本發(fā)明涉及pwm變頻器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電力推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)的日益成熟，加之海工船舶特殊作業(yè)的需求，使得船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)廣泛用于海洋工程領(lǐng)域。在電力推進(jìn)系統(tǒng)中，變頻器是極其重要的組成部分。從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，變頻器可分為電流源型變頻器和電壓源型變頻器。由于pwm電流源型變頻器具有輸出電流波形好、輸出功率易于調(diào)節(jié)、良好的短路保護(hù)能力、直流側(cè)電感可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，使其非常適用于船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中。為實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制目標(biāo)，如電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，最優(yōu)化控制，電壓傳感器必不可少。

目前為降低系統(tǒng)成本，提升系統(tǒng)可靠性，已有相應(yīng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無(wú)電網(wǎng)電壓傳感器的控制，其核心思想是利用直流側(cè)電壓和變頻器數(shù)學(xué)模型重構(gòu)交流側(cè)電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)器，可用觀(guān)測(cè)器輸出值作為電網(wǎng)電壓實(shí)際值去實(shí)現(xiàn)變頻器相應(yīng)的控制。但是該技術(shù)只考慮了采樣的理想情況，未考慮實(shí)際情況，在實(shí)際電路中，為了準(zhǔn)確檢測(cè)直流電壓值，有效矢量作用時(shí)間必須持續(xù)一個(gè)最小采樣時(shí)間。當(dāng)變頻器處于低調(diào)制區(qū)或者參考矢量位于扇區(qū)邊界附近(非觀(guān)測(cè)區(qū)域)時(shí)，如圖1所示，(a)為低調(diào)制區(qū)電流矢量空間圖，(b)為非觀(guān)測(cè)區(qū)域電流矢量空間圖。由于有效矢量作用時(shí)間小于電壓采樣時(shí)間，此時(shí)該技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓的準(zhǔn)確采樣，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)器的輸出值與實(shí)際電壓值存在較大偏差，不能用于變頻器的控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法、裝置及系統(tǒng)，在分析虛擬磁鏈觀(guān)測(cè)思想和變頻器數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，通過(guò)修改有效矢量作用時(shí)間的方法解決了低調(diào)制區(qū)域和非觀(guān)測(cè)區(qū)域下的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)問(wèn)題，有效提升了電網(wǎng)觀(guān)測(cè)器的電壓觀(guān)測(cè)精度。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法，包括：

當(dāng)變頻器參考電流矢量位于低調(diào)制區(qū)或非觀(guān)測(cè)區(qū)時(shí)，對(duì)參考電流矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整；

根據(jù)調(diào)整后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，以觀(guān)測(cè)電流源型變頻器電網(wǎng)電壓。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，當(dāng)變頻器參考電流矢量位于低調(diào)制區(qū)或非觀(guān)測(cè)區(qū)時(shí)，對(duì)參考電流矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，具體包括：

當(dāng)變頻器參考電流矢量位于低調(diào)制區(qū)時(shí)，根據(jù)第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表，對(duì)參考電流矢量的作用矢量及作用時(shí)間進(jìn)行調(diào)整；

當(dāng)變頻器參考電流矢量位于非觀(guān)測(cè)區(qū)時(shí)，根據(jù)第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表，對(duì)參考電流矢量的作用矢量及作用時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表、第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表，均滿(mǎn)足以下條件：

一個(gè)周期內(nèi)有兩個(gè)變頻器側(cè)交流電壓可通過(guò)直流電壓傳感器采樣；

修改后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)應(yīng)保持參考矢量的幅值和相角不變。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表包括：六個(gè)扇區(qū)、每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的需要調(diào)整的第一作用矢量，以及每個(gè)第一作用矢量需要調(diào)整的作用時(shí)間；

第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表包括：六個(gè)扇區(qū)、每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)接近的有效矢量、每個(gè)接近的有效矢量對(duì)應(yīng)的需要調(diào)整的第二作用矢量，以及每個(gè)第二作用矢量需要調(diào)整的作用時(shí)間。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，通過(guò)以下方式得到第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表：

將參考電流矢量分別在六個(gè)扇區(qū)中進(jìn)行分解，得到每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效矢量；

根據(jù)有效矢量的作用時(shí)間以及最小采樣時(shí)間，確定需要修正的作用時(shí)間；最小采樣時(shí)間為tmin，即tmin＝toverlap+tset+tad；其中，toverlap為疊流時(shí)間，tset為直流電壓穩(wěn)定時(shí)間，tad為a/d轉(zhuǎn)換時(shí)間；

在有效矢量的反方向分別加入補(bǔ)償矢量，補(bǔ)償矢量的作用時(shí)間為需要修正的作用時(shí)間。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù)有效矢量的作用時(shí)間以及最小采樣時(shí)間，確定需要修正的作用時(shí)間，具體包括：

需要修正的作用時(shí)間＝最小采樣時(shí)間-有效矢量的作用時(shí)間。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，通過(guò)以下方式得到第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表：

將參考電流矢量分別在六個(gè)扇區(qū)中進(jìn)行分解，得到每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的有效矢量，即第一有效矢量、第二有效矢量；

在每個(gè)扇區(qū)中，非觀(guān)測(cè)區(qū)分為兩個(gè)區(qū)域，即接近第一有效矢量區(qū)、接近第二有效矢量區(qū)；

在參考電流矢量接近第一有效矢量區(qū)時(shí)，根據(jù)第二有效矢量的作用時(shí)間以及最小采樣時(shí)間，確定第二有效矢量需要修正的作用時(shí)間；

在第二有效矢量的反方向加入補(bǔ)償矢量，補(bǔ)償矢量的作用時(shí)間為第二有效矢量需要修正的作用時(shí)間；

在參考電流矢量接近第二有效矢量區(qū)時(shí)，根據(jù)第一有效矢量的作用時(shí)間以及最小采樣時(shí)間，確定第一有效矢量需要修正的作用時(shí)間；

在第一有效矢量的反方向加入補(bǔ)償矢量，補(bǔ)償矢量的作用時(shí)間為第一有效矢量需要修正的作用時(shí)間。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù)第二有效矢量的作用時(shí)間以及最小采樣時(shí)間，確定第二有效矢量需要修正的作用時(shí)間，具體包括：

第二有效矢量需要修正的作用時(shí)間＝最小采樣時(shí)間-第二有效矢量的作用時(shí)間；

根據(jù)第一有效矢量的作用時(shí)間以及最小采樣時(shí)間，確定第一有效矢量需要修正的作用時(shí)間，具體包括：

第一有效矢量需要修正的作用時(shí)間＝最小采樣時(shí)間-第一有效矢量的作用時(shí)間。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)裝置，包括：

開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)整模塊，用于在變頻器參考電流矢量位于低調(diào)制區(qū)或非觀(guān)測(cè)區(qū)時(shí)，對(duì)參考電流矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整；

空間矢量脈寬調(diào)制模塊，用于根據(jù)調(diào)整后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，以觀(guān)測(cè)電流源型變頻器電網(wǎng)電壓。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)系統(tǒng)，包括：微處理器以及三相電流源型變頻器；

微處理器包括第二方面所述的電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)裝置；

微處理器與三相電流源型變頻器連接。

本發(fā)明實(shí)施例帶來(lái)了以下有益效果：本發(fā)明實(shí)施例提供的電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法中，當(dāng)采集到的變頻器參考電流矢量位于低調(diào)制區(qū)或非觀(guān)測(cè)區(qū)時(shí)，對(duì)參考電流矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)調(diào)整后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，以觀(guān)測(cè)電流源型變頻器電網(wǎng)電壓。當(dāng)變頻器運(yùn)行在如圖1所示的低調(diào)制區(qū)或非觀(guān)測(cè)區(qū)時(shí)，由于直流電壓采樣所需時(shí)間不足，不能準(zhǔn)確重構(gòu)變頻器側(cè)輸出電壓，進(jìn)而影響電網(wǎng)電壓的觀(guān)測(cè)精度。本發(fā)明實(shí)施例提供電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法，在不改變合成矢量大小和方向的前提下，通過(guò)對(duì)電流參考矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，即對(duì)有效矢量的作用時(shí)間的調(diào)整，得到新的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，這樣觀(guān)測(cè)到的電網(wǎng)電壓準(zhǔn)確度高，因而大大提升了電壓電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)器精度，解決了低調(diào)制區(qū)域和非觀(guān)測(cè)區(qū)域下的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)問(wèn)題。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中變頻器側(cè)輸出電壓不可測(cè)區(qū)域電流矢量圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的一種三相電流源型變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法的流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的另一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法的流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例一提供的另一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法的流程圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例一提供的低調(diào)制區(qū)開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)整方法示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例一提供的低調(diào)制區(qū)調(diào)整后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)分布圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例一提供的另一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法的流程圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例一提供的非觀(guān)測(cè)區(qū)開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)整方法示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例一提供的非觀(guān)測(cè)區(qū)調(diào)整后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)分布圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例一提供的電網(wǎng)電壓matlab仿真波形圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)裝置的示意圖；

圖13為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

目前當(dāng)電流源型變頻器處于低調(diào)制區(qū)或者參考矢量位于扇區(qū)邊界附近(非觀(guān)測(cè)區(qū)域)時(shí)，如圖1所示，由于有效矢量作用時(shí)間小于電壓采樣時(shí)間，現(xiàn)有的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓的準(zhǔn)確采樣，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)器的輸出值與實(shí)際電壓值存在較大偏差，因而不能直接用于變頻器的控制。

基于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法、裝置及系統(tǒng)，在分析虛擬磁鏈觀(guān)測(cè)思想和變頻器數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，通過(guò)修改有效矢量作用時(shí)間的方法解決了低調(diào)制區(qū)域和非觀(guān)測(cè)區(qū)域下的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)問(wèn)題，有效提升了電網(wǎng)觀(guān)測(cè)器的電壓觀(guān)測(cè)精度。

實(shí)施例一：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法，參見(jiàn)圖3所示，該方法包括以下步驟：

s101：當(dāng)變頻器參考電流矢量位于低調(diào)制區(qū)或非觀(guān)測(cè)區(qū)時(shí)，對(duì)參考電流矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

現(xiàn)有的三相電流源型變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示，當(dāng)該電流源型變頻器處于低調(diào)制區(qū)或者參考矢量位于扇區(qū)邊界附近(非觀(guān)測(cè)區(qū)域)時(shí)，如圖1所示，由于有效矢量作用時(shí)間小于電壓采樣時(shí)間，現(xiàn)有的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓的準(zhǔn)確采樣，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)器的輸出值與實(shí)際電壓值存在較大偏差，因而不能用于變頻器的控制。本發(fā)明實(shí)施例提供電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法，在不改變合成矢量大小和方向的前提下，通過(guò)對(duì)電流參考矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，即對(duì)有效矢量的作用時(shí)間的調(diào)整，得到新的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

s102：根據(jù)調(diào)整后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，以觀(guān)測(cè)電流源型變頻器電網(wǎng)電壓。

根據(jù)調(diào)整后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，這樣觀(guān)測(cè)到的電網(wǎng)電壓準(zhǔn)確度高，從而大大提升了電壓電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)器精度，解決了低調(diào)制區(qū)域和非觀(guān)測(cè)區(qū)域下的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)問(wèn)題。

具體的，對(duì)參考電流矢量開(kāi)關(guān)狀態(tài)的調(diào)整過(guò)程參見(jiàn)圖4所示：

s201：當(dāng)變頻器參考電流矢量位于低調(diào)制區(qū)時(shí)，根據(jù)第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表，對(duì)參考電流矢量的作用矢量及作用時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。

s202：當(dāng)變頻器參考電流矢量位于非觀(guān)測(cè)區(qū)時(shí)，根據(jù)第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表，對(duì)參考電流矢量的作用矢量及作用時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。

其中，第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表、第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表，均滿(mǎn)足以下條件：

一個(gè)周期內(nèi)有兩個(gè)變頻器側(cè)交流電壓可通過(guò)直流電壓傳感器采樣；

修改后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)應(yīng)保持參考矢量的幅值和相角不變。

第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表參見(jiàn)表1所示，具體包括：六個(gè)扇區(qū)、每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的需要調(diào)整的第一作用矢量，以及每個(gè)第一作用矢量需要調(diào)整的作用時(shí)間。

表1第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表

第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表參見(jiàn)表2所示，具體包括：六個(gè)扇區(qū)、每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)接近的有效矢量、每個(gè)接近的有效矢量對(duì)應(yīng)的需要調(diào)整的第二作用矢量，以及每個(gè)第二作用矢量需要調(diào)整的作用時(shí)間。

表2第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表

具體的，通過(guò)以下方式得到第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表，參見(jiàn)圖5所示：

s301：將參考電流矢量分別在六個(gè)扇區(qū)中進(jìn)行分解，得到每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效矢量。

當(dāng)參考電流矢量處于低調(diào)制區(qū)時(shí)，也就是調(diào)制比過(guò)低時(shí)，以第一扇區(qū)為例，參見(jiàn)圖6所示，將參考電流矢量分解出第一扇區(qū)內(nèi)的有效矢量和

s302：根據(jù)有效矢量的作用時(shí)間以及最小采樣時(shí)間，確定需要修正的作用時(shí)間。

其中，最小采樣時(shí)間為tmin，即tmin＝toverlap+tset+tad；toverlap為疊流時(shí)間，tset為直流電壓穩(wěn)定時(shí)間，tad為a/d轉(zhuǎn)換時(shí)間。具體的，需要修正的作用時(shí)間＝最小采樣時(shí)間-有效矢量的作用時(shí)間。

以第一扇區(qū)為例，有效矢量和對(duì)應(yīng)的作用時(shí)間為t1,t2，利用最小采樣時(shí)間tmin分別減去有效矢量和對(duì)應(yīng)的作用時(shí)間為t1,t2，得到需要修正的作用時(shí)間t1′、t2′。

s303：在有效矢量的反方向分別加入補(bǔ)償矢量，補(bǔ)償矢量的作用時(shí)間為需要修正的作用時(shí)間。

在有效矢量和的反方向分別加入補(bǔ)償矢量和補(bǔ)償矢量和的作用時(shí)間分別對(duì)應(yīng)上述需要修正的作用時(shí)間t1′、t2′。

下面對(duì)第一扇區(qū)的作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整過(guò)程作詳細(xì)闡述：

當(dāng)調(diào)制比過(guò)低時(shí)，參考電流矢量位于低調(diào)制區(qū)，其在第一扇區(qū)分解所得有效矢量和的作用時(shí)間太短，t1<tmin、t2<tmin，此時(shí)無(wú)法滿(mǎn)足直流電壓的采樣要求。為方便下文分析，令：

為保證直流電壓采樣時(shí)間，首先將和的作用時(shí)間t1,t2修改為t1′＝δt1+t1＝tmin、t2′＝δt2+t2＝tmin。此時(shí)非零空間電流矢量和作用期間內(nèi)均能準(zhǔn)確對(duì)直流母線(xiàn)電壓采樣。為保證合成的參考矢量不變，在和的反方向分別加入一個(gè)補(bǔ)償矢量其作用時(shí)間分別為t3＝δt1、t4＝δt2，綜上所述，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，各個(gè)矢量的持續(xù)時(shí)間為：

式中，t1′為修正后的矢量作用時(shí)間；t2′為修正后的矢量作用時(shí)間；t3為矢量作用時(shí)間；t4為矢量作用時(shí)間；t0′為修正后的零矢量作用時(shí)間。

以此類(lèi)推，可以分別計(jì)算出六個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的作用矢量的作用時(shí)間，生成所述第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表。根據(jù)第一預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表修正后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)分布情況如圖7所示。

具體的，通過(guò)以下方式得到第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表，參見(jiàn)圖8所示：

s401：將參考電流矢量分別在六個(gè)扇區(qū)中進(jìn)行分解，得到每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的有效矢量，即第一有效矢量、第二有效矢量；在每個(gè)扇區(qū)中，非觀(guān)測(cè)區(qū)分為兩個(gè)區(qū)域，即接近第一有效矢量區(qū)、接近第二有效矢量區(qū)。

s402：在參考電流矢量接近第一有效矢量區(qū)時(shí)，根據(jù)第二有效矢量的作用時(shí)間以及最小采樣時(shí)間，確定第二有效矢量需要修正的作用時(shí)間；在第二有效矢量的反方向加入補(bǔ)償矢量，補(bǔ)償矢量的作用時(shí)間為第二有效矢量需要修正的作用時(shí)間。

具體的，第二有效矢量需要修正的作用時(shí)間＝最小采樣時(shí)間-第二有效矢量的作用時(shí)間。

s403：在參考電流矢量接近第二有效矢量區(qū)時(shí)，根據(jù)第一有效矢量的作用時(shí)間以及最小采樣時(shí)間，確定第一有效矢量需要修正的作用時(shí)間；在第一有效矢量的反方向加入補(bǔ)償矢量，補(bǔ)償矢量的作用時(shí)間為第一有效矢量需要修正的作用時(shí)間。

具體的，第一有效矢量需要修正的作用時(shí)間＝最小采樣時(shí)間-第一有效矢量的作用時(shí)間。

下面對(duì)第一扇區(qū)的作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整過(guò)程作詳細(xì)闡述：

當(dāng)參考矢量位于非觀(guān)測(cè)區(qū)域，即參考矢量接近扇區(qū)邊界時(shí)，以第一扇區(qū)為例，參見(jiàn)圖9所示，參考矢量接近扇區(qū)邊界分為接近有效矢量和接近有效矢量兩種情況。當(dāng)接近時(shí)，t1≥tmin、t2<tmin；當(dāng)iref接近時(shí)，t1<tmin、t2≥tmin。以參考矢量接近為例進(jìn)行分析，當(dāng)t1<tmin、t2≥tmin時(shí)，將t1修改為t1′＝δt1+t1＝tmin，t2保持不變，為維持合成后的參考矢量不變，加入方向與矢量i6相反的補(bǔ)償矢量i3，其作用時(shí)間為t3＝δt1。綜上所述，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，各個(gè)矢量的持續(xù)時(shí)間為：

式中，t1′為修正后的矢量作用時(shí)間；t2′為修正后的矢量作用時(shí)間；t3為矢量作用時(shí)間；t0′為修正后的零矢量作用時(shí)間。

以此類(lèi)推，可以分別計(jì)算出六個(gè)扇區(qū)中，在接近第一有效矢量區(qū)和接近第二有效矢量區(qū)時(shí)對(duì)應(yīng)的作用矢量的作用時(shí)間，生成所述第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表。根據(jù)第二預(yù)設(shè)作用矢量及作用時(shí)間調(diào)整表修正后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)分布情況如圖10所示。

此外，通過(guò)matlab分別對(duì)現(xiàn)有技術(shù)觀(guān)測(cè)到的電網(wǎng)電壓和本發(fā)明實(shí)施例提供的方法觀(guān)測(cè)到的電網(wǎng)電壓進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果如圖11所示，其中，(a)為基于目前技術(shù)的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)值與實(shí)測(cè)電壓波形對(duì)比圖，(b)為基于本發(fā)明實(shí)施例所提供的電流型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)值與實(shí)測(cè)電壓波形對(duì)比圖。

由仿真結(jié)果可知，雖然基于當(dāng)前技術(shù)觀(guān)測(cè)到的的電網(wǎng)電壓輸出值波形與實(shí)際值波形幅值基本一致，但是波形存在少許毛刺，影響了變頻器的控制性能。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例所提供的電流源型變頻器觀(guān)測(cè)方法觀(guān)測(cè)到的電網(wǎng)電壓有效消除了由于低調(diào)制比和非觀(guān)測(cè)區(qū)域情形下的毛刺，大大提升了電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)精度，提升了變頻器的控制性能。

本發(fā)明實(shí)施例提供電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)方法，在不改變合成矢量大小和方向的前提下，通過(guò)對(duì)電流參考矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，即對(duì)有效矢量的作用時(shí)間的調(diào)整，得到新的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，這樣觀(guān)測(cè)到的電網(wǎng)電壓準(zhǔn)確度高，因而大大提升了電壓電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)器精度，解決了低調(diào)制區(qū)域和非觀(guān)測(cè)區(qū)域下的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)問(wèn)題。

實(shí)施例二：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)裝置，參見(jiàn)圖12所示，該裝置包括：開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)整模塊11、空間矢量脈寬調(diào)制模塊12。

其中，開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)整模塊11，用于在變頻器參考電流矢量位于低調(diào)制區(qū)或非觀(guān)測(cè)區(qū)時(shí)，對(duì)參考電流矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整；空間矢量脈寬調(diào)制模塊12，用于根據(jù)調(diào)整后的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，以觀(guān)測(cè)電流源型變頻器電網(wǎng)電壓。

本發(fā)明實(shí)施例提供的電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)裝置中，各個(gè)模塊的具體實(shí)現(xiàn)可參見(jiàn)前述方法實(shí)施例，在此不再贅述。

實(shí)施例三：

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)系統(tǒng)，參見(jiàn)圖13所示，該系統(tǒng)包括：微處理器21以及三相電流源型變頻器22。

其中，微處理器21包括實(shí)施例二所述的電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)裝置211；微處理器21與三相電流源型變頻器22連接。

本發(fā)明實(shí)施例提供電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)微處理器中的電流源型變頻器電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)在不改變合成矢量大小和方向的前提下，通過(guò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)整模塊對(duì)電流參考矢量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，即對(duì)有效矢量的作用時(shí)間的調(diào)整，得到新的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而通過(guò)空間矢量脈寬調(diào)制模塊進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，這樣觀(guān)測(cè)到的電網(wǎng)電壓準(zhǔn)確度高，因而大大提升了電壓電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)器精度，解決了低調(diào)制區(qū)域和非觀(guān)測(cè)區(qū)域下的電網(wǎng)電壓觀(guān)測(cè)問(wèn)題。

在本發(fā)明實(shí)施例的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷(xiāo)售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述實(shí)施例，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。