[實(shí)用新型]一種采用改進(jìn)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202023227917.5
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN214045480U
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏振;姚廣;趙楠;任祥正;張楠
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)理化工程研究院
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P21/30;H02P21/14;H02P21/18;H02P25/024;H02P27/08;H02H7/08;H02M7/162;H02M7/5387
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標(biāo)代理有限公司 12103
• 代理人: 馬倩

本實(shí)用新型公開了一種采用改進(jìn)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，包括主電路和控制電路，主電路包括依次連接的三相交流電源、三相半控整流橋和三相逆變橋，三相逆變橋的輸出端與永磁同步電機(jī)的三相連接，三相半控整流橋的兩個輸出端之間串聯(lián)母線電容和直流電源模塊，三相半控整流橋的一個輸出端與三相逆變橋的一個輸入端之間串聯(lián)制動IGBT；所述控制電路包括DSP控制板，以及分別與其連接的系統(tǒng)驅(qū)動模塊、檢測保護(hù)電路、直流供電電源和LCD顯示存儲單元。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電壓空間矢量的連續(xù)調(diào)節(jié)，有效減小了轉(zhuǎn)矩和磁鏈的脈動，極大地提高了系統(tǒng)的控制性能，同時改進(jìn)型積分器提高了定子磁鏈和轉(zhuǎn)子位置角的檢測精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于永磁同步電機(jī)控制領(lǐng)域，具體涉及一種采用改進(jìn)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

永磁同步電機(jī)因具有功率密度高、機(jī)械性能優(yōu)良、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制等領(lǐng)域。當(dāng)前直接轉(zhuǎn)矩控制和矢量控制是永磁同步電機(jī)的兩種高性能控制策略。空間矢量調(diào)制(SpaceVector Modulation，SVM)是在一個控制周期內(nèi)，可通過相鄰基本電壓矢量和零電壓矢量合成得到所需的任意電壓矢量，實(shí)現(xiàn)電壓矢量的線性連續(xù)可調(diào)。直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control，DTC)是基于定子磁場定向和空間電壓矢量分析的方法，根據(jù)轉(zhuǎn)矩偏差、磁鏈偏差及定子磁鏈的空間位置，按照一定的規(guī)則，從預(yù)制的開關(guān)表中選取合適的空間電壓矢量對轉(zhuǎn)矩、磁鏈進(jìn)行直接控制；直接轉(zhuǎn)矩控制由于其結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快、動態(tài)性能好的特點(diǎn)得到了廣泛的關(guān)注，不過在常規(guī)直接轉(zhuǎn)矩控制方式中，可供選擇的電壓矢量始終是八個基本電壓空間矢量和零矢量，此種選擇電壓矢量的方法無法同時滿足系統(tǒng)對轉(zhuǎn)矩和磁鏈誤差完全補(bǔ)償?shù)囊螅虼藢?dǎo)致開關(guān)頻率變化、轉(zhuǎn)矩脈動大、磁鏈脈動、起動和低速性能差等問題，限制了改方式的推廣應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁同步電機(jī)驅(qū)動器轉(zhuǎn)矩脈動和磁鏈脈動等缺點(diǎn)而提出的，其目的是提供一種采用改進(jìn)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種采用改進(jìn)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，包括主電路和控制電路，所述主電路包括依次連接的三相交流電源、三相半控整流橋和三相逆變橋，三相逆變橋的輸出端與永磁同步電機(jī)的三相連接，三相半控整流橋的兩個輸出端之間串聯(lián)母線電容和直流電源模塊，三相半控整流橋的一個輸出端與三相逆變橋的一個輸入端之間串聯(lián)制動IGBT；

所述控制電路包括DSP控制板，以及分別與其連接的系統(tǒng)驅(qū)動模塊、檢測保護(hù)電路、直流供電電源和LCD顯示存儲單元；所述DSP控制板實(shí)現(xiàn)對三相半控整流橋的控制；所述系統(tǒng)驅(qū)動模塊驅(qū)動三相半控整流橋、三相逆變橋和制動IGBT；所述直流供電電源為DSP控制板和LCD顯示存儲單元提供直流電源；所述LCD顯示存儲單元實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)參數(shù)的顯示、調(diào)節(jié)和存儲。

在上述技術(shù)方案中，所述主電路還包括預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路由相互連接的充電二極管和充電電阻組成。

在上述技術(shù)方案中，所述充電二極管的正端連接與三相交流電源的U 相，充電二極管的負(fù)端與充電電阻的一端連接，充電電阻的另一端與三相半控整流橋的輸出端連接。

在上述技術(shù)方案中，所述三相半控整流橋由三個二極管D1～D3和三個可控硅G1～G3組成；可控硅G1～G3組成上橋臂，二極管D1～D3組成下橋臂；可控硅G1、G2、G3的負(fù)極與母線電容的正極連接，二極管D1、D2、 D3的正極與母線電容的負(fù)極連接。

在上述技術(shù)方案中，所述三相逆變橋由六個可控硅Q1～Q6組成，上橋臂由可控硅Q1、Q3、Q5組成，下橋臂由可控硅Q2、Q4、Q6組成。

在上述技術(shù)方案中，所述系統(tǒng)驅(qū)動模塊包括制動驅(qū)動模塊、三相半控整流橋驅(qū)動模塊和三相逆變器PWM驅(qū)動模塊。