永磁同步电机电动及发电交替运行系统及其调节方法技术方案

技术编号:15706271 阅读:27 留言:0更新日期:2017-06-26 18:42
本发明专利技术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,本发明专利技术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。

Permanent magnet synchronous motor, electric and power generation alternate running system and regulating method thereof

The invention relates to a permanent magnet synchronous motor and electric power alternating operation system and regulating method thereof, belonging to the technical field of permanent magnet synchronous motor control, through the bidirectional energy transmission circuit, the permanent magnet synchronous motor in the motor running state, the electric energy into mechanical energy, converts mechanical energy to electrical energy in the generator operation state then, back to the power supply; a DC voltage variable DC link circuit, reduce the DC voltage at low speed permanent magnet synchronous motor, DC voltage in the high speed permanent magnet synchronous motor increases, make DC voltage and the permanent magnet motor speed adaptation, enhance the control performance of permanent magnet synchronous motor.

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机电动及发电交替运行系统及其调节方法
本专利技术属于电气工程电机控制
,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。
技术介绍
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,专利技术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,虽然专利技术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,专利技术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。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
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,本专利技术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;所述的三相全桥四象限整流电路U01,包括V01、V02、V03、V04、V05、V06,VD01、VD02、VD03、VD04、VD05、VD06;V01与VD01反向并联,V02与VD02反向并联,V03与VD03反向并联,V04与VD04反向并联,V05与VD05反向并联,V06与VD06反向并联;V01阴极与V02阳极相连,V03阴极与V04阳极相连,V05阴极与V06阳极相连;V01阳极、V03阳极、V05阳极与直流传输线U1连接,V02阴极、V04阴极、V06阴极与直流传输线U2连接;变压器副边中的电压输出端A1相与V01阴极相连,电压输出端B1相与V03阴极相连,电压输出端C1相与V05阴极相连;所述的三相全桥四象限整流电路U02,包括V07、V08、V09、V10、V11、V12,VD07、VD08、VD09、VD10、VD11、VD12;V07与VD07反向并联,V08与VD08反向并联,V09与VD09反向并联,V10与VD10反向并联,V11与VD11反向并联,V12与VD12反向并联;V07阴极与V08阳极相连,V09阴极与V10阳极相连,V11阴极与V12阳极相连;V07阳极、V09阳极、V11阳极与直流传输线U2连接,V08阴极、V10阴极、V12阴极与直流传输线U3连接;变压器副边中的电压输出端A2相与V07阴极相连,电压输出端B2相与V09阴极相连,电压输出端C2相与V11阴极相连;变直流电压三相逆变电路U03,包括V13、V14、V15、V16、V17、V18、V19、V20、V21、V22、V23、V24,VD13、VD14、VD15、VD16、VD17、VD18、VD19、VD20、VD21、VD22、VD23、VD24,V13与VD13反向并联,V14与VD14反向并联,V15与VD15反向并联,V16与VD16反向并联,V17与VD17反向并联,V18与VD18反向并联,V19与VD19反向并联,V20与VD20反向并联,V21与VD21反向并联,V22与VD22反向并联,V23与VD23反向并联,V24与VD24反向并联;V13阴极与V14阳极相连,V15阴极与V16阳极相连,V17阴极与V18阳极相连,V19阴极与V20阳极相连,V21阴极与V22阳极相连,V23的阴极与V24的阳极相连;V14阴极与V15阳极相连,V18阴极与V19阳极相连,V22阴极与V23阳极相连,V13阳极、V17阳极、V21阳极与直流传输线U1连接,V16阴极、V20阴极、V24阴极与直流传输线U3连接;VD25阴极与V13阴极相连接,VD27阴极与V17阴极相连接,VD29阴极与V21阴极相连接,VD26阳极与V15阴极相连接,VD28阳极与V19阴极相连接,VD30阳极与V23阴极相连接,VD25阳极、VD27阳极、VD29阳极与直流传输线U2连接,VD26阴极、VD28阴极、VD30阴极与直流传输线U2连接;所述的变压器T与三相全桥四象限整流电路U01、三相全桥四象限整流电路U02电连接,三相全桥四象限整流电路U01、三相全桥四象限整流电路U02与变直流电压三相逆变电路U03电连接,变直流电压三相逆变电路U03与永磁同步电机相连。所述的变压器T包括原边和副边,变压器T原边为三相电源电压输入端A相、B相、C相,副边为两组,一组为三相电压输出端A1相、B1相、C1相,另一组为三相电压输出端A2相、B2相、C2相。所述的变直流电压三相逆变电路U03的V14阴极、V18阴极、V22阴极分别与永磁同步电机三相输入端相连。所述的永磁同步电机电动-发电交替运行系统还包括直流接触器、电阻,KM01-1为直流接触器KM01的触点,KM02-1为直流接触器KM02的触点,与电阻R01连接,KM02-1与电阻R01串联后,KM02-1、电阻R01再与KM01-1并联,KM01-1、KM02-1一端与V01阳极、V03阳极、V05阳极相连,KM01-2为直流接触器KM01的触点,KM02-2为直流接触器KM02的触点,与电阻R02连接,KM02-2与电阻R02串联后,KM02-2、电阻R02再与KM01-2并联,KM02-2、KM01-2一端与V07阳极、V09阳极、V11阳极相连。所述的永磁同步电机电动-发电交替运行系统还包括电容,电容C01一端与直流传输线U1连接,另本文档来自技高网
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永磁同步电机电动及发电交替运行系统及其调节方法

【技术保护点】
永磁同步电机电动及发电交替运行系统,其特征在于: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;所述的三相全桥四象限整流电路U01,包括V01、V02、V03、V04、V05、V06,VD01、VD02、VD03、VD04、VD05、VD06;V01与VD01反向并联,V02与VD02反向并联,V03与VD03反向并联,V04与VD04反向并联,V05与VD05反向并联,V06与VD06反向并联;V01阴极与V02阳极相连,V03阴极与V04阳极相连,V05阴极与V06阳极相连;V01阳极、V03阳极、V05阳极与直流传输线U1连接,V02阴极、V04阴极、V06阴极与直流传输线U2连接;变压器副边中的电压输出端A1相与V01阴极相连,电压输出端B1相与V03阴极相连,电压输出端C1相与V05阴极相连;所述的三相全桥四象限整流电路U02,包括V07、V08、V09、V10、V11、V12,VD07、VD08、VD09、VD10、VD11、VD12;V07与VD07反向并联,V08与VD08反向并联,V09与VD09反向并联,V10与VD10反向并联,V11与VD11反向并联,V12与VD12反向并联;V07阴极与V08阳极相连,V09阴极与V10阳极相连,V11阴极与V12阳极相连;V07阳极、V09阳极、V11阳极与直流传输线U2连接,V08阴极、V10阴极、V12阴极与直流传输线U3连接;变压器副边中的电压输出端A2相与V07阴极相连,电压输出端B2相与V09阴极相连,电压输出端C2相与V11阴极相连;变直流电压三相逆变电路U03,包括V13、V14、V15、V16、V17、V18、V19、V20、V21、V22、V23、V24,VD13、VD14、VD15、VD16、VD17、VD18、VD19、VD20、VD21、VD22、VD23、VD24,V13与VD13反向并联,V14与VD14反向并联,V15与VD15反向并联,V16与VD16反向并联,V17与VD17反向并联,V18与VD18反向并联,V19与VD19反向并联,V20与VD20反向并联,V21与VD21反向并联,V22与VD22反向并联,V23与VD23反向并联,V24与VD24反向并联;V13阴极与V14阳极相连,V15阴极与V16阳极相连,V17阴极与V18阳极相连,V19阴极与V20阳极相连,V21阴极与V22阳极相连,V23的阴极与V24的阳极相连;V14阴极与V15阳极相连,V18阴极与V19阳极相连,V22阴极与V23阳极相连,V13阳极、V17阳极、V21阳极与直流传输线U1连接,V16阴极、V20阴极、V24阴极与直流传输线U3连接;VD25阴极与V13阴极相连接,VD27阴极与V17阴极相连接,VD29阴极与V21阴极相连接,VD26阳极与V15阴极相连接,VD28阳极与V19阴极相连接,VD30阳极与V23阴极相连接,VD25、VD27、VD29的阳极与直流传输线U2连接,VD26、VD28、VD30的阴极与直流传输线U2连接;所述的变压器T与三相全桥四象限整流电路U01、三相全桥四象限整流电路U02电连接,三相全桥四象限整流电路U01、三相全桥四象限整流电路U02与变直流电压三相逆变电路U03电连接,变直流电压三相逆变电路U03与永磁同步电机相连。...

【技术特征摘要】
1.永磁同步电机电动及发电交替运行系统,其特征在于: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;所述的三相全桥四象限整流电路U01,包括V01、V02、V03、V04、V05、V06,VD01、VD02、VD03、VD04、VD05、VD06;V01与VD01反向并联,V02与VD02反向并联,V03与VD03反向并联,V04与VD04反向并联,V05与VD05反向并联,V06与VD06反向并联;V01阴极与V02阳极相连,V03阴极与V04阳极相连,V05阴极与V06阳极相连;V01阳极、V03阳极、V05阳极与直流传输线U1连接,V02阴极、V04阴极、V06阴极与直流传输线U2连接;变压器副边中的电压输出端A1相与V01阴极相连,电压输出端B1相与V03阴极相连,电压输出端C1相与V05阴极相连;所述的三相全桥四象限整流电路U02,包括V07、V08、V09、V10、V11、V12,VD07、VD08、VD09、VD10、VD11、VD12;V07与VD07反向并联,V08与VD08反向并联,V09与VD09反向并联,V10与VD10反向并联,V11与VD11反向并联,V12与VD12反向并联;V07阴极与V08阳极相连,V09阴极与V10阳极相连,V11阴极与V12阳极相连;V07阳极、V09阳极、V11阳极与直流传输线U2连接,V08阴极、V10阴极、V12阴极与直流传输线U3连接;变压器副边中的电压输出端A2相与V07阴极相连,电压输出端B2相与V09阴极相连,电压输出端C2相与V11阴极相连;变直流电压三相逆变电路U03,包括V13、V14、V15、V16、V17、V18、V19、V20、V21、V22、V23、V24,VD13、VD14、VD15、VD16、VD17、VD18、VD19、VD20、VD21、VD22、VD23、VD24,V13与VD13反向并联,V14与VD14反向并联,V15与VD15反向并联,V16与VD16反向并联,V17与VD17反向并联,V18与VD18反向并联,V19与VD19反向并联,V20与VD20反向并联,V21与VD21反向并联,V22与VD22反向并联,V23与VD23反向并联,V24与VD24反向并联;V13阴极与V14阳极相连,V15阴极与V16阳极相连,V17阴极与V18阳极相连,V19阴极与V20阳极相连,V21阴极与V22阳极相连,V23的阴极与V24的阳极相连;V14阴极与V15阳极相连,V18阴极与V19阳极相连,V22阴极与V23阳极相连,V13阳极、V17阳极、V21阳极与直流传输线U1连接,V16阴极、V20阴极、V24阴极与直流传输线U3连接;VD25阴极与V13阴极相连接,VD27阴极与V17阴极相连接,VD29阴极与V21阴极相连接,VD26阳极与V15阴极相连接,VD28阳极与V19阴极相连接,VD30阳极与V23阴极相连接,VD25、VD27、VD29的阳极与直流传输线U2连接,VD26、VD28、VD30的阴极与直流传输线U2连接;所述的变压器T与三相全桥四象限整流电路U01、三相全桥四象限整流电路U02电连接,三相全桥四象限整流电路U01、三相全桥四象限整流电路U02与变直流电压三相逆变电路U03电连接,变直流电压三相逆变电路U03与永磁同步电机相连。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机电动及发电交替运行系统,其特征在于:所述的变压器T包括原边和副边,变压器T原边为三相电源电压输入端A相、B相、C相,副边为两组,一组为三相电压输出端A1相、B1相、C1相,另一组为三相电压输出端A2相、B2相、C2相。3.根据权利要求1所述的永磁同步电机电动及发电交替运行系统,其特征在于:所述的变直流电压三相逆变电路U03的V14阴极、V18阴极、V22的阴极分别与永磁同步电机三相输入端相连。4.根据权利要求1或2所述的永磁同步电机电动及发电交替运行系统,其特征在于:所述的永磁同步电机电动及发电交替运行系统还包括直流接触器、电阻,KM01-1为直流接触器KM01的触点,KM02-1为直流接触器KM02的触点,KM02-1与电阻R01串联后,KM02-1、电阻R01再与KM01-1并联,KM01-1、KM02-1一端与V01、V03、V05阳极相连,另一端与直流传输线U1相连,KM01-2为直流接触器KM01的触点,KM02-2为...

【专利技术属性】
技术研发人员:张雪原刘俊灵
申请(专利权)人:成都信息工程大学
类型:发明
国别省市:四川,51

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