[发明专利]高功率因数感应电动机直接功率控制系统

权利要求书

1.高功率因数感应电动机直接功率控制系统，其特征在于：包括数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）、三相桥功率放大器（2）、三相桥驱动电路（3）、三相感应电动机（4）、三相二极管整流器（5）、功率因数检测环节（6）、电流检测环节（7）、编码器转速检测环节（8）、+24V开关电源（9）、+15V开关电源（10）、±12V开关电源（11）和+5V开关电源（12）；其中功率因数检测环节（6）、电流检测环节（7）和编码器转速检测环节（8）的输出连接到数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1），数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）输出的6路PWM信号连接到三相桥驱动电路（3），三相桥驱动电路（3）接三相桥功率放大器（2），电网输入的三相动力电经过三相二极管整流器（5）连接到三相桥功率放大器（2），三相桥功率放大器（2）的输出接三相感应电动机（4），+5V开关电源（12）经电平转换后给数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）供电，±12V开关电源（11）给功率因数检测环节（6）和电流检测环节（7）供电，三相桥驱动电路（3）由+15V开关电源（10）供电；当三相感应电动机（4）在额定负载的10％～60％工况下运行时，为了使电机工作电流最小，并提高功率因数，采用双路并行控制器结构，其中一路为转速外环、有功功率内环控制器，通过调节负载角控制有功功率，达到控制电磁转矩的目的；另一路是无功功率控制器，将无功功率等于零作为无功功率控制器给定，改变定子磁链幅值来调节无功功率，在不影响有功功率的情况下调整无功功率使之趋于零，实现节能控制，转速外环控制算法、有功功率内环控制算法和无功功率控制算法在数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）中实现。

2.根据权利要求1所述的高功率因数感应电动机直接功率控制系统，其特征在于：所述的数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）从与三相感应电动机（4）相接的编码器转速检测环节（8）获取转速反馈信号，数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）将参考转速信号与反馈转速信号作差，作为在数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）PID转速控制算法的输入量，PID转速控制算法经数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）运算后的输出量作为有功功率滞环控制算法的有功功率参考，有功功率的反馈值由电流检测环节（7）检测的瞬时值经过abc坐标系到αβ坐标系变换后计算获得，有功功率参考值和反馈值作差后经滞环控制算法后输出一个有功调节开关量；同样，无功功率的参考输入置零，无功功率的反馈值也是由电流检测环节（7）检测的瞬时值经过abc坐标系到αβ坐标系变换后计算获得，无功功率参考值和反馈值作差后经滞环控制算法运算后输出无功调节开关量；根据数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）中实现的两个滞环输出的有功调节开关量和无功调节开关量以及定子绕组磁链所在的扇区选择合适的电压矢量来生成6路PWM信号，6路PWM信号经三相桥驱动电路（3）触发相应的三相桥功率放大器（2）的功率器件导通来控制定子绕组磁链按期望的轨迹和速度运行，实现三相感应电动机（4）的高功率因数功率控制；数字信号处理器TMS320F2808为核心的控制器（1）依据功率因数检测环节（6）获得三相感应电动机瞬时功率因数来调节无功功率。