[发明专利]一种可电励磁的交流电机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于可电励磁的电机在发电和电动状态下的控制方法，尤其是对三相可电励磁的电机的可控整流/逆变及励磁控制方法，可实现电机的高效运行。

背景技术

整流器用于将交流电压转变为直流电压。传统整流器采用二极管作为整流元件，但是其导通压降大，且不可控，会引起较大的整流损耗。针对这一缺陷，现已出现相关可控整流技术采用可控制其通/断的全控型开关元件以降低整流损耗。该类元件特性为导通压降低，且通过对该类元件的控制可以实现对直流侧电压/电流的幅值控制，也可实现对交流电压/电流的相位、波形、幅值控制，进而实现整流损耗的降低。然而，可控整流技术不仅可以实现对直流电压的控制，也不仅仅可以降低整流损耗，同时，根据上述对直流、交流的电压和电流影响，可控整流还极大程度上影响着电机的铜耗。特别地，铜损、铁耗、整流损耗这几个可控损耗在电机总损耗中占据极大比重。另，逆变技术也有如上相同的结论。

传统车用同步发电机励磁调节器仅仅用于直流电压稳定作用。然而，励磁电流影响着电机内部的磁密分布及磁路饱和情况，会在很大程度上影响电机的铁损和电动势，进而影响到绕组的电流和铜耗。

发明内容

本发明目的是提供一种可电励磁的交流电机控制方法，其特征在于，应用如下装置，该装置包括：励磁回路1、电机2、变流器3、控制器4四部分；

励磁回路1的输入为直流电源U_E，输出通过电机2的励磁绕组14与电机2相连；励磁回路1的输入与输出连接方式是通过一个全控型开关元件直接连接或者两个全控型开关元件组成的半桥连接或者四个全控型开关元件组成的H桥连接；

变流器3是由六个全控型开关元件S₁-S₆31-36组成的三相桥，变流器3的交流侧与电机2的三相绕组相连，直流侧与负载/电源连接；

控制器4是一种微处理器；

当控制器4的输入包含变流器3的直流侧电压U_DC时，变流器3的直流侧并联一个电压传感元件，电压传感元件的输出连接控制器4的一个输入引脚51；

当控制器4的输入包含变流器3的直流侧电流I_DC时，变流器3的直流侧安装一个电流传感元件，电流传感元件的输出连接控制器4的一个输入引脚51；

当控制器4的输入包含电机2的三相电流时，电机2的三相绕组安装上电流传感元件，电流传感元件的输出连接控制器4的三个输入引脚51；

当控制器4的输入包含励磁回路1中的励磁电流I_f时，电流传感元件安装在励磁回路1中，电流传感元件的输出连接控制器4的一个输入引脚51；

当控制器4的输入包含电机2转子位置或转速时，位置传感元件安装于电机2中，位置传感器的输出连接控制器4的一个输入引脚51；

当控制器4的输入包含电机2的三相绕组的相电压时，电机2的三相绕组与三个电压传感元件相接，其中，每一相绕组与一个电压传感元件的一个输入端相连，三相绕组的中性点与电压传感元件的另一个参考输入端相连，每一个电压传感元件的输出端与控制器4的一个输入引脚51相连；

当控制器4的输入包含电机2的三相绕组的线电压时，电机2的三相绕组与三个电压传感元件相接，其中，三相绕组中的两相与电压传感元件的两个输入端连接，每一个电压传感元件的输出端与控制器4的一个输入引脚51相连；

控制器4的输出引脚分为两组，一组输出引脚与变流器3的六支全控型开关元件的控制端相连，分别对应输出的控制信号为G₁～G₆；另一组输出引脚与励磁回路1中的1个或半桥中的2个或H桥中的4个全控型开关元件的控制端相连，对应输出的控制信号为G_E。

控制器4通过引脚51输入瞬时工作点参数，瞬时工作点参数包括：变流器3的直流侧电压U_DC；

或变流器3的直流侧电压U_DC和励磁电流I_f；

或变流器3的直流侧电压U_DC和励磁电流I_f和变流器3的直流侧电流I_DC；

或变流器3的直流侧电压U_DC和励磁电流I_f和电机输出三相电流中的两相电流；