[實用新型]電勵磁同步電動機的轉子位置與速度測量控制裝置

無效

• 申請號: 201020541127.1
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN201789464U
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 鄧先明;譚國俊;何鳳有;張曉;王磊
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;徐州中礦大傳動與自動化有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本實用新型涉及一種同步電動機的測量控制裝置，特別是一種電勵磁同步電動機的轉子位置與速度測量控制裝置。

背景技術

在高性能的同步電動機矢量控制系統中，轉子位置和速度的閉環控制環節必不可少。基于速度傳感器的控制系統，采用光電碼盤、測速發電機等機械速度傳感器來進行電機速度檢測，并反饋轉速信號。這些系統對轉子位置的檢測能力較差，同時機械速度傳感器存在安裝問題，并且增加了系統的維護工作量。

目前的無速度傳感器控制系統，利用檢測電機定子電壓、電流等物理量，結合轉子磁路的不對稱性進行位置和速度估計以取代機械傳感器。該系統解決了機械速度傳感器帶來的問題，降低了系統成本，但是目前的估算方法對電機參數的依賴性強，而且計算和控制比有傳感器系統復雜，響應較慢，低速動態響應特性較差。

因此，良好的轉子位置與速度測量方法和裝置是提高同步電動機拖動控制系統可靠性和準確性的技術保障。

發明內容

本實用新型的目的是要克服已有技術中的不足之處，提供一種電勵磁同步電動機的轉子位置與速度測量控制裝置，解決同步電動機速度閉環控制系統硬件結構復雜的問題，同時提高控制系統的可靠性和準確性。

為實現上述目的，本實用新型電勵磁同步電動機的轉子位置與速度測量控制裝置，同步電動機轉子勵磁繞組連接至轉子直流電源；同步電動機定子繞組與定子功率變換器相連接，定子功率變換器通過三相電源開關連接至定子三相交流電源；電壓互感器的兩個測量端分別連接至同步電動機轉子勵磁繞組兩端，電壓互感器的輸出端連接至系統控制器；系統控制器分別與定子功率變換器和轉子直流電源相連接，系統控制器上連接有信號設置設備；所述的電壓互感器與系統控制器之間連接有信號濾波器。

有益效果：由于采用了上述方案，在轉子位置和速度測量的裝置中不采用機械速度傳感器裝置，利用電勵磁同步電動機本身的機械結構和其中的電磁關系，使用定子側注入高頻信號的方法，測量出轉子位置和速度，達到了良好的控制效果。對隱極式電勵磁同步電動機和凸極式電勵磁同步電動機都適用。對于電勵磁同步電動機速度閉環控制系統省略了機械速度傳感器，簡化了系統結構，增強了系統的可靠性，提高了速度控制的精度。解決了同步電動機速度閉環控制系統硬件結構復雜的問題，提高了控制系統的可靠性和準確性。

附圖說明

圖1為電勵磁同步電動機轉子位置與速度測量原理圖；

圖2為電勵磁同步電動機轉子位置與速度的測量及控制系統圖。

圖中：1、定子三相交流電源；2、三相電源開關；3、定子功率變換器；4、信號設置設備；5、系統控制器；6、信號濾波器；7、電壓互感器；8、轉子直流電源；9、同步電動機定子繞組；10、同步電動機定子；11、同步電動機轉子；12、同步電動機轉子勵磁繞組。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述：

本實用新型電勵磁同步電動機的轉子位置與速度測量控制裝置，主要由電勵磁同步電動機及其測量控制系統組成，同步電動機轉子勵磁繞組12連接至轉子直流電源8；同步電動機定子繞組9與定子功率變換器3相連接，定子功率變換器3通過三相電源開關2連接至定子三相交流電源1；定子功率變換器3采用常規的功率變換器；電壓互感器7的兩個測量端分別連接到同步電動機轉子勵磁繞組12的兩端，電壓互感器7的輸出端經信號濾波器6連接到系統控制器5；信號濾波器6采用目前常規的信號濾波器；信號設置設備4與系統控制器5連接，信號設置設備4為常規電路，系統控制器5采用常規的控制器；系統控制器5同時與定子功率變換器3和轉子直流電源8相連接。系統控制器5依據信號設置設備4的輸入信號和檢測出的轉子速度信號對定子功率變換器3和轉子直流電源8進行控制。