[发明专利]一种永磁同步电机变频软启动及并网控制方法

摘要

本发明一种永磁同步电机变频软启动以及并网控制方法，首先，电压电流采样模块采样电机电流和电网三相电压，生成电网三相电压的幅值、相位、频率信息；电机转速位置采样模块采样电机位置和转速，给定转速和转速经过速度PI调节器模块，电机电流信号经过坐标变换模块、电流PI调节器模块、电压前馈模块、电压幅角变换模块得到模值和角度，得到初始位置、占空比和频率信息，并发送到FPGA中发出SVPWM脉冲电信号，转换成光信号后驱动变频器IGBT，永磁同步电机旋转实现变频软启动；最后DSP实时监测判定变频器和电网三相电压的幅值、相位、频率是否达到并网切换条件；解决了永磁同步电机软启动，以及永磁同步电机由变频到工频切换时大冲击电流问题。

主权项

一种永磁同步电机变频软启动以及并网控制方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、设定永磁同步电机的给定转速ω_r*；等待定时器中断，启动并进入中断程序后对永磁同步电机转子初始位置进行定位；步骤二、电压电流采样模块对永磁同步电机的三相进线电流信号和电网三相电压信号进行采样；步骤三、将电网三相电压信号传输到DSP中的单同步坐标锁相环控制SPLL锁相环环节；步骤四、电机转速位置采样模块对永磁同步电机的速度和位置进行采样，得到电机实际速度ω_r；步骤五、将永磁同步电机的给定转速ω_r*和电机实际速度ω_r的差值送入速度PI调节器模块中，得到q轴给定电流分量i_sq*；步骤六、对电机的三相进线电流进行电流坐标变换，分别经过电流PI调节器模块得到d轴和q轴给定电压变换量的分量；电流坐标变换后分别得到d轴的电流分量i_sd和q轴的电流分量i_sq；d轴电流分量送入d轴电流PI调节器模块中，得到d轴给定电压变换量的分量Δu_sd；同时，q给定电流分量i_sq*与q轴的电流分量i_sq之间的差值送入q轴电流PI调节器模块中，得到q轴给定电压变换量的分量Δu_sq；步骤七、电流坐标变换后得到的d轴电流分量i_sd和q轴的电流分量i_sq送入电压前馈程序模块中，得到d轴给定电压分量u_sd*和q轴给定电压分量u_sq*；步骤八、d轴和q轴给定电压变换量的分量分别与d轴和q轴给定电压分量作差，差值送入电压幅角变换模块中分别得到模值m和角度θ_m；把d轴给定电压变换量的分量Δu_sd与d轴给定电压分量u_sd*之间的差值，q轴给定电压变换量的分量Δu_sd与q轴给定电压分量u_sq*之间的差值分别送入电压幅角变换模块中，分别得到一个模值m和一个角度θ_m；步骤九、模值m和角度θ_m送入SVPWM模块中得到SVPWM脉冲波所需的初始位置、占空比和频率信息，并通过DSP的GPIO口发送到FPGA中；步骤十、FPGA发出SVPWM脉冲电信号，经过电/光转换模块转换成光信号后，驱动变频器中电力电子器件IGBT的开关，变频器输出三相阶梯波电压，驱动永磁同步电机旋转，实现永磁同步电机的变频软启动；步骤十一、DSP实时监测判定变频器和电网三相电压的幅值、相位、频率的差值当达到并网切换条件时，DSP发出并网控制切换指令，中断返回，否则返回步骤二；达到并网切换条件后，DSP发出切换控制信号，切换控制信号通过电/光转换模块和光/电转换模块后送入继电器驱动模块，点亮继电器驱动三相交流接触器的闭合和关断，实现永磁同步电机变频状态到电网工频状态的同步切换。