一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電機(jī)控制領(lǐng)域，特別涉及一種能夠縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子 磁鏈給定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電機(jī)具有體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損耗少，節(jié)能性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛 應(yīng)用于工業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域。
[0003] 為了縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間，現(xiàn)有的方法有兩種：一種是改變永磁同步電機(jī) 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)減小永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，來(lái)縮短永磁同步電機(jī)的起動(dòng) 時(shí)間，但這種方法成本較高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難；另外一種解決方法是僅從增加電機(jī)起動(dòng) 電流的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)，但存在的問(wèn)題是單純地增加起動(dòng)電流會(huì)使電機(jī)出現(xiàn)發(fā)熱等問(wèn) 題，容易使電機(jī)進(jìn)入過(guò)流保護(hù)，甚至?xí)斐呻姍C(jī)無(wú)法起動(dòng)等問(wèn)題。
[0004] 基于當(dāng)前技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明人對(duì)永磁同步電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程進(jìn)行深入研究， 本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的，在于提供一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法， 其可有效加快永磁同步電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，降低電機(jī)生產(chǎn)及控制成本，提升電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中 的運(yùn)行效率。
[0006] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0007] -種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法，包括如下步驟：
[0008] (1)判斷永磁同步電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速ω是否小于給定轉(zhuǎn)速ω %若小于給定轉(zhuǎn)速Coi 則轉(zhuǎn)入步驟⑵；
[0009] (2)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值貧}和定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值W ;其中，％的計(jì)算 方法是：設(shè)定定子三相電流給定參考值is，由 < =以得到定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值<，其 中，1^為電機(jī)相電感；
[0010] (3)根據(jù)
計(jì)算定子磁鏈給定值，其中，θ·] θ = cos Θ + jsin Θ，j是 虛數(shù)的單位，Θ是轉(zhuǎn)子磁極直軸相對(duì)于定子A相繞組的轉(zhuǎn)子空間位置角。
[0011] 上述步驟（1)中，若實(shí)際轉(zhuǎn)速ω大于給定轉(zhuǎn)速ω%則結(jié)束程序。
[0012] 上述步驟（2)中，轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值^根據(jù)永磁同步電機(jī)的生產(chǎn)廠家提供的參 數(shù)決定。
[0013] 上述步驟⑵中，轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值％通過(guò)
計(jì)算，式中，Un是額定相電壓峰值，Ud。是永磁同步電機(jī)的額定電壓，ω ^額定角速度，；^是 額定頻率。
[0014] 上述步驟（2)中，is的設(shè)定方法是：測(cè)量永磁同步電機(jī)的三相定子電流空間矢量 ia，并將該三相定子電流空間矢量1作為定子三相電流給定參考值i s。
[0015] 采用上述方案后，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：
[0016] (1)本發(fā)明根據(jù)永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是電流矢量和定子磁鏈?zhǔn)噶康牟娣e這 一原理，通過(guò)定子磁鏈的合理設(shè)計(jì)，增大電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可以縮短永磁同步電機(jī)的起動(dòng)時(shí) 間，本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中毋須改變電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)硬件，控制過(guò)程更容易實(shí)現(xiàn)， 降低電機(jī)生產(chǎn)及控制成本；
[0017] (2)在本發(fā)明中，增加電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是通過(guò)改變定子磁鏈和定子電流兩方面實(shí)現(xiàn)， 而不是單純依賴(lài)于改變定子電流，可避免電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中由于過(guò)流保護(hù)而導(dǎo)致的起動(dòng)失敗 的問(wèn)題，可有效提升電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)行效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法， 包括如下步驟：
[0021] (1)為了使永磁同步電機(jī)能夠快速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速ω%首先需判斷永磁同步電機(jī)的 實(shí)際轉(zhuǎn)速ω是否小于給定轉(zhuǎn)速ω%若高于給定轉(zhuǎn)速ω%則表示此時(shí)永磁同步電機(jī)已經(jīng)起 動(dòng)完成，無(wú)需再施行本方案；若低于給定轉(zhuǎn)速ω %則轉(zhuǎn)入步驟（2);
[0022] (2)由于永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是電流矢量和定子磁鏈?zhǔn)噶康牟娣e，因此為了 加快永磁同步電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，需增大電磁轉(zhuǎn)矩，可通過(guò)設(shè)定合理的定子磁鏈給定值來(lái)實(shí) 現(xiàn)，進(jìn)一步對(duì)定子磁鏈進(jìn)行分析，定子磁鏈給定值是由轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值乂和定子電 樞反應(yīng)磁鏈給定值^:通過(guò)矢量合成得到的，其中，轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值％由永磁同步電 機(jī)的參數(shù)決定，若電機(jī)生產(chǎn)廠家提供了該參數(shù)，以廠家提供參數(shù)為準(zhǔn)，若廠家沒(méi)有提供該參 數(shù)，則可通過(guò)
來(lái)計(jì)算，式中，Un是額定相電壓峰值，U d。是永 磁同步電機(jī)的額定電壓，ωΝ是額定角速度，fN是額定頻率。
[0023] 而定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值由定子電流產(chǎn)生，可以通過(guò)設(shè)定定子三相電流給 定參考值is，由1K= Lsis得到定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值"，_其中，1^為電機(jī)相電感。
[0024] 前述定子三相電流給定參考值is的設(shè)定方法是：測(cè)量永磁同步電機(jī)的三相定子電 流空間矢量i a，并將該三相定子電流空間矢量1作為定子三相電流給定參考值i s。
[0025] 根據(jù)以上得到的轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值和定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值g，定 子磁鏈給定值g的計(jì)算公式是
其中，e]0是復(fù)數(shù)的指數(shù)形式，即e"= cos Θ +jsin θ，j是虛數(shù)的單位，Θ是轉(zhuǎn)子磁極直軸相對(duì)于定子A相繞組的轉(zhuǎn)子空間位置 角。
[0026] 綜上所述，本發(fā)明提出一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法，根 據(jù)永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是電流矢量和定子磁鏈?zhǔn)噶康牟娣e這一原理，通過(guò)定子磁鏈的 合理給定增大電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間，提升工作效率。
[0027] 以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 判斷永磁同步電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速ω是否小于給定轉(zhuǎn)速ω%若小于給定轉(zhuǎn)速ω^?|轉(zhuǎn) 入步驟似； (2) 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值和定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值ξ//。' ；其中，戶(hù)，的計(jì)算方法 是：設(shè)定定子S相電流給定參考值L，由始=馬/'得到定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值於,，其中，Ls為電機(jī)相電感； 做根據(jù)K 計(jì)算定子磁鏈給定值於.，其中，e.'e=cos目+jsin目，j是虛數(shù) 的單位，Θ是轉(zhuǎn)子磁極直軸相對(duì)于定子A相繞組的轉(zhuǎn)子空間位置角。2. 如權(quán)利要求1所述的一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述步驟（1)中，若實(shí)際轉(zhuǎn)速ω大于給定轉(zhuǎn)速ω%則結(jié)束程序。3. 如權(quán)利要求1所述的一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述步驟（2)中，轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值矜;根據(jù)永磁同步電機(jī)的生產(chǎn)廠家提供的參數(shù) 決定。4. 如權(quán)利要求1所述的一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述步驟（2)中，轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值通過(guò)計(jì) 算，式中，成是額定相電壓峰值，Ud。是永磁同步電機(jī)的額定電壓，ωW是額定角速度，fw是額 定頻率。5. 如權(quán)利要求1所述的一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述步驟（2)中，L的設(shè)定方法是：測(cè)量永磁同步電機(jī)的Ξ相定子電流空間矢量i。， 并將該Ξ相定子電流空間矢量i。作為定子Ξ相電流給定參考值iS。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種縮短永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)間的定子磁鏈給定方法，包括如下步驟：判斷永磁同步電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速是否小于給定轉(zhuǎn)速，若小于給定轉(zhuǎn)速，則設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值和定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值；其中，定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值的計(jì)算方法是：設(shè)定定子三相電流給定參考值，得到定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值；根據(jù)轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁鏈給定值和定子電樞反應(yīng)磁鏈給定值的矢量叉積計(jì)算定子磁鏈給定值。此方法可有效加快永磁同步電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，降低電機(jī)生產(chǎn)及控制成本，提升電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)行效率。
【IPC分類(lèi)】H02P21/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105245148
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510644938
【發(fā)明人】魏海峰, 韋漢培, 張懿, 朱學(xué)青
【申請(qǐng)人】江蘇科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月8日