【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机驱动领域,特别涉及一种电励磁六相电机的一体化驱动与控制装置。
技术介绍
在一些对驱动功率要求大、可靠性要求高、体积要求严格的应用场合,多相电机得到了广泛的应用。多相电机中,目前又以双Y绕组移相30度的六相电机应用最多。这种六相电机根据转子励磁的不同又分为永磁式和电励磁式。受成本和功率的约束,电励磁六相电机尤其适合特大功率的驱动场合。如图1所示,本专利中提到的电励磁六相电机即指这种双Y绕组移相30度的电机。电机包含两套独立的Y接定子绕组和1套转子励磁绕组。第一套Y接定子绕组端子为A1,B1,C1,中性点为N1。第二套Y接定子绕组端子为A2,B2,C2,中性点为N2。N1与N2电气隔离。两套Y接定子绕组之间在电气空间上相位相差30度。转子励磁绕组端子为f1和f2。与传统的大型三相同步电励磁电机类似,除了上述基本绕组外,电机转子还可能包含1至2套辅助的阻尼绕组,图中未画出。传统的驱动方式下,两套定子Y接绕组采用两套独立的三相变频器驱动,并由变频器发出励磁指令,由独立的励磁装置控制励磁绕组工作。这种方式的优点是,两套三相变频器可以采用驱动传统三相电机的常规三相变频器,励磁装置也可以采用常规的励磁调节器,系统集成时对硬件改动要求小,相对容易。然而,这一集成方式下的三套绕组的驱动与控制彼此独立,并没有充分考虑三套绕组之间存在相互作用。事实上,两套定子绕组以及励磁绕组两两之间都有不可忽略的电磁耦合,因此,传统的简单集成的方式的控制性能往往不够理想,具体表现为定子变频器驱动和励磁控制相互影响,参数整定困难,动态响应有耦合,系统容易出现不稳定等。专利技术 ...
【技术保护点】
电励磁六相电机的一体化驱动与控制装置,其特征在于:包括定子侧变频器主电路(21)、转子侧励磁装置主电路(22)以及一体化控制系统(23);所述定子侧变频器主电路(21)包含两组输出,其中第一组共三路输出与六相电励磁电机(1)的第一定子Y接绕组的A1、B1、C1端子相连,第二组共三路输出与第二定子Y接绕组的A2、B2、C2端子相连;所述转子侧励磁装置主电路(22)的输出与六相电励磁电机(1)的转子励磁绕组f1、f2端子相连。
【技术特征摘要】
1.电励磁六相电机的一体化驱动与控制装置,其特征在于:包括定子侧变频器主电路(21)、转子侧励磁装置主电路(22)以及一体化控制系统(23);所述定子侧变频器主电路(21)包含两组输出,其中第一组共三路输出与六相电励磁电机(1)的第一定子Y接绕组的A1、B1、C1端子相连,第二组共三路输出与第二定子Y接绕组的A2、B2、C2端子相连;所述转子侧励磁装置主电路(22)的输出与六相电励磁电机(1)的转子励磁绕组f1、f2端子相连。2.根据权利要求1所述的电励磁六相电机的一体化驱动与控制装置,其特征在于:所述一体化控制系统(23)包括定子侧变频器控制系统(231)和转子侧励磁装置控制系统(232),所述定子侧变频器控制系统(231)从定子侧变频器主电路(21)中采集的关键反馈信号包括:定子侧变频器主电路(21)的两组输出的电流iA1,iB1,iC1与iA2,iB2,iC2、电机转子电角度θr;所述定子侧变频器控制系统(231)发送给定子侧变频器主电路(21)的关键指令信号包括:第一组输出的控制信号PWM1,以及第二组输出的控制信号PWM2。3.根据权利要求2所述的电励磁六相电机的一体化驱动与控制装置,其特征在于:所述转子侧励磁装置控制系统(232)从转子侧励磁装置主电路(22)中采集的关键反馈信号包括:定子机端电压幅值Usm与转子励磁电流ifd′;所述转子侧励磁装置控制系统(232)发送给转子侧励磁装置主电路(22)的关键指令信号包括:转子侧励磁装置主电路(22)的控制信号VTs。4.根据权利要求2所述的电励磁六相电机的一体化驱动与控制装置,其特征在于:所述定子侧变频器控制系统(231)发给转子侧励磁装置控制系统(232)的关键指令信号包括:定子机端电压幅值给定值Usm_ref、定子电流直轴分量id、交轴分量iq,电机转子电角速度ωr;所述转子侧励磁装置控制系统(232)发给定子侧变频器控制系统(231)的关键反馈信号包括:转子励磁电流ifd′。5.根据权利要求1所述的电励磁六相电机的一体化驱动与控制装置,其特征在于:所述定子侧变频器主电路(21)包括整流单元(212)、直流母线单元(213)以及逆变单元(214);所述整流单元(212)与电网(211)相连,所述逆变单元 (214)形成两组输出,分别与电励磁六相电机(1)的两套定子绕组相连;整流单元(212)与逆变单元(214)之间通过直流母线单元(213)相连。6.根据权利要求1所述的电励磁六相电机的一体化驱动与控制装置,其特征在于:所述转子侧励磁装置主电路(22)包括晶闸管三相桥(223)以及直流母线电感(222);所述晶闸管三相桥(223)的交流侧与电网(221)相连;所述晶闸管三相桥(223)的直流侧正与直流母线电感(222)相连;所述直流母线电感(222)的另一端为输出f1,所述晶闸管三相桥(223)的直流侧负为输出f2;f1、f2最终与电励磁六相电机的转子励磁绕组相连。7.根据权利要求2、3或4所述的电励磁六相电机的一体化驱动与控制装置,其特征在于:所述(232)转子侧励磁控制系统包括励磁电流给定值计算单元(31)、晶闸管导通角计算单元(32)以及脉冲形成单元(33);所述励磁电流给定值计算单元(31)输入量包括定子机端电压幅值给定值Usm_ref与定子机端电压幅值Usm的偏差(Usm_ref-Usm);励磁电流给定值计算单元(31)的输出量包括励磁电流给定值ifd_ref′;励磁电流给定值计算单元(31)为比例-积分控制器;所述晶闸管导通角计算单元(32)的输入为励磁电流给定值ifd_ref′与励磁电流反馈值ifd′的偏差(ifd_ref′-ifd′),其...
【专利技术属性】
技术研发人员:周宏林,刘静波,
申请(专利权)人:中国东方电气集团有限公司,
类型:发明
国别省市:四川;51
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