CN105425171A - 一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法 - Google Patents
一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,步骤是:测量变频器三相交流输入线电压,输出线电压向量;对采集的线电压进行Clark变换,得到两相静止αβ坐标系下的电压;经基于二阶广义积分器的相角偏移方案,计算两相静止αβ坐标系下的电压正序分量;对电压正序分量依次进行锁相环及dq0变换,得到电压的d轴分量,并将该d轴分量与设定阈值相比较,判断交流电压是否发生跌落。此种检测方法可在电网发生不对称故障时,快速、准确检测交流电压的跌落。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域,特别涉及一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,用以实现变频器低电压穿越电源电压跌落的快速、准确检测。
背景技术
变频器低电压穿越电源的工作原理如图1所示,电源的输入和变频器并联,输出接到变频器的直流母线,当输入的三相交流电发生跌落时,低电压穿越电源启动,维持变频器直流母线电压不变,以保证其正常运行。不论低电压穿越电源采用哪种拓扑,对电压跌落检测算法都要求快速性和准确性。
由于电网故障形式多种多样,有对称故障和不对称故障,当***发生不对称短路或者较大幅度电压跌落时,三相电压将出现较大比重的负序以及零序分量,常见的有效值计算方法、基波分量法和dq0变换法等低电压检测方法,要经过长时间的有效值运算,检测的实时性较差;如果采用单相电压微分虚拟三相电压,再经dq0变换检测电压跌落,微分算法又会放大电网谐波的影响,不能保证检测的准确性。
基于以上分析,现有的种种电压跌落检测方法存在着缺陷,有待改进,本案由此产生。
发明内容
本发明的目的,在于提供一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,其可在电网发生不对称故障时,快速、准确检测交流电压的跌落。
为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,包括如下步骤:
(1)测量变频器三相交流输入线电压Vab、Vbc、Vca,输出线电压向量Vabc=[VabVbcVca]T;
(2)对采集的线电压进行Clark变换,得到两相静止αβ坐标系下的电压Vαβ;
(3)经基于二阶广义积分器的相角偏移方案,计算两相静止αβ坐标系下的电压正序分量
(4)对电压正序分量依次进行锁相环及dq0变换,得到电压的d轴分量ud;
(5)将ud与设定阈值相比较,判断交流电压是否发生跌落。
上述步骤(1)中,三相交流输入线电压Vab、Vbc、Vca的表达式分别为:
其中,U1为电网基波正序分量有效值,ω为基波角频率,为电压初相角。
上述步骤(2)中,具体的变换过程是:
[Vαβ]=[VαVβ]T=[Tαβ][Vabc]
其中,Clark变换矩阵为:
上述步骤(3)中,两相静止αβ坐标系下的电压正序分量的表达式是:
其中,Vαβ为两相静止αβ坐标系下的电压,
上述步骤(4)中,电压的d轴分量ud通过下式计算:
其中,θ为锁相环输出角度,为电压正序分量的α轴分量,为电压正序分量的β轴分量。
采用上述方案后,与以往的电压跌落检测方法相比,本发明采用SOGI变换的方式对原始数据进行处理,从而可以滤除原始故障电压中的谐波,同时延时小,能够更快更准确地得到需要的结果,可有效抑制电压跌落时谐波的影响,抗扰能力强,可靠性更高,双二阶积分算法获得正序分量又能保证检测的快速性,能快速、准确地检测出电压跌落的发生,保证变频器的安全稳定运行。
附图说明
图1是低电压穿越电源的***示意图;
图2是本发明的原理示意图;
图3是二阶广义积分器的原理图;
图4是本发明判断电压跌落的原理图。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明的技术方案进行详细说明。
如图2所示,本发明提供一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,包括如下步骤:
(1)在T1时刻,测量变频器的三相交流输入线电压Vab、Vbc、Vca,其表达式分别为:
其中,U1为电网基波正序分量有效值,ω为基波角频率,为电压初相角。
则线电压向量可表示为Vabc=[VabVbcVca]T。
(2)对前述采集的三相交流输入线电压进行Clark变换,得到两相静止αβ坐标系下的电压为:
[Vαβ]=[VαVβ]T=[Tαβ][Vabc]
其中,Clark变换矩阵为:
(3)采用基于二阶广义积分器(SOGI)的90°相角偏移方案来产生两相正交信号,实现对输入信号的相角偏移,同时滤除高次谐波,具体的控制框图可参见图2所示。
SOGI单元是二阶广义积分器,其传递函数如下式所示,控制原理见图3。
利用对称分量法,三相电压Vabc的正序分量可以表示为:
其中,[T+]为分解变换矩阵,表达式为:
因此,两相静止αβ坐标系下的电压正序分量为:
其中,
(4)将步骤(3)中经SOGI相角偏移后的正序分量依次经锁相环和dq0变换,得到电压的d轴分量ud,其可表征正序分量的幅值;
其中,θ为锁相环输出角度。
(5)如图4所示,将d轴分量ud与设定阈值比较,判断交流电压是否发生跌落。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)测量变频器三相交流输入线电压Vab、Vbc、Vca,输出线电压向量Vabc=[VabVbcVca]T;
(2)对采集的线电压进行Clark变换,得到两相静止αβ坐标系下的电压Vαβ;
(3)经基于二阶广义积分器的相角偏移方案,计算两相静止αβ坐标系下的电压正序分量
(4)对电压正序分量依次进行锁相环及dq0变换,得到电压的d轴分量ud;
(5)将ud与设定阈值相比较,判断交流电压是否发生跌落。
2.如权利要求1所述的一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,其特征在于:所述步骤(1)中,三相交流输入线电压Vab、Vbc、Vca的表达式分别为:
其中,U1为电网基波正序分量有效值,ω为基波角频率,为电压初相角。
3.如权利要求1所述的一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,其特征在于:所述步骤(2)中,具体的变换过程是:
[Vαβ]=[VαVβ]T=[Tαβ][Vabc]
其中,Clark变换矩阵为:
4.如权利要求1所述的一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,其特征在于:所述步骤(3)中,两相静止αβ坐标系下的电压正序分量的表达式是:
其中,Vαβ为两相静止αβ坐标系下的电压,
5.如权利要求1所述的一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法,其特征在于:所述步骤(4)中,电压的d轴分量ud通过下式计算:
其中,θ为锁相环输出角度,为电压正序分量的α轴分量,为电压正序分量的β轴分量。
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