[发明专利]直接电压补偿的静止变频器同步相位检测方法

说明书

本发明公开了直接电压补偿的静止变频器同步相位检测方法，(1)实时测量变流器的交流侧三相线电压，通过直接预估并补偿实际变频线电压的波形，消除交流侧三相线电压在换相区域的波形畸变，得到正弦的估算量；(2)再采用软件锁相环对估算量进行实时锁相，实现静止变频器鲁棒同步相位检测。本发明仅采用单组PT，实现了变频率工况下静止变频器同步相位的准确跟踪，从而保证变流桥不发生换相失败，确保设备运行安全，同时提高静止变频器输出侧的功率因数。本算法不依赖于复杂的硬件滤波电路，并且软件运算量不大，实现成本较低。

技术领域

本发明涉及一种静止变频器的变频同步信号的相位检测方法,尤其涉及一种直接电压补偿的静止变频器同步相位检测方法。

背景技术

如图1所示，为了保证机侧变流桥不发生换相失败，提高静止变频器输出侧的功率因数，需要准确跟踪机侧变流器的同步信号相位。然而，由于晶闸管的换相，测量到的静止变频器同步信号严重畸变，如图2所示。其次，当发电机转速的不同，机侧变流器同步信号的基波频率也大范围变化。因此，准确检测静止变频器的同步信号相位存在较多的困难。

专利“CN 201220367024.7”提出了一种经过零检测后触发晶闸管模块的电路，但存在复杂的硬件回路。

专利“CN 201310046799.3”提出了一种用于SVC控制系统的新型软件锁相环的实现方法，但未涉及对畸变同步信号的补偿，及静止变频器的大范围频率变化工况。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种直接电压补偿的静止变频器同步相位检测方法,本一种直接电压补偿的静止变频器同步相位检测方法基于预估补偿与软件锁相环的静止变频器变频同步信号的相位检测方法，仅依赖一组电压传感器，通过软件的方法，实现静止变频器的畸变变频同步信号的准确相位检测。

本发明采取的技术方案是：直接电压补偿的静止变频器同步相位检测方法，其特征是:

(1)实时测量变流器的交流侧三相线电压，通过直接预估并补偿实际变频线电压的波形，消除交流侧三相线电压在换相区域的波形畸变，得到正弦的估算量；

(2)再采用软件锁相环对估算量进行实时锁相，实现静止变频器鲁棒同步相位检测。

如图1、图2所示，机侧变流器电压互感器PT2测量到的线电压U_AC、U_BA、U_CB严重畸变。首先，需要对其进行信号补偿，减小波形畸变。当CP1～CP6依次触发CMS各晶闸管并换相时，线电压的一个周波出现了6个换相区域(记为T1～T6)，波形畸变。可按照①式，在每个换相区域内实时计算得到线电压补偿后的估计值U'_L，如图3所示。每个区域的持续时间近似为t_μ，t_μ根据②式计算。

式①中，α为本次触发的触发角度；ω_m为当前机桥侧电压角频率；T_s为DSP的运行任务周期；U_m为当前线电压的幅值；U'_L为U'_AC、U'_BA或U'_CB；

为本次换相进行的补偿计算次数，INT(t_μ)为取整函数，t_μ如式②所示。

式②

式②中，β＝π-α为机桥的触发越前角，I_d为回路电流值，L_c为全控桥的换相电感值。