[實用新型]一種同步磁阻電機的無傳感DTC控制系統

有效

• 申請號: 201721108573.1
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN207069956U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 張卡飛;廉晨龍;姜澤;魯文其;王崗;馮芬;魏君燕;李長龍
• 申請（專利權）人: 臥龍電氣集團股份有限公司;臥龍電氣集團杭州研究院有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/14;H02P21/13;H02P21/30;H02P25/08
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙)33206
• 代理人: 王曉燕

技術領域

本實用新型涉及電機控制領域，尤其是一種同步磁阻電機的無傳感DTC控制系統。

背景技術

同步磁阻電機，又稱為磁阻式同步電機，在本質上也是同步電機，但是其產生電磁轉矩的原理與傳統同步電機不同。其轉子由有特定形狀的高導磁材料疊片疊壓而成。由于特定的轉子疊片使得d軸磁路在通過轉子時主要通過高導磁材料閉合，q軸磁路通過轉子時，需要多次穿越氣隙。因此同步磁阻電機d軸磁路磁阻很小，而在q軸方向的磁阻很大。這種磁阻的巨大差異使得電機轉子呈現強烈的凸極性，從而產生磁阻性質的驅動轉矩。與傳統電動機相比較，同步磁阻電機主要有以下優點：

特殊的轉子結構使得轉子上的磁滯和渦流損耗很小，同步運行時基本上不存在發熱問題，提高了電機的運行效率和安全性。

特殊的轉子結構使得轉子表面光滑，磁阻變化較為連續，大大減小了電機運行時的轉矩脈動和噪聲。

轉子無繞組，電機轉動慣量小，動態響應速度快，電機堅固耐用，易于維護。

轉矩、功率密度高，其功率密度超過異步電動機，比大功率的永磁電機略低，過載能力強，易于弱磁擴速，特別適合于高速傳動系統。

轉子轉速取決于定子電流的頻率，控制系統簡單可靠。

較高的性價比，由于同步磁阻電機不需要永磁材料，轉子主要由硅鋼片疊壓而成，但是其控制性能不比永磁同步電機差。

通常，同步磁阻電機的速度控制方法需要獲得電機的速度信息或轉子位置信息或磁通信息。因此需要安裝相應的速度傳感器或位置脈沖編碼器或磁通傳感器等，只是這些傳感器在大部分的應用場合設置較為困難，不僅對安裝結構提出了更高的要求，而且也增加了整個系統固件的經濟成本。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供一種同步磁阻電機的無傳感DTC控制系統，以達到簡化結構，降低安裝要求為目的。為此，本實用新型采取以下技術方案。

一種同步磁阻電機的無傳感DTC控制系統，其特征在于，包括三相交流輸入模塊、整流模塊、電量采集模塊、無傳感DTC控制模塊、PWM逆變驅動模塊、同步磁阻電機、存儲器；所述三相交流輸入模塊連接到整流模塊，整流模塊的輸出母線連接到驅動模塊，整流模塊的輸出母線和同步磁阻電機連接到電量采集模塊，無傳感DTC控制模塊與存儲器相連，所述的電量采集模塊連接到無傳感DTC控制模塊的信號輸入端，無傳感DTC控制模塊的信號輸出端連接到PWM逆變驅動模塊，PWM逆變驅動模塊的輸出端連接到同步磁阻電機；所述三相交流輸入模塊為控制系統提供三相交流電源，經整流模塊轉換為穩定的直流母線電壓；所述整流模塊將輸入的三相交流電源整流成穩定的直流電源；電量采集模塊完成兩相電流及母線電壓的采集和計算；存儲器用于存儲DTC數據；無傳感DTC控制模塊完成磁鏈、轉矩和轉速的估算，并根據估算結果通過查詢存儲器的DTC數據實現系統無傳感DTC控制；PWM逆變驅動模塊根據無傳感DTC控制模塊信號將直流母線電壓轉換成PWM波形輸出。本系統中，三相交流輸入模塊為整流模塊提供穩定的三相交流輸入，整流模塊為系統提供穩定的直流電源，電量采集模塊完成對系統電量信息的采集和計算并反饋給無傳感DTC控制模塊，無傳感DTC控制模塊完成相關數據的估算、優化，并進行無傳感DTC控制，控制信號通過驅動模塊驅動控制同步磁阻電機，可以有效地控制同步磁阻電機穩定可靠運行，啟動轉矩大，動態性能好，穩態運行效率高，弱磁擴速能力強。在本技術方案中，無需安裝相應的速度傳感器或位置脈沖編碼器或磁通傳感器等，安裝方便，降低結構要求，從而有效降低生產成本，提高生產效率。

作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術特征。

進一步的，所述電量采集模塊通過檢測驅動器輸出兩相電流和母線電壓。結合電機定子電阻參數和電壓重構的方法，可方便和精確的求取驅動器定子側靜止坐標系下電壓、電流及反電勢。

進一步的，所述的無傳感DTC控制模塊通過觀測的磁鏈、轉矩和轉速，結合DTC查表實現對控制對象的無傳感DTC控制。便于DTC數據查詢實現DTC控制。查表方式，有效提高響應速度。

進一步的，所述的PWM逆變驅動模塊根據無傳感DTC控制模塊的輸出信號驅動輸出相應的PWM波形到同步磁阻電機。輸出PWM控制波形。PWM電路簡單便于調節，響應速度快，波形效果好。

有益效果：