CN1941609A - 一种高性能低成本的交流调速*** - Google Patents

Abstract

一种高性能低成本的交流调速***，涉及异步电动机调速、交－交变频、矢量控制技术。可控制被控的绕线异步电动机在其同步转速(ω₀)上下40％范围内实现平滑无级调速；电机定子侧直接接工频电网，转子侧则连接本调速***的专用交流励磁电源；***效率高，采用矢量控制方法将电机的电流分解成励磁分量和转矩分量分别控制，可以实现对转速和功率因数的分别独立调节，电机能稳定工作于功率因数为1甚至超前功率因数状态下；流过用作交流励磁电源的交－交或交－直－交变频器的仅仅是转差功率，而且转子侧工作电压、电流相对于定子侧均要低得多，只需要使用低压、小容量的变频器，成本低。

Description

一种高性能低成本的交流调速***

技术领域  本发明涉及异步电动机调速、交-交变频、矢量控制技术。

背景技术

目前我国经济迅速发展，但能耗问题却非常突出，每产生1美元产值要消耗的能量是发达国家的许多倍，因此高效的节能技术是我国目前急需开发的新技术。据统计，异步电动机的用电量占到电网总用电量的60％左右，而且大量的异步电动机考虑各种因素选择的容量偏大，从而造成电动机长期偏离高效运行点运行，效率非常低，造成了巨大的能源和设备浪费。

另外异步电动机本身调速性能较差，不适应目前各种生产过程对电动机调速性能要求越来越高的形势，因此高性能的异步电动机调速技术也是急需开发的技术。

本发明的目的是提供一种运行效率高、调速性能好、成本低的异步电动机调速***。

目前异步电动机调速大致有变极调速、转子串电阻调速、调压调速、变频调速和串级调速几种方案。其中变极调速方案只能有有限的几个转速，而且***结构和操作复杂；转子串电阻调速方案效率低下；调压调速方案转速可调的范围很小；定子侧变频调速方案具有许多优点，但连接于电机定子侧的变频器价格昂贵，特别是用于高压大容量电动机调速的变频器，其容量必须大于电动机容量、耐压值必须超过电动机额定电压的几倍，故而实现和维护困难，价格也高，难以在国内推广；串级调速方案具有与直流调速***相媲美的调速性能，尤其适合于调速范围不大的场合。

最近十几年，工业发达国家对一种结合了变频调速和串级调速的交流调速***进行了深入研究，这种***一般称为双馈调速***或交流励磁调速***。其核心思想是使用变频器将输入的工频交流电变换成与转子感应电势频率相同的附加电势

串入转子回路，由

和转子电势

共同作用产生转子电流I₂，而异步电动机的转矩为

    T＝C_TJΦ₁I₂cos₂

因此，调节变频器使附加电势

改变，就可以改变转矩，从而改变电动机的转速，转速变化会引起转子感应电势幅值、频率和相位的变化，***就必须调节变频器的输出，使附加电势能跟随转子感应电势变化而变化。

在这种***中，能量在***控制下可以通过变频器在电网与电机转子之间双向流动，理论上变频器不消耗能量，而且电机定子侧的功率因数可按需要任意调节，因此***运行效率高；在控制上采用矢量控制技术，具有电机的转矩和励磁可以分别独立调节的特点，因此可达到与直流调速***相媲美的调速性能；而且由于变频器工作于电动机的转子侧，其工作电压低、电流小、容量小，变频器制造成本低，适合在国内推广。

但从各个方面检索到的信息来看，国内对此技术虽有大量的研究，但由于此技术较为复杂，涉及电力电子、电机学、控制理论、微机控制技术等多门学科的大量技术问题，国内的研究多仅限于计算机软件仿真或实验室部分功能的实验，尚未有将整个***实现为一个成熟产品的。

发明内容

本发明在参考了国外双馈调速相关技术资料的基础上，进行了大量的理论分析和实验研究，研制成功了用于双馈调速的交-交变频器、具有矢量控制功能的控制器及它们与绕线式异步电动机组成的交流调速***。

在本***中被控电机能在其同步转速(ω₀)上下40％范围内实现平滑无级调速，即获得了电机同步转速80％的调速范围，而变频器容量仅需要略大于电机额定容量的40％即可，如果实际需要的调速范围较小则变频器容量还可以进一步下降。

由于变频器工作于电机转子侧，其工作电压等级仅与电机转子感生电势的电压等级相当，而电机转速在同步转速附近时电机转子感生电势的电压很低(同步转速时为零)，因此变频器的电压等级可远低于电机额定电压，高压大容量电机的变频调速只需要使用低压小容量的变频器即可，***成本低，且不需要依赖国外进口高压大容量变流器件。

当使用特殊结构的两相垂直转子绕组的绕线式异步电动机时，控制方法与三相转子绕组电机完全类似，但励磁主回路及控制电路减少一相，结构更简单、成本更低。

本发明中的交-交变频器可以实现能量的双向流动，根据电机的运行状态可以使电机输出的转差功率向电网回馈或由电网向电机馈入转差功率(即“双馈”)，没有无谓的能量消耗。另外，采用了矢量控制技术将转子电流I₂分成励磁分量I_M和转矩分量I_T分别进行控制，调整转矩分量就可以按要求调整转速，而调整励磁分量则可以按要求调整电机定子侧的功率因数，两者的调节互不影响，因此在调速范围内的任何转速下，电机能稳定工作于功率因数为1甚至超前功率因数状态下，电机的效率高。由这两点可知，***运行的效率也很高。

当被控电机的功率因数为1时，定子侧电流和电压同相，定子电流全部用来做功，定子电流达到额定电流时电机的输出功率将超过异步电机的额定功率，此时由于电机的电压和电流均为额定值，电机完全可以在这种状态下长期运行，因此本***除了使异步电动机获得优良的调速性能之外，还在不需要对电机做任何改造的情况使电机的容量有一定的增加。

本发明的交流调速***主要包括被控的绕线式异步电动机、作为交流励磁电源的变频器、对整个***进行控制的控制器三大部分。

本***所使用的绕线式异步电动机，可以直接使用系列化生产的普通绕线式异步电动机，三相转子滑环引线可以具有3个或6个(可选Y形或△形连接)；也可以使用专门设计生产的绕线式异步电动机，其转子只有互相垂直的两相绕组，当该两相绕组通以互差90°的正弦交流电流时能产生圆形的旋转磁场(效果同普通对称三相绕组通以三相对称电流一样)，二相转子滑环引线具有4个。

本发明的调速***中的交流励磁电源，主电路可以采用AC/AC直接变频器或AC-DC-AC型间接变频器。当采用AC/AC直接变频器时，其具体连接形式可以是，反并联的三相可控零式整流电路、反并联的三相全控桥式整流电路、反并联的12脉波及以上多相可控整流电路、三相不可逆桥通过电抗器串接而成的三角形交-交变频电路、矩阵式交-交变频电路等。当采用AC-DC-AC型间接变频器时，中间以电容或电容加电感作为直流储能元件，而两端的AC/DC和DC/AC两个能量变换器则可根据实际情况选用两个可逆整流器(能量双向流动、转速全范围调节)、电网端可逆整流器和电机端不可逆整流器(成本较低、能量只能从电机向电网单向流动、转速只能在同步转速以下范围内调节)、电网端不可逆整流器和电机端可逆整流器(成本较低、能量只能从电网向电机单向流动、转速只能在同步转速以上范围内调节)等不同的主电路拓扑结构。

控制器包含一个转子串频敏电阻异步启动的启动装置，及一个电机启动后切除该频敏电阻并将所述交流励磁电源接到电机转子侧的投励装置；

控制器还包括一个零电流检测及无环流换向电路，该电路检测交流励磁电源的各相输出电流，在电流过零时进行工作组与等待组的无环流切换，保证主电路为反并联结构且按无环流方式工作的交流励磁电源能可靠工作，若采用其他结构的交流励磁电源可不用此电路；

控制器还包括一个转子电流检测器，由该检测器检测到的电流信号将用来进行电流闭环控制，以获得对电流的精确控制，从而获得极好的动态调速性能；

控制器还包括一个转速检测器，所述控制器根据该转速检测器检测到的转速信息调整所述交流励磁电源的输出，使被控电机的转速向期望转速变化(调速时)或稳定不变(稳速运行时)；

控制器还包括一个转子感生电势的相位检测器，由该检测器检测到的相位信号将作为核心参数进行矢量变换的运算；

控制器还包括一个定子侧功率因数检测器，所述控制器根据该功率因数检测器检测到的功率因数信息调整所述交流励磁电源的输出，使被控电机的定子侧功率因数向期望功率因数变化(改变功率因数时)或稳定不变(在期望功率因数运行时)，从而使电机定子侧功率因数可以达到任意的期望功率因数值(包括理想的单位功率因数甚至超前功率因数)；

控制器还包括一个控制核心，该控制核心可由单片机、DSP芯片或其他嵌入式***芯片为基础扩充部分电路而成，控制核心控制着整个调速***，所做的操作包括接入频敏电阻启动电机、随电机的启动控制交流励磁电源的输出跟随电机转子感生电势、电机启动完成后切除频敏电阻并将交流励磁电源接入电机转子回路、响应键盘接受用户输入期望转速和/或期望功率因数、根据用户输入的期望转速与期望功率因数进行矢量运算、根据矢量运算的结果调整交流励磁电源的输出使电机的转速达到用户设定的期望转速及使电机的功率因数达到用户设定的期望值、对***的工作状态进行故障检测与判断、根据故障严重程度调整***工作或切断交流励磁电源或切断电机主电源、故障排除后重新启动***工作、根据需要显示***工作状态信息。

附图说明

图1是双馈调速***结构图

图2是本发明实现的交流调速***一般结构图

图3是由三相全控整流电路经反并联而成的三相AC/AC直接变频器原理图，其工作方式为无环流方式。其中图3.a是一个三相整流桥的结构图；图3.b表示一个三相全控桥式整流电路的触发脉冲形成电路；图3.c为变频器全图，图中每一个方框为一个三相全控桥式整流单元，里面包括图3.a所示的一个三相全控桥式整流电路，还包括图3.b所示的一个触发脉冲形成电路

图4是电流过零检测和无环流切换电路原理图

图5是双闭环控制和矢量运算实现原理图

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的一个典型的实施例，即以反并联的三相全控桥式晶闸管整流电路构成AC/AC直接变频器，该变频器为无环流工作方式，被控电动机为三相转子绕组绕线式异步电动机，控制器则是以TI公司的TMS320LF2407DSP芯片为核心构成。

其中变频器结构如图3所示(图中未示出变压器，如果三相输入交流电的电压合适时不用变压器，否则需要用变压器将输入变到合适电压)，图3.a示出六只晶闸管连接成一个三相全控桥式整流电路；图3.b表示一个三相全控桥式整流电路的触发脉冲形成电路，由期望信号与锯齿波比较产生相控脉冲，高频调制可以减小脉冲变压器的体积，脉冲经过功率驱动后通过脉冲变压器耦合输出至晶闸管，由脉冲封锁信号控制所有六路触发脉冲，此信号用于无环流工作方式中封锁工作组脉冲、开放等待组脉冲从而实现可靠的无环流切换，***异常时也可方便地封锁所有的脉冲保护主电路；

图3.c为变频器全图，图中每一个方框为一个三相全控桥式整流单元，里面包括图3.a所示的一个三相全控桥式整流电路，还包括图3.b所示的一个触发脉冲形成电路。可以看到，三相以星形方式连接输出，每一相都由两个桥式整流单元反并联产生。由于两个桥式整流单元连接方式为直接的反并联，如果两个单元同时工作则会导致电源的直接短路，因此实际工作中必须采用无环流切换逻辑，将两个单元分成正组(晶闸管符号向上者)和反组(晶闸管符号向下者)，由前述脉冲封锁信号控制，当电流为正(电流由变频器流向负载)时正组工作、反组被封锁，而当电流为负(电流由负载流向变频器)时反组工作、正组被封锁。

由于需要输出正弦交流电流，正组和反组必须轮流工作，而正反组切换的时刻是在相电流过零的时刻，所以***必须对相电流过零的时刻进行准确的检测。另外，正发组之间的切换也不能瞬时完成，否则可能因为工作组晶闸管还没有完全关断的时候开放了等待组导致电源短路，所以还需要有正确的无环流切换逻辑。

图4所示的零电流检测及无环流换向电路就是为完成这两个功能而设计的。由图3可知，AC/AC变频器a相输出部分的具体结构为图4.a。由图易知，a相的十二只晶闸管中六只与a相输出端相连，如果通过这六只晶闸管的电流为零则a相电流一定为零，所以零电流检测只需要检测这六只晶闸管的电流。由图还可以看出，这六只晶闸管两两反并联在一起，因此检测时按三对晶闸管进行检测。零电流检测的原理是“晶闸管承受较高电压，则一定处于阻断状态，则电流一定为零”。

图4.b是a相零电流检测的具体电路，每一对晶闸管的管压降通过一个电阻加到一对反并联的光耦输入端，为防止由于干扰出现误识别，光耦的输入端还串有一个稳压管，以提供识别输出的最低阀值，光耦的输出端则直接并联。因此只要两只晶闸管中有一只导通，则管压降一定很小，两个光耦的输出端都会处于阻断状态，而如果两只晶闸管均截止且管压降超过了阀值，则总有且只有一个光耦的输出端处于导通状态。三对光耦的输出端串联起来，一端接电源，一端通过电阻接地。这种结构实现了一个“与”的逻辑，只要有一组光耦输出阻断，从电源到电阻的通路就被切断，电阻上的压降为零；只有三组光耦输出端都导通，从电源到电阻的通路才是连通的，电阻上的压降为电源电压减去三个光耦的饱和导通压降，接近电源电压。也就是说，只要有一个晶闸管导通(有电流)，电阻上输出就为低电平，只有所有晶闸管都不导通(无电流)，电阻上才输出高电平。因此，电阻上电平的上跳变时刻就是电流过零的时刻，这个时刻六只晶闸管一定全部处于阻断状态，可以进行正反组的切换。这种结构使得本电路只有在电流过零到等待组开始运行的很短一段时间(小于3.3ms)内输出高电平(无电流)，在此时间内不会出现由于管压降自然过零而输出“假有电流”的情况，其他时间本电路一直输出低电平(有电流)，“假有电流”被淹没在“真有电流”中不会干扰电路的正常运行，因此不需要任何附加电路去除“假有电流”信号。

从零电流检测电路得到的信号送到无环流换向电路，本电路包含一个单片机和一个电压检测单元，为a、b、c三相共用，图4.b中示出的只是其中a相的一部分功能，b、c相与a相类似。其中电压检测单元只检测期望信号电压a相的极性。单片机有四个输入端、六个输出端，从电压检测单元来的信号连接到单片机的普通I/O引脚，从过零检测电路来的三个输入信号连接到单片机的三个中断输入引脚，取单片机的六个普通I/O脚作为输出脚，每两个作为一组分别控制一相的正组整流桥和发组整流桥的触发脉冲。单片机复位后首先进行初始化，三个寄存器的值分别被初始化成11101110b、10111011b、11101110b，假定三个寄存器分别是Ra、Rb和Rc，而且各个寄存器的内容的b7位和b5位从I/O引脚输出，分别作为对应相正组桥和反组桥的脉冲封锁信号，1为封锁脉冲，0为开放脉冲。因此初始化后六个桥电路的脉冲全部被封锁，防止刚上电时电路工作状态未定而产生故障。

待电路稳定后，单片机查看输入引脚上电压检测信号的状态，如果状态变化表明a相电压从负变正则将Ra、Rb和Rc的值均循环右移一位，否则反复循环查看直到满足前述条件。循环移位后Ra、Rb和Rc的值变成01110111b、11011101b和01110111b，易知a相和c相正组桥、b相反组桥的脉冲均开放，桥电路在触发脉冲的控制下按期望信号的要求输出三相交流电，a相和c相输出为正、b相输出为负。随后单片机循环进行空操作，等待中断。

单片机开放三个工作组后，变频器输出三相交流电压，该电压将使电机转子产生三相交流电流，而交流电流就会有过零点。零电流检测电路轮流(不可能有两相电流同时过零)发出三相的零电流信号，每一相的零电流信号都会引起单片机的一次中断。单片机中断后进行一级延时防止干扰，然后将相应相的寄存器值循环右移一次，将该相的正反组桥脉冲均封锁，然后再进行一级延时防止在操作期间有新的晶闸管被触发，最后将该寄存器值再循环右移一次，开放该相的等待组整流桥的脉冲。图4.c为单片机主程序及中断服务程序流程图(有三个中断服务程序分别对应a、b和c三相零电流信号中断后的操作过程，流程相同，图中仅给出一个中断服务程序的流程图)。

转子电流检测器由电流互感器和DSP芯片的A/D转换部分构成，由其检测到的电流信号将用来进行电流闭环控制，以获得对电流的精确控制，从而获得极好的动态调速性能。

对电动机转速的检测可以采用各种不同的检测器，本例采用的是全封闭式结构的增量旋转脉冲编码器，该编码器将转子的转动转换成脉冲输出，由DSP对一段固定时间内的脉冲个数进行记数就可以经过计算得到电机的转速。而且该编码器旋转一周可以输出360个脉冲，从而随时可以得到转子的位置角，用于下面的转子感生电势相位检测。

转子感生电势相位检测器将转子感生电势的相位检测出来供矢量变换的运算使用。其检测原理是，检测同步旋转磁场转过的电角度，并由上述脉冲编码器检测转子的位置角并转换为电角度，两个电角度的差就是同步旋转磁场绕转子转过的电角度，反过来说也就是转子切割同步旋转磁场转过的电角度，因此就是转子感生电势的相位。而对定子A相电压转过的电角度进行检测就可以方便地得到同步旋转磁场转过的电角度。本检测原理必须考虑转子感生电势的初始相位，这里利用上述脉冲编码器另外还有一路信号为每转过一周发出一个脉冲的特点，将该脉冲作为零位脉冲，每次来零位脉冲的时候两个电角度的计算值均回零，即转子感生电势相位计算值也回零。安装编码器的时候必须保证只有在定、转子绕组同轴的时候编码器才发出零位脉冲，这个时候转子感生电势的相位一定为零，而由以上分析知其计算值也回零，这样计算值就可以正确反映转子感生电势相位的实际值，可以正确检测出转子感生电势的相位。

检测电动机功率因数的方法是，将电动机定子侧的电压和电流分别取样并转换成方波信号，用锁相环电路进行窄带滤波以减小干扰，所得到的信号送到DSP的捕捉单元，DSP分别捕捉两个信号的上跳沿(下跳沿也可)，计算两者的时间差(需要对两个信号互相之间的超前、滞后关系进行辨别)就可以知道两个信号的相位差，即知道电动机定子电压和电流的相位差，就可以算出电动机的功率因数。

矢量控制功能由DSP通过内部运算完成，其主要结构如图5。这是一个双闭环控制***，转速/功率因数调节环为控制外环，而电流调节环则为控制内环。外环调节作用较慢，主要解决转速/功率因数的精确控制；内环调节作用快，主要解决电流的快速精确控制，提高调速***的动态性能。

由图易知，由用户设定的期望转速n^*与转速检测器检测到的实际转速n_f相比较，误差送到PI调节器改变转子电流转矩分量的期望值I_T ^*，由电流内环控制转子电流相应地变化，使转子电流转矩分量的实际值I_Tf向期望值变化，从而使电机的实际转速向期望转速变化，直到两者相等、误差为零。功率因数调节外环的工作过程与转速外环相同，控制转子电流励磁分量的实际值I_Mf向期望值I_M ^*变化，从而使功率因数的实际值cosφ_f向期望值cosφ^*变化，直至相等。

电流调节内环的工作原理是，由转速和功率因数外环给定的转子电流转矩分量和励磁分量期望值作为电流环的输入信号，它们分别与转子电流转矩分量和励磁分量的实际值比较；得到的误差信号分别经PI调节器改变转子电压转矩分量期望值U_T ^*和励磁分量期望值U_M ^*；这两个量都是直流量，属于静止坐标系参数，它们再经过静止到旋转和二相到三相的矢量变换就可以得到a、b、c三相电压的期望值Ua^*、Ub^*和Uc^*；三个量经过D/A转换就可以得到三相期望正弦电压，这里充分利用DSP芯片具有的PWM功能，将三个电压的期望值变成PWM波形输出，由低通滤波器滤掉高频量就可以得到三相期望电压的正弦波形，实现了D/A转换，由于变频器的每一相是由正反两个整流桥构成，需要两路互相反相的期望正弦波，产生PWM波形的时候就直接产生了六路输出，经过低通滤波器输出的就是两两反相的三组期望正弦波；这三组正弦波信号送到变频器，控制触发脉冲的移相角，从而使变频器输出由期望正弦波电压所决定的三相交流电压；三相交流电压就决定了转子三相电流；转子电流检测器检测三相转子电流的实际值，经过三相到二相和旋转到静止的矢量变换得到转子电流转矩分量和励磁分量的实际值，作为反馈量与期望值比较。如果转子电流转矩分量和励磁分量的实际值与期望值不相等，误差信号将通过上述过程改变三相电压的期望值，从而改变变频器的输出电压，则转子电流会随之而变，从而减小与电流期望值的误差，直至误差为零。

其中矢量变换部分需要使用由转子感生电势相位检测器检测到的转子感生电势的相位，矢量变换以DSP用软件运算的方式实现。图中四个PI调节器全部是数字式PI调节器，以累加实现积分，这部分功能也以DSP用软件运算的方式实现。由于变频器是由三相全控桥式整流电流为基础构成，约每3.3ms才有一次脉冲，而只有有脉冲的时候才能改变输出，所以在两个脉冲之间的时间内变频器是不受控制的，在这段时间内期望正弦波的值发生两次及以上的变化和发生一次变化的效果完全相同，因此，为了降低DSP工作量，电流调节内环的比较、PI调节、矢量运算、PWM产生等操作每2ms才进行一次，而转速/功率因数外环的比较、PI调节操作则是每40ms才进行一次。

Claims (7)

1.一种高性能低成本的交流调速***，包括一个被控的绕线式异步电动机、一个给该电动机提供交流励磁的励磁电源和一个控制***运行的控制器，其特征在于，

被控电机采用绕线式异步电动机；调速***可控制该电机在其同步转速(ω₀)上下40％范围内实现平滑无级调速；电机定子侧直接接工频电网，转子侧则连接本调速***的专用交流励磁电源。

2.根据权利要求1所述的绕线式异步电动机，其特征在于，是系列化生产的普通绕线式异步电动机，三相转子滑环引线可能具有3个或6个(可选Y形或△形连接)；或者是专门设计生产的绕线式异步电动机，其转子只有互相垂直的两相绕组，当该两相绕组通以互差90°的正弦交流电流时能产生圆形的旋转磁场(效果同普通对称三相绕组通以三相对称电流一样)，二相转子滑环引线具有4个。

3.根据权利要求1所述的电机的调速范围，其特征在于，被控电机的最低转速能达到其同步转速ω₀向下调40％(即转速为60％×ω₀)，而最高转速能达到其同步转速ω₀向上调40％(即转速为140％×ω₀)；在该范围内，电机转速可以平滑无级调节，即电机可以工作于调速范围内的任意转速，也包括同步速ω₀。

4.根据权利要求1所述的交流励磁电源，其特征在于，主电路采用AC/AC直接变频器，其具体连接形式可以是，反并联的三相可控零式整流电路、反并联的三相全控桥式整流电路、反并联的12脉波及以上多相可控整流电路、三相不可逆桥通过电抗器串接而成的三角形交-交变频电路、矩阵式交-交变频电路等；主电路或者采用AC-DC-AC型间接变频器，中间以电容或电容加电感作为直流储能元件，而两端的AC/DC和DC/AC两个能量变换器则可根据实际情况选用两个可逆整流器(能量双向流动、转速全范围调节)、电网端可逆整流器和电机端不可逆整流器(成本较低、能量只能从电机向电网单向流动、转速只能在同步转速以下范围内调节)、电网端不可逆整流器和电机端可逆整流器(成本较低、能量只能从电网向电机单向流动、转速只能在同步转速以上范围内调节)等不同的主电路拓扑结构。

5.根据权利要求1、4之一所述的交流励磁电源，其特征在于，当被控电机为权利要求2所述的两相转子绕组结构电机时，交流励磁电源的主电路拓扑结构可从三相输出减少到两相输出，成本约下降1/3。

6.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，包含一个转子串频敏电阻异步启动的启动装置，及一个电机启动后切除该电阻并将所述交流励磁电源接到电机转子侧的投励装置；

还包括一个零电流检测及无环流换向电路，该电路检测交流励磁电源的各相输出电流，在电流过零时进行工作组与等待组的无环流切换，保证主电路为反并联结构且按无环流方式工作的交流励磁电源能可靠工作；

还包括一个转子电流检测器，由该检测器检测到的电流信号将用来进行电流闭环控制，以获得对电流的精确控制，从而获得极好的动态调速性能；

还包括一个转速检测器，所述控制器根据该转速检测器检测到的转速信息调整所述交流励磁电源的输出，使被控电机的转速向期望转速变化(调速时)或稳定不变(稳速运行时)；

还包括一个转子感生电势的相位检测器，由该检测器检测到的相位信号将作为核心参数进行矢量变换的运算；还包括一个定子侧功率因数检测器，所述控制器根据该功率因数检测器检测到的功率因数信息调整所述交流励磁电源的输出，使被控电机的定子侧功率因数向期望功率因数变化(改变功率因数时)或稳定不变(在期望功率因数运行时)，从而使电机定子侧功率因数可以达到任意的期望功率因数值(包括理想的单位功率因数甚至超前功率因数)；

还包括一个控制核心，该控制核心可由单片机、DSP芯片或其他嵌入式***芯片为基础扩充部分电路而成。所述控制核心控制着整个调速***，所做的操作包括接入频敏电阻启动电机、随电机的启动控制交流励磁电源的输出跟随电机转子感生电势、电机启动完成后切除频敏电阻并将交流励磁电源接入电机转子回路、响应键盘接受用户输入期望转速和/或期望功率因数、根据用户输入的期望转速与期望功率因数进行矢量运算、根据矢量运算的结果调整交流励磁电源的输出使电机的转速达到用户设定的期望转速及使电机的功率因数达到用户设定的期望值、对***的工作状态进行故障检测与判断、根据故障严重程度调整***工作或切断交流励磁电源或切断电机主电源、故障排除后重新启动***工作、根据需要显示***工作状态信息。

7.根据权利要求6所述的零电流检测电路，其特征在于，在光耦的输出端连接成了特殊的“与”逻辑结构，电路本身不会有“假有电流”脉冲输出，无需任何附加电流去除“假有电流”脉冲，电路结构简单，工作可靠。

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