[實用新型]電勵磁同步電機轉子初始位置角檢測裝置

無效

• 申請號: 201120197354.1
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN202103621U
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 伍小杰;戴鵬;左東升;符曉;周二磊;于月森;袁慶慶;宗偉林;耿乙文;吳迪;胡永鋒
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;徐州寶迪電氣有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P27/06
• 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電機控制裝置，特別是一種電勵磁同步電動機轉子初始位置角檢測裝置。

背景技術

電勵磁同步電機高性能控制系統中，轉子初始位置角檢測可靠與否直接影響電機的順利起動。矢量控制系統在啟動時為了產生正確的電壓空間矢量，以便保證電機順利啟動也需要知道電機的轉子初始位置角，否則會因定子磁鏈觀測不準確降低系統起動性能，嚴重時導致系統起動失敗。

電勵磁同步電動機以其效率高、功率因數高且可以調節等優點，在工業生產機械傳動，特別是在大功率傳動中廣泛應用。目前，出現了幾種同步電機轉子初始位置角檢測的方法。一種簡單的方法是在定子側不通電情況下，轉子繞組上加直流勵磁，在轉子電流從零增大到穩態值過程中檢測定子繞組中感應電壓，通過純積分電壓模型獲得磁通的幅值和位置角。由于定位期間定子不通電，氣隙磁通即是轉子磁通，所得的磁通位置角能真實反映轉子磁極位置。該方案雖然簡單，但是轉子突加直流勵磁，定子繞組感應到的電壓會很快衰減，并且在實際系統中，純積分電壓模型不能消除積分初始值、A/D采樣帶來的直流偏置誤差、逆變器非線性以及高頻噪聲干擾問題，均影響檢測精度。另一種方法是將電壓模型進行改進，采用新電壓模型，新電壓模型雖然能消除積分初始值，但仍會存在上述直流偏置誤差及高頻噪聲干擾等因素影響轉子初始位置角的檢測精度。近年來，出現了通過在靜止轉子繞組中通入交流電流或直流脈動電流方法，利用系統中已有的電流傳感器檢測定子三相短路繞組中產生的感應電流及轉子電流，構造出一種轉子初始位置估計器，最終得到轉子位置信息。其優點是解決了直流勵磁影響定子側感應到的電壓或電流快速衰減的問題，檢測精度較高，但是算法復雜，實現起來比較困難。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術中存在的問題，提供一種結構簡單、檢測精度高、效果好的電勵磁同步電機轉子初始位置角檢測裝置。

本實用新型的電勵磁同步電機轉子初始位置角檢測裝置，包括三相電壓源型逆變器、電勵磁同步電機、H橋式逆變器、DSP控制系統、PC機、PR調節器、電壓傳感器和電流傳感器。三相電源通過三相電壓源型逆變器與電勵磁同步電機連接，在三相電壓源型逆變器與電勵磁同步電機之間的電源線上連接有電壓傳感器，電壓傳感器與DSP控制系統的輸入端連接，DSP控制系統的輸出端與PC機連接；直流電源通過H橋式逆變器與電勵磁同步電機的轉子勵磁繞組連接，在H橋式逆變器與電勵磁同步電機轉子勵磁繞組之間的電源線上連接有電流傳感器，交流電源通過反饋環節送給PR調節器，PR調節器的輸出經過DSP控制系統計算出占空比，輸出IGBT驅動信號，IGBT驅動信號與H橋式逆變器連接。

所述的DSP控制系統型號為DSP-TMS320F28335；所述的電壓傳感器型號為LV28-P；所述的電流傳感器型號為LA28-NP；所述的三相電壓源型逆變器的型號為BSM50GB120DLC；所述的H橋式逆變器的型號為DR50A。

有益效果：由于采用了上述技術方案，避免了傳統的采用轉子突加直流勵磁，定子繞組感應電壓的快速衰減對角度的檢測存在較大誤差。采用轉子正弦勵磁方式，并基于SDFT算法對同步電機轉子初始位置角進行檢測，使得同步電機轉子初始位置角誤差限制在±1°(電氣角)范圍之內，滿足同步電機矢量控制系統起動時對轉子初始位置角檢測精度的要求。其結構簡單可靠、易于實現，避免了因采樣帶來的直流偏置誤差以及高頻干擾對轉子初始位置角辨識算法的影響，抗干擾性強，檢測精度高且不需要額外的硬件開銷，可獲得滿意的轉子初始位置角檢測結果。

附圖說明

圖1是本實用新型的主電路結構框圖。

圖中，U1、三相電壓源型逆變器；U2、電勵磁同步電機(SM)；U3、H橋式逆變器；U4、DSP控制系統；U5、PC機；U6、電壓傳感器；U7、電流傳感器。

具體實施方式

下面結合附圖以本實用新型的一個實施例作進一步的描述：