一種加快永磁同步電機起動過程的定子磁鏈給定方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種永磁同步電機的控制方法，尤其涉及一種永磁同步電機的定子磁 鏈的給定方法。
【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] 為了加快永磁同步電機起動過程，現有的方法有兩種：一種是通過改變永磁同步 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，來加快永磁同步電機起 動過程，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，在于提供一種加快永磁同步電機起動過程的定子磁鏈給定方法， 其可有效縮短電機起動時間，提升工作效率。
[0006] 為了達成上述目的，本發明的解決方案是：
[0007] -種加快永磁同步電機起動過程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 %若大于給定轉速Coi 則結束程序，若小于給定轉速ω，lj轉入步驟（2);
[0009] (2)設計轉子感應磁鏈給定值爐和定子電樞反應磁鏈給定值
[0010] (3)根據
計算定子磁鏈給定值<，其中，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。
[0011] 上述步驟⑵中，轉子感應磁鏈給定值PiV根據永磁同步電機的生產廠家提供的參 數決定。
[0012] 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。
[0013] 上述步驟（2)中，定子電樞反應磁鏈給定值< 的設計方法是：通過電流給定參考 法設計定子三相電流給定參考值is，由< 得到定子電樞反應磁鏈給定值<，其中，Ls 為電機相電感。
[0014] 上述電流給定參考法的內容是：測量永磁同步電機的實際轉速和實際三相電流， 并將實際轉速與給定轉速進行比較，根據比較結果分為如下幾種情況：
[0015] (a)若實際轉速ω滿足〇 < ω < 〇· 4ω%則定義定子三相電流給定參考值1為 幅值是5In，各相相位、頻率與實際二相電流相同的二相正弦電流彳目號，其中I n是永磁同步 電機的額定電流；
[0016] (b)若實際轉速ω滿足〇. 4 ω < 〇. 7 ω %則定義定子三相電流給定參考值 1；3為幅值是31Ν，各相相位、頻率與實際二相電流相同的二相正弦電流彳目號，其中I n是永磁 同步電機的額定電流；
[0017] (C)若實際轉速ω滿足〇. 7 ω ω < ω %則定義定子三相電流給定參考值1為 幅值是In，各相相位、頻率與實際二相電流相同的二相正弦電流?目號，其中I n是永磁同步電 機的額定電流。
[0018] 采用上述方案后，本發明具有以下特點：
[0019] (1)可以加快永磁同步電機起動過程，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；
[0020] (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】
[0021 ] 圖1是本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0022] 以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0023] 如圖1所示，本發明提供一種加快永磁同步電機起動過程的定子磁鏈給定方法， 包括如下步驟：
[0024] (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%若大于給定轉速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；若小于給定轉速ω %則轉入步驟（2);
[0025] (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。
[0026] 而定子電樞反應磁鏈給定值< 由定子電流產生，可以通過電流給定參考法設計 定子三相電流給定參考值is，由Φ a= L ssi得到定子電樞反應磁鏈給定值，、其中，1^為 電機相電感。
[0027] 前述電流給定參考法的內容是：測量永磁同步電機的實際轉速和實際三相電流， 并將實際轉速與給定轉速進行比較，根據比較結果分為如下幾種情況：
[0028] (a)若實際轉速ω滿足〇 < ω < 〇· 4 ω %則定義定子三相電流給定參考值1為 幅值是5In，各相相位、頻率與實際二相電流相同的二相正弦電流彳目號，其中I n是永磁同步 電機的額定電流；
[0029] (b)若實際轉速ω滿足〇· ω < 〇· 7ω %則定義定子三相電流給定參考值 1；3為幅值是31Ν，各相相位、頻率與實際二相電流相同的二相正弦電流彳目號，其中In是永磁 同步電機的額定電流；
[0030] (C)若實際轉速ω滿足〇· 7 ω ω < ω %則定義定子三相電流給定參考值1為 幅值是In，各相相位、頻率與實際二相電流相同的二相正弦電流?目號，其中I n是永磁同步電 機的額定電流。
[0031] 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h，定子 磁鏈給定值^的計算公式是L= Φ 3+Φ#]0，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。
[0032] 綜上所述，本發明提出一種加快永磁同步電機起動過程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，加快永磁同步電機起動過程，提升工作效率。
[0033] 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. 一種加快永磁同步電機起動過程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%若大于給定轉速ω^?|結 束程序，若小于給定轉速《叩4轉入步驟（2); 似設計轉子感應磁鏈給定值r;和定子電樞反應磁鏈給定值y/。' ； 做根據二挺+ 祭?於0計算定子磁鏈給定值矜'其中，e.，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。2. 如權利要求1所述的一種加快永磁同步電機起動過程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根據永磁同步電機的生產廠家提供的參數 決定。3. 如權利要求1所述的一種加快永磁同步電機起動過程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終;·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。4. 如權利要求1所述的一種加快永磁同步電機起動過程的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述步驟（2)中，定子電樞反應磁鏈給定值儀^勺設計方法是：通過電流給定參考法 設計定子Ξ相電流給定參考值L，由=王乂得到定子電樞反應磁鏈給定值，其中，Lg為 電機相電感。5. 如權利要求4所述的一種加快永磁同步電機起動過程的定子磁鏈給定方法，其特征 在于：所述電流給定參考法的內容是：測量永磁同步電機的實際轉速和實際Ξ相電流，并 將實際轉速與給定轉速進行比較，根據比較結果分為如下幾種情況： (a)若實際轉速ω滿足0 <ω< 0. 4ω%則定義定子Ξ相電流給定參考值is為幅值 是5Iw，各相相位、頻率與實際Ξ相電流相同的Ξ相正弦電流信號，其中Iw是永磁同步電機 的額定電流； 化）若實際轉速ω滿足0. 4ωω< 0. 7ω%則定義定子Ξ相電流給定參考值L為 幅值是3Iw，各相相位、頻率與實際Ξ相電流相同的Ξ相正弦電流信號，其中Iw是永磁同步 電機的額定電流； (C)若實際轉速ω滿足〇. ω<ω%則定義定子立相電流給定參考值^為幅 值是Iw，各相相位、頻率與實際Ξ相電流相同的Ξ相正弦電流信號，其中Iw是永磁同步電機 的額定電流。
【專利摘要】本發明公開一種加快永磁同步電機起動過程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，若大于給定轉速則結束程序，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，根據二者的矢量叉積計算定子磁鏈給定值。此方法可有效縮短電機起動時間，提升工作效率。
【IPC分類】H02P21/34, H02P21/14
【公開號】CN105245153
【申請號】CN201510644345
【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