一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于電機控制領域，特別涉及一種能夠縮短永磁同步電機起動時間的定子 磁鏈給定方法。
【背景技術】
[0002] 永磁同步電機具有體積小，結構簡單，損耗少，節能性高等一系列優點，已被廣泛 應用于工業中的各個領域。
[0003] 為了縮短永磁同步電機起動時間，現有的方法有兩種：一種是改變永磁同步電機 的內部結構來實現，通過減小永磁同步電機的轉子轉動慣量，來縮短永磁同步電機的起動 時間，但這種方法成本較高，實現起來比較困難；另外一種解決方法是僅從增加電機起動 電流的角度來實現快速起動，但存在的問題是單純地增加起動電流會使電機出現發熱等問 題，容易使電機進入過流保護，甚至會造成電機無法起動等問題。
[0004] 基于當前技術存在的問題，本發明人對永磁同步電機的起動過程進行深入研究， 本案由此產生。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的，在于提供一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法， 其可有效加快永磁同步電機的起動過程，降低電機生產及控制成本，提升電機起動過程中 的運行效率。
[0006] 為了達成上述目的，本發明的解決方案是：
[0007] -種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法，包括如下步驟：
[0008] (1)判斷永磁同步電機的實際轉速ω是否小于給定轉速ω %若小于給定轉速Coi 則轉入步驟⑵；
[0009] (2)設計轉子感應磁鏈給定值貧}和定子電樞反應磁鏈給定值W ;其中，％的計算 方法是：設定定子三相電流給定參考值is，由 < =以得到定子電樞反應磁鏈給定值<，其 中，1^為電機相電感；
[0010] (3)根據
計算定子磁鏈給定值，其中，θ·] θ = cos Θ + jsin Θ，j是 虛數的單位，Θ是轉子磁極直軸相對于定子A相繞組的轉子空間位置角。
[0011] 上述步驟（1)中，若實際轉速ω大于給定轉速ω%則結束程序。
[0012] 上述步驟（2)中，轉子感應磁鏈給定值^根據永磁同步電機的生產廠家提供的參 數決定。
[0013] 上述步驟⑵中，轉子感應磁鏈給定值％通過
計算，式中，Un是額定相電壓峰值，Ud。是永磁同步電機的額定電壓，ω ^額定角速度，；^是 額定頻率。
[0014] 上述步驟（2)中，is的設定方法是：測量永磁同步電機的三相定子電流空間矢量 ia，并將該三相定子電流空間矢量1作為定子三相電流給定參考值i s。
[0015] 采用上述方案后，本發明具有以下特點：
[0016] (1)本發明根據永磁同步電機的電磁轉矩是電流矢量和定子磁鏈矢量的叉積這 一原理，通過定子磁鏈的合理設計，增大電機的起動轉矩，可以縮短永磁同步電機的起動時 間，本發明在實現過程中毋須改變電機的內部結構和控制系統硬件，控制過程更容易實現， 降低電機生產及控制成本；
[0017] (2)在本發明中，增加電機起動轉矩是通過改變定子磁鏈和定子電流兩方面實現， 而不是單純依賴于改變定子電流，可避免電機起動過程中由于過流保護而導致的起動失敗 的問題，可有效提升電機起動過程中的運行效率。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0020] 如圖1所示，本發明提供一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法， 包括如下步驟：
[0021] (1)為了使永磁同步電機能夠快速達到給定轉速ω%首先需判斷永磁同步電機的 實際轉速ω是否小于給定轉速ω%若高于給定轉速ω%則表示此時永磁同步電機已經起 動完成，無需再施行本方案；若低于給定轉速ω %則轉入步驟（2);
[0022] (2)由于永磁同步電機的電磁轉矩是電流矢量和定子磁鏈矢量的叉積，因此為了 加快永磁同步電機的起動過程，需增大電磁轉矩，可通過設定合理的定子磁鏈給定值來實 現，進一步對定子磁鏈進行分析，定子磁鏈給定值是由轉子感應磁鏈給定值乂和定子電 樞反應磁鏈給定值^:通過矢量合成得到的，其中，轉子感應磁鏈給定值％由永磁同步電 機的參數決定，若電機生產廠家提供了該參數，以廠家提供參數為準，若廠家沒有提供該參 數，則可通過
來計算，式中，Un是額定相電壓峰值，U d。是永 磁同步電機的額定電壓，ωΝ是額定角速度，fN是額定頻率。
[0023] 而定子電樞反應磁鏈給定值由定子電流產生，可以通過設定定子三相電流給 定參考值is，由1K= Lsis得到定子電樞反應磁鏈給定值"，_其中，1^為電機相電感。
[0024] 前述定子三相電流給定參考值is的設定方法是：測量永磁同步電機的三相定子電 流空間矢量i a，并將該三相定子電流空間矢量1作為定子三相電流給定參考值i s。
[0025] 根據以上得到的轉子感應磁鏈給定值和定子電樞反應磁鏈給定值g，定 子磁鏈給定值g的計算公式是
其中，e]0是復數的指數形式，即e"= cos Θ +jsin θ，j是虛數的單位，Θ是轉子磁極直軸相對于定子A相繞組的轉子空間位置 角。
[0026] 綜上所述，本發明提出一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法，根 據永磁同步電機的電磁轉矩是電流矢量和定子磁鏈矢量的叉積這一原理，通過定子磁鏈的 合理給定增大電機的起動轉矩，縮短永磁同步電機起動時間，提升工作效率。
[0027] 以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是 按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍 之內。
【主權項】
1. 一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 判斷永磁同步電機的實際轉速ω是否小于給定轉速ω%若小于給定轉速ω^?|轉 入步驟似； (2) 設計轉子感應磁鏈給定值和定子電樞反應磁鏈給定值ξ//。' ；其中，戶，的計算方法 是：設定定子S相電流給定參考值L，由始=馬/'得到定子電樞反應磁鏈給定值於,，其中，Ls為電機相電感； 做根據K 計算定子磁鏈給定值於.，其中，e.'e=cos目+jsin目，j是虛數 的單位，Θ是轉子磁極直軸相對于定子A相繞組的轉子空間位置角。2. 如權利要求1所述的一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述步驟（1)中，若實際轉速ω大于給定轉速ω%則結束程序。3. 如權利要求1所述的一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述步驟（2)中，轉子感應磁鏈給定值矜;根據永磁同步電機的生產廠家提供的參數 決定。4. 如權利要求1所述的一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述步驟（2)中，轉子感應磁鏈給定值通過計 算，式中，成是額定相電壓峰值，Ud。是永磁同步電機的額定電壓，ωW是額定角速度，fw是額 定頻率。5. 如權利要求1所述的一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述步驟（2)中，L的設定方法是：測量永磁同步電機的Ξ相定子電流空間矢量i。， 并將該Ξ相定子電流空間矢量i。作為定子Ξ相電流給定參考值iS。
【專利摘要】本發明公開一種縮短永磁同步電機起動時間的定子磁鏈給定方法，包括如下步驟：判斷永磁同步電機的實際轉速是否小于給定轉速，若小于給定轉速，則設計轉子感應磁鏈給定值和定子電樞反應磁鏈給定值；其中，定子電樞反應磁鏈給定值的計算方法是：設定定子三相電流給定參考值，得到定子電樞反應磁鏈給定值；根據轉子感應磁鏈給定值和定子電樞反應磁鏈給定值的矢量叉積計算定子磁鏈給定值。此方法可有效加快永磁同步電機的起動過程，降低電機生產及控制成本，提升電機起動過程中的運行效率。
【IPC分類】H02P21/12
【公開號】CN105245148
【申請號】CN201510644938
【發明人】魏海峰, 韋漢培, 張懿, 朱學青
【申請人】江蘇科技大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月8日