[發(fā)明專利]三級(jí)式同步電機(jī)起動(dòng)過程交直流勵(lì)磁自然切換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011412496.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN112671282B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏佳丹;王俊杰;郁鈞豪;沈煜洋;劉萍;周波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P9/08
• 分類號(hào): H02P9/08;H02P9/36;H02P21/22;H02P21/34
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

1.三級(jí)式同步電機(jī)起動(dòng)過程交直流勵(lì)磁自然切換方法，其特征在于：起動(dòng)過程之初，主勵(lì)磁機(jī)采用三相交流勵(lì)磁控制，主勵(lì)磁機(jī)的定子三相勵(lì)磁繞組注入三相交流電，產(chǎn)生與三級(jí)式同步電機(jī)轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁磁場(chǎng)，在主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子電樞繞組中感應(yīng)出三相交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器整流為主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供恒定勵(lì)磁電流；隨著三級(jí)式同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，三相交流勵(lì)磁控制的角頻率降低到0后，主勵(lì)磁機(jī)由三相交流勵(lì)磁切換到三相直流勵(lì)磁控制，實(shí)現(xiàn)三級(jí)式同步電機(jī)的交、直流勵(lì)磁控制的自然切換，維持主發(fā)電機(jī)起動(dòng)過程的勵(lì)磁電流恒定，滿足三級(jí)式同步電機(jī)起動(dòng)過程的轉(zhuǎn)矩控制要求；

在三相交流勵(lì)磁控制方式下，主勵(lì)磁機(jī)的三相交流勵(lì)磁控制的角頻率隨著三級(jí)式同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升而逐漸下降，當(dāng)主勵(lì)磁機(jī)的三相交流勵(lì)磁控制的角頻率下降為0時(shí)，鎖存該時(shí)刻勵(lì)磁控制變換器的開關(guān)管導(dǎo)通模式，控制主勵(lì)磁機(jī)的定子三相勵(lì)磁繞組電壓為恒定值，在主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子電樞繞組感應(yīng)出三相交流電后經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器為主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁，自動(dòng)切換至三相直流勵(lì)磁控制方式。

2.如權(quán)利要求1所述的三級(jí)式同步電機(jī)起動(dòng)過程交直流勵(lì)磁自然切換方法，其特征在于：根據(jù)檢測(cè)到的三級(jí)式同步電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)速，結(jié)合主勵(lì)磁機(jī)的極對(duì)數(shù)和勵(lì)磁功率輸出需求，計(jì)算出主勵(lì)磁機(jī)的三相交流勵(lì)磁控制的角頻率：

其中，ω_diff為主勵(lì)磁機(jī)的三相交流勵(lì)磁控制的角頻率，ω_ref為給定的轉(zhuǎn)差角頻率，n_r為三級(jí)式同步電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)速，p為主勵(lì)磁機(jī)的極對(duì)數(shù)；

依此控制主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁逆變器，使得主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁磁勢(shì)與三級(jí)式同步電機(jī)轉(zhuǎn)速度的轉(zhuǎn)速差保持恒定，主勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子輸出電壓恒定，經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器后給主電機(jī)提供恒定勵(lì)磁電流，保證起動(dòng)過程輸出起動(dòng)轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定，隨著起動(dòng)轉(zhuǎn)速的增加，主勵(lì)磁機(jī)的三相交流勵(lì)磁控制的角頻率不斷減小。

3.如權(quán)利要求1所述的三級(jí)式同步電機(jī)起動(dòng)過程交直流勵(lì)磁自然切換方法，其特征在于：在交流勵(lì)磁控制方式下比較主勵(lì)磁機(jī)的三相交流勵(lì)磁控制的角頻率ω_diff與0的大小，當(dāng)ω_diff大于0時(shí)取ω_dif的值作為主勵(lì)磁機(jī)控制的三相逆變器輸出電壓空間矢量調(diào)制角頻率；在三級(jí)式同步電機(jī)的交、直流勵(lì)磁控制的自然切換點(diǎn)即ω_diff為0時(shí)，三相逆變器的電壓空間矢量的角頻率保持為0，采用積分器保持三相交流勵(lì)磁控制輸出電流相角θ不變，使得主勵(lì)磁機(jī)的輸出勵(lì)磁磁勢(shì)停止旋轉(zhuǎn)，等效為直流勵(lì)磁磁勢(shì)，使得自然切換點(diǎn)主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁磁勢(shì)的空間位置角與幅值在切換前后保持不變，結(jié)合三相勵(lì)磁電流幅值恒定控制，實(shí)現(xiàn)主勵(lì)磁機(jī)在的交、直流勵(lì)磁切換過程的恒定輸出控制。