与单相二极管整流器功率因数改善室内永磁电机

G.Sukant¹,N.Jayalakshmi²

PG学生先生安达Alagar工程学院Tamilnadu,印度
Tamilnadu PG学生,CEG校园,钦奈,印度

文摘

变速交流电动机驱动系统用于家用电器都需要功率因数校正电路。的主要目标是实现减少谐波污染的源端和传输效率的提高。功率因数校正方法使用一个inverter-driven室内永磁电机提出了这里。提出系统实现高功率因数的单相二极管整流器通过使用三相脉冲宽度调制逆变器和一个IPM电机。逆变器有两个功能。它调节IPM电机的速度控制source-side-current波形通过调节dq轴电流与输入电压同步。高功率因素在源端操作获得通过调节为单相,三相逆变器输出功率转换器的减少尺寸,重量和电路的功率损耗。因此,一种改进的功率因数可以通过该控制方法比传统的控制方法。

关键字

室内永磁同步电动机驱动、变频器,功率因数校正。

I.INTRODUCTION

变速传动是一种调速驱动器用于机电传动系统来控制交流电动机通过改变电动机转速和转矩输入频率和电压。变速交流电动机系统已经应用于家用电器,从缓解全球环境问题的角度。在住宅空调的应用程序中,控制压缩机的变速电机驱动将使系统整体优化,可以大大降低能源消耗。为了进一步节约能源和资源,电力转换器配备整流器需要达到很高的效率和高功率因素;他们也需要小型和低生产成本。另一方面,对改善电能质量的需求的ac来源已成为一个令人担忧,因为这些电器的使用量迅速增加。

近年来,变速交流电动机驱动系统中使用的家用电器都需要功率因数校正电路。他们的主要目标是实现减少谐波污染的源端和传输效率的提高。它的目的是尽量减少不必要的影响引入的电子设备在电力系统电源和利用可用的能力。

在[6]的一份报告中,提出了一种逆变器内部永磁同步电动机驱动系统和逆变器控制策略来获得统一单相二极管整流器的功率因数运行。功率因数统一操作是通过高频振动的效果。额外的电流控制器基于直接转矩控制提高了输入电流波形。数字化的实现直接转矩控制(DTC),非常短的采样间隔是必要的,从而导致计算量较大的控制器。因此,驱动器的控制策略与小家用电器能源储存在直流环节基于磁场定向控制恒定开关频率可以使用。这往往会减少尺寸、重量和成本的驱动系统。本文提出一种新的变速电机传动系统包含一个三相永磁电机内部。最近,室内永磁同步电机(IPMSM)越来越流行的应用程序(如牵引和机器轴驱动器,空调压缩机,电动汽车、集成初学者/发电机。IPMSM越来越关注的原因是由于其诱人的特征像效率高、功率密度高、高扭矩/惯量比,操作速度范围宽,免费维护。该系统包括二极管整流器,三相逆变器和一个小薄膜电容器。 The motor speed is controlled averagely because the three-phase output power includes many ripple synchronous with the single-phase source voltage. The proposed control method is based on inverter output power for a q-axis current controller. Further, in order to improve its power factor, the inverter also regulates the d-axis current synchronous with the input voltage. The effectiveness of the proposed system is compared with open loop circuit without the implementation of controllers.

二世。提出了电源转换器

图1显示了该电源转换器由单相二极管整流器,对面的一个小影片电容器直流母线和三相电压源逆变器[6]。有许多涟漪在直流母线电压,减少电容器的容量。所以小薄膜直流环节电容中只需要提出的电源转换器。这些涟漪让输入电压与输入电流波形是同步的,因此,输入功率因数提出系统的改进。薄膜电容器用于吸收脉动电流由于直流环节逆变器的脉宽调制开关。

三世。功率因数提高的原则

第四,逆变器控制方法对高功率因数

答:输入电流和负载功率的关系

高功率因数的原理与单相电路源如图4所示。假定负载的瞬时功率振动频率两倍的电源频率,输入电压的同步[2]。

因此,获得单位功率因数的瞬时功率负载连接到单相电源必须控制波纹与同步输入电压频率的两倍。

B。逆变器输出功率反馈控制方法

输入功率的关系,直流环节电容权力和逆变器输出功率是由方程(11)。

逆变器输出功率可以获得输入功率和直流环节补偿功率使用(11)的关系。

c . d-axis与电压源电流控制同步

Vm时获得较高的功率因数较小的波纹带直流环节电压比较大。直流环节电压的增加电动势的影响时,电动机转速增加。结果,输入功率因数降低,电流谐波分量增加。为了解决这个问题,d-axis近似值的电流是由磁控制方法[4]。磁的知名d-axis当前的控制律可以应用于该系统。

为了控制d-axis电流场,削弱当前引用id d-axis *方程计算的跟进。

d控制框图

图5显示了控制框图提出系统的闭环PI控制器的实现。使用了相同的电机和系统规范的开环。参考速度设置为额定转速(定值),这是与电动机的速度和误差值的PI控制器。这是作为参考输入功率输出。速度PI控制器的输出对应的峰值所需的输入功率系统。d-axis和q-axis公园获得的电流变换的检测阶段电流由PI控制器。d-axis当前的规定进一步提高了功率因数。引用是通过解耦控制的电压输出的PI控制器。

在这方面,直流母线电压变化同步与输入电源。由于直流环节的纹波电压,输出d和q-axis电流PI控制器的饱和。因此,源电流包括谐波失真。提高输入电流波形,PI控制方法,占的逆变器的电压限制d和q-axis电流。

V。仿真结果

所提出的控制策略是使用MATLAB软件模拟。图6和图7显示了输入电压和输入电流响应的仿真系统。输入电流图显示,输入功率因数过低(输入电压和输入电流的相位彼此)。图8和9显示了输入

提出了模拟电路的电压和输入电流闭环PI控制器的实现。输入电流响应与输入电压同相。因此,输入功率因数已得到改进与实现的闭环PI控制器的速度和电流反馈相比,开环反应。

六。结论

这样一种新的PFC方法使用一个inverter-driven IPM电机提出了这里。本文还提出了一种新的逆变器控制方法以获得较高的功率因数。功率因数的控制方法比传统的控制方法。计算功率因数的控制方法与控制器的实现使用0.99(7)在额定负载条件。电流的大小可以通过进一步优化PI控制器。这个方法也消除了使用大型电解电容器,电感器和高频开关装置。

引用

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