[发明专利]永磁同步电机电动及发电交替运行系统及其调节方法

说明书

本发明涉及永磁同步电机电动及发电交替运行系统及其调节方法，属于永磁同步电机控制技术领域，本发明通过能量的双向传输电路，使永磁同步电机在电动机运行状态，把电能转换为机械能，在发电机运行状态把机械能转换为电能，然后回送给电源；通过直流环节的直流电压可变电路，使永磁同步电机在低速运行时直流电压降低，永磁同步电机在高速运行时直流电压升高，让直流电压与永磁电机的运行速度适配，提升永磁同步电机的控制性能。

技术领域

本发明属于电气工程电机控制技术领域，具体的说，涉及永磁同步电机电动及发电交替运行系统及其调节方法。

背景技术

永磁同步电机在工业生产中的应用越来越广泛，而永磁同步电机的控制性能是永磁同步电机使用成败的关键环节。在宽调速范围内对电动/发电状态做速度控制是永磁同步电机的主要控制方式之一。

目前对永磁同步电机的控制研究主要体现在两个方面：

1、永磁同步电机通常运行在电动机方式下，通过把电能转换为机械能，驱动机械装置运行，在电动机运行方式下，控制器的能量是单一的从电源到永磁同步电机传输，直流环节的能量不能反向传输回到电源，浪费了电能；

2、永磁同步电机如果保持直流电压不变，当转子运行在低速情况下时，定子绕组需要的电压低，则只有通过减小PWM脉冲的宽度来实现，使定子绕组端电压中实际谐波分量增加，从而造成定子绕组电流脉动，使永磁同步电机的动静态特性变差。

申请号201580014881.5，发明名称直流电动机及发电机，公开了永磁铁可与轴一同旋转地被安装在轴周围，在永磁铁周围安装有线圈，并安装电磁铁在永磁铁周围，采用电池使电磁铁运行，再通过电磁铁运行/非运行的装置控制电磁铁的运行，从而控制永磁铁旋转，永磁铁旋转带动线圈产生电能送回电源，同时电动机轴的线圈切割磁感线，驱动电动机轴旋转，虽然发明也解决了电动机电能的利用问题，但是其结构复杂，并且电动机与发电机是同时工作的，能源消耗大。

申请号201510019524.X，发明名称永磁同步电机控制方法及装置，公开了一种根据所述永磁同步电机的定子电流获取所述永磁同步电机的转矩电流；根据转矩电流控制所述永磁同步电机运行，有效地提高了永磁同步电机的控制精度，但是其没有能解决永磁同步电机转矩脉动大，动静态特性差，控制性能不好的问题。

因此，有必要提出永磁同步电机电动及发电交替运行系统及其调节方法，使其运行在运行状态下实现永磁同步电机与电网的能量双向传输，节约电能，无论是工作在发电机低速状态，还是工作在电动机低速状态，都能做到恒速、稳定、动静态特性良好的运行。

发明内容

为了克服背景技术中的问题，为了保证永磁同步电机在电动/发电交替运行状态宽调速范围运行，永磁同步电机电动及发电交替运行系统及其调节方法，能实现永磁同步电机在运行方式下与电网的能量双向传输，使永磁同步电机既可以在电动机状态下做恒速运行，也可以在发电机状态下做恒速运行；同时可以使直流环节的电压可变，使永磁同步电机无论是工作在发电机状态，还是工作在电动机状态，都能做到恒速、稳定、动静态特性良好的运行。

为了实现上述目的，本发明是按照以下技术方案实现的：

所述的永磁同步电机电动及发电交替运行系统包括变压器T、三相全桥四象限整流电路U01、三相全桥四象限整流电路U02、变直流电压三相逆变电路U03、永磁同步电机；