專利名稱：基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)中，隨著變頻驅(qū)動(dòng)裝置綜合性能的不斷提高，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)如圖1所示，主要由逆變器和永磁同步電機(jī)構(gòu)成。永磁同步電機(jī)具有效率高、功率密度大等優(yōu)點(diǎn)，在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是永磁同步電機(jī)在基速以上運(yùn)行時(shí)，因電機(jī)的反電勢(shì)與轉(zhuǎn)速成正比地增大，而電源電壓的限制以及電流控制器的飽和會(huì)制約其速度運(yùn)行范圍的進(jìn)一步拓寬。通過(guò)增大直軸去磁電流雖然能夠減弱磁場(chǎng)，增大電機(jī)恒功率運(yùn)行范圍，但是在控制直軸電流時(shí)，需要復(fù)雜的坐標(biāo)變換和解耦運(yùn)算，一方面使控制復(fù)雜化，另一方面需要高速的信號(hào)處理單元，而且在恒壓頻比控制方式下無(wú)法實(shí)現(xiàn)弱磁控制，因此大大限制了永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)的控制方式復(fù)雜、弱磁控制速度范圍小、在恒壓頻比控制方式下無(wú)法實(shí)現(xiàn)弱磁控制的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)。
本發(fā)明包括永磁同步電機(jī)，它還包括功率繞組逆變器和弱磁控制繞組逆變器，所述的永磁同步電機(jī)的定子上有兩套繞組，即功率繞組和弱磁控制繞組，功率繞組和弱磁控制繞組的繞組形式相同，所述的功率繞組連接功率繞組逆變器的輸出端，弱磁控制繞組連接弱磁控制繞組逆變器的輸出端，功率繞組逆變器和弱磁控制繞組逆變器的直流輸入端共母線或不共母線，所述的永磁同步電機(jī)在基速以下運(yùn)動(dòng)時(shí)，弱磁控制繞組中的電流與功率繞組中的電流同相位；永磁同步電機(jī)在基速以上運(yùn)動(dòng)時(shí)，弱磁控制繞組中的電流相位滯后于弱磁控制繞組的反電勢(shì)90°電角度，所述的弱磁控制繞組的反電勢(shì)保持不變。
本發(fā)明通過(guò)在傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)的定子上增加一套弱磁控制繞組，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)弱磁電流的單獨(dú)控制，避免了復(fù)雜的坐標(biāo)變換和解耦運(yùn)算，即使在恒壓頻比控制方式下也能實(shí)現(xiàn)弱磁控制，具有控制簡(jiǎn)單、可靠性高、低速輸出轉(zhuǎn)矩大和弱磁控制速度范圍寬等特點(diǎn)，在電力拖動(dòng)及發(fā)電領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。


圖1是傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是功率繞組逆變器2和弱磁控制繞組逆變器3的直流輸入端不共母線時(shí)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖2和圖3具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由永磁同步電機(jī)1、功率繞組逆變器2和弱磁控制繞組逆變器3組成，所述的永磁同步電機(jī)1的定子上有兩套繞組，即功率繞組1-1和弱磁控制繞組1-2，功率繞組1-1和弱磁控制繞組1-2的繞組形式相同，所述的功率繞組1-1連接功率繞組逆變器2的輸出端，弱磁控制繞組1-2連接弱磁控制繞組逆變器3的輸出端，功率繞組逆變器2和弱磁控制繞組逆變器3的直流輸入端共母線或不共母線，所述的永磁同步電機(jī)1在基速以下運(yùn)動(dòng)時(shí)，弱磁控制繞組1-2中的電流與功率繞組1-1中的電流同相位；永磁同步電機(jī)1在基速以上運(yùn)動(dòng)時(shí)，弱磁控制繞組1-2中的電流相位滯后于弱磁控制繞組1-2的反電勢(shì)90°電角度，所述的弱磁控制繞組1-2的反電勢(shì)保持不變。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式中功率繞組1-1和弱磁控制繞組1-2均為多相對(duì)稱繞組，其它組成及連接關(guān)系同具體實(shí)施方式
一。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式中功率繞組1-1的匝數(shù)和繞組導(dǎo)線截面積與弱磁控制繞組1-2的匝數(shù)和繞組導(dǎo)線截面積不相同，其它組成及連接關(guān)系同具體實(shí)施方式
二。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式中功率繞組逆變器2和弱磁控制繞組逆變器3的輸出均為正弦波、近似正弦波或脈沖寬度調(diào)制正弦波，其它組成及連接關(guān)系同具體實(shí)施方式
三。
權(quán)利要求
1.基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)，它包括永磁同步電機(jī)(1)，其特征在于它還包括功率繞組逆變器(2)和弱磁控制繞組逆變器(3)，所述的永磁同步電機(jī)(1)的定子上有兩套繞組，即功率繞組(1-1)和弱磁控制繞組(1-2)，功率繞組(1-1)和弱磁控制繞組(1-2)的繞組形式相同，所述的功率繞組(1-1)連接功率繞組逆變器(2)的輸出端，弱磁控制繞組(1-2)連接弱磁控制繞組逆變器(3)的輸出端，功率繞組逆變器(2)和弱磁控制繞組逆變器(3)的直流輸入端共母線或不共母線，所述的永磁同步電機(jī)(1)在基速以下運(yùn)動(dòng)時(shí)，弱磁控制繞組(1-2)中的電流與功率繞組(1-1)中的電流同相位；永磁同步電機(jī)(1)在基速以上運(yùn)動(dòng)時(shí)，弱磁控制繞組(1-2)中的電流相位滯后于弱磁控制繞組(1-2)的反電勢(shì)90°電角度，所述的弱磁控制繞組(1-2)的反電勢(shì)保持不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)，其特征在于功率繞組(1-1)和弱磁控制繞組(1-2)均為多相對(duì)稱繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)，其特征在于功率繞組(1-1)的匝數(shù)和繞組導(dǎo)線截面積與弱磁控制繞組(1-2)的匝數(shù)和繞組導(dǎo)線截面積不相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)，其特征在于功率繞組逆變器(2)和弱磁控制繞組逆變器(3)的輸出均為正弦波、近似正弦波或脈沖寬度調(diào)制正弦波。
全文摘要
基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)，它屬于電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)，為了解決傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)的控制方式復(fù)雜、弱磁控制速度范圍小、在恒壓頻比控制方式下無(wú)法實(shí)現(xiàn)弱磁控制的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于交流電流直接控制的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)。本發(fā)明的永磁同步電機(jī)的定子上有兩套繞組，即功率繞組和弱磁控制繞組，功率繞組和弱磁控制繞組的繞組形式相同，所述的功率繞組連接功率繞組逆變器的輸出端，弱磁控制繞組連接弱磁控制繞組逆變器的輸出端。本發(fā)明具有控制簡(jiǎn)單、可靠性高、低速輸出轉(zhuǎn)矩大和弱磁控制速度范圍寬等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P6/08GK101039095SQ20071007218
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者寇寶泉, 宮健, 李立毅 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)