直流正极输入端的二极管（1），变压器（2），滤波电容（3），逆变器（4），速度传感器（5），电平转换电路（6），交流电流检测电路（7），偏置电路（8），直流电压检测电路（9），低通滤波电路（10），主控制器（11）以及隔离驱动电路（12）；

所述的二极管（1）的正极与外部直流电源的正极输出端相连，作为所述的T源型交流逆变电源的正极输入端，二极管（1）的负极与变压器（2）的输入端相连，变压器（2）的第一输出端与逆变器（4）的直流正极输入端相连，变压器（2）的第二输出端与滤波电容（3）的一端相连，滤波电容（3）的另一端与逆变器（4）的直流负极输入端以及外部直流电源的负极输出端相连，逆变器的输出端与交流电机负载相连；速度传感器（5）的旋转轴与电机轴端相连，速度传感器（5）的信号输出端与电平转换电路（6）的一端相连，电平转换电路（6）的另一端与主控制器（11）的第一输入端相连；交流电流检测电路（7）的输入端与逆变器（4）的输出端相连，用于检测交流输出电流，交流电流检测电路（7）的输出端与偏置电路（8）的输入端相连，将采集到的交流输出电压信号提高到始终大于零，偏置电路（8）的输出端与主控制器（11）的第二输入端相连；直流电压检测电路（9）的第一输入端与逆变器（4）的直流正极输入端相连，直流电压检测电路（9）的第二输入端与逆变器（4）的直流负极输入端相连，用于检测逆变器（4）的直流输入电压，直流电压检测电路（9）的输出端与低通滤波电路（10）的输入端相连，滤除逆变器的直流输入电压的高频脉冲，获得逆变器的直流输入电压中的直流分量，低通滤波电路（10）的输出端与主控制器（11）的第三输入端相连，主控制器（11）的输出端与隔离驱动电路（12）的输入端相连，隔离驱动电路（12）的输出端与逆变器（4）的信号输入端相连，用于驱动逆变器（4）的各个功率器件工作；

所述的变压器（2）包括绕组W1和绕组W2，所述的绕组W1和绕组W2缠绕在同一个闭合的磁环上，绕组W1和绕组W2的同名端相连作为所述变压器（2）的输入端，绕组W1的另一端作为所述变压器（2）的第一输出端，绕组W2的另一端作为所述变压器（2）的第一输出端。

所述的T源型变频调速系统的控制方法的步骤是，

步骤一、设置逆变器（4）的直流电压的给定值                                                ，与通过低通滤波电路（10）获得的逆变器的直流输入电压中的直流分量相减，获得的差值通过直流电压调节器获得逆变器中各个桥臂的直通占空比，以实现对逆变器的直流输入电压的恒定控制；

步骤二、将通过交流电流检测电路（7）和偏置电路（8）采集的交流电流信号减去偏置量，获得和实际的交流电压成比例的较低的交流电流信号； 

步骤三、设置交流电机的转速或频率给定值，与步骤一中获得的直流电压信号、步骤二中获得的较低的交流电流信号以及通过电平转换电路和速度传感器获得的交流电机的速度信号共同输入到变频调速算法模块，进行转速控制，获得逆变器输出电压的给定值；