[发明专利]二相正交矢量控制式电磁搅拌器逆变电源

摘要

本发明公开了一种两相正交式电磁搅拌器逆变电源，该电源逆变器采用六桥臂式结构和正交矢量控制方法，完成对两相电磁搅拌器电流和频率的解耦控制，使输出两相低频电流的相位差为90°，第三相与两相电磁搅拌器的中点相连，该相交流电流为其它两相的倍。该正交矢量控制采用电流、频率双闭环控制。电流传感器(19)采集两相电流信号，PI调节(14、15)，通过正交变换(16)，PWM驱动等处理过程，对输出脉冲的频率进行控制，从而控制变频器输出两相正交低频电压的幅值和频率，实现对电磁搅拌器搅拌磁力的矢量控制。该逆变电源提高了电磁搅拌系统的可靠性，减少了无功补偿装置和滤波装置，节省了空间，降低了电磁搅拌器的成本。

主权项

1、一种二相电磁搅拌器逆变电源，包括：一个电抗器(2)，用于平波和改善功率因数；一个整流电路(3)，用于将交流电整流为直流电；一个合闸缓冲电路(4)，利用缓冲电阻，降低合闸时的冲击电流；一个逆变器(7)，用于产生频率和电压可控的交流电源；一个变频器控制单元(5)，用于控制所述逆变器；其特征在于，该逆变电源采用六桥臂式逆变器结构和正交矢量控制方法，实现对二相电磁搅拌器电流和频率的解耦控制，三相六桥臂逆变器的具体结构为逆变器特定的两相能够输出低频相位差是90°的两相正交交流电流，该逆变器具有恒流源特性，与两相电磁搅拌器绕组(8)的输入端连接，两相电磁搅拌器绕组有公共中点，该中点与逆变器的第三相连接，该相交流电流幅值是其他两相电流的倍，在变频器控制单元(5)中，电磁搅拌器电流和频率实现解耦控制的具体方法，是采用正交矢量控制方式，实现频率和电流的双闭环控制，其电流和频率分别采用两个独立的设定通道进行给定值id*，f*的设定，将电流的总给定值和电流的反馈值进行归一化定标数据处理，然后，把频率的给定转化为角频率的表达式，与时间变量进行积分运算(10)，其结果是旋转角度θ*，将角度作为变量赋给正弦和余弦函数，将该三角函数作为坐标变换的基础，然后由电流传感器(19)测量出的两相电流的反馈值进行两相旋转坐标系的坐标变换(11)，得到d-q中的两相正交电流的反馈值id，iq，把电流的总给定值直接赋值给d轴电流的给定值，把q轴电流的给定值设定为零，然后对电流给定值的d-q分量id*，iq*与电流的反馈值id，iq求偏差后，分别经PI调节器(14、15)进行运算，其结果是d-q坐标系中输出电压的给定值Vd*，Vq*，将该给定值利用前述的正弦和余弦函数，进行坐标变换(16)，得到两相正交的低频电压给定值Vα*，Vβ*，第三相的电压给定值是把前述的两相正交低频电压给定值反向后再求和，然后把该三相的给定值VA*，VB*，VC*送入PWM驱动器(18)中，得到了三相不对称PWM电压的驱动信号，利用该信号驱动IGBT三相桥逆变器，得到了电流和频率能分别进行解耦控制的正交低频正弦波电流。