[发明专利]一种三相变频器控制系统及方法

说明书

一种三相变频器控制系统及方法，三相变频器的输出端通过长电缆与三相交流电机连接，（1）将三相变频器通过长电缆与三相交流电机连接；（2）检测输出电压Ua、Ub、Uc；（3）经过Clarke变换得到Uα和Uβ，然后再计算补偿电压Ucα和Ucβ；（4）参考指令Uα*+Ucα与Uα相减得到误差信号Ueα，参考指令Uβ*+Ucβ与Uβ相减得到误差信号Ueβ；（5）两个误差信号Ueα和Ueβ分别经过电压调节器得Uα2和Uβ2；（6）再经过空间矢量调制单元得到三相变频器的驱动信号。在不同类型负载的情况下，动态解决了三相变频器长电缆压降补偿问题，电机输出转矩不受长电缆压降的影响；该方法无需旋转坐标变换，简单易行，同时消除了旋转坐标变换定向误差导致的系统控制误差，实现了输出电压的自适应动态调整，提高了系统运行性能。

技术领域

本发明属于电机驱动器控制领域，具体涉及一种三相变频器控制系统及方法。

背景技术

三相变频器在工业领域得到了广泛的应用，在一些特殊场合，比如井工煤矿开采过程中，传动设备的供电电源和变频器通常放置于设备列车或硐室中，此时变频器和电机之间存在一定距离，需要用长电缆连接。采用三相变频器驱动技术，虽然带来了PWM脉冲电压谐波和电机绝缘应力等问题，但实现了软启动，消除了大启动电流对传动系统的机械和电力冲击。但是，由于电缆距离过长会导致电缆上的电压损失较大，电机磁通出现严重衰减，导致电机无法正常起动。所以有必要采取对长电缆的压降进行补偿，保证电动机正常起动。因此亟需一种方案解决长电缆的压降补偿的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三相变频器控制系统及方法，能够有效解决三相变频器长电缆压降补偿问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案之一是：一种三相变频器控制系统，三相变频器的输出端通过长电缆与三相交流电机连接，所述控制装置包括：

将三相变频器输出电压Ua、Ub、Uc变换得到αβ坐标系下电压Uα和Uβ的Clarke变换单元；

将参考指令Uα*+补偿电压Ucα与电压Uα相减得到误差信号Ueα的第一减法器；

将参考指令Uβ*+补偿电压Ucβ与电压Uβ相减得到误差信号Ueβ的第二减法器；

将两个误差信号Ueα和Ueβ进行调节并输出信号Uα2和Uβ2的电压调节器；

将Uα2和Uβ2调制得到三相变频器驱动信号的空间矢量调制单元SVM。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案之二是：

一种三相变频器控制方法，包括以下步骤：

（1）将三相变频器的输出端通过长电缆与三相交流电机连接；

（2）检测三相变频器输出电压Ua、Ub、Uc；

（3）经过Clarke变换得到αβ坐标系下电压Uα和Uβ，然后计算得到补偿电压Ucα和Ucβ；

（4）参考指令Uα*+Ucα与Uα相减得到误差信号Ueα，参考指令Uβ*+Ucβ与Uβ相减得到误差信号Ueβ；

（5）两个误差信号Ueα和Ueβ分别经过电压调节器并输出信号Uα2和Uβ2；

（6）再经过空间矢量调制单元得到三相变频器的驱动信号。

作为改进，所述补偿电压Ucα和补偿电压Ucβ的计算方法：

其中，L为长电缆等效电感、r为长电缆等效电阻、C为长电缆等效电容， 为系统运行角频率，为滤波器截止角频率，Iα和Iβ分别为αβ坐标系下三相变频器输出电流的α轴和β轴分量；