[发明专利]变频器带输出电抗器运行的前馈解耦矢量控制方法

权利要求书

1.变频器带输出电抗器运行的前馈解耦矢量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在变频器运行前，将变频器所配置的三相交流电抗器的电感、电阻参数输入到变频器的控制器中；

2)当变频器开始运行，控制器进行矢量控制时，控制器根据离线输入的三相交流电抗器的电感、电阻参数，配合变频器内部电流传感器检测到的变频器三相输出电流和电动机测速器件得到的电动机实际转速，计算得到三相交流电抗器所产生的电动机定子电压矢量与变频器期望输出电压矢量之间的偏差；

3)然后在控制器的输出电压参考波形中对这个偏差进行前馈补偿。

2.根据权利要求1所述的变频器带输出电抗器运行的前馈解耦矢量控制方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

1)在变频器运行前，将变频器所配置的三相交流电抗器单相电感量L、单相电阻值r输入到变频器的控制器中；

2)当变频器开始运行，控制器进行矢量控制时，控制器根据步骤1)离线输入的三相交流电抗器单相电感量L、单相电阻值r，配合变频器内部电流传感器检测到的变频器三相输出电流和电动机测速器件得到的电动机实际转速ω，计算得到三相交流电抗器所产生的电动机定子电压矢量与变频器期望输出电压矢量之间的偏差，具体为：

a、列写三相交流电抗器在三相静止坐标系中的时域方程：

rIs+LdIsdt=Us*-Us]]>

其中：电动机定子电流矢量；

变频器期望输出电压矢量；

电动机定子电压矢量；

转子磁链所在定向轴与定子轴的夹角，由电动机的转差角频率指令值与电动机实际转速ω相加后积分得到；

b、将三相静止坐标系的时域方程变换到旋转的MT空间坐标系中，转子磁链所在定向轴为励磁轴M轴，为旋转的MT空间坐标系转过的空间角度，得到M轴变频器期望输出电压分量T轴变频器期望输出电压分量与M轴电动机定子电压分量U_sm、T轴电动机定子电压分量U_st之间的偏差满足下式：

Usm*-Usm=rIsm+LdIsmdt-ωLIst]]>

Ust*-Ust=rIst+LdIstdt+ωLIsm]]>

其中，I_sm、I_st分别为电动机定子电流矢量I_s在M轴、T轴的分量，ω为流过三相交流电抗器的电流的角频率，ωLI_sm、ωLI_st分别为三相交流电抗器电压矢量ωLI_s在M轴、T轴的分量，在稳态时有：

Usm*-Usm=rIsm-ωLIstUst*-Ust=rIst+ωLIsm;]]>

3)然后在控制器的输出电压参考波形中对这个偏差进行前馈补偿，具体如下：

设M轴电压前馈补偿量ΔU_sm、T轴电压前馈补偿量ΔU_st满足下式：

ΔU_sm＝rI_sm-ωLI_st

ΔU_st＝rI_st+ωLI_sm

则

Usm*=Usm+ΔUsm]]>

Ust*=Ust+ΔUst]]>

即M轴变频器期望输出电压分量T轴变频器期望输出电压分量分别为M轴电动机定子电压分量U_sm、T轴电动机定子电压分量U_st加上对应的M轴电压前馈补偿量ΔU_sm、T轴电压前馈补偿量ΔU_st；

因此，在M轴/T轴变频器期望输出电压分量中包含ΔU_sm/ΔU_st，抵消掉电抗器电感对电动机定子电压矢量的影响，即：

Usm*=Um1*+ΔUsm]]>

Ust*=Ut1*+ΔUst]]>

则：

Um1*=Usm]]>

Ut1*=Ust]]>

分别为新的M轴/T轴控制器输出电压矢量，此时变频器的控制器输出电压和变频器实际输出到电机的定子电压相等。