[发明专利]一种带有电力失效补偿功能的磁悬浮分子泵电机控制装置

权利要求书

1.一种带有电力失效补偿功能的磁悬浮分子泵电机控制装置，其特征在于：该装置包括：

单相可控整流模块（2）：与DSP控制器模块（3）相连接，输入220V单相交流电，DSP控制模块（3）以霍尔电压传感器（4）的输出作为反馈，通过电压闭环控制输出相控整流信号，控制单相可控整流模块（2）实现AC/DC相控整流，输出0V～310V可调的直流电压，为三相逆变桥模块（8）提供直流母线电压；

DSP控制器模块（3）：作为整个电机控制装置的核心模块，与单相可控整流模块（2）、三相逆变桥模块（8）、高压DC/DC模块（6）、低压DC/DC模块（7）相连接，通过霍尔电压传感器（4）的输出作为反馈，产生相控整流信号，控制单相可控整流模块（2）实现AC/DC可控整流，通过霍尔电流传感器（5）的输出作为反馈，使用电流转速双闭环电机控制器产生PWM信号，控制三相逆变桥模块（8），实现对永磁电机（11）的驱动，通过对电压传感器（1）的输出进行监控，在外部电力失效时，采用电压传感器（4）的输出作为反馈，通过电压控制器产生PWM信号，控制高压DC/DC模块（6），实现对永磁电机的回馈能量进行转换，得到磁轴承功放系统电源，另外低压DC/DC模块（7）在系统外部电力失效时，输出+5V和+15V为DSP控制器模块（3）供电；

高压DC/DC模块（6）：与DSP控制器模块（3）、低压DC/DC模块（7）以及磁轴承功放系统（9）相接，正常工作时DSP控制器模块（3）关闭PWM信号，高压DC/DC模块（6）不工作，当外部电力失效时，DSP控制器模块（3）根据电压传感器（4）以及预定值，通过电压闭环PI控制器产生PWM信号，驱动高压DC/DC模块（6），实现对于电机回馈能量的转换，输入为电机直流母线电压，输出+28V，为磁轴承功放系统（9）和低压DC/DC模块（7）提供直流电源；

低压DC/DC模块（7）：与高压DC/DC模块（6）、DSP控制器模块（3）和磁轴承控制系统（10）相连接，正常运行时不工作，而当外部电力失效时，高压DC/DC模块（6）输出+28V直流电压作为其输入，通过隔离DC/DC模块转化为+5V和+15V，为DSP控制模块（3）提供控制电源；

三相逆变桥模块（8）：与单相可控整流模块（2）和DSP控制器模块（3）输出相连接，输入相控整流出的直流电压，DSP控制器模块（3）根据电流传感器（5）的输出作为反馈，按照给定的转速，通过电流转速双闭环控制器输出PWM信号，控制三相逆变桥模块（8）将直流电压逆变为三相交流电压，驱动永磁电机（11）。

2.根据权利要求1所述的带有电力失效补偿功能的磁悬浮分子泵电机控制装置，其特征在于：所述DSP控制器模块（3）采用TMS320F28335浮点型DSP作为核心控制芯片。

3.根据权利要求1所述的带有电力失效补偿功能的磁悬浮分子泵电机控制装置，其特征在于：所述电机控制装置采用单相可控整流模块取代了传统不同整流桥，并将整流桥控制软件算法和永磁电机驱动算法使用单片DSP控制器实现，且电机的软起动过程为：

（1）DSP控制模块（3）控制单相可控整流模块（2）实现AC/DC转换，输出预设的软起动电压，此时DSP控制模块（3）控制三相逆变桥模块（8）关闭；

（2）DSP控制模块（3）通过电压传感器（4）监测母线电压，当系统达到预设的软起动电压，DSP控制模块（3）输出6路PWM信号，采用三相六拍的驱动方式，PWM采用H_PWM_L_ON的调制方式，控制逆变桥，驱动电机，且PWM占空比从0升至50%，电机开始加速；

（3）DSP控制模块（3）控制单相可控整流模块（2）逐渐升高直流母线电压至电机额定电压，此过程中DSP控制器模块（3）保持驱动三相逆变桥模块（8）的PWM占空比50%；

（4）DSP控制模块（3）控制单相可控整流模块（2）的输出稳定在电机额定电压，采用电流传感器（5）的输出、电机转速估计值以及转速预设值，使用电流转速双闭环PI调节器来计算控制量，转化为PWM信号，输出至三相逆变桥模块（8），实现系统电机起动从开环控制至闭环控制的切换。

4.根据权利要求1所述的带有电力失效补偿功能的磁悬浮分子泵电机控制装置，其特征在于：外部电力失效时，带有电力失效补偿功能的磁悬浮永磁电机控制装置的处理过程为：

（1）DSP控制器模块（3）首先进行故障诊断，进行现场控制参数的存储；

（2）DSP控制器模块（3）根据预设值和电压传感器（4）控制高压DC/DC模块输出+28V，同时关闭三相逆变桥模块（8）和单相可控整流模块（2）；

（3）DSP控制器模块（3）根据电压传感器（4），监测电机直流母线电压低于+30V时，逐步降低给定值，直至低于+15V，低压DC/DC模块停止工作，整个系统停止工作。