[发明专利]一种可电励磁的交流电机控制方法

摘要

一种可电励磁的交流电机控制方法涉及发电和电动状态下的控制方法。应用如下装置，装置包括励磁回路、电机、变流器、控制器四部分；励磁回路的输入为直流电源，输出通过电机的励磁绕组与电机相连；励磁回路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；变流器的交流侧与电机的三相绕组相连，直流侧与负载/电源连接；控制器通过引脚输入的瞬时工作点参数以及内部存储的效率特性曲线，确定最高效工作点，并将该最高效工作点对应的数值作为后续PI调节器的给定值；控制器控制变流器中开关元件的导通和关断。本发明使得电机总的可控损耗减小。

主权项

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UE，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；通过控制信号GE对励磁回路(1)中全控型开关元件的控制，调节励磁电流If的大小和方向；UE可以是独立电源，也可以与变流器3的直流侧连接；电机(2)为可电励磁的交流电机，可以是发电机，也可以是电动机，还可以是发电/电动一体化电机；变流器(3)是由六个全控型开关元件S1‑S6(31‑36)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UDC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IDC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If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GE；控制器(4)中的励磁‑变流器协同调节器(52)通过引脚输入的瞬时工作点参数以及内部存储的效率特性曲线确定最高效工作点；最高效工作点对应的数值作为后续PI调节器的给定值；输出信号GE与G1‑G6控制电机(2)使得可控损耗之和降低，进而提高电机运行效率；瞬时工作点参数包括：变流器(3)的直流侧电压UDC；或变流器(3)的直流侧电压UDC和励磁电流If；或变流器(3)的直流侧电压UDC和励磁电流If和变流器(3)的直流侧电流IDC；或变流器(3)的直流侧电压UDC和励磁电流If和电机输出三相电流中的两相电流；或变流器(3)的直流侧电压UDC和励磁电流If和电机三相电流；或变流器(3)的直流侧电压UDC和励磁电流If和电机三相的两个线电压或变流器(3)的直流侧电压UDC和励磁电流If和电机的三个线电压。