[发明专利]一种高压变频器同步切换的控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种高压变频器同步切换的控制方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：用电压检测模块检测工频电压信号，对检测到的电压信号进行锁相计算，得到工频电压信号的实际频率F_reqac、三相基波电压角度θ_ac和电压幅值U_acm；

S2：用信号处理和PWM计算模块对投入PWM计算的变频器输出调制度m和电压基波相角θ_inv进行补偿，预估实际输出的变频电压幅值U_inv1和角度θ_inv1；

S3：得到切换指令时，设定目标输出频率为工频电压信号的实际频率F_reqac；

S4：判断输出频率达到设定目标时，进入相位和幅值跟踪算法；

所述步骤S4中，根据工频电压信号与变频预估电压信号的相位差Δθ，经过PI调节器调节，调节器输出用来调整变频器的输出频率，当相位差到达第一阈值时，变频器输出频率按照检测工频电网频率给定，输出相位按照检测工频电网频率为目标斜坡线性改变，输出调制度按照检测工频电压信号的电压幅值为目标斜坡线性改变；

S5：判断工频电压信号与变频预估电压信号幅值、相位、频率一致时，进行同步切换操作，具体包括：相位差Δθ持续在第二阈值内1s，幅值差在设定阈值内；同步切换操作是根据切换指令分别输出不同的操作命令，分别控制工切变操作和变切工操作；

所述工切变操作：先闭合变频接触器KM2投入变频器运行，控制系统接收到变频接触器KM2闭合指令后再断开工频接触器KM3退出工频运行；所述变切工操作：先闭合工频接触器KM3投入工频运行，控制系统接收到变频接触器KM3闭合指令后，再断开KM2退出变频运行。

2.根据权利要求1所述的一种高压变频器同步切换的控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：采集工频电压A相U_aca和B相U_acb，采用软件锁相环算法得到工频电压信号的实际频率F_reqac和三相基波电压角度θ_ac，采用三相有效值算法得到电压幅值U_acm。

3.根据权利要求1所述的一种高压变频器同步切换的控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：预估实际输出变频器的电压幅值为U_inv1＝m*U_dc，其中U_dc为三相直流母线电压平均值，预估输出变频电压角度为θ_inv1＝θ_inv-θ_comp，其中θ_comp为一个开关周期时长的角度。

4.根据权利要求1所述的一种高压变频器同步切换的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，投切指令分为工频切变频指令和变频切工频指令，对两种不同的指令计算处理方法相同，输出操作命令不同。

5.根据权利要求1所述的一种高压变频器同步切换的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，相位和幅值跟踪算法具体为：根据工频电压信号与预估变频电压信号之间的角度差值调节投入PWM计算的变频器输出频率和输出相角；根据工频电压信号的电压幅值U_acm调节投入PWM计算的变频器输出电压调制度。

6.适用于权利要求1所述方法的高压变频器同步切换的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括电压检测模块、信号处理和PWM计算模块，以及IO控制模块；

所述电压检测模块，用于对输入工频电压的检测；

所述信号处理和PWM计算模块，用于对检测的电压信号进行锁相计算和角度跟踪算法，输出相位和幅值的补偿，最后输出合适的PWM脉冲，控制电力电子开关器件的通断；

所述IO控制模块，用于对接触器状态的检测和控制，根据控制器的指令进行相应的切换操作。