[发明专利]一种电励磁电机励磁装置及其参数获取方法

说明书

本发明公开了一种电励磁电机励磁装置及其参数获取方法，包括：励磁绕组、励磁绕组buck电路、隔离型DC/DC变换器、三相绕组以及母线电源；母线电源与三相绕组相连接，用于为三相绕组提供母线电压；隔离型DC/DC变换器的输入端与母线电源相连接，输出端与励磁绕组buck电路的输入端相连接，用于将母线电源提供的母线电压进行隔离变比以作为励磁绕组buck电路输入电压；励磁绕组buck电路的输出端与励磁绕组相连接，用于对隔离变比后的母线电压进行斩波，将斩波后得到的电压作为励磁绕组的端电压。本发明消除励磁回路和三相回路之间的共模通路，抑制共模电流，且考虑功率器件占空比的优化，从而达到更好的功率器件控制性能。

技术领域

本发明属于机电技术领域，更具体地，涉及一种电励磁电机励磁装置及其参数获取方法。

背景技术

目前，电励磁电机在高功率密度、高可靠性领域得到广泛应用，在风电场、电动汽车、船舶推进、航空航天等领域中具有广阔的应用前景。一般永磁电机有失磁隐患，且磁钢成本高，弱磁控制复杂。与永磁电机相比，电励磁电机多一个励磁电流的自由度，这使得电励磁电机的控制更加灵活。由于采用电励磁的形式，不存在永磁电机中可能出现的失磁，更加适用于对可靠性严格的应用领域。在高速电机领域，由于可以通过调节励磁电流的大小实现弱磁控制，控制难度下降。常见的电励磁电机采取三相绕组和励磁绕组共用一个直流电源的拓扑结构，存在励磁绕组和三相绕组之间共模电流流通的回路，此共模电流可能造成绕组绝缘的损坏和轴承的振动损坏，在电机控制系统设计和制造时必须对此共模电流的抑制加以考虑。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决常见的电励磁电机采取三相绕组和励磁绕组共用一个直流电源的拓扑结构，存在励磁绕组和三相绕组之间共模电流流通的回路，此共模电流可能造成绕组绝缘的损坏和轴承的振动损坏的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种电励磁电机励磁装置，包括：励磁绕组、励磁绕组buck电路、隔离型DC/DC变换器、三相绕组以及母线电源；所述母线电源与所述三相绕组相连接，用于为所述三相绕组提供母线电压；所述隔离型DC/DC变换器的输入端与所述母线电源相连接，输出端与所述励磁绕组buck电路的输入端相连接，用于将所述母线电源提供的母线电压进行隔离变比以作为励磁绕组buck电路输入电压；所述励磁绕组buck电路的输出端与所述励磁绕组相连接，用于对隔离变比后的母线电压进行斩波，将斩波后得到的电压作为励磁绕组的端电压，所述励磁绕组和所述三相绕组之间通过所述隔离型DC/DC变换器电气隔离。

可选地，所述励磁绕组buck电路包括功率器件，所述功率器件的占空比D为：

其中，v_fo为励磁绕组端电压，v_fi为励磁绕组buck电路输入电压，k为隔离型DC/DC变换器的变比，v_dc为母线电压。

可选地，所述励磁绕组的参数包括：励磁绕组匝数N_f、励磁电流I_f、励磁绕组阻抗R_f、额定磁链ψ_f、励磁绕组端电压v_fo以及励磁绕组并绕根数n；各个参数之间的关系满足如下关系式：

ψ_f∝N_fnI_f

第二方面，本发明提供一种基于上述第一方面提供的电励磁电机励磁装置的参数获取方法，包括：