[發(fā)明專利]同步電機(jī)變頻啟動(dòng)初始階段雙模控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110314494.7
• 申請(qǐng)日: 2011-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN102368675A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆偉;王社生;吳龍;石祥建;劉為群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02P6/20
• 分類號(hào): H02P6/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)控制領(lǐng)域，特別涉及一種針對(duì)同步電機(jī)靜止變頻啟動(dòng)初始階段的控制方法。

背景技術(shù)

靜止變頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可參考圖1所示，三相全控整流橋和直流電抗器組成直流電流源，三相全控逆變橋?qū)⑵漭敵龅闹绷麟娏髯儞Q成交流電流，再輸入到同步電機(jī)定子。在啟動(dòng)同步電機(jī)時(shí)，在電機(jī)低頻階段(一般小于2Hz)由于采用脈沖換相方式，回路中電流不連續(xù)；并且由于低速階段機(jī)端電壓波形易受干擾，容易造成基于電壓波形的轉(zhuǎn)速測量不準(zhǔn)確，所以在該階段不采用由轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)構(gòu)成的雙環(huán)控制，而是采用直接控制整流橋觸發(fā)角α的開環(huán)控制。通常采用的是定角度控制方式，該控制方式為了克服電機(jī)轉(zhuǎn)子較大的初始阻力，需要設(shè)定比較小的觸發(fā)角α_init0；電機(jī)啟動(dòng)后，隨著速度上升，電機(jī)轉(zhuǎn)子所受阻力矩變大，回路中電流變小，轉(zhuǎn)子動(dòng)力矩會(huì)減小，為了能夠使電機(jī)達(dá)到閉環(huán)控制轉(zhuǎn)速n_oc，定角度控制方式需要選擇比α_init0更小的觸發(fā)角α_init。采用觸發(fā)角α_init雖然能夠使電機(jī)速度從靜止達(dá)到n_oc，但會(huì)造成初始啟動(dòng)時(shí)，一次回路中的電流過沖，不利于設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是針對(duì)前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供同步電機(jī)變頻啟動(dòng)初始階段雙模控制方法，其可提高靜止變頻系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，提高電機(jī)啟動(dòng)初始階段的控制品質(zhì)，提高同步電機(jī)啟動(dòng)成功率。

本發(fā)明為解決以上技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是：

同步電機(jī)變頻啟動(dòng)初始階段雙模控制方法，包括如下步驟：

(1)在同步電機(jī)靜止變頻初始開環(huán)控制階段，以提供克服電機(jī)初始啟動(dòng)阻力的初始動(dòng)力轉(zhuǎn)矩、電流小于額定啟動(dòng)電流為約束條件，確定初始觸發(fā)角；

(2)在同步電機(jī)啟動(dòng)后，以持續(xù)為電機(jī)提供充足動(dòng)力轉(zhuǎn)矩、確保電機(jī)按照需要的轉(zhuǎn)速上升速率平穩(wěn)啟動(dòng)為約束，確定觸發(fā)角變化速度，并使觸發(fā)角以該觸發(fā)角變化速度變化，直至電機(jī)達(dá)到閉環(huán)控制轉(zhuǎn)速，從而完成同步電機(jī)變頻啟動(dòng)初始階段雙模控制。

上述步驟(1)中，根據(jù)下式確定初始觸發(fā)角：

arccos(k*rD*In1.35*UR)<αinit0<arccos(rD*Iinit1.35*UR);]]>

其中，α_init0是初始觸發(fā)角；k是初始啟動(dòng)電流裕度系數(shù)，0.1＜k＜1；r_D是回路電阻；I_n是靜止變頻系統(tǒng)額定啟動(dòng)電流；U_R是整流橋交流側(cè)線電壓；I_init是能夠使電機(jī)從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)的最小電流。

上述步驟(2)中，根據(jù)下式確定觸發(fā)角變化速度：

V_α＝-58.476*K₂*V_ω；

其中，V_α是觸發(fā)角變化速度；0.01＜K₂＜0.05；V_ω是電機(jī)轉(zhuǎn)速上升速率。