[发明专利]伺服型张力控制系统再生电能利用装置及其方法

权利要求书

1.伺服型张力控制系统再生电能利用装置，包括收卷装置和开卷装置，收卷装置包括依次相连的收卷辊和收卷电机，开卷装置包括依次相连的开卷辊和开卷电机；所述开卷辊与收卷辊相连，其特征在于：还包括开卷交流伺服驱动器和收卷交流伺服驱动器，所述开卷电机和收卷电机分别为永磁同步伺服电机，开卷交流伺服驱动器的交流输出端接至开卷电机三相输入端，收卷交流伺服驱动器的交流输出端接至收卷电机的三相输入端，所述开卷交流伺服驱动器的直流母线端接至收卷交流伺服驱动器的直流母线端。

2.根据权利要求1所述的伺服型张力控制系统再生电能利用装置，其特征在于：还包括电源整流器，开卷交流伺服驱动器和收卷交流伺服驱动器的直流母线端与电源整流器直流母线端相连，电源整流器三相交流输入端接至电网。

3.根据权利要求1所述的伺服型张力控制系统再生电能利用装置，其特征在于：开卷电机工作于转矩控制模式，开卷电机工作于发电状态；所述收卷电机工作于速度控制模式，收卷电机工作于电动状态。

4.基于权利要求1所述的伺服型张力控制系统再生电能利用装置的再生电能利用方法，收卷交流伺服驱动器控制收卷电机驱动收卷辊运行，并通过收卷辊来带料，开卷辊在收卷电机的拖动下带动开卷电机运行，张力由开卷电机产生的转矩来形成，开卷交流伺服驱动器控制开卷电机，开卷电机为永磁同步伺服电机，工作于转矩控制模式，其特征在于：所述收卷电机为永磁同步伺服电机，工作于速度控制模式，所述收卷交流伺服驱动器的直流母线端接至开卷交流伺服驱动器的直流母线端，收卷电机工作于电动状态，将电能转换成机械能，开卷电机工作于发电状态，将机械能转换成再生电能。

5.根据权利要求4所述的伺服型张力控制系统再生电能利用装置的再生电能利用方法，其特征在于：在所述开卷交流伺服驱动器和收卷交流伺服驱动器的直流母线端还接有电源整流器，通过电源整流器将电网的电能补充至直流母线。

6.根据权利要求5所述的伺服型张力控制系统再生电能利用装置的再生电能利用方法，其特征在于：所述的电源整流器用于调节直流母线电压，所述的电源整流器为双闭环的控制结构，外环是电压环，控制直流母线电压维持在设定的大小，内环是电流环，控制电网侧的电流，电网侧输入的交流电流是按照有功分量和无功分量分别进行控制的，通过测量电网电压的相位，完成对电网侧电流的分解，与电网电压相位相同的分量为有功分量，与其正交的为无功分量，通过对有功和无功分量的控制，实现预期的功率因数。

7.根据权利要求6所述的伺服型张力控制系统再生电能利用装置的再生电能利用方法，其特征在于：所述的电源整流器控制方法如下：

步骤1：通过测量电网交流电压，得到其相位测量电网输入电流中的两相i_a、i_b，并利用三相电流的对称性，计算出第三相电流i_c；以电压相位角按照式（1）对三相电流（i_a,i_b,i_c）进行旋转变换，可以得到其中的有功电流i_p和无功电流i_j；

ipij=23cosθ^cos(θ^-2π/3)cos(θ^+2π/3)sinθ^sin(θ^-2π/3)sin(θ^+2π/3)iaibic]]>    （式1）

步骤2：直流母线电压的给定值与实际测量的反馈值相减，得到电压偏差，此偏差经过电压控制器而得到有功电流的给定值此给定值与实际的有功电流i_p相减，得到有功电流偏差，此偏差经过有功电流控制器，得到有功电压U_p；在系统中，无功电流的给定值应当设定为零，此零设定值与实际的无功电流i_j相减，得到无功电流偏差，再经无功电流控制器，得到无功电压U_j；有功电压U_p和无功电压U_j经逆旋转变换，得到定子三相电压U_a，U_b，U_c,再经电压矢量脉冲宽度调制SVPWM环节,调制生成脉冲信号控制电源整流器。