[發明專利]伺服型張力控制系統再生電能利用裝置及其方法

有效

• 申請號: 201310442683.1
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103457295A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李寧;汪木蘭;左健民;王保升
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.伺服型張力控制系統再生電能利用裝置，包括收卷裝置和開卷裝置，收卷裝置包括依次相連的收卷輥和收卷電機，開卷裝置包括依次相連的開卷輥和開卷電機；所述開卷輥與收卷輥相連，其特征在于：還包括開卷交流伺服驅動器和收卷交流伺服驅動器，所述開卷電機和收卷電機分別為永磁同步伺服電機，開卷交流伺服驅動器的交流輸出端接至開卷電機三相輸入端，收卷交流伺服驅動器的交流輸出端接至收卷電機的三相輸入端，所述開卷交流伺服驅動器的直流母線端接至收卷交流伺服驅動器的直流母線端。

2.根據權利要求1所述的伺服型張力控制系統再生電能利用裝置，其特征在于：還包括電源整流器，開卷交流伺服驅動器和收卷交流伺服驅動器的直流母線端與電源整流器直流母線端相連，電源整流器三相交流輸入端接至電網。

3.根據權利要求1所述的伺服型張力控制系統再生電能利用裝置，其特征在于：開卷電機工作于轉矩控制模式，開卷電機工作于發電狀態；所述收卷電機工作于速度控制模式，收卷電機工作于電動狀態。

4.基于權利要求1所述的伺服型張力控制系統再生電能利用裝置的再生電能利用方法，收卷交流伺服驅動器控制收卷電機驅動收卷輥運行，并通過收卷輥來帶料，開卷輥在收卷電機的拖動下帶動開卷電機運行，張力由開卷電機產生的轉矩來形成，開卷交流伺服驅動器控制開卷電機，開卷電機為永磁同步伺服電機，工作于轉矩控制模式，其特征在于：所述收卷電機為永磁同步伺服電機，工作于速度控制模式，所述收卷交流伺服驅動器的直流母線端接至開卷交流伺服驅動器的直流母線端，收卷電機工作于電動狀態，將電能轉換成機械能，開卷電機工作于發電狀態，將機械能轉換成再生電能。

5.根據權利要求4所述的伺服型張力控制系統再生電能利用裝置的再生電能利用方法，其特征在于：在所述開卷交流伺服驅動器和收卷交流伺服驅動器的直流母線端還接有電源整流器，通過電源整流器將電網的電能補充至直流母線。

6.根據權利要求5所述的伺服型張力控制系統再生電能利用裝置的再生電能利用方法，其特征在于：所述的電源整流器用于調節直流母線電壓，所述的電源整流器為雙閉環的控制結構，外環是電壓環，控制直流母線電壓維持在設定的大小，內環是電流環，控制電網側的電流，電網側輸入的交流電流是按照有功分量和無功分量分別進行控制的，通過測量電網電壓的相位，完成對電網側電流的分解，與電網電壓相位相同的分量為有功分量，與其正交的為無功分量，通過對有功和無功分量的控制，實現預期的功率因數。

7.根據權利要求6所述的伺服型張力控制系統再生電能利用裝置的再生電能利用方法，其特征在于：所述的電源整流器控制方法如下：

步驟1：通過測量電網交流電壓，得到其相位測量電網輸入電流中的兩相i_a、i_b，并利用三相電流的對稱性，計算出第三相電流i_c；以電壓相位角按照式（1）對三相電流（i_a,i_b,i_c）進行旋轉變換，可以得到其中的有功電流i_p和無功電流i_j；

ipij=23cosθ^cos(θ^-2π/3)cos(θ^+2π/3)sinθ^sin(θ^-2π/3)sin(θ^+2π/3)iaibic]]>????（式1）

步驟2：直流母線電壓的給定值與實際測量的反饋值相減，得到電壓偏差，此偏差經過電壓控制器而得到有功電流的給定值此給定值與實際的有功電流i_p相減，得到有功電流偏差，此偏差經過有功電流控制器，得到有功電壓U_p；在系統中，無功電流的給定值應當設定為零，此零設定值與實際的無功電流i_j相減，得到無功電流偏差，再經無功電流控制器，得到無功電壓U_j；有功電壓U_p和無功電壓U_j經逆旋轉變換，得到定子三相電壓U_a，U_b，U_c,再經電壓矢量脈沖寬度調制SVPWM環節,調制生成脈沖信號控制電源整流器。