一種混合勵磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合勵磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法，控制d軸、q軸和勵磁繞組電流，保持混合勵磁同步電機(jī)運行時功率因數(shù)恒等于1。電機(jī)運行于低速區(qū)時，根據(jù)負(fù)載大小控制d軸、q軸和勵磁繞組電流來保持功率因數(shù)為1，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于等于額定轉(zhuǎn)矩時，勵磁繞組電流為0，通過控制d軸、q軸電流使功率因數(shù)為1；當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)矩時，通過d軸、q軸和勵磁繞組電流的協(xié)調(diào)控制使功率因數(shù)為1；電機(jī)運行于高速區(qū)時，利用d軸電流與勵磁繞組電流共同弱磁，通過d軸、q軸和勵磁繞組電流協(xié)調(diào)控制功率因數(shù)恒等于1。混合勵磁同步電機(jī)功率因數(shù)恒等于1的控制方法使逆變器的容量得到充分利用，提高了電網(wǎng)的輸電效率，特別適用于大功率調(diào)速系統(tǒng)。
【專利說明】一種混合勵磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣傳動【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種電流分配策略，特別是涉及一種混合勵磁同步電機(jī)控制方法。
【背景技術(shù)】 [0002]混合勵磁同步電機(jī)是在永磁同步與電勵磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種寬調(diào)速電機(jī)，其主要目的是為了解決永磁同步電機(jī)氣隙磁場難以調(diào)節(jié)的問題?；旌蟿畲磐诫姍C(jī)具有兩種勵磁源，一種是永磁體，另一種是電勵磁，永磁體產(chǎn)生的磁勢為主磁勢，勵磁繞組產(chǎn)生的磁勢為輔磁勢。這種電機(jī)結(jié)合了永磁同步與電勵磁同步電機(jī)的優(yōu)點，兩種勵磁源在電機(jī)氣隙中相互作用產(chǎn)生主磁通，當(dāng)電勵磁線圈通入正向的勵磁電流時,產(chǎn)生正向電磁轉(zhuǎn)矩而增大了電機(jī)轉(zhuǎn)矩；反之，當(dāng)電勵磁線圈通入反向勵磁電流時，則產(chǎn)生反向磁場削弱氣隙磁場達(dá)到弱磁升速的目的，從而拓寬了電機(jī)的調(diào)速范圍。
[0003]目前，對于混合勵磁電機(jī)控制方法及驅(qū)動系統(tǒng)研究還較少，相關(guān)文獻(xiàn)不是很多，基本可以分為兩種:
[0004](IMd=O的控制方法
[0005]id=0控制是混合勵磁同步電機(jī)矢量控制中最為簡單且使用最為廣泛的一種控制算法，計算量小、控制方便；缺點是隨輸出轉(zhuǎn)矩的增大，端電壓增加較快，對逆變器容量要求提高，當(dāng)負(fù)載增大時，功率因數(shù)降低。
[0006](2)銅耗最小的控制方法
[0007]銅耗最小控制方法是在輸出所要求的轉(zhuǎn)矩下，保持銅耗最小。相對于id=0控制，銅耗最小控制提高了混合勵磁同步電機(jī)的效率，功率因數(shù)也有所提高，但是在這種控制方法中，電機(jī)的功率因數(shù)還是隨著負(fù)載的增大在減小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，在分析現(xiàn)有混合勵磁同步電機(jī)控制方法的基礎(chǔ)上，提出了一種混合勵磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法。
[0009]技術(shù)方案:本發(fā)明的混合勵磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法，包括以下步驟:
[0010](I)從電機(jī)主電路采集相電流ia、ib和勵磁電流if，對電機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確初始位置檢測，從電機(jī)編碼器上采集信號，送入控制器進(jìn)行處理，得出轉(zhuǎn)速η和轉(zhuǎn)子位置角Θ ；
[0011](2)將采集的相電流ia、ib經(jīng)信號調(diào)理和Α/D轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行帕克變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流id和q軸電流iq ； [0012](3)將實測轉(zhuǎn)速η與給定轉(zhuǎn)速η*比較后得到轉(zhuǎn)速偏差Λη，將轉(zhuǎn)速偏差Λη輸入速度調(diào)節(jié)器經(jīng)比例積分運算后得到轉(zhuǎn)矩參考值--，將轉(zhuǎn)矩參考值τΛ實測轉(zhuǎn)速η和給定轉(zhuǎn)速f輸入電流分配器，判斷實際轉(zhuǎn)速是否小于弱磁基速，如是，則電機(jī)運行于低速區(qū)，進(jìn)入步驟4)，否則，電機(jī)運行于高速區(qū)，進(jìn)入步驟5)；
[0013](4)判斷負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否滿足IY≤TN，其中IY為負(fù)載轉(zhuǎn)矩、Tn為額定轉(zhuǎn)矩；[0014]當(dāng)IY≤Tn時，根據(jù)下列方程組求解計算d軸電流參考值idMf、q軸電流參考值與勵磁電流參考值ifMf:.—Ihref^m + ^dKtrcf)
【權(quán)利要求】
1.一種混合勵磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (O從電機(jī)主電路采集相電流ia、Ib和勵磁電流if，對電機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確初始位置檢測，從電機(jī)編碼器上采集信號，送入控制器進(jìn)行處理，得出轉(zhuǎn)速η和轉(zhuǎn)子位置角Θ ； (2)將采集的相電流ia、ib經(jīng)信號調(diào)理和Α/D轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行帕克變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流id和q軸電流i,； (3)將實測轉(zhuǎn)速η與給定轉(zhuǎn)速η*比較后得到轉(zhuǎn)速偏差Λη，將所述轉(zhuǎn)速偏差A(yù)n輸入速度調(diào)節(jié)器經(jīng)比例積分運算后得到轉(zhuǎn)矩參考值--，將轉(zhuǎn)矩參考值I?、實測轉(zhuǎn)速η和給定轉(zhuǎn)速f輸入電流分配器，判斷實際轉(zhuǎn)速是否小于弱磁基速，如是，則電機(jī)運行于低速區(qū)，進(jìn)入步驟4)，否則，電機(jī)運行于高速區(qū)，進(jìn)入步驟5)； (4)判斷負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否滿足IY( Tn，其中IY為負(fù)載轉(zhuǎn)矩、Tn為額定轉(zhuǎn)矩； 當(dāng)K Tn時，根據(jù)下列方程組求解計算d軸電流參考值idMf、q軸電流參考值i_f與勵磁電流參考值ifMf:
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的混合勵磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法，所述步驟6)中的脈沖寬度調(diào)制模塊為空間矢量脈沖寬度調(diào)制模塊。
【文檔編號】H02P27/06GK103607156SQ201310607967
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】林明耀, 趙紀(jì)龍 申請人:東南大學(xué)