[发明专利]一种高压变频调速装置的低频合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低频合成方法，尤其涉及一种采用单元串联多重化技术后的高压变频调速装置的功率单元低频合成方法，属于高压变频调速装置技术领域。

背景技术

目前，采用单元串联多重化技术的高压变频调速装置，通常起动频率为5Hz，在很大程度上降低了电动机的起动电流，但是对于电机电流还是有一个冲击。此外，从5Hz开始起动，只适用于异步起动，不适用于同步起动，无法完成同步电动机的变频起动。

同步电动机的变频起动，是通过改变定子旋转磁场的转速利用同步转矩来起动，要求在开始起动的时候，转子加上励磁且把定子电源的频率调得很低，然后逐步增加到额定频率，使转子的转速随着定子旋转磁场的转速而同步上升，直到额定转速。

高压变频调速装置的一个电压相量由三个控制量确定：幅值、频率和相角。在高压变频调速装置整个调频过程中，以5Hz为临界点分为低频部分和高频部分，即0～5Hz为低频部分，5～50Hz为高频部分。高压变频调速装置在高频部分的控制方式是：主控制器在高频部分时发送给功率单元的控制量是电压和频率，同步信号的频率与高压变频调速装置输出电压的频率保持一致，在一个同步周期中，高压变频调速装置输出电压波形的幅值、相角和频率等都是一个定值。以最小的频率5Hz来看，同步周期为200ms，对于电动机拖动是能够满足要求的。但是，由于低频部分高压变频调速装置输出电压的频率低，运行周期长，比如0.1Hz频率对应的周期是10s，如果仍然按照高频部分的控制方式是不能满足要求的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压变频调速装置的低频合成方法，保证电动机在低频下的稳定运行，实现低频和高频的无扰切换。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种高压变频调速装置的低频合成方法，在高压变频调速装置整个调频过程中，以5Hz为临界点分为低频部分和高频部分，0～5Hz为低频部分，5～50Hz为高频部分，其特征在于：低频部分在固定的同步时间下，主控制器与功率单元采用光纤通信控制，主控制器给功率单元发送的通信控制量是电压、角度和角速度，功率单元根据接收到的通信控制量计算出每个载波输出的脉冲宽度，实现在一个同步周期内各载波输出电压的幅值、相角和频率连续变化。

优选地，所述通信控制量电压，用于确定载波输出电压的幅值；所述通信控制量角度，用于确定载波输出电压的相角；所述通信控制量角速度，用于确定载波输出电压的频率。

优选地，所述功率单元根据接收到的通信控制量计算出每个载波输出的脉冲宽度的方法是：功率单元首先按照前后两次接收到的控制量角速度确定角加速度a，然后根据这个角加速度a计算每个输出脉冲对应的角速度和角度，最后确定每个输出脉冲对应的占空比值。

优选地，所述低频部分每个脉冲输出的电压波形是连续变化的正弦波。

本发明提供的高压变频调速装置的低频合成方法在智能功率单元的基础上，对低频部分采用与高频部分不同的控制方式，根据接收到的控制量对脉冲宽度加以控制，使一个同步周期内输出波形连续变化，即将离散化时间缩小到了载波周期，实现了电动机在低频下的稳定运行和升降频，实现了低频和高频的无扰切换。

附图说明

图1为期望输出的从1Hz变化到2Hz的正弦调制信号示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

图1所示为期望输出的从1Hz变化到2Hz的正弦调制信号。假设同步周期为0.2s，主控制器根据要求的目标频率及频率变化速度确定在每个同步时刻的输出电压、角度和角速度，通过光纤发送给各功率单元，频率=角速度／2π。

功率单元取载波频率为200Hz，载波周期为5ms，则在一个同步周期有40个载波，即对应40个输出脉冲。基于智能功率单元的优势，功率单元内部按照前后两次的控制量角速度确定当前同步周期的角加速度a，根据这个角加速度a计算同步周期中40个输出脉冲分别对应的角速度(或者频率)和角度，最后确定这40个输出脉冲分别对应的占空比值，达到最终与主控制器发送给功率单元的数据一致，这样便实现了在一个同步周期内输出波形的连续变化，即将离散化时间缩小到了载波周期，满足了高压变频调速装置快速升降频的要求。

本发明提供的高压变频调速装置的低频合成方法在智能功率单元的基础上，对低频部分采用与高频部分不同的控制方式，根据接收到的控制量对脉冲宽度加以控制，实现了电动机在低频下的稳定运行和升降频，对高压变频调速装置的国产化技术的提高具有重大意义。