[發明專利]共用LC并網濾波器的多定子繞組端口電機系統

有效

• 申請號: 201310513771.6
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103532477A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 王政
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02M5/458;H02M7/219;H02M7/23
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種共用LC并網濾波器的多定子繞組端口電機系統，其特征在于，包括：

位于電機側的多個電機定子繞組端口，該多個電機定子繞組端口分別由多個獨立的電壓源型逆變器（1.10、1.11）饋電；

所述電壓源型逆變器（1.10、1.11）分別由獨立的直流母線電容供電（1.8、1.9）；

所述直流母線電容（1.8、1.9）分別與獨立的電壓源型整流器（1.6、1.7）連接，由相應的電壓源型整流器對其供電；

所述電壓源型整流器（1.6、1.7）通過各自的交流側電感（1.4、1.5）并聯，并在電網側共用LC濾波器；

所述LC濾波器包括三相并網電感（1.2）以及與之并聯的三相濾波電容（1.3），其中：所述三相并網電感（1.2）的另一端與三相電網（1.1）相連接，所述三相濾波電容（1.3）的另一端與各電壓源型整流器的交流側電感（1.4、1.5）并聯連接，通過該交流側電感（1.4、1.5）分別與電壓源型整流器（1.6、1.7）相連；

所述電壓源型整流器（1.6、1.7）對應直流母線電容（1.8、1.9）的電壓由該電壓源型整流器的控制模塊控制。

2.根據權利要求1所述的共用LC并網濾波器的多定子繞組端口電機系統，其特征在于，所述位于電機側的多個電機定子繞組端口的連接形式包括下述三種形式之一：多個中性點不連接的三相定子繞組；多個中性點連接的三相定子繞組；兩端同時接出三相定子繞組。

3.根據權利要求1所述的共用LC并網濾波器的多定子繞組端口電機系統，其特征在于，所述電壓源型整流器包括電壓源型整流器一（1.6）和電壓源型整流器二（1.7），所述直流母線電容包括直流母線電容一（1.8）和直流母線電容二（1.9），所述電壓源型逆變器包括電壓源型逆變器一（1.10）和電壓源型逆變器二（1.11），其中：

所述濾波器電容（1.3）通過交流側電感（1.4）和交流側電感（1.5）分別與電壓源型整流器一（1.6）和電壓源型整流器二（1.7）相連；

所述電壓源型整流器一（1.6）和直流母線電容一（1.8）相連；

所述電壓源型整流器二（1.7）和直流母線電容二（1.9）相連；

所述直流母線電容一（1.8）和電壓源型逆變器一（1.10）相連，給其供電；

所述直流母線電容二（1.9和電壓源型逆變器二（1.11）相連，給其供電；

所述電壓源型逆變器一（1.10）和電壓源型逆變器二（1.11）分別與所述雙繞組三相中性點不連接電機（1.12）的兩套定子繞組端口連接并給其供電。

4.根據權利要求1所述的共用LC并網濾波器的多定子繞組端口電機系統，其特征在于，所述電壓源型整流器二（1.7）的控制模塊所采用控制方法包括以下步驟：

1）直流母線電容二的電壓控制器（2.2）產生電壓源型整流器二（1.7）對應的電壓源型整流器二有功功率參考值利用直流母線電容二的鎖相環模塊（2.1）二根據濾波電容電壓u_Cα,u_Cβ獲得電容電壓向量相角θ₂；

2）電壓源型整流器二（1.7）的并網電流參考值模塊（2.3）根據電壓源型整流器二有功功率參考值電壓源型整流器二無功功率參考值電容電壓向量相角θ₂、濾波電容電壓u_Cα,u_Cβ獲得電壓源型整流器二（1.7）的輸出電流參考值

3）利用α軸重復電流控制器（2.4）和β軸重復電流控制器（2.5）分別根據電壓源型整流器二（1.7）的α軸輸出電流參考值和實際值i_2α之間誤差以及β軸輸出電流參考值和實際值i_2β之間誤差，獲得電壓源型整流器二（1.7）交流側電感的電壓參考值

4）用濾波電容電壓u_Cα,u_Cβ分別減去電壓源型整流器二（1.7）交流側電感的電壓參考值得到電壓源型整流器二交流輸出電壓參考值

5）利用電壓源型整流器二（1.7）的極坐標轉換模塊（2.6）根據生成電壓源型整流器二（1.7）調制因數m_a2和相角再利用電壓源型整流器二（1.7）的脈沖發生模塊（2.7）根據調制因數m_a2和相角生成電壓源型整流器二（1.7）的六路開關脈沖。

5.根據權利要求1所述的共用LC并網濾波器的多定子繞組端口電機系統，其特征在于，所述電壓源型整流器一（1.6）的控制模塊所采用控制方法包括以下步驟：

1）直流母線電容一（1.8）的電壓控制器一（3.2）產生電壓源型整流器一（1.6）對應的電壓源型整流器一有功功率參考值

將電壓源型整流器一（1.6）有功功率參考值和電壓源型整流器二（1.7）有功功率參考值相加，得到電網側總有功功率參考值P^*；

將電壓源型整流器一（1.6）無功功率參考值和電壓源型整流器二（1.7）無功功率參考值相加，得到電網側總無功功率參考值Q^*；

利用一鎖相環模塊（3.1）一根據電網電壓u_α,u_β獲得電容電壓向量相角θ₁；

2）電壓源型整流器一（1.6）的電流參考值模塊（3.3）根據電網側總有功功率參考值P^*、電網側總無功功率參考值Q^*、電網電壓向量相角θ₁、電網電壓u_α,u_β獲得電壓源型整流器一（1.6）的輸出電流參考值

3）利用所述α軸重復電流控制器（2.4）和β軸重復電流控制器（2.5）分別根據電壓源型整流器一（1.6）的α軸輸出電流參考值和實際值i_1α之間誤差以及β軸輸出電流參考值和實際值i_1β之間誤差，獲得電網側電感電壓參考值

4）將電網電壓u_α,u_β分別減去電網側電感電壓參考值得到濾波電容電壓參考值

再利用α軸電容電壓控制器（3.6）和β軸電容電壓控制器（3.7）根據濾波電容電壓參考值分別和濾波電容電壓實際值u_Cα,u_Cβ之間誤差分別產生電容電流參考值

5）電壓源型整流器一（1.6）α軸輸出電流參考值和α軸電容電流參考值相減，再和電壓源型整流器二（1.7）α軸輸出電流參考值相減，得到電壓源型整流器一（1.6）交流側α軸輸出電流參考值

將電壓源型整流器一（1.6）β軸輸出電流參考值和β軸電容電流參考值相減，再和電壓源型整流器二（1.7）β軸輸出電流參考值相減，得到電壓源型整流器一（1.6）交流側β軸輸出電流參考值

利用電壓源型整流器一（1.6）的交流輸出電流控制器（3.8、3.9）分別根據電壓源型整流器一（1.6）交流側輸出電流參考值和電壓源型整流器一（1.6）交流側輸出電流實際值i_{1α_r},i_{1β_r}之間誤差，獲得電壓源型整流器一（1.6）交流側電感電壓參考值

6）將濾波電容電壓u_Cα,u_Cβ分別減去電壓源型整流器一（1.6）交流側電感電壓參考值得到電壓源型整流器一（1.6）交流側輸出電壓參考值

7）利用電壓源型整流器一（1.6）的極坐標轉換模塊（3.10）根據生成電壓源型整流器一（1.6）調制因數m_a1和相角再利用電壓源型整流器一（1.6）的脈沖發生模塊（3.11）根據調制因數m_a1和相角生成電壓源型整流器一（1.6）的六路開關脈沖。