本發(fā)明屬于電氣工程電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
永磁同步電機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而永磁同步電機(jī)的控制性能是永磁同步電機(jī)使用成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在寬調(diào)速范圍內(nèi)對(duì)電動(dòng)/發(fā)電狀態(tài)做速度控制是永磁同步電機(jī)的主要控制方式之一。
目前對(duì)永磁同步電機(jī)的控制研究主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：
1、永磁同步電機(jī)通常運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)方式下，通過(guò)把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置運(yùn)行，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式下，控制器的能量是單一的從電源到永磁同步電機(jī)傳輸，直流環(huán)節(jié)的能量不能反向傳輸回到電源，浪費(fèi)了電能；
2、永磁同步電機(jī)如果保持直流電壓不變，當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)行在低速情況下時(shí)，定子繞組需要的電壓低，則只有通過(guò)減小PWM脈沖的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)，使定子繞組端電壓中實(shí)際諧波分量增加，從而造成定子繞組電流脈動(dòng)，使永磁同步電機(jī)的動(dòng)靜態(tài)特性變差。
申請(qǐng)?zhí)?01580014881.5，發(fā)明名稱直流電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)，公開了永磁鐵可與軸一同旋轉(zhuǎn)地被安裝在軸周圍，在永磁鐵周圍安裝有線圈，并安裝電磁鐵在永磁鐵周圍，采用電池使電磁鐵運(yùn)行，再通過(guò)電磁鐵運(yùn)行/非運(yùn)行的裝置控制電磁鐵的運(yùn)行，從而控制永磁鐵旋轉(zhuǎn)，永磁鐵旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)線圈產(chǎn)生電能送回電源，同時(shí)電動(dòng)機(jī)軸的線圈切割磁感線，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，雖然發(fā)明也解決了電動(dòng)機(jī)電能的利用問(wèn)題，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)是同時(shí)工作的，能源消耗大。
申請(qǐng)?zhí)?01510019524.X，發(fā)明名稱永磁同步電機(jī)控制方法及裝置，公開了一種根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的定子電流獲取所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流；根據(jù)轉(zhuǎn)矩電流控制所述永磁同步電機(jī)運(yùn)行，有效地提高了永磁同步電機(jī)的控制精度，但是其沒(méi)有能解決永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，動(dòng)靜態(tài)特性差，控制性能不好的問(wèn)題。
因此，有必要提出永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法，使其運(yùn)行在運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)與電網(wǎng)的能量雙向傳輸，節(jié)約電能，無(wú)論是工作在發(fā)電機(jī)低速狀態(tài)，還是工作在電動(dòng)機(jī)低速狀態(tài)，都能做到恒速、穩(wěn)定、動(dòng)靜態(tài)特性良好的運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服背景技術(shù)中的問(wèn)題，為了保證永磁同步電機(jī)在電動(dòng)/發(fā)電交替運(yùn)行狀態(tài)寬調(diào)速范圍運(yùn)行，永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)方法，能實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)在運(yùn)行方式下與電網(wǎng)的能量雙向傳輸，使永磁同步電機(jī)既可以在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下做恒速運(yùn)行，也可以在發(fā)電機(jī)狀態(tài)下做恒速運(yùn)行；同時(shí)可以使直流環(huán)節(jié)的電壓可變，使永磁同步電機(jī)無(wú)論是工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，還是工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，都能做到恒速、穩(wěn)定、動(dòng)靜態(tài)特性良好的運(yùn)行。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是按照以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
所述的永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)包括變壓器T、三相全橋四象限整流電路U01、三相全橋四象限整流電路U02、變直流電壓三相逆變電路U03、永磁同步電機(jī)；
所述的三相全橋四象限整流電路U01，包括V01、V02、V03、V04、V05、V06，VD01、VD02、VD03、VD04、VD05、VD06；V01與VD01反向并聯(lián)，V02與VD02反向并聯(lián)，V03與VD03反向并聯(lián)，V04與VD04反向并聯(lián)，V05與VD05反向并聯(lián)，V06與VD06反向并聯(lián)；V01陰極與V02陽(yáng)極相連，V03陰極與V04陽(yáng)極相連，V05陰極與V06陽(yáng)極相連；V01陽(yáng)極、V03陽(yáng)極、V05陽(yáng)極與直流傳輸線U1連接，V02陰極、V04陰極、V06陰極與直流傳輸線U2連接；變壓器副邊中的電壓輸出端A1相與V01陰極相連，電壓輸出端B1相與V03陰極相連，電壓輸出端C1相與V05陰極相連；
所述的三相全橋四象限整流電路U02，包括V07、V08、V09、V10、V11、V12，VD07、VD08、VD09、VD10、VD11、VD12；V07與VD07反向并聯(lián)，V08與VD08反向并聯(lián)，V09與VD09反向并聯(lián)，V10與VD10反向并聯(lián)，V11與VD11反向并聯(lián)，V12與VD12反向并聯(lián)；V07陰極與V08陽(yáng)極相連，V09陰極與V10陽(yáng)極相連，V11陰極與V12陽(yáng)極相連；V07陽(yáng)極、V09陽(yáng)極、V11陽(yáng)極與直流傳輸線U2連接，V08陰極、V10陰極、V12陰極與直流傳輸線U3連接；變壓器副邊中的電壓輸出端A2相與V07陰極相連，電壓輸出端B2相與V09陰極相連，電壓輸出端C2相與V11陰極相連；
變直流電壓三相逆變電路U03，包括V13、V14、V15、V16、V17、V18、V19、V20、V21、V22、V23、V24，VD13、VD14、VD15、VD16、VD17、VD18、VD19、VD20、VD21、VD22、VD23、VD24，V13與VD13反向并聯(lián)，V14與VD14反向并聯(lián)，V15與VD15反向并聯(lián)，V16與VD16反向并聯(lián)，V17與VD17反向并聯(lián)，V18與VD18反向并聯(lián)，V19與VD19反向并聯(lián)，V20與VD20反向并聯(lián)，V21與VD21反向并聯(lián)，V22與VD22反向并聯(lián)，V23與VD23反向并聯(lián)，V24與VD24反向并聯(lián)；V13陰極與V14陽(yáng)極相連，V15陰極與V16陽(yáng)極相連，V17陰極與V18陽(yáng)極相連，V19陰極與V20陽(yáng)極相連，V21陰極與V22陽(yáng)極相連，V23的陰極與V24的陽(yáng)極相連；
V14陰極與V15陽(yáng)極相連，V18陰極與V19陽(yáng)極相連，V22陰極與V23陽(yáng)極相連，V13陽(yáng)極、V17陽(yáng)極、V21陽(yáng)極與直流傳輸線U1連接，V16陰極、V20陰極、V24陰極與直流傳輸線U3連接；VD25陰極與V13陰極相連接，VD27陰極與V17陰極相連接，VD29陰極與V21陰極相連接，VD26陽(yáng)極與V15陰極相連接，VD28陽(yáng)極與V19陰極相連接，VD30陽(yáng)極與V23陰極相連接，VD25陽(yáng)極、VD27陽(yáng)極、VD29陽(yáng)極與直流傳輸線U2連接，VD26陰極、VD28陰極、VD30陰極與直流傳輸線U2連接；
所述的變壓器T與三相全橋四象限整流電路U01、三相全橋四象限整流電路U02電連接，三相全橋四象限整流電路U01、三相全橋四象限整流電路U02與變直流電壓三相逆變電路U03電連接，變直流電壓三相逆變電路U03與永磁同步電機(jī)相連。
所述的變壓器T包括原邊和副邊，變壓器T原邊為三相電源電壓輸入端A相、B相、C相，副邊為兩組，一組為三相電壓輸出端A1相、B1相、C1相，另一組為三相電壓輸出端A2相、B2相、C2相。
所述的變直流電壓三相逆變電路U03的V14陰極、V18陰極、V22陰極分別與永磁同步電機(jī)三相輸入端相連。
所述的永磁同步電機(jī)電動(dòng)-發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)還包括直流接觸器、電阻，KM01-1為直流接觸器KM01的觸點(diǎn)，KM02-1為直流接觸器KM02的觸點(diǎn)，與電阻R01連接，KM02-1與電阻R01串聯(lián)后，KM02-1、電阻R01再與KM01-1并聯(lián)，KM01-1、KM02-1一端與V01陽(yáng)極、V03陽(yáng)極、V05陽(yáng)極相連，KM01-2為直流接觸器KM01的觸點(diǎn)，KM02-2為直流接觸器KM02的觸點(diǎn)，與電阻R02連接，KM02-2與電阻R02串聯(lián)后，KM02-2、電阻R02再與KM01-2并聯(lián)，KM02-2、KM01-2一端與V07陽(yáng)極、V09陽(yáng)極、V11陽(yáng)極相連。
所述的永磁同步電機(jī)電動(dòng)-發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)還包括電容，電容C01一端與直流傳輸線U1連接，另一端與直流傳輸線U2連接；電容C02一端與直流傳輸線U2連接，另一端與直流傳輸線U3連接。
永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行調(diào)節(jié)方法，其特征在于：包括永磁同步電機(jī)電動(dòng)發(fā)電恒速運(yùn)行控制方法，永磁同步電動(dòng)機(jī)跟隨電壓控制方法：
(1)永磁同步電機(jī)電動(dòng)發(fā)電恒速運(yùn)行控制方式包括：電動(dòng)機(jī)恒速控制方法、發(fā)電機(jī)恒速控制方法。
步驟1，在永磁同步電機(jī)內(nèi)安裝編碼檢測(cè)器，實(shí)時(shí)檢測(cè)編碼器的位置，也就是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角度。
步驟2.在永磁同步電機(jī)投入運(yùn)行前，對(duì)編碼器和三相定子電流的相位關(guān)系進(jìn)行映射性地標(biāo)定，此時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的位置就是定子等效磁極旋轉(zhuǎn)的位置，從而確定定子電流相位與定子等效磁極位置的關(guān)系。
步驟3.通過(guò)電流相位確定定子等效磁極的位置，即通過(guò)標(biāo)定，測(cè)量定子電流的相位來(lái)確定定子等效磁場(chǎng)的空間旋轉(zhuǎn)角度。
步驟4.確定定子繞組電流的勵(lì)磁分量。
步驟5.控制定子繞組電流的大小，從而控制定子繞組電流勵(lì)磁分量大小。
步驟6.控制定子繞組端電壓幅值，從而控制定子繞組電流的大小。
步驟7.控制變直流電壓三相逆變電路U03的逆變輸出電壓，從而控制定子繞組端電壓幅值的大小。
發(fā)電機(jī)恒速控制方法包括以下步驟：
步驟1，在永磁同步電機(jī)內(nèi)安裝編碼檢測(cè)器，實(shí)時(shí)檢測(cè)編碼器的位置，也就是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角度。
步驟2.在永磁同步電機(jī)投入運(yùn)行前，對(duì)編碼器和三相定子電流的相位關(guān)系進(jìn)行映射性地標(biāo)定，此時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的位置就是定子等效磁極旋轉(zhuǎn)的位置，從而確定定子電流相位與定子等效磁極位置的關(guān)系。
步驟3.通過(guò)電流相位確定定子等效磁極的位置，即通過(guò)標(biāo)定，測(cè)量定子電流的相位來(lái)確定定子等效磁場(chǎng)的空間旋轉(zhuǎn)角度。
步驟4.確定定子繞組電流的勵(lì)磁分量。
步驟5.控制變直流電壓三相逆變電路U03輸出的等效電壓的大小，從而控制定子繞組電流勵(lì)磁分量大小。
(2)永磁同步電動(dòng)機(jī)跟隨電壓控制方法：
包括四種不同運(yùn)行方式：
第一種電壓調(diào)節(jié)方法：
步驟1.V14、V18、V22一直給開通控制信號(hào)，V16、V20、V24一直給關(guān)斷控制信號(hào)。
步驟2.V13和V15呈互補(bǔ)性控制，即給V13開通信號(hào)時(shí)給V15關(guān)斷信號(hào)，給V13關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V15開通信號(hào)。
步驟3.V17和V19呈互補(bǔ)性控制，即給V17開通信號(hào)時(shí)給V19關(guān)斷信號(hào)，給V17關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V19開通信號(hào)。
步驟4.V21和V23呈互補(bǔ)性控制，即給V21開通信號(hào)時(shí)給V23關(guān)斷信號(hào)，給V21關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V23開通信號(hào)。
步驟5.這樣構(gòu)成了第一個(gè)兩電平逆變電路，這個(gè)逆變電路的直流電壓為U12，即為Ud/4。
第二種電壓調(diào)節(jié)方法：
步驟1.V15、V19、V23一直給開通控制信號(hào)，V13、V17、V21一直給關(guān)斷控制信號(hào)。
步驟2.V14和V16呈互補(bǔ)性控制，即給V14開通信號(hào)時(shí)給V16關(guān)斷信號(hào)，給V14關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V16開通信號(hào)；
步驟3.V18和V20呈互補(bǔ)性控制，即給V18開通信號(hào)時(shí)給V20關(guān)斷信號(hào)，給V18關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V20開通信號(hào)；
步驟4.V22和V24呈互補(bǔ)性控制，即給V22開通信號(hào)時(shí)給V24關(guān)斷信號(hào)，給V22關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V24開通信號(hào)。
步驟5.這樣構(gòu)成了第二個(gè)兩電平逆變電路，這個(gè)逆變電路的直流電壓為U23，即為Ud/2。
第三種電壓調(diào)節(jié)方法：
步驟1.V13、V14和V15、V16呈互補(bǔ)性控制，即給V13、V14通信號(hào)時(shí)給V15、V16關(guān)斷信號(hào)，給V13、V14關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V15、V16開通信號(hào)
步驟2.V17、V18和V19、V20呈互補(bǔ)性控制，即給V17、V18開通信號(hào)時(shí)給V19、V20關(guān)斷信號(hào)，給V17、V18關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V19、V20開通信號(hào)；
步驟3.V21、V22和V23、V24呈互補(bǔ)性控制，即給V21、V22開通信號(hào)時(shí)給V23、V24關(guān)斷信號(hào)，給V21、V22關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V23、V24開通信號(hào)。
步驟4.這樣構(gòu)成了第三個(gè)兩電平逆變電路，這個(gè)逆變電路的直流電壓為U12加U23，即為3Ud/4。
第四種電壓調(diào)節(jié)方法：
步驟1.U01工作在四象限整流狀態(tài)下。
步驟2.調(diào)節(jié)電壓U12，使電壓U12等于U23的電壓，并且U12與U23的電壓相加為電壓Ud。
步驟3.U03按照三電平逆變方式運(yùn)行。
本發(fā)明的有益效果：
1.實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下與電網(wǎng)能量的雙向傳輸，同時(shí)保證永磁同步電機(jī)既可以在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下做恒速運(yùn)行，也可以在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下做恒速運(yùn)行。
2.可以使直流環(huán)節(jié)的電壓可變，適配永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速；從而保證永磁同步電機(jī)無(wú)論是在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，還是在發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)論是在額定運(yùn)行速度，還是在低速運(yùn)行條件下都能做到恒速、穩(wěn)定、動(dòng)靜態(tài)特性良好的運(yùn)行。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚、明白，下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，以方便技術(shù)人員理解。
V01～V24——全控型電力電子開關(guān)；
VD01～VD30——電力二極管；
S——三相交流電源；
T——變壓器；
A、B、C——變壓器三相電源輸入；
A1、B1、C1——變壓器三相輸出；
A2、B2、C2——變壓器三相輸出；
KM01-1——直流接觸器KM01第一對(duì)觸點(diǎn)；
KM01-2——直流接觸器KM01第二對(duì)觸點(diǎn)；
KM02-1——直流接觸器KM02第一對(duì)觸點(diǎn)；
KM02-2——直流接觸器KM02第二對(duì)觸點(diǎn)；
R01——限流電阻；
R02——限流電阻；
C01——電容；
C02——電容；
M01——永磁同步電機(jī)；
U01——三相四象限整流電路；
U02——三相四象限整流電路；
U03——變直流電壓三相逆變電路；
U1——直流傳輸線一；
U2——直流傳輸線二；
U3——直流傳輸線三。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)，圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的永磁同步電機(jī)電動(dòng)發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述的永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)包括變壓器T、三相全橋四象限整流電路U01、三相全橋四象限整流電路U02、變直流電壓三相逆變電路U03、永磁同步電機(jī)；該系統(tǒng)在永磁同步電機(jī)做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，能量由電網(wǎng)傳輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)上，永磁同步電機(jī)做發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，能量從永磁同步電機(jī)輸入到電網(wǎng)，即該系統(tǒng)具有雙向傳輸?shù)哪芰?，直流環(huán)節(jié)能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。
所述的三相全橋四象限整流電路U01，包括V01、V02、V03、V04、V05、V06，VD01、VD02、VD03、VD04、VD05、VD06；V01與VD01反向并聯(lián)，V02與VD02反向并聯(lián)，V03與VD03反向并聯(lián)，V04與VD04反向并聯(lián)，V05與VD05反向并聯(lián)，V06與VD06反向并聯(lián)；V01陰極與V02陽(yáng)極相連，V03陰極與V04陽(yáng)極相連，V05陰極與V06陽(yáng)極相連；V01陽(yáng)極、V03陽(yáng)極、V05陽(yáng)極與直流傳輸線U1連接，V02陰極、V04陰極、V06陰極與直流傳輸線U2連接；變壓器副邊中的電壓輸出端A1相與V01陰極相連，電壓輸出端B1相與V03陰極相連，電壓輸出端C1相與V05陰極相連；三相全橋四象限整流電路U01既可以把變壓器T的能量傳輸給直流傳輸線U1和U2，又可以把直流傳輸線U1和U2的能量反向輸送給變壓器T，從而保持直流傳輸線U1和U2間電壓的穩(wěn)定。
所述的三相全橋四象限整流電路U02，包括V07、V08、V09、V10、V11、V12，VD07、VD08、VD09、VD10、VD11、VD12；V07與VD07反向并聯(lián)，V08與VD08反向并聯(lián)，V09與VD09反向并聯(lián)，V10與VD10反向并聯(lián)，V11與VD11反向并聯(lián)，V12與VD12反向并聯(lián)；V07陰極與V08陽(yáng)極相連，V09陰極與V10陽(yáng)極相連，V11陰極與V12陽(yáng)極相連；V07陽(yáng)極、V09陽(yáng)極、V11陽(yáng)極與直流傳輸線U2連接，V08陰極、V10陰極、V12陰極與直流傳輸線U3連接；變壓器副邊中的電壓輸出端A2相與V07陰極相連，電壓輸出端B2相與V09陰極相連，電壓輸出端C2相與V11陰極相連；三相全橋四象限整流電路U02既可以把變壓器T的能量傳輸給直流傳輸線U2和U3，又可以把直流傳輸線U2和U3的能量反向輸送給變壓器T，從而保持直流傳輸線U2和U3間電壓的穩(wěn)定。
變直流電壓三相逆變電路U03，包括V13、V14、V15、V16、V17、V18、V19、V20、V21、V22、V23、V24，VD13、VD14、VD15、VD16、VD17、VD18、VD19、VD20、VD21、VD22、VD23、VD24，V13與VD13反向并聯(lián)，V14與VD14反向并聯(lián)，V15與VD15反向并聯(lián)，V16與VD16反向并聯(lián)，V17與VD17反向并聯(lián)，V18與VD18反向并聯(lián)，V19與VD19反向并聯(lián)，V20與VD20反向并聯(lián)，V21與VD21反向并聯(lián)，V22與VD22反向并聯(lián)，V23與VD23反向并聯(lián)，V24與VD24反向并聯(lián)；V13陰極與V14陽(yáng)極相連，V15陰極與V16陽(yáng)極相連，V17陰極與V18陽(yáng)極相連，V19陰極與V20陽(yáng)極相連，V21陰極與V22陽(yáng)極相連，V23的陰極與V24的陽(yáng)極相連。
V14陰極與V15陽(yáng)極相連，V18陰極與V19陽(yáng)極相連，V22陰極與V23陽(yáng)極相連，V13陽(yáng)極、V17陽(yáng)極、V21陽(yáng)極與直流傳輸線U1連接，V16、V20、V24陰極與直流傳輸線U3連接；VD25陰極與V13陰極相連接，VD27陰極與V17陰極相連接，VD29陰極與V21陰極相連接，VD26陽(yáng)極與V15陰極相連接，VD28陽(yáng)極與V19陰極相連接，VD30陽(yáng)極與V23陰極相連接，VD25陽(yáng)極、VD27陽(yáng)極、VD29陽(yáng)極與直流傳輸線U2連接，VD26陰極、VD28陰極、VD30陰極與直流傳輸線U2連接；變直流電壓三相逆變電路U03能夠根據(jù)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變直流電壓，從而降低輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
所述的變壓器T與三相全橋四象限整流電路U01、三相全橋四象限整流電路U02電連接，三相全橋四象限整流電路U01、三相全橋四象限整流電路U02與變直流電壓三相逆變電路U03電連接，變直流電壓三相逆變電路U03與永磁同步電機(jī)相連。
其中，所述的變壓器T包括原邊和副邊，變壓器T原邊為三相電源電壓輸入端A相、B相、C相，副邊為兩組，一組為三相電壓輸出端A1相、B1相、C1相，另一組為三相電壓輸出端A2相、B2相、C2相。
所述的變直流電壓三相逆變電路U03的V14陰極、V18陰極、V22陰極分別與永磁同步電機(jī)三相輸入端相連。
所述的永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)，還包括直流接觸器、電阻，KM01-1為直流接觸器KM01的觸點(diǎn)，KM02-1為直流接觸器KM02的觸點(diǎn)，KM02-1與電阻R01串聯(lián)后，KM02-1、電阻R01再與KM01-1并聯(lián)，KM01-1、KM02-1一端與V01陽(yáng)極、V03陽(yáng)極、V05陽(yáng)極相連，KM01-2為直流接觸器KM01的觸點(diǎn)，KM02-2為直流接觸器KM02的觸點(diǎn)，KM02-2與電阻R02串聯(lián)后，KM02-2、電阻R02再與KM01-2并聯(lián)，KM02-2、KM01-2一端與V07陽(yáng)極、V09陽(yáng)極、V11陽(yáng)極相連。
所述的永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)還包括電容C01、電容C02，電容C01一端與直流傳輸線U1連接，另一端與直流傳輸線U2連接；電容C02一端與直流傳輸線U2連接，另一端與直流傳輸線U3連接。
在系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，KM01-1和KM01-2兩個(gè)觸頭斷開，KM02-1和KM02-2兩個(gè)觸頭閉合，電源通過(guò)電阻R01和R02為電容C01和C02充電，限流電阻R01和R02限制電容C01和C02的充電電壓上升速度或過(guò)沖；當(dāng)電容C01和C02電壓達(dá)到額定電壓90％時(shí)，KM01-1和KM01-2兩個(gè)觸頭閉合，KM02-1和KM02-2兩個(gè)觸頭斷開，使電源直接為電容C01和C02充電，建立了為變直流電壓三相逆變電路U03逆變所需要的初始直流電壓。
電容C01主要為了穩(wěn)定直流傳輸線U1和U2間的電壓差，防止沖擊電流引起直流傳輸線U1和U2間的電壓波動(dòng)；電容C02主要為了穩(wěn)定直流傳輸線U2和U3間的電壓差，防止沖擊電流引起直流傳輸線U2和U3間的電壓波動(dòng)。
本發(fā)明永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行系統(tǒng)的控制方法：
設(shè)直流傳輸線U3的電壓為參考零電壓，直流傳輸線U2和直流傳輸線U3間的電壓受三相全橋四象限整流電路U02控制，直流傳輸線U1和直流傳輸線U2間的電壓受三相全橋四象限整流電路U01的控制。
三相全橋四象限整流電路U01、U02有兩種工作方式，一種是整流加逆變的工作方式，另一種是四象限整流工作方式。在整流加逆變的工作方式中，整流時(shí)，全控型開關(guān)不工作，由二極管和相應(yīng)的連接線構(gòu)成三相橋式整流電路，把交流整流為直流，能量由電源傳輸?shù)街绷鳝h(huán)節(jié)，再通過(guò)直流環(huán)節(jié)經(jīng)U03提供給永磁同步電機(jī)。
當(dāng)永磁同步電機(jī)做發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，永磁同步電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過(guò)U03傳輸給直流環(huán)節(jié)，直流環(huán)節(jié)的電容電壓會(huì)升高，需要把直流環(huán)節(jié)的電能傳輸給電源，U01和U02工作在逆變狀態(tài)。
U01、U02如果工作在四象限整流方式，在每一個(gè)周期，電源和直流環(huán)節(jié)都會(huì)發(fā)生能量的雙向交換，在一個(gè)周期內(nèi)，如果電源向直流環(huán)節(jié)傳輸?shù)哪芰慷嘤谥绷鳝h(huán)節(jié)向電源傳輸?shù)哪芰?，就處于整流狀態(tài)，如果電源向直流環(huán)節(jié)傳輸?shù)哪芰可儆谥绷鳝h(huán)節(jié)向電源傳輸?shù)哪芰浚吞幱谀孀儬顟B(tài)。
在四象限整流工作方式下，直流傳輸線上的電壓可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。無(wú)論是永磁同步電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式還是發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式，U01和U02通過(guò)控制能量的方向?qū)崿F(xiàn)直流傳輸線上電壓的穩(wěn)定。
記直流傳輸線U2與U3之間的電壓為U23，直流傳輸線U1與U2之間的電壓為U12。在給定負(fù)載情況下，電壓U12的最小值由A1、B1、C1三相電壓經(jīng)過(guò)二極管VD01～VD06構(gòu)成的三相橋式整流電路整流得到，記為U12min，電壓U23的最小值由A2、B2、C2三相電壓經(jīng)過(guò)二極管VD07～VD12構(gòu)成的三相橋式整流電路整流得到,記為U23min。需要的電壓U12大于U12min，時(shí)，由四象限整流電路U01進(jìn)行調(diào)節(jié)得到。需要的電壓U23大于U23min時(shí)，由四象限整流電路U02進(jìn)行調(diào)節(jié)得到。
設(shè)永磁同步電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下逆變器所需要的最佳適配總直流電壓為Ud。電壓U12和電壓U23的比值理論上可以是任意值。為了使U03逆變和永磁同步電機(jī)運(yùn)行匹配的方便，選取U01的整流輸出電壓為Ud/4，U01四象限整流控制電壓為Ud/2，選取U02的整流輸出電壓為Ud/2，U02四象限整流控制電壓為0.55Ud，即U23的電壓如果超過(guò)U02的整流輸出電壓的110％,則U02四象限整流把能量回送給電網(wǎng)，使電壓U23不繼續(xù)升高。
永磁同步電機(jī)電動(dòng)/發(fā)電交替運(yùn)行恒速控制的原理如下：
永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極由永磁鐵形成，而定子等效磁極由轉(zhuǎn)子線圈勵(lì)磁形成，定子等效磁極的大小和方向與定子三相電流的相位和大小相關(guān)。
永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極和定子等效磁極具有相互的作用力，以相互吸引為例，轉(zhuǎn)子的磁南極與定子的等效磁極的磁北極相互吸引，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的磁北極與定子的等效磁極的磁南極相互吸引。當(dāng)定子的等效磁極旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，如果使轉(zhuǎn)子磁極在切線方向產(chǎn)生足夠的拉力，轉(zhuǎn)子會(huì)旋轉(zhuǎn)，這種工作方式為電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下，定子等效磁極位置超前轉(zhuǎn)子磁極位置。如果轉(zhuǎn)子磁極位置超前定子等效磁極位置，則定子的等效磁極受到轉(zhuǎn)子的切向拉力，這種工作方式為發(fā)電機(jī)狀態(tài)。
在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，始終保持定子等效磁極超前轉(zhuǎn)子磁極位置旋轉(zhuǎn)，則保持定子等效磁極與轉(zhuǎn)子磁極保持同步。如果定子等效磁極等速前進(jìn)，則轉(zhuǎn)子也會(huì)等速前進(jìn)，形成同步電機(jī)恒速電動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式。
在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，轉(zhuǎn)子磁極超前定子等效磁極，定子等效磁極受到轉(zhuǎn)子磁極的切向拉力，如果定子等效磁極不動(dòng)，則轉(zhuǎn)子磁極和定子等效磁極間的拉力會(huì)越來(lái)越大，最終轉(zhuǎn)子會(huì)停下來(lái)(也可能失步)。如果定子等效磁極向前旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁極和定子等效磁極間的切向拉力減小，轉(zhuǎn)子機(jī)械力矩大于電磁力矩，向前旋轉(zhuǎn)。所以，在發(fā)電機(jī)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度取決于定子等效磁極的旋轉(zhuǎn)速度。如果定子的等效磁極勻速旋轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子也勻速旋轉(zhuǎn)。
永磁同步電機(jī)無(wú)論是在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)還是在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度和定子等效磁極的旋轉(zhuǎn)速度一致。
保持永磁同步電機(jī)定子等效磁極勻速旋轉(zhuǎn)，則無(wú)論在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)和發(fā)電機(jī)狀態(tài)下如何頻率地交替運(yùn)行，總能保持永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速恒定。
保持永磁同步電機(jī)定子等效磁極勻速旋轉(zhuǎn)實(shí)質(zhì)上就是保持定子三相繞組的電流頻率不變。在保持電流頻率不變的同時(shí)，電流的幅值需要根據(jù)定子磁通的狀態(tài)而變化，磁通大于需要值時(shí)，減小電流的幅值，磁通小于需要值時(shí)，增加電流幅值。在電流幅值增減和電流波形控制過(guò)程中，自然包含了能量在永磁同步電機(jī)和直流環(huán)節(jié)相互傳輸?shù)倪^(guò)程，也自然能夠適應(yīng)永磁同步電機(jī)的電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)和發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)。
實(shí)施例2
當(dāng)永磁同步電機(jī)做電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度和定子等效磁極的旋轉(zhuǎn)速度相等，所以，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度由定子等效磁極的旋轉(zhuǎn)速度確定，而定子等效磁極的旋轉(zhuǎn)速度由定子三相繞組中電流的頻率確定。隨著負(fù)載的變化，定子三相繞組中的電流的幅值也需要跟隨變化，否則，定子三相繞組電流的幅值過(guò)小會(huì)引起失步，定子三相繞組電流的幅值過(guò)大，則會(huì)引起勵(lì)磁電流過(guò)大。
在永磁同步電機(jī)做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)編碼器測(cè)量轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)定子電流測(cè)量定子等效磁極的旋轉(zhuǎn)角度。
定子等效磁極的旋轉(zhuǎn)角度與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度之差為定子等效磁極與轉(zhuǎn)子磁極的相位差。
本實(shí)施例是實(shí)施例1的永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行作為電動(dòng)機(jī)的恒速控制方法：
步驟1，在永磁同步電機(jī)內(nèi)安裝編碼檢測(cè)器，實(shí)時(shí)檢測(cè)編碼器的位置，也就是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角度。
步驟2.在永磁同步電機(jī)投入運(yùn)行前，對(duì)編碼器和三相定子電流的相位關(guān)系進(jìn)行映射性地標(biāo)定，此時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的位置就是定子等效磁極旋轉(zhuǎn)的位置，從而確定定子電流相位與定子等效磁極位置的關(guān)系。
在永磁同步電機(jī)空載情況下，轉(zhuǎn)子磁極與定子等效磁極的相位差可以忽略不計(jì)，認(rèn)為相等，所以，此時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的位置就是定子等效磁極旋轉(zhuǎn)的位置。
步驟3.通過(guò)電流相位確定定子等效磁極的位置，即通過(guò)標(biāo)定，測(cè)量定子電流的相位來(lái)確定定子等效磁場(chǎng)的空間旋轉(zhuǎn)角度。
步驟4.確定定子繞組電流的勵(lì)磁分量。
定子等效磁極與轉(zhuǎn)子磁極的相位差的余弦函數(shù)值再與定子電流幅值相乘就得到定子繞組電流的勵(lì)磁分量。
步驟5.控制定子繞組電流的大小，從而控制定子繞組電流勵(lì)磁分量大小。
當(dāng)定子繞組電流勵(lì)磁分量大時(shí)，減小定子繞組電流，定子等效磁極與轉(zhuǎn)子磁極的相位差增加，定子繞組電流勵(lì)磁分量就會(huì)減??；相反，當(dāng)定子繞組電流勵(lì)磁分量小時(shí)，增加定子繞組電流，定子等效磁極與轉(zhuǎn)子磁極的相位差減小，定子繞組電流勵(lì)磁分量就會(huì)增加。
步驟6.控制定子繞組端電壓幅值，從而控制定子繞組電流的大小。
定子繞組電流的大小由定子繞組端電壓控制，當(dāng)需要增加定子繞組電流，是通過(guò)增加定子繞組端電壓幅值，當(dāng)需要減小定子繞組電流時(shí)，減小定子繞組端電壓幅值。
步驟7.控制變直流電壓三相逆變電路U03的逆變輸出電壓，從而控制定子繞組端電壓幅值的大小。
根據(jù)PWM調(diào)制方法，變直流電壓三相逆變電路U03輸出三相對(duì)稱的交流電壓。
當(dāng)定子繞組的端電壓的幅值需求大小在Ud/4以下時(shí)，按照第一種電壓調(diào)節(jié)方法進(jìn)行逆變控制,即三相全橋四象限整流電路U01工作在自然整流狀態(tài)，三相全橋四象限整流電路U02工作在空閑狀態(tài)。
當(dāng)定子繞組的端電壓的幅值需求大小在Ud/4和Ud/2之間時(shí)，按照第二種電壓調(diào)節(jié)方法進(jìn)行逆變控制，三相全橋四象限整流電路U01工作在空閑狀態(tài)，三相全橋四象限整流電路U02工作在自然整流狀態(tài)。
當(dāng)定子繞組的端電壓的幅值需求大小在Ud/2和3Ud/4之間時(shí)，按照第三種電壓調(diào)節(jié)方法進(jìn)行逆變控制，此時(shí)三相全橋四象限整流電路U01工作在自然整流狀態(tài)，三相全橋四象限整流電路U02也工作在自然整流狀態(tài)。
當(dāng)定子繞組的端電壓的幅值需求大小在3Ud/4和Ud之間時(shí)，按照第四種電壓調(diào)節(jié)方法進(jìn)行逆變控制，此時(shí)三相全橋四象限整流電路U01工作在受控整流狀態(tài)，三相全橋四象限整流電路U02工作在自然整流狀態(tài)。
實(shí)施例3
永磁同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，能量需要通過(guò)變直流電壓三相逆變電路U03傳輸給直流環(huán)節(jié)。
永磁同步電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，需要定子繞組端電壓的相位超前定子繞組電流的相位，并且相位差大于90°。
本實(shí)施例是實(shí)施例1的永磁同步電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電交替運(yùn)行作為發(fā)電機(jī)的恒速控制方法：
步驟1，在永磁同步電機(jī)內(nèi)安裝編碼檢測(cè)器，實(shí)時(shí)檢測(cè)編碼器的位置，也就是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角度。
步驟2.在永磁同步電機(jī)投入運(yùn)行前，對(duì)編碼器和三相定子電流的相位關(guān)系進(jìn)行映射性地標(biāo)定，此時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的位置就是定子等效磁極旋轉(zhuǎn)的位置，從而確定定子電流相位與定子等效磁極位置的關(guān)系。
在永磁同步電機(jī)空載情況下，轉(zhuǎn)子磁極與定子等效磁極的相位差可以忽略不計(jì)，認(rèn)為相等，所以，此時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的位置就是定子等效磁極旋轉(zhuǎn)的位置。
步驟3.通過(guò)電流相位確定定子等效磁極的位置，即通過(guò)標(biāo)定，測(cè)量定子電流的相位來(lái)確定定子等效磁場(chǎng)的空間旋轉(zhuǎn)角度。
步驟4.確定定子繞組電流的勵(lì)磁分量。
定子等效磁極與轉(zhuǎn)子磁極的相位差的余弦函數(shù)值再與定子電流幅值相乘就得到定子繞組電流的勵(lì)磁分量。
步驟5.控制變直流電壓三相逆變電路U03輸出的等效電壓的大小，從而控制定子繞組電流勵(lì)磁分量大小。
當(dāng)定子繞組電流勵(lì)磁分量大于參考值時(shí)，需要減小定子繞組電流，增加變直流電壓三相逆變電路U03輸出的等效電壓，定子繞組電流減小，定子等效磁極與轉(zhuǎn)子磁極的相位差增加，定子繞組勵(lì)磁電流分量減小。
當(dāng)定子繞組電流勵(lì)磁分量小于參考值時(shí)，需要增加定子繞組電流，減小變直流電壓三相逆變電路U03輸出的等效電壓，定子繞組電流增加，定子等效磁極與轉(zhuǎn)子磁極的相位差減小，定子繞組勵(lì)磁電流分量增加。
根據(jù)PWM調(diào)制方法，變直流電壓三相逆變電路U03輸出三相對(duì)稱的交流電壓。
當(dāng)定子繞組的端電壓的幅值需求大小在Ud/2以下時(shí)，按照第一種電壓調(diào)節(jié)方法進(jìn)行逆變控制，三相全橋四象限整流電路U01工作在逆變狀態(tài)，把直流傳輸線U1和U2的能量傳輸給電網(wǎng)，三相全橋四象限整流電路U02工作在空閑狀態(tài)。
當(dāng)定子繞組的端電壓的幅值需求大小在Ud/2和3Ud/4之間時(shí)，按照第二種電壓調(diào)節(jié)方法進(jìn)行逆變控制，此時(shí)三相全橋四象限整流電路U01工作在空閑狀態(tài)，三相全橋四象限整流電路U02工作在逆變狀態(tài)，把直流傳輸線U2和U3的能量傳輸給電網(wǎng)。
當(dāng)定子繞組的端電壓的幅值需求大于3Ud/4時(shí)，按照第三種電壓調(diào)節(jié)方法進(jìn)行逆變控制，此時(shí)三相全橋四象限整流電路U01工作在逆變狀態(tài)，把直流傳輸線U1和U2的能量傳輸給電網(wǎng)，三相全橋四象限整流電路U02工作在逆變狀態(tài)，把直流傳輸線U2和U3的能量傳輸給電網(wǎng)。
變直流電壓三相逆變電路控制：
在永磁同步電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度和定子繞組電壓近似成正比，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度越快，定子繞組電壓需要越高，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度越慢，定子繞組電壓需要越低。
在使用逆變電路控制的永磁同步電機(jī)中，定子繞組電壓是通過(guò)PWM調(diào)制波等效實(shí)現(xiàn)的。如果保持直流電壓不變，當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)行在低速情況下時(shí)，定子繞組需要的電壓低，則只有通過(guò)減小PWM脈沖的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)，使定子繞組端電壓中實(shí)際諧波分量增加，從而定子繞組電流脈動(dòng)，使永磁同步電機(jī)的動(dòng)靜態(tài)特性變差。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)變直流電壓逆變電路后，直流電壓適配轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，轉(zhuǎn)速越高，直流電壓越高，轉(zhuǎn)速越低，直流電壓越低，從而使逆變后的定子繞組端電壓的諧波分量減小，定子繞組電流波形平滑，永磁同步電機(jī)的動(dòng)靜態(tài)特性變優(yōu)良。變直流電壓三相逆變電路有四種電壓運(yùn)行方式。
由于永磁同步電機(jī)定子電壓與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度成近似的線性關(guān)系，所以，可以把定子繞組額定電壓和轉(zhuǎn)子額定轉(zhuǎn)速的比值作為一個(gè)常數(shù)。轉(zhuǎn)子實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度除以轉(zhuǎn)子額定旋轉(zhuǎn)速度所得到的值乘以這個(gè)常數(shù)，就是定子繞組端電壓需要的近似值。
當(dāng)永磁同步電機(jī)做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度在額定轉(zhuǎn)速的1/4以下，則定子繞組端電壓需要的值在Ud/4以下，變直流電壓三相逆變電路U03工作在第一種運(yùn)行方式，此時(shí)定子繞組的端電壓與反電動(dòng)勢(shì)的差較小，定子繞組電流的變化較小，總體上定子繞組電流的諧波小，定子等效磁極的磁感應(yīng)強(qiáng)度和轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)小，轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩波動(dòng)減小。
如果轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度在額定轉(zhuǎn)速的1/4到1/2之間，則定子繞組端電壓需要的值在Ud/4到Ud/2之間，變直流電壓三相逆變電路U03工作在第二種運(yùn)行方式；轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩波動(dòng)減小的原因同上。
如果轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度在額定轉(zhuǎn)速的1/2到3/4之間，則定子繞組端電壓需要的值在Ud/2到3Ud/4之間，變直流電壓三相逆變電路U03工作在第三種運(yùn)行方式；轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩波動(dòng)減小的原因同上。
如果轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度在額定轉(zhuǎn)速的3/4到1之間，則定子繞組端電壓需要的值在3Ud/4到Ud之間，變直流電壓三相逆變電路U03工作在第四種運(yùn)行方式；轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩波動(dòng)減小的原因同上。
所以，無(wú)論是永磁同步電機(jī)在電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)論是低速運(yùn)行還是高速運(yùn)行，都能夠有合適的直流電壓相適配，減小永磁同步電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
實(shí)施例4.變直流電壓三相逆變電路U03工作在第一種運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)跟隨電壓調(diào)節(jié)。
步驟1.V14、V18、V22一直給開通控制信號(hào)，V16、V20、V24一直給關(guān)斷控制信號(hào)。
步驟2.V13和V15呈互補(bǔ)性控制，即給V13開通信號(hào)時(shí)給V15關(guān)斷信號(hào)，給V13關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V15開通信號(hào)。
步驟3.V17和V19呈互補(bǔ)性控制，即給V17開通信號(hào)時(shí)給V19關(guān)斷信號(hào)，給V17關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V19開通信號(hào)。
步驟4.V21和V23呈互補(bǔ)性控制，即給V21開通信號(hào)時(shí)給V23關(guān)斷信號(hào)，給V21關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V23開通信號(hào)。
步驟5.這樣構(gòu)成了第一個(gè)兩電平逆變電路，這個(gè)逆變電路的直流電壓為U12，即為Ud/4。
變直流電壓三相逆變電路U03工作的第二種運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)跟隨電壓調(diào)節(jié)：
步驟1.V15、V19、V23一直給開通控制信號(hào)，V13、V17、V21一直給關(guān)斷控制信號(hào)。
步驟2.V14和V16呈互補(bǔ)性控制，即給V14開通信號(hào)時(shí)給V16關(guān)斷信號(hào)，給V14關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V16開通信號(hào)；
步驟3.V18和V20呈互補(bǔ)性控制，即給V18開通信號(hào)時(shí)給V20關(guān)斷信號(hào)，給V18關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V20開通信號(hào)；
步驟4.V22和V24呈互補(bǔ)性控制，即給V22開通信號(hào)時(shí)給V24關(guān)斷信號(hào)，給V22關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V24開通信號(hào)。
步驟5.這樣構(gòu)成了第二個(gè)兩電平逆變電路，這個(gè)逆變電路的直流電壓為U23，即為Ud/2。
變直流電壓三相逆變電路U03工作的第三種運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)跟隨電壓調(diào)節(jié)。
步驟1.V13、V14和V15、V16呈互補(bǔ)性控制，即給V13、V14開通信號(hào)時(shí)給V15、V16關(guān)斷信號(hào)，給V13、V14關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V15、V16開通信號(hào)；
步驟2.V17、V18和V19、V20呈互補(bǔ)性控制，即給V17、V18開通信號(hào)時(shí)給V19、V20關(guān)斷信號(hào)，給V17、V18關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V19、V20開通信號(hào)；
步驟3.V21、V22和V23、V24呈互補(bǔ)性控制，即給V21、V22開通信號(hào)時(shí)給V23、V24關(guān)斷信號(hào)，給V21、V22關(guān)斷信號(hào)時(shí)給V23、V24開通信號(hào)。
步驟4.這樣構(gòu)成了第三個(gè)兩電平逆變電路，這個(gè)逆變電路的直流電壓為U12加U23，即為3Ud/4。
變直流電壓三相逆變電路U03工作的第四種運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)跟隨電壓調(diào)節(jié)。
步驟1.U01工作在四象限整流狀態(tài)下。
步驟2.調(diào)節(jié)電壓U12，使電壓U12等于U23的電壓，并且U12與U23的電壓相加為電壓Ud。
步驟3.U03按照三電平逆變方式運(yùn)行。
本發(fā)明的有益效果：
實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下與電網(wǎng)的能量雙向傳輸，同時(shí)保證永磁同步電機(jī)既可以在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下做恒速運(yùn)行，也可以在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下做恒速運(yùn)行；可以使直流環(huán)節(jié)的電壓可變，適配永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速；從而保證永磁同步電機(jī)無(wú)論是在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，還是在發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)論是在額定運(yùn)行速度，還是在低速運(yùn)行條件下都能做到恒速、穩(wěn)定、動(dòng)靜態(tài)特性良好的運(yùn)行。
最后說(shuō)明的是，以上所述為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種改變，而不偏離本發(fā)明的權(quán)利要求書所要求的范圍。