[发明专利]一种用于软起动的电压空间矢量控制装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种用于软起动的电压空间矢量控制装置及其控制方法。目前软起动技术存在着起动电流大、启动转矩低的问题，而变频器软启动有存在工频切换难以实现的不足。本发明以三相交流电源供电，用六只电力门极可关断晶闸管GTO反并联，续流回路采用一只绝缘栅双极型晶体管IGBT，在微控制器的控制下组成电压空间矢量控制电路，电流互感器用于将三相电流信号传递给微控制器用于限流起动和电流监测。在微控制器的控制下，对三相交流异步电动机的A相、B相、C相供电电源进行交流调压、调频控制，用电压空间矢量控制策略实现交流电机六边形磁链轨迹控制，控制装置在使电压/频率比值相对稳定，保证电机主磁通稳定。

技术领域

本发明专利涉及一种用于软起动的电压空间矢量控制装置及其控制方法。

背景技术

目前，普通软起动器主要采用三相晶闸管降压起动，它在电路结构上采用每相串接反并联的两只晶闸管或双向晶闸管，通过改变每相电压的导通时间来实现降压起动。普通三相晶闸管降压软起动器通过依次控制六只电力门极可关断晶闸管GTO的触发时刻，将三相工频交流电波形变成图3中阴影部分，在改变电压的同时不能改变电源频率。该方法存在两个重要缺点。其一，起动转矩小，三相交流异步电动机起动转矩正比于起动电压的平方，当电压降低时，转矩以起动电压降低的平方倍数降低；其二，不能改变定子磁场的转速，起动转差过大；电机刚起动时，转子转速较低，三相晶闸管降压起动的定子磁场是以同步转速在转动，相对于转速很低的转子，转差很大，造成电机起动功率因数低，电流大，转矩小，无法实现带载起动。

变频器也有被用作软起动器的，虽然效果较好，但变频器在技术上属于交-直-交结构。它首先将三相工频电源进行三相桥式不可控整流，然后对整流输出的直流电压进行滤波，最后采用脉冲宽度调制（PWM）技术输出电压频率都可调的可控交流电。变频器结构、技术复杂，成本较高，不易于普及推广，同时存在切换时的电流突变现象，目前为止难以解决变频到工频的切换问题。

综上所示，目前软起动技术存在着起动电流大、启动转矩低的问题，而变频器软启动有存在工频切换难以实现的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供有一种用于软起动的电压空间矢量控制装置及其控制方法，本发明采用电压空间矢量控制算法在调节电源电压的同时，也调节了电源的频率；并使电压/频率比值相对稳定，保证电机主磁通稳定，在获得较大起动转矩的同时，起动电流又不致过大，采用六边形磁链轨迹控制，使磁链轨迹接近圆形，可以启动带有一定负载或较大惯性负载的电动机，而电流保持在较小的值。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于软启动的电压空间矢量控制装置，其特殊之处在于：A相、B相、C相供电电源0上有A、B、C三相，A相与晶闸管1、4相连，B相与晶闸管3、6相连，C相与晶闸管5、2相连，六只电力门极可关断晶闸管GTO1、2、3、4、5、6中，1和4，3和6，5和2两两反并联，晶闸管GTO1、4与电流霍尔传感器8相连，晶闸管GTO3、6与电流霍尔传感器9相连，晶闸管GTO5、2与电流霍尔传感器10相连，电流霍尔传感器8与三相交流异步电动机11的A相相连，电流霍尔传感器9与三相交流异步电动机11的B相相连，电流霍尔传感器10与三相交流异步电动机11的C相相连,续流回路12与三相交流异步电动机11的A相、B相、C相相连，续流回路12采用一只绝缘栅双极型晶体管IGBT和整流桥构成，微控制器7与晶闸管GTO1、2、3、4、5、6的控制端、续流回路12中IGBT的控制端相连。