[发明专利]一种永磁同步电动机飞车起动控制技术

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动化控制领域，特别是一种永磁同步电动机飞车起动控制技术。

背景技术

在某些特定的应用场合，需要在开环矢量控制模式下对尚未停稳的永磁同步电动机进行起动，由于驱动器处于停机状态，回路中没有电压和电流产生，但在永磁同步电动机内部却存在很大的冲击电流，不可能估算永磁同步电动机的转速和磁场位置，加上永磁同步电动机没有停稳，在转动时有反电动势存在，起动时输出电压和反电动势不匹配就会产生很大的电流，对驱动器和电动机都有很大的影响，同时在起动时，速度会存在波动，电机振动导致电动机寿命缩短。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种永磁同步电动机飞车起动控制技术。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种永磁同步电动机飞车起动控制技术，所述系统包括反电势检测模块、转速位置检测运算模块以及驱动单元三大部分。其中，反电势检测模块用于检测永磁同步电机的定子反电势，转速位置检测运算模块用于根据检测到的反电势计算出转子的转速和转子的磁场位置，以便产生用于启动永磁同步电动机的输出电压。

反电势检测模块中包含电网电压同步检测单元，主要用于对系统中永磁同步电动机进行三相电压采样，得到三相电压压差U_UV、U_UW，然后对采样得到的电压差进行等比例转化以获得适用于转速位置检测运算模块的三相电压标准压差U_RS、U_RT，三相电压标准压差与三相电压采样压差之间的关系可表示为：U_RS＝K×U_UV，U_RT＝K×U_UW，其中K为常数，由电网电压同步检测单元的硬件放大系数确定。

转速位置检测运算模块核心部件为DSP控制器，DSP控制器采用先进矢量控制算法实现永磁同步电机的飞车起动，主要算法内容包括：基于三相电压平衡原理，依据公式计U_ST＝U_RT-U_RS，U_R＝(U_RT-U_SR)÷3，U_S＝(U_RT+U_SR)÷3，U_T＝-U_R-U_S计算获得三相静止坐标系下的三相电压标准分量；然后根据公式U_α＝U_R，将三相静止坐标系下的变量变换至两相静止坐标系下；最后进行矢量合成计算，基于上述两相静止坐标系，依据公式θ＝arctan((-U_β)/U_α)，ω＝dθ/dt计算出转子的磁场位置角θ和转子转速ω。

DSP控制器内部还包含PWM脉冲输出模块，用于根据所述磁场位置角θ和转子转速ω输出与上述反电动势相匹配的PWM脉冲控制驱动单元，使驱动单元输出与反电动势相匹配的输出电压来启动永磁同步电机。

在永磁同步电机启动运行之前需要进行参数辨识，得到电机内部相关参数以及当前转子位置，以便于建立出正确的电机模型并采用合理的控制方式对电机进行控制，防止电机起动过程中出现失步现象，保证电机能够正常运行。

利用本发明的技术方案制作的永磁同步电动机飞车起动控制技术，解决永磁同步电动机起动平稳控制，能够有效避免开环矢量控制模式下由于冲击电流过大导致驱动单元损耗严重，电机发热损坏等情况的发生，有效保护电机的正常运行。

附图说明

图1是本发明所述一种永磁同步电动机飞车起动控制技术的连接线路图；

图2是本发明所述一种永磁同步电动机飞车起动控制技术的流程图；

具体实施方式