[发明专利]三级式同步电机起动过程交直流励磁自然切换方法

权利要求书

1.三级式同步电机起动过程交直流励磁自然切换方法，其特征在于：起动过程之初，主励磁机采用三相交流励磁控制，主励磁机的定子三相励磁绕组注入三相交流电，产生与三级式同步电机转向相反的旋转励磁磁场，在主励磁机的转子电枢绕组中感应出三相交流电经旋转整流器整流为主发电机的励磁绕组提供恒定励磁电流；随着三级式同步电机的转速上升，三相交流励磁控制的角频率降低到0后，主励磁机由三相交流励磁切换到三相直流励磁控制，实现三级式同步电机的交、直流励磁控制的自然切换，维持主发电机起动过程的励磁电流恒定，满足三级式同步电机起动过程的转矩控制要求；

在三相交流励磁控制方式下，主励磁机的三相交流励磁控制的角频率随着三级式同步电机的转速上升而逐渐下降，当主励磁机的三相交流励磁控制的角频率下降为0时，锁存该时刻励磁控制变换器的开关管导通模式，控制主励磁机的定子三相励磁绕组电压为恒定值，在主励磁机的转子电枢绕组感应出三相交流电后经旋转整流器为主发电机的励磁绕组提供励磁，自动切换至三相直流励磁控制方式。

2.如权利要求1所述的三级式同步电机起动过程交直流励磁自然切换方法，其特征在于：根据检测到的三级式同步电机的起动转速，结合主励磁机的极对数和励磁功率输出需求，计算出主励磁机的三相交流励磁控制的角频率：

其中，ω_diff为主励磁机的三相交流励磁控制的角频率，ω_ref为给定的转差角频率，n_r为三级式同步电机的起动转速，p为主励磁机的极对数；

依此控制主励磁机励磁逆变器，使得主励磁机励磁磁势与三级式同步电机转速度的转速差保持恒定，主励磁机转子输出电压恒定，经旋转整流器后给主电机提供恒定励磁电流，保证起动过程输出起动转矩稳定，随着起动转速的增加，主励磁机的三相交流励磁控制的角频率不断减小。

3.如权利要求1所述的三级式同步电机起动过程交直流励磁自然切换方法，其特征在于：在交流励磁控制方式下比较主励磁机的三相交流励磁控制的角频率ω_diff与0的大小，当ω_diff大于0时取ω_dif的值作为主励磁机控制的三相逆变器输出电压空间矢量调制角频率；在三级式同步电机的交、直流励磁控制的自然切换点即ω_diff为0时，三相逆变器的电压空间矢量的角频率保持为0，采用积分器保持三相交流励磁控制输出电流相角θ不变，使得主励磁机的输出励磁磁势停止旋转，等效为直流励磁磁势，使得自然切换点主励磁机励磁磁势的空间位置角与幅值在切换前后保持不变，结合三相励磁电流幅值恒定控制，实现主励磁机在的交、直流励磁切换过程的恒定输出控制。