一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置，為了解決由于母線側使用大電解電容后，電解電容成為系統的薄弱環節問題。本實用新型包括單相交流電源、二極管整流濾波器、薄膜電容器、三相電壓型逆變器、永磁同步電機、上位機、控制器、驅動電路、電流傳感器、電壓傳感器和轉速位置檢測模塊。所述上位機與控制器相連，所述單相交流電源通過二極管整流濾波器和薄膜電容器與逆變器相連。本實用新型母線側沒有使用傳統的大電解電容使母線電壓穩定，而是使用薄膜電容來吸收母線電流的高次諧波，具有結構簡單，成本低廉的特點，同時本實用新型由于使用重復控制的控制策略使網側各次電流諧波滿足標準并且實現了網側高功率因數控制，具有較高的實際應用價值。
【專利說明】
一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置，屬于電機控制技術領域。
【背景技術】
[0002]變頻調速永磁電機驅動系統被廣泛應用于家用電器中，尤其是家用空調領域，有利于使提升系統性能并且降低能源消耗。家用空調壓縮機的變頻器前級為單相工頻交流輸入的不可控整流器，母線用大電解電容穩定母線電壓。近年來，電解電容壽命短已成為空調驅動器發生故障的重要因素，而且對每相電流小于16A的家用空調系統，各次電流諧波限值必須滿足IEC61000-3-2的A類標準。因此，為改善網側電流質量，大電解電容的空調系統需要增加功率因數校正電路，這又增加了系統的損耗和成本。采用薄膜電容代替電解電容的無電解電容系統可以有效提高驅動系統的可靠性，并降低成本和體積。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置，以便能夠在不增加額外硬件電路控制系統成本的情況下，通過采用重復控制的方法更好地實現網側諧波電流的有效抑制以及網側高功率因數控制。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下。
[0005]—種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置，包括單相交流電源、二極管整流濾波器、薄膜電容器、三相電壓型逆變器、內置式永磁同步電機、上位機、控制器、驅動電路、電流傳感器、電壓傳感器和轉速位置檢測模塊。所述上位機與控制器相連，所述單相交流電源通過二極管整流濾波器和薄膜電容器與逆變器相連，所述三相電壓型逆變器通過電流傳感器與永磁同步電機相連，所述電流傳感器、電壓傳感器、轉速位置檢測模塊與控制器相連，所述控制器通過驅動電路與三相電壓型逆變器相連;所述控制器包括速度調節器、功率誤差模塊、重復控制單元、電流調節器、解耦控制模塊、電壓約束模塊、Park逆變換單元、SVPffM脈沖調制器、坐標變換單元、飽和補償模塊，所述電流傳感器和轉速位置傳感器通過坐標變換單元與轉矩和電流調節器相連，所述速度調節器通過功率誤差模塊和重復控制單元相連，所述重復控制單元和飽和補償模塊通過電流調節器與解耦控制模塊相連，所述電壓傳感器和解親控制模塊通過電壓約束模塊與Park逆變換單元相連，所述Park逆變換單元通SVPffM脈沖調制器與驅動電路相連。
[0006]進一步地，所述薄膜電容的兩端分別連接所述二極管整流濾波器與三相電壓型逆變器的兩端。
[0007]進一步地，所述電壓傳感器將檢測得到的母線側電壓輸入到控制器。
[0008]本實用新型提出的一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置所達到的效果為:通過采用薄膜電容代替電解電容，可以有效提高驅動系統的可靠性，并降低成本和體積。并且通過采用重復控制的方法，能夠對網側諧波電流進行有效抑制，滿足諧波標準，同時提高了系統的功率因數。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據本實用新型的實施例的永磁同步電機控制裝置的結構框圖。
[0010]圖2是根據本實用新型的實施例的控制器的結構框圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本實用新型。
[0012]如圖1和圖2所示，一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置，包括單相交流電源、二極管整流濾波器、薄膜電容器、三相電壓型逆變器、內置式永磁同步電機、上位機、控制器、驅動電路、電流傳感器、電壓傳感器和轉速位置檢測模塊。所述上位機與控制器相連，所述單相交流電源通過二極管整流濾波器和薄膜電容器與逆變器相連，所述三相電壓型逆變器通過電流傳感器與永磁同步電機相連，所述電流傳感器、電壓傳感器、轉速位置檢測模塊與控制器相連，所述控制器通過驅動電路與三相電壓型逆變器相連;所述控制器包括速度調節器、功率誤差模塊、重復控制單元、電流調節器、解耦控制模塊、電壓約束模塊、Park逆變換單元、SVPffM脈沖調制器、坐標變換單元、飽和補償模塊，所述電流傳感器和轉速位置傳感器通過坐標變換單元與轉矩和電流調節器相連，所述速度調節器通過功率誤差模塊和重復控制單元相連，所述重復控制單元和飽和補償模塊通過電流調節器與解耦控制模塊相連，所述電壓傳感器和解耦控制模塊通過電壓約束模塊與Park逆變換單元相連，所述Park逆變換單元通SVPffM脈沖調制器與驅動電路相連。
[0013]所述電流傳感器和轉速位置傳感器通過坐標變換單元與轉矩和電流調節器相連，所述速度調節器通過功率誤差模塊和重復控制單元相連，所述重復控制單元和飽和補償模塊通過電流調節器與解耦控制模塊相連，所述電壓傳感器和解耦控制模塊通過電壓約束模塊與Park逆變換單元相連，所述Park逆變換單元通SVPffM脈沖調制器與驅動電路相連。如此設置，電流傳感器將所得電機定子側相電流ia、ib與轉速位置檢測模塊得到的轉子角位置Θ相結合，經過坐標變換得到兩相旋轉坐標系電流id和iqdd和iq參與到電流調節器的內部計算;給定轉速ω*與解碼芯片得到的反饋轉速ω相比較，經過速度調節器、功率誤差模塊和重復控制模塊得到電流設定值iq* ;飽和補償模塊是解耦控制模塊得到的電壓值與電壓約束模塊得到電壓值之間的誤差，并參與到電流調節器的內部計算；電壓約束模塊通過電壓傳感器得到電壓約束值Vdc，然后通過解耦控制模塊和與電壓約束模塊得到的修正后的電壓值Ud、Uq，然后和數字解碼芯片得到的轉子角位置Θ相結合，經過Park逆變換得到兩相靜止坐標系的電壓Ua和耶;Ua和耶經過SVPWM模塊得到六路脈沖送給驅動電路，用來驅動逆變器，進而控制永磁同步電機。
【主權項】
1.一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置，其特征在于:包括單相交流電源、二極管整流濾波器、薄膜電容器、三相電壓型逆變器、內置式永磁同步電機、上位機、控制器、驅動電路、電流傳感器、電壓傳感器和轉速位置檢測模塊，所述上位機與控制器相連，所述單相交流電源通過二極管整流濾波器和薄膜電容器與逆變器相連，所述三相電壓型逆變器通過電流傳感器與永磁同步電機相連，所述電流傳感器、電壓傳感器、轉速位置檢測模塊與控制器相連，所述控制器通過驅動電路與三相電壓型逆變器相連;所述控制器包括速度調節器、功率誤差模塊、重復控制單元、電流調節器、解耦控制模塊、電壓約束模塊、Park逆變換單元、SVPffM脈沖調制器、坐標變換單元、飽和補償模塊，所述電流傳感器和轉速位置傳感器通過坐標變換單元與轉矩和電流調節器相連，所述速度調節器通過功率誤差模塊和重復控制單元相連，所述重復控制單元和飽和補償模塊通過電流調節器與解耦控制模塊相連，所述電壓傳感器和解耦控制模塊通過電壓約束模塊與Park逆變換單元相連，所述Park逆變換單元通SVPffM脈沖調制器與驅動電路相連。2.根據權利要求1所述的一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置，其特征在于:薄膜電容的兩端分別連接所述二極管整流濾波器與三相電壓型逆變器的兩端。3.根據權利要求1所述的一種基于重復控制的無電解電容逆變器永磁同步電機控制裝置，其特征在于:所述電壓傳感器將檢測得到的母線側電壓輸入到控制器。
【文檔編號】H02P27/08GK205490281SQ201620293698
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】張中, 趙帥, 楊歡
【申請人】中國礦業大學