一种泵升电压再生制动控制电路的设计

33相位同步控制电路

变流器工作于逆变状态时，为了获得较大的能量回馈，当回馈线电流一定时，应当尽量在电网的高电压段进行能量回馈。因此变流器各功率开关器件的开关状态与电网电压的相位应满足如图6所示的同步关系，为此设计了图5所示的同步控制电路。图5中，ug1～ug6分别为功率开关器件S1～S6的导通允许同步控制信号，将图2和图5中A、B、C对应连接在一起，并将系统接入电网，无论相序怎样变化，图6所示的同步关系不变。在此同步关系下，理想的相电压和相电流波形如图7所示。设u1～u6分别为S1～S6的驱动控制信号，高电平导通，低电平关断，驱动控制信号u1～u6可分别由保护信号、电压控制信号Uv、电流控制信号Iv和同步控制信号UTi相与后获得。

图3电压检测与控制信号产生电路

图5同步信号产生电路

图7理想相电压、相电流波形

图6同步输出波形

一种再生制动控制电路的设计

4应用实例分析

在一个DSP控制的同步电机伺服系统中应用时，要求能量回馈功率P=6.5kW，相电压U=220V，变流器的最高开关频率fmax=10kHz，最大允许电流是25A，设定ILH=20A,ILL=10A，UdL=630V,UdH=650V。

41扼流电抗器的计算扼流电抗器在此泵升电压控制电路中起很重要的作用。对它主要有三个方面的要求，即电感量、工作频率和工作电流。对电感量的要求取决于回馈电流的设定值和变流器额定开关频率。假设能量回馈过程中，电抗器承受正向电压为：ΔUon=，在ΔUon的作用下，回馈电流由ILL上升到ILH的时间为ton。每一个电抗器的电感值为L，当IL=ILH时，变流器开关器件关断，则ΔUon=L；ton=L

变流器开关器件关断后的续流过程中，电抗器承受的反向电压值为ΔUoff，在ΔUoff的作用下，电流从ILH下降到ILL的时间为toff,则ΔUoff=；ΔUoff=L；toff=Lf==；L=；由此可见，电抗器的电感量在UdH、ILH、ILL、L确定后，UdL越小，变流器功率开关的开关频率越高。当UdL最小、开关频率最大时，需要的电感量最小，此时UdL=××220sin30°=270V为最小值。电感量的最小值Lmin=1.34mH。

42回馈功率P的估算

当电网电压一定后，回馈功率大小与回馈电流有关，回馈电流为：=；由于三相电压的对称性，能量回馈期间的平均电压为：

U=(ua－ub)d(ωt)=uabd(ωt)=[×Usin(ωt＋)]d(ωt)

=2.34U

则

P=U=2.34U=7.7kW

满足回馈6.5kW的要求。

5结语

通过示波器在上述同步电机伺服系统制动时捕捉到的电压和电流波形如图8所示，与理论分析一致,满足设计要求。在上述系统中的应用，说明此方法是可行的，有一定的实用价值。