[发明专利]无阻尼绕组永磁同步电动机并网方法

说明书

技术领域

本发明涉及无阻尼绕组永磁同步电动机并网方法，属于电动机并网技术领域。

背景技术

目前以电动机作为驱动的电驱动系统运行方式主要有两种，即以变频控制方式为主的调速系统和以电网工频运行为主的不调速系统。其中后者以其系统成本低、可靠性高、控制简单、满载效率高等优势仍被广泛采用。

常规用于工频运行的电动机主要有异步电动机、电励磁同步电动机和转子有阻尼绕组的永磁同步电动机等。而转子无阻尼绕组的永磁同步电动机，因其无法产生异步转矩不能自行牵入同步，所以极少用于电网工频运行，而是多用于高性能的变频调速场合。随着世界范围内对IE4级——相当于GB18613-2012的一级能效的超超高效电动机的需求日益强烈，永磁同步电动机的应用已是大势所趋。而扩展无阻尼绕组永磁同步电动机的应用领域，使其同时实现高性能变频以及电网工频运行的“一机两用”，对提高电驱动系统效率、节约系统成本、提高可靠性等均具有重要意义。

目前，转子无阻尼绕组永磁同步电动机的并网问题还缺少系统级的解决方案。

发明内容

本发明目的是为了解决无阻尼绕组永磁同步电动机只能用于变频调速场合，而不具有电网工频运行能力的问题，提供了一种无阻尼绕组永磁同步电动机并网方法。

本发明所述无阻尼绕组永磁同步电动机并网方法采用下述两种方案实现：

第一种方案为：所述并网方法基于变频器、电压采集板卡、第一接触器和第二接触器实现，

电压采集板卡用于采集电网电压的频率、幅值和相位，并提供给变频器，电网三相进线R、S、T分两路与无阻尼绕组永磁同步电动机连接，第一路依次经变频器和第一接触器与无阻尼绕组永磁同步电动机连接，第二路经第二接触器与无阻尼绕组永磁同步电动机连接；

所述并网方法为：

无阻尼绕组永磁同步电动机在变频器的控制下实现软启动，然后调节变频器，首先使其输出端电压基波频率与电网频率一致；其次使其输出端电压基波幅值与电网电压幅值之差在预设阈值范围之内；最后使其输出端电压基波相位与电网电压相位一致；

然后，通过变频器控制使第二接触器闭合时刻晚于第一接触器断开时刻，实现无阻尼绕组永磁同步电动机从软启动运行状态切换至电网运行状态。

无阻尼绕组永磁同步电动机从电网运行状态切换至变频器运行状态的方法为：

首先通过变频器控制使第二接触器断开时刻早于第一接触器闭合时刻，然后对无阻尼绕组永磁同步电动机进行转子位置在线追踪，将转子位置信息提供给变频器，使变频器开始运行，由此实现无阻尼绕组永磁同步电动机从电网运行状态切换至变频器运行状态。

第二种方案为：所述并网方法基于变频器、电压采集板卡、第一接触器、第二接触器和电抗器实现，

电压采集板卡用于采集电网电压的频率、幅值和相位，并提供给变频器，电网三相进线R、S、T分两路与无阻尼绕组永磁同步电动机连接，第一路依次经变频器、电抗器和第一接触器与无阻尼绕组永磁同步电动机连接，第二路经第二接触器与无阻尼绕组永磁同步电动机连接；

所述并网方法为：

无阻尼绕组永磁同步电动机在变频器的控制下实现软启动，然后调节变频器，首先使其输出端电压基波频率与电网频率一致；其次使其输出端电压基波幅值与电网电压幅值之差在预设阈值范围之内；最后使其输出端电压基波相位与电网电压相位一致；

然后，通过变频器控制使第二接触器闭合时刻早于第一接触器断开时刻，实现无阻尼绕组永磁同步电动机从软启动运行状态切换至电网运行状态。

无阻尼绕组永磁同步电动机从电网运行状态切换至变频器运行状态的方法为：

首先通过变频器控制使第二接触器断开时刻晚于第一接触器闭合时刻，然后对无阻尼绕组永磁同步电动机进行转子位置在线追踪，将转子位置信息提供给变频器，使变频器开始运行，实现无阻尼绕组永磁同步电动机从电网运行状态切换至变频器运行状态。

上述两种方案中：

无阻尼绕组永磁同步电动机从软启动运行状态切换至电网运行状态的调整过程中，变频器采用矢量控制方式，通过速度环的调节使变频器输出端电压基波频率与电网频率一致。

无阻尼绕组永磁同步电动机从软启动运行状态切换至电网运行状态的调整过程中，变频器采用矢量控制方式，通过比较变频器输出端电压基波幅值与电网电压幅值，调节直轴电流，使二者之差在预设阈值范围之内。