[发明专利]一种电机控制系统和方法

说明书

本发明涉及一种电机控制系统和方法，属于控制技术领域，解决了无法兼顾抑制谐波分量和变频器安全稳定运行的问题。该系统包括：电网侧电抗器和回馈侧电抗器与调节器电连接；控制中心生成第一控制信号至第三控制信号并提供给调节器；当变频器工作在第一、三象限时，通过负载电流补偿单元去除三相交流电压的谐波分量；当变频器工作在第二、四象限时，调节器使回馈电流滤波单元滤除回馈电流中的谐波电流；当判断器确定回馈电流滤波单元工作异常时，回馈电流补偿单元抵消回馈电流中的谐波电流。通过负载电流补偿单元去除驱动电机的三相交流电压的谐波分量，而通过滤波单元或者回馈电流补偿单元去除回馈电流中的谐波分量。

技术领域

本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种电机控制系统和方法。

背景技术

现代电力系统中，随着分布式能源发电涉及到的逆变装置的大规模接入，电网的电能质量特性变得日益复杂，而电网中的谐波也引起了越来越多的关注。谐波这一概念被广泛重视是由于电力电子设备等非线性器件的介入对电网的稳定运行和继电保护的正确动作带来了巨大挑战，同时由于全控型器件大多采用PWM控制技术，系统会产生大量的开关频率次谐波。这不仅会影响到输出电流的波形和质量，而且对锁相环的工作也会带来诸多不利因素。为了电网电能质量，IEEE Std.1547-2003标准对并网电流谐波分量上限值做了如下规定：

当谐波电流为偶数次时，其允许的最大谐波限值为表中奇数次谐波的25％。因此，现有变频器通过滤波器抑制谐波分量时，通常会引入无法稳定运行的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种电机控制系统和方法，用以解决现有系统无法兼顾抑制谐波分量和变频器安全稳定运行的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种电机控制系统包括：调节器、控制中心、电网侧电抗器和回馈侧电抗器、负载电流补偿单元和回馈电流补偿单元，其中，所述电网侧电抗器和所述回馈侧电抗器，分别经由所述调节器的第一输入输出端和第二输入输出端与所述调节器电连接；所述控制中心，经由所述调节器的第三输入输出端与所述调节器通信连接，用于生成第一控制信号至第三控制信号并提供给所述调节器；所述调节器，包括滤波电容器，当所述变频器工作在第一、三象限时，变频器的整流/共用逆变单元生成驱动电机的三相交流电压，通过所述负载电流补偿单元去除所述三相交流电压的谐波分量，或者所述三相交流电压的谐波分量和无功分量；当所述变频器工作在第二、四象限时，所述调节器经由所述第一控制信号和第二控制信号连接所述回馈侧电抗器和所述滤波电容器，使得所述滤波电容器、所述回馈侧电抗器和所述电网侧电抗器构成回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波电流；以及所述控制中心包括判断器，当所述判断器确定所述回馈电流滤波单元工作异常时，所述调节器还用于经由所述第一控制信号和所述第二控制信号断开所述回馈电流滤波单元而经由所述第三控制信号连接所述回馈电流补偿单元以抵消所述回馈电流中的谐波电流。

上述技术方案的有益效果如下：当变频器工作在第一、三象限时，通过负载电流补偿单元去除三相交流电压的谐波分量，或者三相交流电压的谐波分量和无功分量；当变频器工作在第二、四象限时，通过调节器将滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器连接为回馈电流滤波单元(即，LCL滤波单元)，以能够在回馈电流回馈至三相电网之前通过回馈电流滤波单元滤除回馈电流中的谐波分量，从而提高电网的电能质量。可选地，当判断器确定回馈电流滤波单元工作异常时，代替回馈电流滤波单元，通过回馈电流补偿单元生成谐波电流以抵消回馈电流中的谐波分量。

基于上述系统的进一步改进，所述变频器还包括回馈单元，其中，整流单元，与三相电网电连接，以将三相电网电压转换为直流电压，所述电网电压具有第一频率；所述共用逆变单元，与所述整流单元电连接，以将所述直流电压转换为第二频率的所述三相交流电压或者将所述电机制动时的三相交流电压转换为所述直流电压；以及所述回馈单元，其输入端连接至所述整流单元和所述共用逆变单元之间的连接点，其输出端连接至所述回馈侧电抗器，用于将所述直流电压转换为所述三相电网电压以将所述回馈电流回馈至所述电网。