[发明专利]一种大功率同步电机的启动方法及大功率同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其是一种大功率同步电机的启动方法及大功率同步电机。

背景技术

目前变频器市场中，多数同步电机采用异步启动方式进行启动。电动机的励磁绕组经限流电阻短接，电机在静止状态下投入电网，转子阻尼绕组产生较强的感应电流与定子旋转磁场相互作用产生异步电磁转矩，使电机如同感应电动机一样起动待接近同步转速时投入励磁，机组进入同步状态。这样启动的缺点是电动发电机的起动电流较大，约为额定电流的2～4倍。在起动瞬间使电网受到较大的冲击，还会引起较大的热应力。

发明内容

为达到上述发明目的，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种大功率同步电机的启动方法，包括以下步骤：

步骤1，电励磁同步电机给转子通以励磁电流；

步骤2，转子位置定位，具体为：

S11，转子通以所述励磁电流保持2秒，转子电角度为0；

S12，定子绕组通入60％～80％额定直流电，直流制动给定两个量，一个量是角度Theta，给定0度，另外一个量是电压幅值M；

步骤3，给定频率保持阶段，电励磁同步电机以1～2HZ低频运行5秒，确保电励磁同步电机转子达到同步频率，电流的控制方式为闭环控制；

步骤4，频率加速阶段，保持电励磁同步电机实际电流有效值为额定电流，频率从1～2HZ以逐渐加速至5HZ，执行同步骤3的电流闭环控制；

步骤5，频率加速完成，电励磁同步电机频率加速5HZ以后，进入正常恒压频比控制或者矢量控制。

优选的，所述步骤3中，所述闭环控制为额定电流给定量为标幺值1，反馈量为电励磁同步电机实际电流有效值与电励磁同步电机额定电流的比值，两者的差经过PI环节，输出为电压幅值的增量M_ACC；

优选的，所述电压幅值的增量M_ACC与VF曲线的电压幅值M相加，得到M_SUM，将所述M_SUM和Theta发送到SVPWM模块，生成马安波，马安波发送到FPGA，在所述FPGA中进行调制，产生驱动信号，通过光纤版送至功率单元，进而驱动IGBT。

优选的，所述S12中，所述直流制动实现过程为当实际电流大于给定额定励磁电流时，所述电压幅值M减小；当实际电流小于给定额定励磁电流时，所述电压幅值M增大。

优选的，所述步骤1中，所述励磁电流为40％的额定励磁电流。

一种大功率同步电机，其特征在于，包括：同步电机、转子、SVPWM模块、FPGA模块和级联式逆变器；所述同步电机给所述转子通以合适的励磁电流；所述转子给定电压幅值和转子相角，所述电压幅值和所述转子相角的信息发送到所述SVPWM模块；所述SVPWM模块算出比较值发送到所述FPGA模块；所述FPGA模块产生驱动信号，所述驱动信号发送到所述级联式逆变器，所述级联式逆变器驱动功率单元，所述功率单元启动所述同步电机。

优选的，所述励磁电流为额定励磁电流。

优选的，所述同步电机为电励磁同步电机。

优选的，所述励磁电流为40％的额定励磁电流。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

该专利的目的是为了实现大功率同步电机的启动，防止失步和电流过大的现象产生，减小对电网的冲击。

该启动方法的优点是较传统的启动方式加入了电流闭环控制，并省去了异步启动环节，可更加方便有效的控制电流和整个启动过程。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的一种大功率同步电机的流程图。

图2为本发明实施例二所提供的一种大功率同步电机的流程图。

图3为本发明中电流闭环原理框图。

图4为本发明中改进的带闭环的VF控制原理框图。

图5为本发明中电励磁同步电机的工作原理图。

图6为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

电励磁同步电机的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。