專利名稱：電勵磁同步電機轉子初始位置角檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機控制裝置，特別是一種電勵磁同步電動機轉子初始位置角檢測裝置。
背景技術：
電勵磁同步電機高性能控制系統(tǒng)中，轉子初始位置角檢測可靠與否直接影響電機的順利起動。矢量控制系統(tǒng)在啟動時為了產生正確的電壓空間矢量，以便保證電機順利啟動也需要知道電機的轉子初始位置角，否則會因定子磁鏈觀測不準確降低系統(tǒng)起動性能， 嚴重時導致系統(tǒng)起動失敗。電勵磁同步電動機以其效率高、功率因數(shù)高且可以調節(jié)等優(yōu)點，在工業(yè)生產機械傳動，特別是在大功率傳動中廣泛應用。目前，出現(xiàn)了幾種同步電機轉子初始位置角檢測的方法。一種簡單的方法是在定子側不通電情況下，轉子繞組上加直流勵磁，在轉子電流從零增大到穩(wěn)態(tài)值過程中檢測定子繞組中感應電壓，通過純積分電壓模型獲得磁通的幅值和位置角。由于定位期間定子不通電，氣隙磁通即是轉子磁通，所得的磁通位置角能真實反映轉子磁極位置。該方案雖然簡單，但是轉子突加直流勵磁，定子繞組感應到的電壓會很快衰減，并且在實際系統(tǒng)中，純積分電壓模型不能消除積分初始值、A/D采樣帶來的直流偏置誤差、逆變器非線性以及高頻噪聲干擾問題，均影響檢測精度。另一種方法是將電壓模型進行改進，采用新電壓模型，新電壓模型雖然能消除積分初始值，但仍會存在上述直流偏置誤差及高頻噪聲干擾等因素影響轉子初始位置角的檢測精度。近年來，出現(xiàn)了通過在靜止轉子繞組中通入交流電流或直流脈動電流方法，利用系統(tǒng)中已有的電流傳感器檢測定子三相短路繞組中產生的感應電流及轉子電流，構造出一種轉子初始位置估計器，最終得到轉子位置信息。其優(yōu)點是解決了直流勵磁影響定子側感應到的電壓或電流快速衰減的問題，檢測精度較高，但是算法復雜，實現(xiàn)起來比較困難。
發(fā)明內容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種結構簡單、檢測精度高、效果好的電勵磁同步電機轉子初始位置角檢測裝置。本實用新型的電勵磁同步電機轉子初始位置角檢測裝置，包括三相電壓源型逆變器、電勵磁同步電機、H橋式逆變器、DSP控制系統(tǒng)、PC機、PR調節(jié)器、電壓傳感器和電流傳感器。三相電源通過三相電壓源型逆變器與電勵磁同步電機連接，在三相電壓源型逆變器與電勵磁同步電機之間的電源線上連接有電壓傳感器，電壓傳感器與DSP控制系統(tǒng)的輸入端連接，DSP控制系統(tǒng)的輸出端與PC機連接；直流電源通過H橋式逆變器與電勵磁同步電機的轉子勵磁繞組連接，在H橋式逆變器與電勵磁同步電機轉子勵磁繞組之間的電源線上連接有電流傳感器，交流電源通過反饋環(huán)節(jié)送給PR調節(jié)器，PR調節(jié)器的輸出經過DSP控制系統(tǒng)計算出占空比，輸出IGBT驅動信號，IGBT驅動信號與H橋式逆變器連接。所述的DSP控制系統(tǒng)型號為DSP-TMS320F28335 ；所述的電壓傳感器型號為LM8-P ；所述的電流傳感器型號為IJ^S-NP ；所述的三相電壓源型逆變器的型號為 BSM50GB120DLC ；所述的H橋式逆變器的型號為DR50A。有益效果由于采用了上述技術方案，避免了傳統(tǒng)的采用轉子突加直流勵磁，定子繞組感應電壓的快速衰減對角度的檢測存在較大誤差。采用轉子正弦勵磁方式，并基于 SDFT算法對同步電機轉子初始位置角進行檢測，使得同步電機轉子初始位置角誤差限制在士 1° (電氣角)范圍之內，滿足同步電機矢量控制系統(tǒng)起動時對轉子初始位置角檢測精度的要求。其結構簡單可靠、易于實現(xiàn)，避免了因采樣帶來的直流偏置誤差以及高頻干擾對轉子初始位置角辨識算法的影響，抗干擾性強，檢測精度高且不需要額外的硬件開銷，可獲得滿意的轉子初始位置角檢測結果。

圖1是本實用新型的主電路結構框圖。圖中，Ul、三相電壓源型逆變器；U2、電勵磁同步電機(SM) ；U3、H橋式逆變器；U4、 DSP控制系統(tǒng)；U5、PC機；U6、電壓傳感器；U7、電流傳感器。
具體實施方式
以下結合附圖以本實用新型的一個實施例作進一步的描述本實用新型的裝置包括三相電壓源型逆變器Ul、電勵磁同步電機U2、H橋式逆變器U3、DSP控制系統(tǒng)U4、PC機U5、電壓傳感器U6和電流傳感器U7，三相電源通過三相電壓源型逆變器Ul與電勵磁同步電機U2連接，在三相電壓源型逆變器Ul與電勵磁同步電機U2 之間的電源線上連接有電壓傳感器U6，電壓傳感器U6與DSP控制系統(tǒng)U4的輸入端連接， DSP控制系統(tǒng)U4的輸出端與PC機U5連接；直流電源通過H橋式逆變器U3與電勵磁同步電機U2的轉子勵磁繞組連接，在H橋式逆變器U3與電勵磁同步電機U2轉子勵磁繞組之間的電源線上連接有電流傳感器U7，交流電源通過反饋環(huán)節(jié)送給DSP控制系統(tǒng)U4并計算出占空比，輸出IGBT驅動信號，IGBT驅動信號與H橋式逆變器U3連接。所述的DSP控制系統(tǒng)為TI公司的32位DSP-TMS320F28335 ；所述的電壓傳感器為 LEM公司的LM8-P ；所述的電流傳感器為LEM公司的LA^-NP ；所述的三相電壓源型逆變器為hfineon公司的BSM50GB120DLC型號；所述的H橋式逆變器為DR50A型逆變器。
權利要求1.一種電勵磁同步電機轉子初始位置角檢測裝置，其特征是它包括三相電壓源型逆變器、電勵磁同步電機、H橋式逆變器、DSP控制系統(tǒng)、PC機、PR調節(jié)器、電壓傳感器和電流傳感器，三相電源通過三相電壓源型逆變器與電勵磁同步電機連接，在三相電壓源型逆變器與電勵磁同步電機之間的電源線上連接有電壓傳感器，電壓傳感器與DSP控制系統(tǒng)的輸入端連接，DSP控制系統(tǒng)的輸出端與PC機連接；直流電源通過H橋式逆變器與電勵磁同步電機的轉子勵磁繞組連接，在H橋式逆變器與電勵磁同步電機轉子勵磁繞組之間的電源線上連接有電流傳感器，交流電源通過反饋環(huán)節(jié)送給PR調節(jié)器，PR調節(jié)器的輸出經過DSP控制系統(tǒng)計算出占空比，輸出IGBT驅動信號，IGBT驅動信號與H橋式逆變器連接。
2.根據權利要求1所述的電勵磁同步電機轉子初始位置角檢測裝置，其特征是所述的DSP控制系統(tǒng)型號為DSP-TMS320M8335 ；所述的電壓傳感器型號為LW8-P ；所述的電流傳感器型號為LA^-NP ；所述的三相電壓源型逆變器的型號為BSM50GB120DLC ；所述的H橋式逆變器的型號為DR50A。
專利摘要一種電勵磁同步電機轉子初始位置角檢測裝置，包括三相電壓源型逆變器、電勵磁同步電機、H橋式逆變器、DSP控制系統(tǒng)、PC機、PR調節(jié)器、電壓傳感器和電流傳感器。三相電源通過三相電壓源型逆變器與電勵磁同步電機連接，在三相電壓源型逆變器與電勵磁同步電機之間的電源線上連接有電壓傳感器，電壓傳感器與DSP控制系統(tǒng)的輸入端連接，DSP控制系統(tǒng)的輸出端與PC機連接；直流電源通過H橋式逆變器與電勵磁同步電機的轉子勵磁繞組連接，在H橋式逆變器與電勵磁同步電機轉子勵磁繞組之間的電源線上連接有電流傳感器，IGBT驅動信號與H橋式逆變器連接。其結構簡單可靠、易于實現(xiàn)，抗干擾性強，檢測精度高且不需要額外的硬件開銷，可獲得轉子初始位置角檢測結果。
文檔編號H02P27/06GK202103621SQ20112019735
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者于月森, 伍小杰, 吳迪, 周二磊, 宗偉林, 左東升, 戴鵬, 符曉, 耿乙文, 胡永鋒, 袁慶慶 申請人:中國礦業(yè)大學, 徐州寶迪電氣有限公司