專利名稱：大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法及裝置，屬于大慣量負(fù)載永磁同步交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)過電分相或供電短時(shí)中斷恢復(fù)的控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著世界化石能源的逐漸枯竭，提高能源利用效率和節(jié)約能源已經(jīng)成為世界范圍電氣化發(fā)展的重要趨勢(shì)。作為高鐵機(jī)車、電動(dòng)汽車及大尺寸螺旋槳等大慣量負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，永磁同步電動(dòng)機(jī)以其高效率、高功率因數(shù)和高功率密度等優(yōu)點(diǎn)，正逐步取代感應(yīng)電 動(dòng)機(jī)，得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前，永磁同步電機(jī)作為大慣量負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比，由于轉(zhuǎn)子永磁體存在恒定勵(lì)磁，其四象限驅(qū)動(dòng)技術(shù)及特殊工況下的高可靠性控制技術(shù)還不夠成熟，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電短時(shí)中斷恢復(fù)及機(jī)車過分相區(qū)等狀況下的斷電-重投 問題是一個(gè)難點(diǎn)。國外在這方面的研究已取得一定成果，我國也逐步展開深入的研究。在電氣化鐵道中接觸網(wǎng)常采用分段換相供電，機(jī)車受電弓必須在無電流的情況下進(jìn)出分相絕緣器，此時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸入側(cè)經(jīng)歷供電中斷一再恢復(fù)過程，必然導(dǎo)致逆變器輸出到電機(jī)的斷電一重投；電動(dòng)汽車及螺旋槳等在實(shí)際工作過程中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生短時(shí)可恢復(fù)型故障時(shí)，如直流母線電壓短時(shí)跌落或保護(hù)電路動(dòng)作及再恢復(fù)，也會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逆變器輸出到電機(jī)的斷電一重投。因此，在正常運(yùn)行工況下，永磁同步電機(jī)作為牽引電機(jī)不可避免地存在斷電-重投問題。與采用鼠籠結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電機(jī)不同，當(dāng)轉(zhuǎn)子采用永磁體勵(lì)磁的永磁同步電機(jī)在運(yùn)行過程中進(jìn)行斷電-重投時(shí)，會(huì)處于不可控發(fā)電狀態(tài)，尤其在高速下電機(jī)反電勢(shì)電壓幅值很高，電壓波形與逆變器驅(qū)動(dòng)波形差異大，不恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電壓重新投入勢(shì)必導(dǎo)致強(qiáng)烈的電流和機(jī)械沖擊，甚至損毀驅(qū)動(dòng)器和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁的特殊性，若在交流側(cè)進(jìn)行斷電-重投控制，無論是采用相位同步法或規(guī)劃的電壓矢量牽入法，還是在動(dòng)態(tài)過程的機(jī)理分析、研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行切換過程的主動(dòng)控制方法等，都無法從根本上消除轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)變化帶來的沖擊，而且其控制機(jī)理及過程復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)困難。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法及裝置。技術(shù)方案一種大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法，其特征在于步驟如下步驟I :設(shè)一個(gè)大慣量負(fù)載中有n臺(tái)永磁同步電機(jī)工作，檢測(cè)每臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
權(quán)利要求
1.一種大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法，其特征在于步驟如下 步驟I :設(shè)一個(gè)大慣量負(fù)載中有n臺(tái)永磁同步電機(jī)工作，檢測(cè)每臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法，其特征在于所述步驟I中的大慣量負(fù)載為電力牽引機(jī)車、電動(dòng)汽車、大尺寸螺旋槳或永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法，其特征在于所述步驟3中的電機(jī)預(yù)定轉(zhuǎn)速ω*<電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法，其特征在于所述步驟4中的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制器采用磁場(chǎng)定向控制或直接轉(zhuǎn)矩控制電機(jī)控制方式。
5.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法的裝置，其特征在于包括供電電源、直流母線支撐電容、帶續(xù)流裝置的三相全橋逆變電路、檢測(cè)電路和驅(qū)動(dòng)及控制電路；供電電源與直流母線支撐電容并聯(lián)后與三相全橋逆變電路的直流母線供電端子相連，直流母線支撐電容靠供電電源側(cè)接一個(gè)直流母線開關(guān)S，開關(guān)S與供電電源之間接一個(gè)電壓檢測(cè)裝置Ul用以實(shí)時(shí)檢測(cè)供電電源的電壓，支撐電容與三相全橋逆變電路之間設(shè)一個(gè)電壓檢測(cè)裝置U2用以實(shí)時(shí)檢測(cè)支撐電容兩端的電壓，控制電路輸入端接電壓檢測(cè)Ul、U2以及三相永磁電機(jī)電流反饋和位置反饋信號(hào)，輸出端接驅(qū)動(dòng)電路的三相電壓信號(hào)輸入端，驅(qū)動(dòng)電路輸出端接三相全橋逆變電路PWM信號(hào)輸入端，三相全橋逆變電路輸出端接電機(jī)三相電壓輸入端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大慣量負(fù)載永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷電-重投控制方法及裝置，技術(shù)方案為永磁同步電機(jī)在驅(qū)動(dòng)大慣量負(fù)載以一定的初速度運(yùn)行時(shí)，在交流輸入或直流電源斷電瞬間，斷開主回路與電源通路，通過檢測(cè)直流母線環(huán)節(jié)電壓，運(yùn)用提出的再生回饋控制策略，使得永磁同步電機(jī)由電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，電機(jī)輸出的三相交流電經(jīng)帶續(xù)流裝置的三相全橋逆變電路回饋到直流側(cè)，使得直流母線支撐電容上的電壓維持在額定值。然后，在檢測(cè)到交流輸入或直流電源供電恢復(fù)時(shí)，在直流母線電壓未下降或者下降幅值不大的前提下，重新將主回路與電源接通，即進(jìn)行直流重投，則可削弱或避免斷電-重投過程帶來的電氣及機(jī)械沖擊。
文檔編號(hào)H02P6/20GK102684583SQ20121016887
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者劉衛(wèi)國, 張圍圍, 張新偉, 竇滿峰, 駱光照 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)