[發明專利]一種開關磁阻電機調速系統及調速方法

有效

• 申請號: 201711383733.8
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107994837B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 王明政;靳峰雷;張媛媛;夏凡;陳樹明;鄭富磊;楊孔靂;吳宣東;胡述靜;來海豐;張道洋;張浩;王天鋒;劉平順;周良;范紅偉;劉建波;任寧寧;苑旭東;羊娟
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H02P25/089
• 分類號: H02P25/089;H02P25/092;H02P6/28;H02P6/30;H02K11/30;H02K11/33;H02K1/22
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

本發明公開了一種開關磁阻電機調速系統及調速方法，包括上級DCS、開關磁阻電機和控制器，所述控制器包括主控板、接口板、配電單元、電源驅動板和功率板，所述主控板包括DSP芯片；所述電源驅動板包括電源供電單元、IGBT驅動模塊和繞組電流檢測模塊；所述功率板包括IGBT模塊和繞組電流傳感器；配電單元為功率板供電，繞組電流檢測模塊用于采集定子繞組中各相的電流信息，所述IGBT驅動模塊和繞組電流檢測模塊分別與IGBT模塊和繞組電流傳感器聯接，繞組電流檢測模塊的信號輸出端與DSP芯片的數據采集端口相連接，IGBT驅動模塊的信號輸入端與DSP芯片的PWM信號輸出端相連接；本系統無需安裝位置傳感器即可實現開關磁阻電機的調速控制，且控制精度和可靠性高。

技術領域

本發明涉及一種開關磁阻電機調速系統及調速方法，尤其涉及需步進運行的電流控開關磁阻電機調速系統及調速方法，屬于電機控制技術領域。

背景技術

開關磁阻電機是一種同步電機，電源的換相取決于轉軸的位置，其正常運行需要位置傳感器（如增量式編碼器、絕對位置編碼器、旋轉變壓器、磁性霍爾效應傳感器等）提供實時的轉子位置信息，控制器根據當前位置信息確定激勵的定子相，使定子磁場與轉子位置保持同步；而在工程實踐中，由于環境條件或限制，這些安裝在開關磁阻電機中的機械式位置傳感器會導致系統可靠性低、成本高、體積大等問題；如果不安裝位置傳感器，調速系統容易出現失步現象導致調速能力失效，且定位能力差，無法精確的步進運行。

因此如何設計一種開關磁阻電機調速系統及調速方法，在不使用位置傳感器的條件下實現開關磁阻電機的調速控制變得越來越重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種開關磁阻電機調速系統及調速方法，無需安裝位置傳感器即可實現開關磁阻電機的調速控制，且控制精度和可靠性高。

本發明采用的技術方案為：

一種開關磁阻電機調速系統，包括上級DCS、開關磁阻電機和控制器，所述開關磁阻電機包含軸承外蓋、端蓋、接線端子、定子、轉子、吊環和軸承；所述控制器包括主控板、接口板、配電單元、電源驅動板和功率板，配電單元用于與市政交流電源連接并進行變壓，所述主控板包括DSP芯片以及分別與DSP芯片相連接的時鐘模塊和通訊模塊，DSP芯片通過接口板與上級DCS通訊；所述電源驅動板包括電源供電單元、IGBT驅動模塊和繞組電流檢測模塊；所述功率板包括IGBT模塊和繞組電流傳感器；所述配電單元通過母線與功率板相連接，IGBT模塊用于對母線輸出到開關磁阻電機的定子繞組中的各相電流進行調節，所述繞組電流檢測模塊用于采集開關磁阻電機的定子繞組中各相的電流大小及流向，所述IGBT驅動模塊和繞組電流檢測模塊分別與IGBT模塊和繞組電流傳感器聯接，所述繞組電流檢測模塊的信號輸出端與DSP芯片的數據采集端口相連接，所述IGBT驅動模塊的信號輸入端與DSP芯片的PWM信號輸出端相連接，用于對DSP芯片輸出的PWM脈寬調制信號進行放大。

進一步地所述功率板還包括整流濾波模塊，用于對母線上傳輸的電流進行整流和濾波。

進一步地所述電源驅動板還包括母線電流檢測模塊，所述功率板還包括母線電流傳感器，母線電流傳感器用于采集母線上傳輸的電流大小信息，母線電流傳感器的信號輸出端與母線電流檢測模塊的信號輸入端相連接，母線電流檢測模塊的信號輸出端與DSP芯片的數據采集端口相連接。

進一步地所述電源供電單元包括主電源、副電源和電源檢測模塊，配電單元和主電源之間設置有控制電源模塊，配電單元通過控制電源模塊與主電源連接，控制電源模塊包括整流器和穩壓器，用于將配電單元輸出的交流電整流為直流電輸出給主電源；整流濾波模塊還與副電源相連接，用于將整流濾波后的直流電輸出給副電源；電源檢測模塊的信號輸出端與DSP芯片的數據采集端口相連接，用于檢測主電源和副電源的運行信息，然后將主電源和副電源的運行信息傳輸給DSP芯片。

進一步地所述配電單元包括依次連接的空氣開關、變壓器和接觸器，空氣開關與市政交流電源相連接。