[发明专利]变频与工频无缝切换控制方法、控制器、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种变频与工频无缝切换控制方法、控制器、系统及存储介质，首先控制逆变器来驱动异步电机启动并运行至工频，再通过切换控制模块来控制逆变器的输出电压，使其与电网电压相同，在判断满足切换条件后，将异步电机切换至由工频电源驱动，同时控制逆变器停机。本发明的技术方案可快速实现异步电机变频启动与工频电源无缝切换，切换过程中无冲击，减少对电网的影响。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种变频与工频无缝切换控制方法、控制器、系统及存储介质。

背景技术

异步电机由于其结构简单、成本低、可靠性高等优势，广泛应用于各种工业场合之中。

传统的电机类负载直接启动时电流大，会对电网产生较大冲击，尤其是微电网系统中，影响着系统中发电源配置的容量。随着电力电子技术的发展，变频驱动采用矢量控制技术，具有调速范围宽、动态响应好、节约能源等优点，可以用于替代电机的直接启动。然而一些电机类负载只在工频运行，为了降低启动冲击而为每台电机配置变频器经济性差，因此为不同的电机负载配置同一套变频驱动器会大大提高系统的利用率。因此变频驱动系统要自适应不同的电机，且在电机启动完成后才能无缝转入工频运行。

发明内容

本发明为了解决上述利用变频驱动装置来启动异步电机，且无缝转入工频运行的技术问题，提出了一种变频与工频无缝切换控制方法、控制器、系统及存储介质，可实现异步电机的变频启动，并无缝切换至工频运行。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一方面，提出了一种变频与工频无缝切换控制方法，用于异步电机变频启动与工频电源之间的无缝切换，包括：

控制逆变器来驱动异步电机运行至工频；

根据采集的电网电压和逆变器输出电压，分别计算电网电压幅值U_{m_g}和逆变器输出电压幅值U_m；并在转子磁场同步旋转坐标系下，分别计算电网电压q轴分量u_{q_g}和逆变器输出电压q轴分量u_q；

基于所述电网电压q轴分量以及逆变器输出电压q轴分量，计算电机转速给定值增量Δω^*_r，从而控制逆变器输出电压的相位；

基于所述电网电压幅值以及逆变器输出电压幅值，计算磁链给定值增量ΔΨ^*_r，从而控制逆变器输出电压的幅值；

实时计算电网电压q轴分量与逆变器输出电压q轴分量之间的误差err_uq，以及电网电压幅值以及逆变器输出电压幅值之间的误差err_um，当两个误差均小于门槛值且保持预设时间定值后，生成切换控制指令将异步电机切换至由工频电源驱动，同时控制逆变器停机。

优选的，所述计算电机转速给定值增量Δω^*_r采用如下公式：

其中，k_psyn1、k_isyn1为PI调节的比例、积分控制参数。

优选的，所述计算磁链给定值增量ΔΨ^*_r采用如下公式：

其中，k_psyn2、k_isyn2为PI调节的比例、积分控制参数。