[实用新型]无位置传感器永磁同步电动机直驱装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机驱动控制技术，特别是无位置传感器永磁同步电动机的控制。

背景技术

我国在“十一五”规划中明确提出单位GDP能耗和主要污染物排放总量比“十五”期末分别降低20％左右、10％的约束性指标。“开源节流”是应对能源危机和环境恶化的唯一办法。节能方面，工业节能是其他行业节能的源头，而其中电机节能又占有的十分重要的地位。可以看出两方面的发展都离不开高效节能的电机及其电力电子变换器系统，因此开展对高效节能电机系统的研究是非常必要和紧迫的。

在工业领域，电动机+减速机或皮带减速轮的装置广为应用，但减速机构的使用严重影响了装置工作效率，增加了装置的损耗，为此设计直接驱动装置取代原有装置。永磁同步电动机具有输出转矩高、低速特性优异、效率高，调速范围大等特点，特别适合用来作为直接驱动的执行机构。但永磁同步电动机装置通常需要角位置传感器制约了装置的使用范围，并且变频驱动器中不控整流带来了对电网的干扰，尤其是电流中的高次谐波成分，增加了装置的无功损耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够提高效率，减少对电网的干扰及进线损耗的节能型无位置传感器永磁同步电动机直驱装置。

本实用新型的技术解决方案为：

无位置传感器永磁同步电动机直驱装置由三相电源、功率放大单元、主控制单元、操作控制单元及永磁同步电动机组成，其中功率放大单元由可控整流电路、逆变电路及检测电路组成；主控制单元由外部接口处理电路和数字控制器构成；操作控制单元主要由外部操作控制面板实现；永磁同步电动机包含电动机定子和转子，三相电源通过整流电路后，将三相交流电变为直流电，再通过频率变换后，通过逆变电路，将直流电变换为电压和频率都可调的交流电，供给永磁同步电动机用于调速，检测电路分为第一检测电路、第二检测电路和第三检测电路，其中第一检测电路用于检测三相电源中的任意两相之间的电压，第二检测电路用于检测整流电路输出的直流侧电压，第三检测电路用于检测逆变电路输出的任意两相之间的交流电压；三个检测电路将检测得到的电压通过外部接口处理电路，传送给数字控制器，数字控制器根据三路电压信号，进行算法处理，然后分别控制整流电路和逆变电路中功率开关管的触发和关断角度，从而调节永磁同步电动机所加电压的幅值大小和频率，通过无位置控制算法调节永磁同步电动机的转速。

所述数字控制器为TMS320F2808。

利用本实用新型所述的无位置传感器永磁同步电动机直驱装置，进行电机驱动的具体方法步骤为：采用转子定位、开环加速和闭环运行三段式运行策略；其中转子定位：给永磁同步电动机定子通入六个脉冲；开环加速：在转子定位完成后，开始启动时，速度控制开环和电流控制闭环，由数字控制器给出一个旋转电压矢量，进而产生旋转磁场，带动电机转动，待电机以一定转速运行并可准确估算到转子位置之后，再切换到闭环工作模式，输出转速随给定转速变化；闭环运行：在此控制阶段采用一种基于观测器的电机无位置传感器控制方案，通过观测器获取磁极位置和转速信息，实现了基于转子磁场定向的矢量控制方式。

本实用新型的主要优点体现在：

本实用新型提供了一套无位置传感器永磁同步电动机直接驱动装置，取代异步机+减速机方案，采用永磁同步电动机，能够提高装置效率；采用无位置传感器方案可以提高运行可靠性及环境适应能力，增加输入功率因数校正及滤波环节，减少对电网的干扰及进线损耗，达到了装置绿色节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型的无位置传感器永磁同步电动机直驱装置组成框图；

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：