[发明专利]调校控制交流同步电机效率的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一调校控制交流同步电机效率的方法，且特别指一种有关于调校控制绕线转子作为电力牵引的交流同步电机效率的方法。

背景技术

交流同步电机的调校控制根据意大利AngeloGaetani的专利(IT1329820)可以有利地结合调校控制交流同步电机的转矩或速度。在电力牵引运动的领域，已知是使用直流电机，以串联、并联或单独的激发，使转矩或是速度能完全地被调整控制。尽管这些电机有着优异的速度控制或转矩驱动，唯上述电机在电源分配上有相当大的问题。因为电刷上的电流值必须确保一限定值，且因安全条件所采取的措施，以避免电流在电刷上产生火花。除此之外，此一电机无法调整控制效率，其取决于电机的构造特征和操作条件，因此也无法在不同的运作条件下维持性能，对电机的耗能有负面影响。

当前电机的替代方案，可使用所谓的无刷电机，其通过适当的技术，相关的施作和向量控制技术，得以模拟一个连续的电流电机。事实上，其机械结构，即所谓无刷电机，基本上交流同步电机的组成(带有一个外部的电枢和内部的感应器)、在一位置转换器和一静态矩阵切换定子绕组的供应。适当地控制定子绕组，在激发电流与反应领域得以实现一完美的正交，此外瞬间，从而模拟直流电机的操作。此电机虽然展现出高动力性能和操控灵活性，但也有限制。事实上，特别是电机的结构非常脆弱，在超出离心力的旋转过程中其限制了低于一定界限值的旋转速度，其可能产生永久磁力而因此损坏电机。最后，另一问题是，此电机无法对流动的励磁电流做出任何调校控制，除此之外，此电机也无法调校控制效率，尤其是在不同运作条件下维持一定效率的能力。

其使用以电力牵引运度的驱动方式也被称为交流同步电机绕线转子驱动。转子绕组通过电刷和电环外接至其中，而定子绕组则通过终端外接。

这些电机特别适用于需要大功率的驱动，因为该电机具备很高的效率、很高过载能力，同时在弱磁区维持良好性能。

同时这种电机并不具备调校控制效率的功能，欲在不同运作条件下维持恒定效率，从而要尽可能减少电机的能源损耗。

发明内容

因此，为有效解决上述的问题，本发明的目的之一是提供一种调校控制交流同步电机效率的方法，特别是交流同步电机，以调校控制电机维持在最大的效率并在不同运作条件下维持恒定的功率。

为达上述目的，本发明提供一种调校控制交流同步电机效率的方法，并在不同运作条件下维持恒定功率，该方法包含：在一预设操作情况下，计算交流同步电机的效率，且在预设操作情况下，测量交流同步电机中的一定子绕组的相电流，在预设操作情况下，计算交流同步电机中的上述定子绕组的相电压与感应电动势间的一角度的大小，在一操作情况下，测量交流同步电机中的上述定子绕组的相电流，其中前述操作情况下测量的相电流与预设操作情况下测量的相电流是不相同，在操作情况下，计算交流同步电机中的上述定子绕组的相电压与上述感应电动势间的一角度的大小，其中前述操作情况下所计算角度的大小与预设操作情况下所计算角度的大小是不相同，利用调整上述操作情况下的相电压和所述相电流的值，将该操作情况下所计算的角度恢复至预设操作情况下所计算的角度。

其进一步可包含：在预设操作情况下，确定交流同步电机的同步电抗。

其更包含：确定交流同步电机在一操作情况下的效率最大值，使其与

上述预设操作情况下所计算交流同步电机的效率一样。

故通过此发明，得以预设一交流同步电机的效率值并在不同运行条件情况下均能维持此效率值，因此得以优化电机在各种情况下的能源消耗。

附图说明

图1为一向量图，呈现一绕线转子交流同步电机在各相定子绕组中的电力向量的示意图；

图2为呈现电机同步电抗对磁感应强度值的依赖性的示意图；

图3为展示如何改变图示1的向量图至定子绕组中的电流变化的示意图。

其中：

V相电压          E感应电动势

R绕组电阻、电阻  Xs同步电抗

I、I’相电流     α、α’角度。

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据附图的较佳实施例予以说明。

请参阅图1示，本发明是提供一种调校控制交流同步电机效率的方法，在图1中为一向量图，呈现一绕线转子交流同步电机在各相定子绕组中的电力向量。于此图示中我们得到以下公式：

V=E+(R+jXs)I  (1)