[發(fā)明專利]一種電勵(lì)磁同步電機(jī)勵(lì)磁變流器控制方法及裝置、系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011644297.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112769366A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚國(guó)俊;楊波;封安波;盛朗;孫璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐州中礦大傳動(dòng)與自動(dòng)化有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/22
• 分類號(hào): H02P21/22;H02P21/14;H02P21/00;H02P25/03
• 代理公司: 徐州創(chuàng)榮知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32353
• 代理人: 陳俊杰

本發(fā)明公開了一種電勵(lì)磁同步電機(jī)勵(lì)磁變流器控制方法及裝置、系統(tǒng)，該方法步驟包括，根據(jù)電機(jī)的啟動(dòng)狀態(tài)計(jì)算對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流給定值；對(duì)勵(lì)磁電流給定值和勵(lì)磁電流反饋值進(jìn)行勵(lì)磁電流比例積分調(diào)節(jié)控制；將比例積分調(diào)節(jié)控制輸出作為輸出直流電壓期望值；輸出直流電壓期望值與三角載波比較產(chǎn)生PWM信號(hào)控制IGBT開通關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)勵(lì)磁電流的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電勵(lì)磁同步電機(jī)主磁場(chǎng)的控制。本發(fā)明改變現(xiàn)有技術(shù)采用交流?直流的變換方式，無需采集電網(wǎng)電壓相位，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了控制系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)電壓相位的依賴。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電勵(lì)磁同步電機(jī)勵(lì)磁控制方法及裝置、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電勵(lì)磁同步電機(jī)因其勵(lì)磁可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)磁場(chǎng)的穩(wěn)定和功率因數(shù)可調(diào)，適用于大功率傳動(dòng)場(chǎng)合。

現(xiàn)有技術(shù)中電勵(lì)磁同步電機(jī)勵(lì)磁電流多采用交流-直流的變換方式獲得，該控制方法基于電網(wǎng)的相位控制功率半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通關(guān)斷，控制算法復(fù)雜，且需要硬件采集電網(wǎng)電壓，存在系統(tǒng)干擾導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)相位計(jì)算錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

如何降低電勵(lì)磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁環(huán)節(jié)控制復(fù)雜度，減少對(duì)電網(wǎng)電壓相位的依賴，是電勵(lì)磁同步電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安全、高效、低成本運(yùn)行的關(guān)鍵因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種勵(lì)磁環(huán)節(jié)控制簡(jiǎn)單，且對(duì)電網(wǎng)電壓向外依賴低的電勵(lì)磁同步電機(jī)勵(lì)磁變流器控制方法及裝置、系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種電勵(lì)磁同步電機(jī)勵(lì)磁變流器控制方法，該方法步驟包括，

根據(jù)電機(jī)的啟動(dòng)狀態(tài)計(jì)算對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流給定值；所述啟動(dòng)狀態(tài)包括空載運(yùn)行狀態(tài)和帶載運(yùn)行狀態(tài)；

對(duì)勵(lì)磁電流給定值和勵(lì)磁電流反饋值進(jìn)行勵(lì)磁電流比例積分調(diào)節(jié)控制；

將比例積分調(diào)節(jié)控制輸出作為直流電壓期望值；

直流電壓期望值與三角載波比較產(chǎn)生PWM信號(hào)控制IGBT開通關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)勵(lì)磁電流的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電勵(lì)磁同步電機(jī)主磁場(chǎng)的控制。

優(yōu)選的，所述空載勵(lì)磁電流給定值通過電機(jī)的空載特性曲線獲得，空載特性曲線中定子為額定電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流值即為空載勵(lì)磁電流給定值；所述電機(jī)的空載特性曲線為在定子不接入電源的情況下電機(jī)被拖動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流所獲得的一組在不同勵(lì)磁電流值情況下的定子電壓值。

優(yōu)選的，所述帶載勵(lì)磁電流給定值由磁鏈控制比例積分調(diào)節(jié)器輸出除以負(fù)載角的余弦值獲得，具體步驟如下：

計(jì)算磁鏈給定值與磁鏈反饋值的偏差，將偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)控制；

比例積分調(diào)節(jié)控制輸出除以負(fù)載角θ_L的余弦值cos(θ_L)后作為帶載勵(lì)磁電流給定值；

所述磁鏈的反饋值和負(fù)載角θ_L由現(xiàn)有技術(shù)中的磁鏈觀測(cè)器獲得；

所述磁鏈給定值由下式計(jì)算獲得：

其中，其中ψ_n為電機(jī)額定磁鏈，U_n為電機(jī)額定電壓，ω_n為電機(jī)額定角速度。

優(yōu)選的，對(duì)勵(lì)磁電流給定值和勵(lì)磁電流反饋值進(jìn)行勵(lì)磁電流比例積分調(diào)節(jié)控制，具體步驟包括：

計(jì)算勵(lì)磁電流給定值與勵(lì)磁電流反饋值的偏差；

將偏差值進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)控制；

比例積分調(diào)節(jié)控制的輸出經(jīng)過限制幅值后作為直流電壓期望值。

所述限制幅值是將期望輸出的直流電壓最大值限制在2倍電機(jī)轉(zhuǎn)子的額定電壓。