CN114243669B - 一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法。加入过电压抑制单元，当母线电压达到抑制阈值，液压系统由压力闭环控制切换为电流闭环控制；过电压抑制单元以母线电压为输入、经线性计算，输出交轴电流给定；设置过电压抑制系数，控制过电压抑制的强度，通过系数调整，达到最佳抑制效果。相比普通液压系统驱动器具有以下优点：能够有效预防驱动器过电压的发生，提高了驱动器的可靠性。

Description

一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法
技术领域
本发明属于交流电机传动技术领域，涉及永磁同步电机液压系统控制方法，具体涉及一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法。
背景技术
液压系统通过液体的流动产生动力，以完成各种动作。液压系统主要由驱动器、电机、油泵、换向阀、管道和油缸组成，液压系统应用广泛，如注塑机、压铸机、油压机、鞋机等，在国民经济中占有重要地位。
驱动器是液压系统的动力来源，常见的三相驱动器以三相交流电源供电，待机状态下母线电压在560V左右。随着液压系统执行不同的动作，母线电压的瞬时值会超过该数值，比如在系统由起压进入保压的时刻，往往存在压力过冲，为克服过冲，驱动器会控制电机磁场反方向运行，由于惯性的作用，电机仍然会按照原方向运行，此过程是电机回馈能量的过程，会导致母线电压上升。尤其在大惯性负载的场合下，母线电压有可能冲击到近800V。
驱动器过电压会危害到直流滤波电解电容的寿命，如果发生过电压，驱动器通常会报警、并停机，停机破坏了生产的连续性，模具里面的产品可能会报废、甚至造成无法挽回的损失。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法，设置过电压抑制单元，当母线电压达到抑制阈值，液压系统由压力闭环控制切换为电流闭环控制，并且设置过电压抑制系数，控制过电压抑制的强度，通过系数调整，达到最佳抑制效果。
一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法，具体包括以下步骤：
步骤1：在驱动器上设置过电压抑制阈值和过电压抑制系数，过电压抑制阈值作为过电压抑制单元启动信号，过电压抑制系数用于控制过电压抑制强度。
作为优选，过电压抑制阈值的取值范围为[600,1000]，单位为V。过电压抑制系数的取值范围为[0.0,10.0]。
步骤2：当检测到的母线电压值小于过电压抑制阈值时，交轴电流给定与转速调节器输出相等。当检测到的母线电压值超过过电压抑制阈值时，改变矢量控制系统的结构，由压力闭环控制切换为电流闭环控制。同时，将压力调节器与转速调节器的积分项清零，进入步骤3。
步骤3：启动过电压抑制单元，以检测到的母线电压为输入，输出交轴电流给定iqr：
式中，udc为母线电压值，vad为过电压抑制阈值，iqlit为交轴电流限幅值，k为过电压抑制系数，vov为母线电压极值。进入步骤4。
步骤4：当检测到的母线电压值小于过电压抑制阈值时，重新将矢量控制系统由电流闭环控制切换为压力闭环控制，返回步骤2。
本发明具有以下有益效果：
当检测到母线电压值达到抑制阈值时，改变矢量控制系统结构，由压力闭环控制切换为电流闭环控制，启动过电压抑制单元，根据当前母线电压值线性计算交轴电流给定值，使电机磁场维持正方向，电机由回馈电能变为消耗电能，从而使母线电压迅速下降，与普通的液压系统驱动器相比，本申请的方法能够有效预防驱动器过电压的发生，提高驱动器的可靠性。
附图说明
图1为实施例中永磁同步电机液压系统驱动器矢量控制系统结构图；
图2为实施例中具有过电压抑制单元的驱动器矢量控制系统结构图；
图3为实施例中过电压抑制单元输出的交轴电流给定变化示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的解释说明；
图1为本实施例使用的永磁同步电机液压系统驱动器矢量控制系统结构图，包括三相永磁同步电机、电压源型逆变器、空间矢量PWM调制单元、电流检测与变换单元、直轴电流调节器、交轴电流调节器、转速调节器、压力调节器以及位置和转速计算单元。
图2为本实施例使用的具有过电压抑制单元的驱动器矢量控制系统结构图，过电压抑制单元以母线电压udc为输入，通过线性计算输出交轴电流给定，实现电流闭环控制。
一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法，具体包括以下步骤：
步骤1：在驱动器上设置过电压抑制阈值vad＝720V，过电压抑制系数k＝4.0，过电压抑制阈值作为过电压抑制单元启动信号，过电压抑制系数用于控制过电压抑制强度。
步骤2：当检测到的母线电压值小于过电压抑制阈值时，交轴电流给定与转速调节器输出相等。当检测到的母线电压值超过过电压抑制阈值时，改变矢量控制系统的结构，由压力闭环控制切换为电流闭环控制。同时，将压力调节器与转速调节器的积分项清零，进入步骤3。
步骤3：启动过电压抑制单元，以检测到的母线电压为输入，输出交轴电流给定iqr：
式中，udc为母线电压值，iqlit为交轴电流限幅值，取为1.5倍额定电流值，vov为母线电压极值，取为800V。过电压抑制单元输出的交轴电流给定变化示意图如图3所示，其中横坐标变量为母线电压，纵坐标变量为交轴电流给定。
步骤4：当检测到的母线电压值小于过电压抑制阈值时，重新将矢量控制系统由电流闭环控制切换为压力闭环控制，返回步骤2。

Claims (3)

1.一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法，其特征在于：加入过电压抑制单元，在驱动器中设置过电压抑制阈值和过电压抑制系数；检测驱动器母线电压值，当母线电压值达到过电压抑制阈值时，将矢量控制系统由压力闭环控制切换为电流闭环控制，并启动过电压抑制单元；过电压抑制单元根据当前母线电压值线性计算交轴电流给定值，实现电流闭环控制；具体包括以下步骤：
步骤1：在驱动器上设置过电压抑制阈值和过电压抑制系数，过电压抑制阈值作为过电压抑制单元启动信号，过电压抑制系数用于控制过电压抑制强度；
步骤2：当检测到的母线电压值小于过电压抑制阈值时，交轴电流给定与转速调节器输出相等；当检测到的母线电压值超过过电压抑制阈值时，将矢量控制系统由压力闭环控制切换为电流闭环控制，同时，将压力调节器与转速调节器的积分项清零，进入步骤3；
步骤3：启动过电压抑制单元，以检测到的母线电压为输入，输出交轴电流给定值iqr：
式中，udc为母线电压值，vad为过电压抑制阈值，iqlit为交轴电流限幅值，k为过电压抑制系数，vov为母线电压极值；
步骤4：当检测到的母线电压值小于过电压抑制阈值时，重新将矢量控制系统由电流闭环控制切换为压力闭环控制，返回步骤2。
2.如权利要求1所述一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法，其特征在于：过电压抑制阈值的取值范围为[600,1000]，单位为V；过电压抑制系数的取值范围为[0.0,10.0]。
3.如权利要求1或2所述一种永磁同步电机液压系统驱动器的过电压抑制方法，其特征在于：设置过电压抑制阈值vad＝720V，过电压抑制系数k＝4.0。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101753092A (zh) * 2009-12-21 2010-06-23 浙江师范大学 一种电动车大功率无传感器矢量控制器
CN103701383A (zh) * 2013-12-22 2014-04-02 山东新风光电子科技发展有限公司 一种矢量控制系统中母线过压抑制方法

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