[发明专利]一种LCL滤波的高速永磁同步电动机高动态协同控制系统

摘要

一种LCL滤波的高速永磁同步电动机高动态协同控制系统，用于新一代磁悬浮压缩机和磁悬浮储能飞轮核心驱动机构——高速永磁同步电动机的高效率驱动控制，它主要由数字信号处理器为核心的高动态协同控制器、三相整流器、驱动隔离环节、三相桥智能功率模块、LCL输出电力滤波器、三相永磁同步电动机、+5V开关电源、±12V开关电源、+15V开关电源、增量式编码器和电流检测环节等组成。本发明通过LCL输出电力滤波器抑制永磁同步电动机瞬态转矩脉动，实现高速永磁同步电动机平滑驱动和平滑起动，同时，为了提高高速永磁同步电动机中高转速段的转矩动态响应，发明了一种以数字信号处理器为核心的高动态协同控制器。

主权项

一种LCL滤波的高速永磁同步电动机高动态协同控制系统，其特征在于包括：由数字信号处理器为核心的高动态协同控制器（1）、三相整流器（2）、驱动隔离环节（3）、三相桥智能功率模块（4）、LCL输出电力滤波器（5）、三相永磁同步电动机（6）、+5V开关电源（7）、±12V开关电源（8）、+15V开关电源（9）、增量式编码器（10）和电流检测环节（11）；数字信号处理器为核心的高动态协同控制器（1）输出的6路PWM信号经驱动隔离环节（3）输入到三相桥智能功率模块（4），通过LCL输出电力滤波器（5）驱动三相永磁同步电动机（6），增量式编码器（10）和电流检测环节（11）的输出信号输入到数字信号处理器为核心的高动态协同控制器（1），电网输入的三相动力电经过三相整流器（2）的输出连接到三相桥智能功率模块（4）的直流母线电压输入端，+5V开关电源（7）经电平转换后为数字信号处理器为核心的高动态协同控制器（1）供电，电流检测环节（11）由±12V开关电源（8）供电，驱动隔离环节（3）由+15V开关电源（9）供电，增量式编码器（10）由+5V开关电源（7）供电，三相桥智能功率模块（4）由三相整流器（2）整流后的直流电压供电；当三相永磁同步电动机运行时，数字信号处理器为核心的高动态协同控制器（1）从与三相永磁同步电动机（6）相接的增量式轴角编码器（10）获取速度反馈信号，数字信号处理器为核心的高动态协同控制器（1）将速度反馈信号、电流反馈信号经过数字信号处理器高动态协同控制器（1）的CLARK变换和PARK变换，将磁通和转矩动态解耦后，将得到的励磁电流分量和转矩电流分量输入到高动态协同控制器，高动态协同控制器输出的控制量经过I PARK变换得到坐标系下的控制量，生成6路SVPWM调制信号，经过驱动隔离环节（3）输入到三相桥智能功率模块（4），触发相应的三相桥智能功率模块（4）的功率器件导通来调节带LCL输出电力滤波器（5）的三相 永磁同步电动机（6）的转速，实现高动态速度控制和转矩调节。