[发明专利]一种电励磁同步电机初始磁极定位控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电励磁同步电机初始磁极位置定位控制装置，属于电励磁同步电机矢量控制技术领域。

背景技术

电励磁同步电机矢量控制系统可获得与他励直流电机一样良好的动、静态调速性能，获得了广泛的应用。电励磁同步电机矢量控制系统需要在开始运行前确定转子初始位置，否则会造成定向角偏差，进而影响传动系统稳定性，因此矢量控制方案的控制效果严重依赖于转子初始位置。

目前，电励磁同步电机初始磁极位置定位主要有两种方法。其一是利用空载励磁电流感应的定子电压通过磁链纯积分电压模型进行辨识，由于纯积分算法存在直流偏置和初始值误差累积问题，辨识精度差。另一种方法为克服纯积分算法所带来的误差，通过转子侧注入高频电流，提取定子侧感应的高频电流分量进行转子初始位置角辨识，但存在高频信号提取困难，滤波器设计误差导致所提取的高频信号不准确，初始位置辨识失效。

因此，良好的初始磁极位置定位控制装置是电励磁同步电机矢量控制方案的技术保障。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题本发明提供一种电励磁同步电机初始磁极位置定位控制装置，采用全数字软件锁相环技术的电励磁同步电机初始磁极定位控制装置，能够精确辨识电励磁同步电机初始磁极，提高了电励磁同步电机矢量控制精度。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种电励磁同步电机初始磁极定位控制装置，包括三相交流电源、三相电源开关、直流励磁功率变换器、变频器、电励磁同步电机定子绕组和电励磁同步电机转子绕组，还包括定子电压传感器Ⅰ、定子电压传感器Ⅱ、转子电流传感器、定子电压采样电路、转子电流采样电路和控制器；其中，定子电压传感器Ⅰ和定子电压传感器Ⅱ分别设置于电励磁同步电机定子绕组的进线侧，同时定子电压传感器Ⅰ和定子电压传感器Ⅱ分别通过定子电压采样电路与控制器连接，转子电流传感器设置于电励磁同步电机转子绕组的出线侧，同时转子电流传感器通过转子电流采样电路与控制器连接。

三相交流电源通过三相电源开关与直流励磁功率变换器电性连接。

直流励磁功率变换器与电励磁同步电机转子绕组电性连接。

本发明的有益效果是：克服了传统控制装置中由于纯积分或高频信号提取滤波器的引入所带来的辨识误差，能够精确辨识电励磁同步电机初始磁极，提高了电励磁同步电机矢量控制精度。

附图说明

图1是本发明的控制装置结构示意图。

图中：1、三相交流电源，2、三相电源开关，3、直流励磁功率变换器，4、变频器，5、定子电压传感器Ⅰ，6、定子电压传感器Ⅱ，7、转子电流传感器，8、定子电压采样电路，9、转子电流采样电路，10、控制器，11、电励磁同步电机定子绕组，12、电励磁同步电机转子绕组。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种电励磁同步电机初始磁极定位控制装置，包括三相交流电源1、三相电源开关2、直流励磁功率变换器3、变频器4、电励磁同步电机定子绕组11和电励磁同步电机转子绕组12，还包括定子电压传感器Ⅰ5、定子电压传感器Ⅱ6、转子电流传感器7、定子电压采样电路8、转子电流采样电路9和控制器10；其中，定子电压传感器Ⅰ5和定子电压传感器Ⅱ6分别设置于电励磁同步电机定子绕组11的进线侧，同时定子电压传感器Ⅰ5和定子电压传感器Ⅱ6分别通过定子电压采样电路8与控制器10连接，转子电流传感器7设置于电励磁同步电机转子绕组12的出线侧，同时转子电流传感器7通过转子电流采样电路9与控制器10连接。

三相交流电源1通过三相电源开关2与直流励磁功率变换器3电性连接。

直流励磁功率变换器3与电励磁同步电机转子绕组12电性连接。

本发明的工作过程是：三相交流电源1通过三相电源开关2为直流励磁功率变换器3供电，直流励磁功率变换器3连接至电励磁同步电机转子绕组12；变频器4在初始磁极辨识期间不工作，电励磁同步电机定子绕组11处于开路状态。

定子电压传感器Ⅰ5和定子电压传感器Ⅱ6设置于电励磁同步电机定子绕组11的进线侧，用于检测电励磁同步电机定子绕组11的感应电压，并将检测信号传送给定子电压采样电路8，通过定子电压采样电路8对接收到的检测信号进行处理后，再传送给控制器10进行电压闭环控制。

转子电流传感器7设置于电励磁同步电机转子绕组12的出线侧，用于检测电励磁同步电机转子绕组12的电流，并将检测信号传送给转子电流采样电路9，通过转子电流采样电路9对接收到的检测信号进行处理后，再传送给控制器10进行电流闭环控制。

根据对上述信号的检测和控制，即实现了对电励磁同步电机初始磁极的定位控制目的。