[发明专利]一种三相多谐波电流产生方法及装置

说明书

本发明公开了一种三相多谐波电流产生方法及装置，方法包括检测逆变器三相电流，得到第一频率反馈电流和第二频率反馈电流，对反馈电流分别进行各自频率电角度的坐标变换得到旋转坐标系下的直流量；将两种频率的电流指令值与相应频率的反馈电流的直流量做差，差值经变换产生q轴参考电压和d轴参考电压，并通过所述2套q轴参考电压和d轴参考电压与相应频率的电角度计算得到2个三相电压占空比；2个三相电压占空比经调制后得到开关信号，开关信号经三相逆变产生三相多谐波电流。装置包括减法器、电流控制器、加法器、调制模块、三相逆变器和电流检测模块。本发明引入电流检测模块，并采用工业广泛应用的PI控制器，动态响应快，通用性和可靠性强。

技术领域

本发明属于交流传动领域，更具体地，涉及一种三相多谐波电流产生方法及装置。

背景技术

在电力电子功率变换器以及交流传动领域，在很多特殊应用场合下需要对三相交流电路注入谐波电流。由于谐波分量在基波旋转坐标系下仍然是一个交流分量，因此难以使用工业上广泛应用的PI(Proportional Integral，比例积分)控制器对谐波分量进行跟踪。传统方法往往采用PIR(Proportional Integral Resonant，比例积分谐振)控制器来同时跟踪谐波电流分量和基波分量。然而该方法的控制算法相较于PI控制器更复杂，另外必须提前设定谐振频率点，当谐波频率变化较大时跟踪效果也会相应变差。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种三相多谐波电流产生方法及装置，旨在解决现有技术算法复杂、谐波频率变化较大时跟踪效果差的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一方面，本发明提供了一种三相多谐波电流产生方法，包括实时检测逆变器三相电流，得到第一频率反馈电流和第二频率反馈电流，对反馈电流分别进行各自频率电角度的静止坐标到旋转坐标变换得到旋转坐标系下的直流量；将两种频率的电流指令值与相应频率的反馈电流的直流量做差，所述差值经变换产生q轴参考电压和d轴参考电压，并通过2套q轴参考电压和d轴参考电压与相应频率的电角度进行旋转坐标到静止坐标变换得到2个三相电压占空比；2个三相电压占空比经调制后得到开关信号，将所述开关信号经三相逆变产生三相多谐波电流。

本发明将三相电路中两个频率的电流分离出来作为各谐波控制器的反馈变量，各频率的电流控制器分别控制各个频率电流的幅值，得出各自的电压占空比并根据电路叠加原理叠加到总的输出电压上，形成的反馈机制能能有效地跟踪谐波分量。

进一步地，第一频率反馈电流是三相电流和三相电流的共轭之和通过1/2振幅衰减器运算得到的。

进一步地，第二频率反馈电流是三相电流和三相电流的共轭之差通过1/2振幅衰减器运算得到的。

进一步地，三相电流的共轭为上一时刻第一频率的反馈电流减去第二频率的预测电流。

进一步地，第二频率的预测电流为旋转坐标下第二频率的电压指令通过负载模型反算，并经过第二频率电角度的静止坐标到旋转坐标变换得到的。

按照本发明的另一方面，本发明提供了一种三相多谐波电流产生装置，包括第一减法器、第二减法器、第三减法器、第四减法器、第一电流控制器、第二电流控制器、加法器、调制模块、三相逆变器和电流检测模块。

其中，q轴第一频率电流指令和q轴第一频率反馈电流的直流量作为第一减法器的输入，d轴第一频率电流指令和d轴第一频率反馈电流的直流量作为第二减法器的输入，q轴第二频率电流指令和q轴第二频率反馈电流的直流量作为第三减法器的输入，d轴第二频率电流指令和d轴第二频率反馈电流的直流量作为第四减法器的输入，第一减法器和第二减法器的输出作为第一电流控制器的输入，第三减法器和第四减法器的输出作为第二电流器的输入，第一电流器和第二电流器的输出作为加法器的输入，加法器的输出作为调制模块的输入，调制模块的输出作为三相逆变器的输入，三相逆变器的输出作为电流检测模块的输入，电流检测模块输出第一频率反馈电流的直流量和第二频率反馈电流的直流量。