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一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2021-12-24
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2022-04-12
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-11-08
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2041-12-24
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202111599631.6 申请日 2021-12-24
公开/公告号 CN114244235B 公开/公告日 2022-11-08
授权日 2022-11-08 预估到期日 2041-12-24
申请年 2021年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 H02P21/18H02P21/22H02P25/022H02P29/024H02P29/032 主分类号 H02P21/18
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 0
引用专利数量 1 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN105449639A 被引证专利
专利权维持 0 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 吴茂刚、李平 第一发明人 吴茂刚
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州君度专利代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
杨舟涛
摘要
本发明公开了一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法。设置过电压抑制单元,当母线电压大于抑制阈值,由转速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,输出直轴电流给定;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。相比普通的永磁同步电机矢量控制系统具有以下优点:能够有效预防系统过电压的发生,提高了系统的可靠性。
  • 摘要附图
    一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法
  • 说明书附图:图1
    一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法
  • 说明书附图:图2
    一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法
  • 说明书附图:图3
    一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-11-08 授权
2 2022-10-04 著录事项变更 发明人由吴茂刚 李庆松 李平 变更为吴茂刚 李平 
3 2022-04-12 实质审查的生效 IPC(主分类): H02P 21/18 专利申请号: 202111599631.6 申请日: 2021.12.24
4 2022-03-25 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法,其特征在于:设置过电压抑制单元,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,当母线电压值大于过电压抑制阈值时,由转速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母线电压值线性计算直轴电流给定值,产生负向直轴电流削弱磁场、减小反电势并消耗多余电能;具体包括以下步骤:
步骤1: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:电机运行过程中,当母线电压值小于过电压抑制阈值,直轴电流给定idr=0,交轴电流给定为转速调节器输出;当母线电压值大于过电压抑制阈值,系统由转速闭环控制切换为电流闭环控制,同时,将转速调节器积分项清零,进入步骤3;
步骤3:将交轴电流给定iqr设为零,同时启动过电压抑制单元,以检测到的母线电压为输入,计算直轴电流给定:
式中,in为额定电流值,k为过电压抑制系数,udc为母线电压值,vad为过电压抑制阈值,vov为母线电压极值;
步骤4:待直流母线电压低于过电压抑制阈值,重新切换回转速闭环控制,返回步骤2。

2.如权利要求1所述一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法,其特征在于:
设置过电压抑制阈值vad=680V,过电压抑制系数k=2.0。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于交流电机传动技术领域,涉及永磁同步电机矢量控制控制方法,具体涉及一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法。

背景技术

[0002] 永磁同步电机具有高效节能、快响应和高精度的优点,通常采用矢量控制方法,永磁同步电机矢量控制系统如各种类型的驱动器,广泛应用于数控机床、电梯、液压系统、电动汽车等领域。
[0003] 常见的以三相交流电源供电的驱动器,待机状态下直流母线电压在560V左右。在永磁同步电机的运行过程中,如果要求反方向运行,驱动器会控制电机磁场反方向旋转,但是在惯性的作用下,电机仍会按原方向运行,此时电机向驱动器回馈能量,导致直流母线电压上升。尤其在大惯性负载的场合下,母线电压有可能冲击到近800V。
[0004] 驱动器过电压危害到电机绝缘和直流滤波电容器的寿命,如果发生过电压,驱动器通常会报警、并停机,停机破坏了电机工作的连续性,甚至造成经济损失。

发明内容

[0005] 针对现有技术的不足,本发明提出了一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法,设置过电压抑制单元,当母线电压达到抑制阈值,系统由转速闭环控制切换为电流闭环控制,产生负向直轴电流削弱磁场、减小反电势,并消耗多余电能,降低母线电压。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。
[0006] 一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法,具体包括以下步骤:
[0007] 步骤1: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。
[0008] 步骤2:电机运行过程中,若母线电压值小于过电压抑制阈值,直轴电流给定idr=0,交轴电流给定为转速调节器输出;当母线电压值大于过电压抑制阈值,系统由转速闭环控制切换为电流闭环控制,同时,将转速调节器积分项清零,进入步骤3。
[0009] 步骤3:启动过电压抑制单元,以检测到的母线电压为输入,计算直轴电流给定:
[0010]
[0011] 式中,in为额定电流值,k为过电压抑制系数,udc为母线电压值,vad为过电压抑制阈值,vov为母线电压极值。
[0012] 同时,将交轴电流给定iqr设为零。
[0013] 步骤4:待直流母线电压低于过电压抑制阈值,重新切换回转速闭环控制,返回步骤2。
[0014] 本发明具有以下有益效果:
[0015] 当母线电压值大于抑制阈值时,由转速闭环控制切换为电流闭环控制,启动过电压抑制单元,根据母线电压值线性计算直轴电流给定值、并将交轴电流给定值设为零,通过削弱磁场使电机反电势迅速下降、并且通过产生直轴电流消耗多余电能,使母线电压快速下降。与普通的永磁同步电机矢量控制系统相比,采用本申请方法的永磁同步电机矢量控制系统能够有效预防过电压的发生,提高了系统的可靠性。

实施方案

[0019] 以下结合附图对本发明作进一步的解释说明:
[0020] 图1为本实施例使用的永磁同步电机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,位置和转速计算单元。
[0021] 图2为本实施例使用的具有过电压抑制的永磁同步电机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、经线性计算,输出直轴电流给定,交轴电流给定为零。
[0022] 一种永磁同步电机矢量控制系统的过电压抑制方法,具体包括以下步骤:
[0023] 步骤1:设置过电压抑制阈值vad=680V,过电压抑制系数k=2.0,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。
[0024] 步骤2:电机运行过程中,若母线电压值小于过电压抑制阈值,直轴电流给定idr=0,交轴电流给定为转速调节器输出;当母线电压值大于过电压抑制阈值,系统由转速闭环控制切换为电流闭环控制,同时,将转速调节器积分项清零,进入步骤3。
[0025] 步骤3:启动过电压抑制单元,以检测到的母线电压为输入,计算直轴电流给定:
[0026]
[0027] 式中,in为额定电流值,udc为母线电压值,vov为母线电压极值,取为800V。过电压抑制单元输出的直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,纵坐标变量为直轴电流给定。
[0028] 同时,将交轴电流给定iqr设为零。
[0029] 步骤4:待直流母线电压低于过电压抑制阈值,重新切换回转速闭环控制,返回步骤2。

附图说明

[0016] 图1为实施例中永磁同步电机矢量控制系统结构图;
[0017] 图2为实施例中具有过电压抑制的永磁同步电机矢量控制系统结构图;
[0018] 图3为实施例中永磁同步电机矢量控制系统过电压抑制单元输出的直轴电流给定变化示意图。
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