一種永磁減速電機高效vf控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電機控制裝置技術領域，具體為一種永磁減速電機高效VF控制
目.ο
【背景技術】
[0002]在直流電機、交流異步電機、交流同步電機三大電機形式中，永磁同步電機因其優(yōu)良的性能和多樣的結構，以及氣隙磁密高、轉矩脈動小、損耗小和效率高的特點，在工農業(yè)生產、日常生活、航空航天和國防等各個領域中均得到廣泛應用。但是，永磁同步電機由于具有強耦合、非線性及多變量的特性，為獲得較好的控制性能，需要采用復雜的控制算法，其控制系統(tǒng)復雜而昂貴。
[0003]永磁同步電機開始采用的是V/F控制方法，進行電機的開環(huán)速度控制，無需從電機端引入任何速度、位置或電壓、電流反饋信號，控制電路簡單。該控制系統(tǒng)的特點是易于實現(xiàn)、價格低廉，比恒定控制方式通用性強，但這種V/F開環(huán)控制系統(tǒng)不能實時獲得電機的工作狀態(tài)，無法通過精確控制來得到最佳的電磁轉矩，故而速度動態(tài)特性響應差，電機的轉矩利用效率低，控制參數(shù)還要根據(jù)負載變化做出相應的調整，特別是速度指令變化或者突加負載時由于定子電阻和逆變器開關延時的存在，系統(tǒng)容易會發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，使永磁同步電機失步或停止運轉。為此，我提出一種永磁減速電機高效VF控制裝置。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種永磁減速電機高效VF控制裝置，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案:一種永磁減速電機高效VF控制裝置，包括電源，所述電源的輸出端分別電連接第二開關和VF控制裝置的輸入端，所述VF控制裝置的輸出端電連接電壓補償模塊的輸入端，所述電壓補償模塊的輸出端分別電連接永磁同步電機和轉換器的輸入端，所述轉換器的輸出端分別電連接無功平衡電壓補償裝置和轉速補償裝置的輸入端，所述無功平衡電壓補償裝置的輸出端電連接第一開關的輸入端，所述轉速補償裝置的輸入端電連接第二開關的輸入端，且所述第二開關的輸出端電連接轉速檢測器的輸入端，所述轉速檢測器的輸出端電連接電壓補償模塊的輸入端。
[0006]優(yōu)選的，所述電壓補償模塊包括旋轉電壓矢量器，所述旋轉電壓矢量器的輸出端電連接SVPWM調制器的輸入端，所述SVPWM調制器的輸出端電連接電壓源型逆變器的輸入端。
[0007]優(yōu)選的，所述轉速補償裝置包括HPF，所述HPF的輸出端電連接Κ1的輸入端。
[0008]優(yōu)選的，所述VF控制裝置包括操作面板，所述操作面板通過I/O接口電連接主控板，所述主控板通過驅動、保護電路電連接二極管AC/DC模塊、制動電路和IGBT DC/AC模塊，且所述二極管AC/DC模塊電連接制動電路，所述制動電路電連接IGBT DC/AC模塊，且所述IGBT DC/AC模塊通過電流采樣電路電連接主控板。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:1、該裝置對已有的V/F開環(huán)控制方法進行了改進，通過控制無功功率恒定，形成兩個穩(wěn)定閉環(huán)來補償定子電壓幅值和轉速，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得電機在同樣的電流幅值下可以得到最大的輸出轉矩。
[0010]2、該裝置與以往的控制方法不同，它檢測出永磁同步電機V/F開環(huán)控制運行時有功電流的變化量，通過高通濾波器濾波，再以比例環(huán)節(jié)進行速度補償，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；并根據(jù)無功功率平衡原理，通過比例增益控制電機的無功功率恒定，實現(xiàn)了定子電壓補償，可使系統(tǒng)始終運行在高效、穩(wěn)定狀態(tài)。
[0011]3、在永磁同步電機的恒壓頻比控制時，整個系統(tǒng)的控制信號來源于V/F曲線。為了滿足電機在低頻運行情況下的使用要求，在人為設定V/F曲線時，需要添加電壓補償功能，采用適當抬高定子電壓Us的方法來近似地補償電機定子阻抗上的壓降，以保證電機起動時有足夠的起動轉矩。
[0012]4、V/F曲線設定應根據(jù)永磁同步電機不同的負載情況，選擇最適合的電壓補償曲線，使V/F控制系統(tǒng)在整個調速范圍內始終可以正常工作。
[0013]5、永磁同步電機無功電流的波動會引起氣隙磁鏈的振蕩，從而導致V/F控制系統(tǒng)在空載和輕載情況下運行不穩(wěn)定，因此，可以從控制無功功率平衡來抑制系統(tǒng)振蕩出發(fā)，通過對無功功率的平衡控制來確定對系統(tǒng)轉速和定子電壓的補償設置。為解決V/F開環(huán)控制系統(tǒng)的轉子振蕩和重載失步等問題，對轉速進行補償，目的是保持系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0014]6、轉速補償一個來自有功電流分量的反饋增益K1和一個高通濾波器。通過高通濾波器檢測出有功電流込的快速變化量，在以比例環(huán)節(jié)K1進行補償，可實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
[0015]7、這種基于電流反饋的電壓補償控制方式，可以使永磁減速電機高效VF控制裝置始終運行于穩(wěn)定狀態(tài)，且在同樣的電流幅值下可獲得最大的輸出轉矩，方法無需坐標變化和轉速、電流閉環(huán)，而且避免了矢量控制所需的轉子位置、轉角觀測器，更易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0017]圖2為VF控制裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0019]請參閱圖1-2，本實用新型提供一種技術方案:一種永磁減速電機高效VF控制裝置，包括電源，電源的輸出端分別電連接第二開關和VF控制裝置的輸入端，該裝置對已有的V/F開環(huán)控制方法進行了改進，通過控制無功功率恒定，形成兩個穩(wěn)定閉環(huán)來補償定子電壓幅值和轉速，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得電機在同樣的電流幅值下可以得到最大的輸出轉矩，VF控制裝置包括操作面板，操作面板通過I/O接口電連接主控板，主控板通過驅動、保護電路電連接二極管AC/DC模塊、制動電路和IGBT DC/AC模塊，且二極管AC/DC模塊電連接制動電路，制動電路電連接IGBT DC/AC模塊，且IGBT DC/AC模塊通過電流采樣電路電連接主控板，該裝置與以往的控制方法不同，它檢測出永磁同步電機V/F開環(huán)控制運行時有功電流的變化量，通過高通濾波器濾波，再以比例環(huán)節(jié)進行速度補償，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；并根據(jù)無功功率平衡原理，通過比例增益控制電機的無功功率恒定，實現(xiàn)了定子電壓補償，可使系統(tǒng)始終運行在高效、穩(wěn)定狀態(tài)，VF控制裝置的輸出端電連接電壓補償模塊的輸入端，電壓補償模塊的輸出端分別電連接永磁同步電機和轉換器的輸入端，永磁同步電機無功電流的波動會引起氣隙磁鏈的振蕩，從而導致V/F控制系統(tǒng)在空載和輕載情況下運行不穩(wěn)定，因此，可以從控制無功功率平衡來抑制系統(tǒng)振蕩出發(fā)，通過對無功功率的平衡控制來確定對系統(tǒng)轉速和定子電壓的補償設置。為解決V/F開環(huán)控制系統(tǒng)的轉子振蕩和重載失步等問題，對轉速進行補償，目的是保持系統(tǒng)穩(wěn)定性，轉換器的輸出端分別電連接無功平衡電壓補償裝置和轉速補償裝置的輸入端，轉速補償一個來自有功電流分量的反饋增益K1和一個高通濾波器。通過高通濾波器檢測出有功電流i5的快速變化量，在以比例環(huán)節(jié)K1進行補償，可實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，電壓補償模塊包括旋轉電壓矢量器，旋轉電壓矢量器的輸出端電連接SVPWM調制器的輸入端，SVPWM調制器的輸出端電連接電壓源型逆變器的輸入端，無功平衡電壓補償裝置的輸出端電連接第一開關的輸入端，轉速補償裝置的輸入端電連接第二開關的輸入端，轉速補償裝置包括HPF，HPF的輸出端電連接K1的輸入端，且第二開關的輸出端電連接轉速檢測器的輸入端，轉速檢測器的輸出端電連接電壓補償模塊的輸入端。這種基于電流反饋的電壓補償控制方式，可以使永磁減速電機高效VF控制裝置始終運行于穩(wěn)定狀態(tài)，且在同樣的電流幅值下可獲得最大的輸出轉矩，方法無需坐標變化和轉速、電流閉環(huán)，而且避免了矢量控制所需的轉子位置、轉角觀測器，更易于實現(xiàn)。
[0020]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種永磁減速電機高效VF控制裝置，包括電源，其特征在于:所述電源的輸出端分別電連接第二開關和VF控制裝置的輸入端，所述VF控制裝置的輸出端電連接電壓補償模塊的輸入端，所述電壓補償模塊的輸出端分別電連接永磁同步電機和轉換器的輸入端，所述轉換器的輸出端分別電連接無功平衡電壓補償裝置和轉速補償裝置的輸入端，所述無功平衡電壓補償裝置的輸出端電連接第一開關的輸入端，所述轉速補償裝置的輸入端電連接第二開關的輸入端，且所述第二開關的輸出端電連接轉速檢測器的輸入端，所述轉速檢測器的輸出端電連接電壓補償模塊的輸入端。2.根據(jù)權利要求1所述的一種永磁減速電機高效VF控制裝置，其特征在于:所述電壓補償模塊包括旋轉電壓矢量器，所述旋轉電壓矢量器的輸出端電連接SVPWM調制器的輸入端，所述SVPWM調制器的輸出端電連接電壓源型逆變器的輸入端。3.根據(jù)權利要求1所述的一種永磁減速電機高效VF控制裝置，其特征在于:所述轉速補償裝置包括HPF，所述HPF的輸出端電連接K1的輸入端。4.根據(jù)權利要求1所述的一種永磁減速電機高效VF控制裝置，其特征在于:所述VF控制裝置包括操作面板，所述操作面板通過I/O接口電連接主控板，所述主控板通過驅動、保護電路電連接二極管AC/DC模塊、制動電路和IGBT DC/AC模塊，且所述二極管AC/DC模塊電連接制動電路，所述制動電路電連接IGBT DC/AC模塊，且所述IGBT DC/AC模塊通過電流采樣電路電連接主控板。
【專利摘要】本實用新型公開了一種永磁減速電機高效VF控制裝置，包括電源，所述電源的輸出端分別電連接第二開關和VF控制裝置的輸入端，所述VF控制裝置的輸出端電連接電壓補償模塊的輸入端，所述無功平衡電壓補償裝置的輸出端電連接第一開關的輸入端，所述轉速補償裝置的輸入端電連接第二開關的輸入端，且所述第二開關的輸出端電連接轉速檢測器的輸入端，所述轉速檢測器的輸出端電連接電壓補償模塊的輸入端。這種基于電流反饋的電壓補償控制方式，可以使永磁減速電機高效VF控制裝置始終運行于穩(wěn)定狀態(tài)，且在同樣的電流幅值下可獲得最大的輸出轉矩，方法無需坐標變化和轉速、電流閉環(huán)，而且避免了矢量控制所需的轉子位置，更易于實現(xiàn)。
【IPC分類】H02P27/08, H02P21/12
【公開號】CN205051619
【申請?zhí)枴緾N201520789097
【發(fā)明人】周清泉
【申請人】萬鑫精工（湖南）有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月13日