[发明专利]双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制系统，特别是涉及一种双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的控制系统。

背景技术

双级矩阵变换器（简称TSMC）一种新型的直接功率变换器可以实现输入输出波形良好，功率因数可调，换流简单可靠，在交流调速系统中具有良好的应用前景。

随着电力电子技术和现代控制理论的发展，交流调速技术日益成熟。交流调速控制的核心装置是变频器，它们虽具有结构简单、易于控制、技术成熟、可靠等优点，其中存在的最大缺陷是对电网造成的谐波污染。矩阵变换器属于交-交变换装置，由于它们具有的优越电气性能，正逐步替代一些变频器。特别是它们能够实现减少谐波危害、抑制电网污染、提高电源质量并实现能量双向流动，达到科学合理用电的效果，和电机控制系统相结合，因此它拥有更广阔的发展前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的控制系统，其将双级矩阵变换器与永磁同步电机控制技术相结合，通过仿真分析，系统的动静态性能良好，电机运行稳定。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的控制系统，其特征在于，其包括三相电源、双级矩阵变换器、3/2变换器、开关状态控制器、永磁同步电机、光电转码器、速度计算器、第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯，第一3/2变换器、双级矩阵变换器与三相电源相连，第一开关状态控制器分别与第一3/2变换器、双级矩阵变换器连接，永磁同步电机、第二3/2变换器、第二开关状态控制器均与双级矩阵变换器相连，第二开关状态控制器分别与转矩环、磁链环相连，第二3/2变换器与电流电压信号发生器相连，电流电压信号通过扇形判断区与第二开关状态控制器相连，电流电压信号与两个指示灯相连，其中第二指示灯与磁链环连接，第一指示灯与转矩环以及PI调节器连接，永磁同步电机先后经过光电转码器和速度计算器与第三指示灯连接，第三指示灯与PI调节器连接。

优选地，所述双级矩阵变换器分为整流级和逆变级，整流级与三相电源、第一3/2变换器、第一开关状态控制器相连，逆变级与第二开关状态控制器、永磁同步电机、第二3/2变换器连接，整流级和逆变级相连。

优选地，所述扇形判断区，为台阶状波形图，台阶呈上升状态，各个台阶表示双级矩阵变换器不同情况下运行状态，从而使得后序得到对应不同情况下电机各个数据性能。

优选地，所述整流级输出电流为直流电，逆变级输出电流为交流电。

本发明的积极进步效果在于：本发明将双级矩阵变换器与永磁同步电机控制技术相结合，通过仿真分析，系统的动静态性能良好，电机运行稳定。    

附图说明

图1为本发明双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的控制系统其包括三相电源、双级矩阵变换器（TSMS）、3/2变换器、开关状态控制器、永磁同步电机（PMSM）、光电转码器、速度计算器、第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯，第一3/2变换器、双级矩阵变换器与三相电源相连，第一开关状态控制器分别与第一3/2变换器、双级矩阵变换器连接，永磁同步电机、第二3/2变换器、第二开关状态控制器均与双级矩阵变换器相连，第二开关状态控制器分别与转矩环、磁链环相连，第二3/2变换器与电流电压信号发生器（φ、T）相连，电流电压信号通过扇形判断区与第二开关状态控制器相连，电流电压信号与两个指示灯相连，其中第二指示灯2与磁链环连接，第一指示灯1与转矩环以及PI调节器连接，永磁同步电机先后经过光电转码器和速度计算器与第三指示灯3连接，第三指示灯3与PI调节器连接。

双级矩阵变换器分为整流级和逆变级，整流级与三相电源、第一3/2变换器、第一开关状态控制器相连，逆变级与第二开关状态控制器、永磁同步电机、第二3/2变换器连接，整流级和逆变级相连。扇形判断区，为台阶状波形图，台阶呈上升状态，各个台阶表示双级矩阵变换器不同情况下运行状态，从而使得后序得到对应不同情况下电机各个数据性能。整流级输出电流为直流电，逆变级输出电流为交流电。

下面通过仿真案例对该系统做进一步说明：