[實用新型]一種基于無刷雙饋電機的控制裝置有效

申請號：	201320139192.5	申請日：	2013-03-25
公開（公告）號：	CN203180817U	公開（公告）日：	2013-09-04
發明（設計）人：	崔海現;劉杰	申請（專利權）人：	三墾力達電氣（江陰）有限公司
主分類號：	H02P21/00	分類號：	H02P21/00
代理公司：	上海智信專利代理有限公司 31002	代理人：	鄧琪
地址：	201203 上海***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于無刷雙饋電控制裝置
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及電機控制領域，尤其涉及一種用于獨立發電系統的基于無刷雙饋電機的控制裝置。

背景技術

眾所周知，有刷雙饋電機具有電機控制簡單、制造技術成熟等優點，因此，在變速恒頻發電系統中廣泛應用交流勵磁有刷雙饋電機。然而，對于獨立發電系統應用來說，由于對發電電壓的控制以及對發電頻率的控制尤為重要，因此，上述的有刷雙饋電機由于控制精度不高而無法適用于這種獨立發電系統；另外，由于有刷雙饋電機存在電刷，容易損壞，因此，如果使用在偏遠的地方或者風力發電系統中，則極其難以維護。

為了克服上述問題，現在越來越多的場合中開始采用與有刷雙饋電機性能相當的無刷雙饋電機，這種無刷雙饋電機省去了電刷和滑環結構，因此具有維護方便、控制精度高、性能更加可靠等優點。另外，由于無刷雙饋電機的定子繞組可以雙饋，因此當作為交流調速電機時，僅須控制繞組即可提供滑差功率，從而大大減小了調速電機中變頻器的容量，降低了系統成本；而且，通過選擇合適的定轉子極數即可以使同步轉速非常低，因此特別適合用于風力、水力發電等。

鑒于上述情況，在獨立發電系統中也開始采用這種無刷雙饋電機，因此，現在迫切需要研發一種用于應用在獨立發電系統中的無刷雙饋電機的控制裝置。

實用新型內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本實用新型旨在提供一種高性能、高控制精度、智能化的基于無刷雙饋電機的控制裝置，以精確控制采用無刷雙饋電機的獨立發電系統中控制繞組側逆變器的輸出電壓和頻率，進而控制獨立電網的電壓和頻率。

本實用新型所述的一種基于無刷雙饋電機的控制裝置，所述無刷雙饋電機用于包括控制繞組側逆變器的獨立發電系統，且該無刷雙饋電機包括控制繞組和功率繞組，所述控制裝置與所述控制繞組側逆變器連接，所述控制裝置包括：

電壓外環控制器，其接收并將一外圍輸入的目標電網電壓與一電網參考電壓進行比較調節并輸出一有功軸指令電流，其中，所述電網參考電壓為通過一電壓傳感器采樣到的三相電網反饋電壓有效值的平均值；

與所述電壓外環控制器的輸出端連接的電流內環控制器，其一方面將所述有功軸指令電流與一有功軸反饋電流比較調節并輸出一有功軸指令電壓，另一方面接收并將一外圍輸入的無功軸指令電流與一無功軸反饋電流比較調節并輸出一無功軸指令電壓；

鎖相環控制器，其一方面接收并將一外圍輸入的目標電網頻率與一通過一頻率傳感器采樣到的電網反饋頻率累加轉換為所述無刷雙饋電機的機軸指令轉速，并將該機軸指令轉速與通過一轉速傳感器采樣到的所述無刷雙饋電機的機軸反饋轉速進行比較調節并向所述控制繞組側逆變器輸出一電網指令頻率，另一方面將所述電網指令頻率轉換為所述控制繞組側逆變器的輸出指令角度；

與所述電流內環控制器的輸入端連接的三相-兩相變換器，其根據所述鎖相環控制器輸出的所述控制繞組側逆變器的輸出指令角度，將通過一電流傳感器采樣到的三相所述控制繞組的反饋電流變換為所述有功軸反饋電流和無功軸反饋電流；以及

與所述電流內環控制器的輸出端連接的兩相-三相變換器，其根據所述鎖相環控制器輸出的所述控制繞組側逆變器的輸出指令角度，將所述有功軸指令電壓和無功軸指令電壓一起變換并向所述控制繞組側逆變器輸出三相電網指令電壓。

在上述的基于無刷雙饋電機的控制裝置中，所述電壓外環控制器包括依次連接的：

比較所述目標電網電壓和電網參考電壓的第一加法器；以及

對所述第一加法器輸出的比較結果進行PI調節并輸出所述有功軸指令電流的第一PI調節器。

在上述的基于無刷雙饋電機的控制裝置中，

所述電流內環控制器包括依次連接的：

與所述第一PI調節器的輸出端相連并比較所述有功軸指令電流和有功軸反饋電流的第二加法器；以及

對所述第二加法器輸出的比較結果進行PI調節并輸出所述有功軸指令電壓的第二PI調節器；

所述電流內環控制器還包括依次連接的：

比較所述無功軸指令電流和無功軸反饋電流的第三加法器；以及

對所述第三加法器輸出的比較結果進行PI調節并輸出所述無功軸指令電壓的第三PI調節器。