[发明专利]一种高压变频器工频切换至变频的无电抗器控制方法

说明书

本发明涉及一种高压变频器工频切换至变频的无电抗器控制方法，属于电力电子领域。该方法是用电压检测模块检测电机定子电压信号，并对其进行锁相计算，得到电机定子侧的电压幅值和角度，得到切换指令时，采用先断开工频接触器，后闭合变频接触器的控制方式；变频器根据检测到的电机定子电压的幅值，调整三相输出基波初相角和叠加三次谐波初相角及幅值、调制度，实现输出电流无冲击的控制。本发明能够在无输出电抗器的条件下实现平滑无扰切换，降低设备成本；无需变频器与工频电源的同期运行控制，实现快速切换。

技术领域

本发明属于电力电子领域，涉及一种高压变频器工频切换至变频的无电抗器控制方法，适用于类似拖动交流旋转电机的变频器控制系统。

背景技术

高压变频器采用多电平串联倍压的方式，具备优质的可变频变压(VVVF)的正弦电压和正弦电流的完美输出。但其电力电子器件组成复杂，需要定时检修或不定时维修，因而需要工频侧与变频器之间进行不定时的切换，为避免反复停机造成巨大经济损失，高压变频器与工频电源间需要可靠的无扰切换技术。

目前已具备多种工频无扰切换的方法，常用的为热切换方式，这种方式需要变频器与工频的同期过程，需加装输出电抗器，控制复杂，设备成本高；为避免同期控制的难度，减少电抗器成本，对于变频切换至工频的控制方法，已有多种成熟的方式，本发明不再涉及；对于工频切换至变频的控制方法，有的采用工频电源断开后，变频器进行飞车启动的方式，这种方法通常切换速度慢，易造成较大的负载扰动。

因此，亟需一种既不需要输出电抗器，又能简单快速实现工频运行切换至高压变频器运行的控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高压变频器工频切换至变频的无电抗器控制方法，该方法利用电机定子电压的检测信号调整变频器的输出，使得切换时达到无电流冲击，无转速扰动的控制效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高压变频器工频切换至变频的无电抗器控制方法，具体包括以下步骤：

S1：得到切换指令时，启动变频器至就绪状态；

S2：用电压检测模块检测电机定子电压信号，对检测到的电压信号进行锁相计算，得到电机定子的实际频率F_reqm、三相基波电压角度θ_m和电压幅值U_m；

S3：对检测信号进行补偿，预估投入PWM计算的变频器输出调制度m和电压基波相角θ_inv；

S4：断开工频接触器；

S5：闭合变频器接触器；

S6：使能输出脉冲，进入变频控制。

进一步，所述步骤S1中，所述就绪状态为：变频器所有单元充电复位完成，控制器保持电力电子器件为全关断状态，并随时对其进行脉冲控制，使变频器输出指定电压信号。

进一步，所述步骤S2具体包括：采集电机定子电压A相U_ma和B相U_mb，采用软件锁相环算法得到工频电压信号的实际频率F_reqm和三相基波电压角度θ_m，采用三相有效值算法得到电压幅值U_m。

进一步，所述步骤S3中，预估变频器输出调制度为m＝U_m/U_dc，其中U_dc为三相直流母线电压平均值，U_m为采用三相有效值算法得到电压幅值；预估变频器输出电压角度为θ_inv＝θ_m+θ_comp，其中θ_comp为一个开关周期时长的角度；预估输出频率为F_reqm。