CN101039096A - 基于直流电流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统 - Google Patents

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Abstract

基于直流电流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统，它属于电机领域，特别涉及一种基于直流电流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统，为了解决传统永磁同步电机变频调速系统的控制复杂、弱磁控制速度范围小、在恒压频比控制方式下无法实现弱磁控制的问题。本发明的永磁同步电机的定子上有两套绕组，功率绕组和弱磁控制绕组均为多相对称绕组，永磁同步电机的功率绕组连接功率绕组逆变器的输出端，永磁同步电机的弱磁控制绕组连接直流控制可调电感的交流绕组的一端，直流控制可调电感的交流绕组的另一端连接三端电容器组，直流控制可调电感的直流绕组连接直流控制电源的输出端。本发明具有控制简单、可靠性高和弱磁控制速度范围宽等特点。

Description

基于直流电流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统
技术领域
本发明属于电机领域，特别涉及一种基于直流电流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统。
背景技术
现代工业中，随着变频驱动装置综合性能的不断提高，其应用范围越来越广泛。传统的永磁同步电机变频调速系统如图1所示，主要由逆变器和永磁同步电机构成。永磁同步电机具有效率高、功率密度大等优点，在电力拖动系统中的应用越来越广泛。但是永磁同步电机在基速以上运行时，因电机的反电势与转速成正比地增大，而电源电压的限制以及电流控制器的饱和会制约其速度运行范围的进一步拓宽。通过增大直轴去磁电流虽然能够减弱磁场，增大电机恒功率运行范围，但是在控制直轴电流时，需要复杂的坐标变换和解耦运算，一方面使控制复杂化，另一方面需要高速的信号处理单元，而且在恒压频比控制方式下无法实现弱磁控制，因此大大限制了永磁同步电机调速系统的应用领域。
发明内容
为了解决传统永磁同步电机变频调速系统的控制复杂、弱磁控制速度范围小、在恒压频比控制方式下无法实现弱磁控制的问题，本发明提供了一种基于直流电流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统。
本发明包括永磁同步电机，它还包括功率绕组逆变器、直流控制电源、直流控制可调电感和三端电容器组，所述的永磁同步电机的定子上有两套绕组，即功率绕组和弱磁控制绕组，功率绕组和弱磁控制绕组均为多相对称绕组，永磁同步电机的功率绕组连接功率绕组逆变器的输出端，永磁同步电机的弱磁控制绕组连接直流控制可调电感的交流绕组的一端，直流控制可调电感的交流绕组的另一端连接三端电容器组，直流控制可调电感的直流绕组连接直流控制电源的输出端，直流控制电源3的输入端与功率绕组逆变器2的输入端共直流母线。
本发明通过在传统永磁同步电机的定子上增加一套弱磁控制绕组，能够实现对弱磁电流的单独控制，避免了复杂的坐标变换和解耦运算，即使在恒压频比控制方式下也能实现弱磁控制，具有控制简单、可靠性高、低速输出转矩大和弱磁控制速度范围宽等特点，在电力拖动及发电领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1是传统永磁同步电机变频调速系统的结构示意图，图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图2具体说明本实施方式，本实施方式由永磁同步电机1、功率绕组逆变器2、直流控制电源3、直流控制可调电感4和三端电容器组5，所述的永磁同步电机1的定子上有两套绕组，即功率绕组1-1和弱磁控制绕组1-2，功率绕组1-1和弱磁控制绕组1-2均为多相对称绕组，永磁同步电机1的功率绕组1-1连接功率绕组逆变器2的输出端，永磁同步电机1的弱磁控制绕组1-2连接直流控制可调电感4的交流绕组的一端，直流控制可调电感4的交流绕组的另一端连接三端电容器组5，直流控制可调电感4的直流绕组连接直流控制电源3的输出端，直流控制电源3的输入端与功率绕组逆变器2的输入端共直流母线。
具体实施方式二：本实施方式中永磁同步电机1在基速以下运行时，弱磁控制绕组1-2回路的阻抗特性为容性；永磁同步电机1在基速以上运行时，弱磁控制绕组1-2回路的阻抗特性为感性，其它组成及连接关系同具体实施方式一。
具体实施方式三：本实施方式中永磁同步电机1在基速以上运行时，弱磁控制绕组1-2的反电势保持不变，其它组成及连接关系同具体实施方式二。
具体实施方式四：本实施方式中功率绕组逆变器2的输出为正弦波、近似正弦波或脉冲宽度调制正弦波，其它组成及连接关系同具体实施方式三。
具体实施方式五：本实施方式中三端电容器组5内部可以采用星形联结方式或三角形联结方式，其它组成及连接关系同具体实施方式四。

Claims (5)

1、基于直流电流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统，它包括永磁同步电机(1)，其特征在于它还包括功率绕组逆变器(2)、直流控制电源(3)、直流控制可调电感(4)和三端电容器组(5)，所述的永磁同步电机(1)的定子上有两套绕组，即功率绕组(1-1)和弱磁控制绕组(1-2)，功率绕组(1-1)和弱磁控制绕组(1-2)均为多相对称绕组，永磁同步电机(1)的功率绕组(1-1)连接功率绕组逆变器(2)的输出端，永磁同步电机(1)的弱磁控制绕组(1-2)连接直流控制可调电感(4)的交流绕组的一端，直流控制可调电感(4)的交流绕组的另一端连接三端电容器组(5)，直流控制可调电感(4)的直流绕组连接直流控制电源(3)的输出端，直流控制电源(3)的输入端与功率绕组逆变器(2)的输入端共直流母线。
2、根据权利要求1所述的基于直流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统，其特征在于永磁同步电机(1)在基速以下运行时，弱磁控制绕组(1-2)回路的阻抗特性为容性；永磁同步电机(1)在基速以上运行时，弱磁控制绕组(1-2)回路的阻抗特性为感性。
3、根据权利要求2所述的基于直流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统，其特征在于永磁同步电机(1)在基速以上运行时，弱磁控制绕组(1-2)的反电势保持不变。
4、根据权利要求1所述的基于直流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统，其特征在于功率绕组逆变器(2)的输出为正弦波、近似正弦波或脉冲宽度调制正弦波。
5、根据权利要求1所述的基于直流间接控制的永磁同步电机弱磁控制系统，其特征在于三端电容器组(5)内部可以采用星形联结方式或三角形联结方式。
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