[發明專利]一種高壓大功率電勵磁同步電機混合制動方法

有效

• 申請號: 202011011634.9
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112152537B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 劉愷;周恩民;李剛;王鑫;王文龍;高玉瑞;張瑜;畢研科;張文;閆羽佳
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63833部隊;榮信匯科電氣股份有限公司;中國人民解放軍63837部隊
• 主分類號: H02P21/36
• 分類號: H02P21/36
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

1.一種高壓大功率電勵磁同步電機混合制動方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、快速減速：當接收到快速減速命令時，保持電機定子側制動電阻斷路器Q10處于斷開狀態，帶有斬波單元的級聯式電壓源型變頻器B10以恒定的加速度K1減速至目標轉速，減速過程中的能量消耗在變頻器直流側制動電阻；

步驟二、緊急停車：當接收到緊急停車命令時，步驟如下：

1）如果當前轉速高于80%最高轉速，此轉速區間變頻器封鎖功率器件驅動脈沖，完全借助負載轉矩進行自由降速；

2）如果當前電機轉速位于30%~80%最高轉速的轉速區間時，除了借助負載轉矩制動作用外還采用電機定子側電阻能耗制動方式進行降速；

3）如果當前電機轉速低于30%最高轉速且電機定子側制動電阻斷路器Q10分開后，變頻器恢復功率器件驅動脈沖；

所述的步驟二的第2）條中，除了借助負載轉矩制動作用外還采用電機定子側電阻能耗制動方式進行降速的制動方法具體步驟包括如下：

步驟A、當前電機轉速位于30%~80%最高轉速的轉速區間時，如果當前電機轉速大于電機額定轉速，變頻器封鎖功率器件驅動脈沖，電機定子側制動電阻斷路器Q10閉合，接入三相制動電阻；

1）采樣變頻器輸出三相電壓，計算出三相電壓矢量的幅值；

2）以電機定子額定電壓的幅值u_sref作為定子電壓閉環的給定值，因為制動電阻R20阻值選為額定電壓與額定電流的比值，所以流過制動電阻的電流為電機額定電流，以三相電壓矢量的幅值u_s作為反饋值，給定值與反饋值的電壓差值與當前轉速ω_fbk標幺值倒數的乘積經PI調節器閉環計算后得到勵磁電流參考值i_{fd_ref}；

3）勵磁電流參考值i_{fd_ref}傳至勵磁系統對勵磁電流i_{fd_fbk}進行閉環調節；

步驟B、當前電機轉速位于30%~80%最高轉速的轉速區間時，如果當前電機轉速不大于電機額定轉速時，定子電壓閉環調節退出運行；

1）保持磁鏈給定值恒定為1進行磁鏈閉環調節，經PI調節器計算出勵磁電流參考值i_{fd_ref}；

2）勵磁電流參考值i_{fd_ref}傳至勵磁系統對勵磁電流i_{fd_fbk}進行閉環調節；

3）當前轉速降至接近30%最高轉速時，分開制動電阻斷路器Q10，電機定子側電阻能耗制動方式退出運行。

2.根據權利要求1所述的一種高壓大功率電勵磁同步電機混合制動方法，其特征在于，所述的步驟二的第3）條中，當前電機轉速低于30%最高轉速時，具體制動方法包括步驟如下：

步驟A、分開電機定子側制動電阻斷路器Q10，變頻器恢復功率器件驅動脈沖；

步驟B、保持磁鏈給定值為1的磁鏈閉環調節，計算出勵磁電流參考值i_{fd_ref}，傳至勵磁系統對勵磁電流i_{fd_fbk}進行閉環調節；

步驟C、恢復電機轉速閉環調節，以0轉速為目標轉速，按照加速度K2勻減速降低；K2K1；

步驟D、采樣電機定子繞組三相電流，進行M軸和T軸電流閉環調節，經旋轉坐標變換生成三相參考電壓矢量，經多電平移相載波調制算法，得到電機所需的三相電壓；

步驟E、當電機轉速為0時，變頻器封鎖驅動脈沖，勵磁停止輸出。

3.根據權利要求1所述的一種高壓大功率電勵磁同步電機混合制動方法，其特征在于，變頻器輸出側制動電阻的阻值為電機額定相電壓有效值與電機額定電流有效值的比值。