[发明专利]功率因数校正的电流锁相环控制方法及电机控制系统

说明书

本发明公开了一种功率因数校正的电流锁相环控制方法及电机控制系统，包括：获取交流侧电源的电压过零点信号后，根据预设的功率器件开关频率得到锁相环同步脉冲数；根据锁相环同步脉冲数、锁相环中断周期和电机绕组目标电流采用正弦脉宽调制法控制功率器件在每个锁相环中断周期的导通和导通时间，以使电源输出给电机供电的正弦波电流。基于功率因数校正，对电机电流的斩波控制，使输入侧电源电流按正弦波变化输出，以对电机供电，保证电机正常运转的同时提高功率因数。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种功率因数校正的电流锁相环控制方法及电机控制系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

根据目前环保节能的要求，需要在用电设备输入侧具有较高的功率因数，现有电机控制器的输入侧一般都采用不可控整流电路，导致了系统功率因数过低，而有源功率因数校正是指通过有源电路(主动电路)使得输入功率因数提高，控制开关器件以使输入电流波形跟随输入电压波形，实现较高的功率因数。为了实现单位功率因数，目前常规的方法是通过单独的功率因数校正电路，实现对功率因数的提高。但是该种方法会增加控制器的体积和系统成本，竞争优势不明显，尤其在小功率的应用场合造成比其他类型电机成本高的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种功率因数校正的电流锁相环控制方法及电机控制系统，实现功率因数校正，对电机电流的斩波控制，使输入侧电源电流按正弦波变化输出，以对电机供电，保证电机正常运转的同时提高系统功率因数。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种功率因数校正的电流锁相环控制方法，包括：

获取交流侧电源的电压过零点信号后，根据预设的功率器件开关频率得到锁相环同步脉冲数；

根据锁相环同步脉冲数、锁相环中断周期和电机绕组目标电流采用正弦脉宽调制法控制功率器件在每个锁相环中断周期的导通和导通时间，以使电源输出给电机供电的正弦波电流。

作为可选择的实施方式，所述功率器件包括第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件，第一功率器件首先导通，若第一功率器件导通后，电源输出的电流大于电机绕组目标电流，则将剩余电流给储能电容充电。

作为可选择的实施方式，若第一功率器件导通后，电源输出的电流小于电机绕组目标电流，则控制第二功率器件导通，由储能电容供电。

作为可选择的实施方式，第三功率器件一直导通，在电源输出的电流大于电机绕组目标电流，控制第三功率器件关断。

作为可选择的实施方式，正弦脉宽调制法的调制过程为：其中，T为锁相环中断周期；T_i为每个锁相环中断周期内功率器件的导通时间；M为调制深度系数；i＝1～N为锁相环控制的计数；N为锁相环同步脉冲数。

作为可选择的实施方式，锁相环同步脉冲数随功率器件开关频率的增大而增加。

第二方面，本发明提供一种电机控制器，包括：

脉冲获取单元，被配置为获取电源的电压过零点信号后，根据预设的功率器件开关频率得到锁相环同步脉冲数；

调制单元，被配置为根据锁相环同步脉冲数、锁相环中断周期和电机绕组目标电流采用正弦脉宽调制法控制功率器件在每个锁相环中断周期的导通和导通时间，以使电源输出给电机供电的正弦波电流。

第三方面，本发明提供一种电机控制系统，其特征在于，包括：电机、电源和第二方面所述的电机控制器；电机控制器采用第一方面所述的控制方法控制电源输出给电机供电的正弦波电流。

作为可选择的实施方式，该系统还包括储能电容，所述储能电容用于存储功率器件导通后的剩余电流。