[發(fā)明專利]基于無刷雙饋電機(jī)的變速恒頻發(fā)電控制裝置及發(fā)電方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410292442.8
• 申請(qǐng)日: 2014-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN104052356B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜向龍;趙文才
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合康變頻科技（武漢）有限公司
• 主分類號(hào): H02P9/30
• 分類號(hào): H02P9/30
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

1.一種基于無刷雙饋電機(jī)的變速恒頻發(fā)電控制裝置，所述無刷雙饋電機(jī)包括功率繞組、控制繞組和轉(zhuǎn)子繞組，所述功率繞組構(gòu)成獨(dú)立電網(wǎng)的發(fā)電繞組，其特征在于：所述變速恒頻發(fā)電控制裝置包括雙PWM變頻系統(tǒng)和對(duì)所述雙PWM變頻系統(tǒng)進(jìn)行變頻控制的發(fā)電控制系統(tǒng)，所述雙PWM變頻系統(tǒng)包括PWM整流器和PWM逆變器，所述PWM逆變器輸出端與所述無刷雙饋電機(jī)的控制繞組相連接，用于調(diào)節(jié)所述控制繞組側(cè)的電壓和頻率；所述發(fā)電控制系統(tǒng)包括設(shè)定單元、功率繞組電壓檢測(cè)單元、控制繞組電流檢測(cè)單元、SVPWM調(diào)節(jié)單元、電壓外環(huán)控制器、電流內(nèi)環(huán)控制器和鎖相環(huán)控制器，

所述設(shè)定單元用于設(shè)定控制繞組側(cè)無功指令電流、電網(wǎng)參考電壓和電網(wǎng)參考頻率，所述電網(wǎng)參考電壓為功率繞組側(cè)參考電壓，所述電網(wǎng)參考頻率為功率繞組側(cè)參考頻率；

所述功率繞組電壓檢測(cè)單元用于采樣功率繞組側(cè)輸出電壓，并將所述功率繞組側(cè)輸出電壓傳輸給所述電壓外環(huán)控制器；

所述控制繞組電流檢測(cè)單元用于采樣控制繞組側(cè)三相電流，并通過坐標(biāo)變換將所述控制繞組側(cè)三相電流轉(zhuǎn)換為有功反饋電流和無功反饋電流傳輸給所述電流內(nèi)環(huán)控制器；

所述電壓外環(huán)控制器用于將功率繞組側(cè)反饋電壓和所述設(shè)定的電網(wǎng)參考電壓進(jìn)行比較調(diào)節(jié)，并輸出有功指令電流至所述電流內(nèi)環(huán)控制器；所述功率繞組側(cè)反饋電壓為所述功率繞組側(cè)輸出電壓的有效值；

所述電流內(nèi)環(huán)控制器用于將所述有功指令電流和所述有功反饋電流進(jìn)行比較調(diào)節(jié)，并輸出有功指令電壓至SVPWM調(diào)節(jié)單元；以及用于將所述無功反饋電流和所述設(shè)定的無功指令電流比較調(diào)節(jié)并輸出無功指令電壓至SVPWM調(diào)節(jié)單元；

所述SVPWM調(diào)節(jié)單元與所述PWM逆變器相連接，用于采用空間矢量控制方法將所述有功指令電壓和無功指令電壓合成為用于控制PWM逆變器開關(guān)的指令；

所述鎖相環(huán)控制器，用于以所述電網(wǎng)參考電壓定向，通過比較電網(wǎng)參考電壓的相位和功率繞組側(cè)輸出電壓的相位，調(diào)節(jié)控制繞組側(cè)頻率，使所述功率繞組側(cè)輸出頻率追蹤設(shè)定的電網(wǎng)參考頻率；

所述發(fā)電控制系統(tǒng)還包括CAN/SCI通信單元，所述CAN/SCI通信單元用于將所述變速恒頻發(fā)電控制裝置的運(yùn)行狀態(tài)變量和故障變量上傳到鍵盤或上位機(jī)；

所述鎖相環(huán)控制器包括轉(zhuǎn)子頻率測(cè)量單元、第一積分器、第四減法器、第四PI調(diào)節(jié)器、第五減法器和第六減法器，

所述轉(zhuǎn)子頻率測(cè)量單元，用于測(cè)量所述無刷雙饋電機(jī)等效轉(zhuǎn)子頻率，并將所述等效轉(zhuǎn)子頻率發(fā)送給第五減法器；

所述第一積分器連接所述設(shè)定單元，用于對(duì)所述電網(wǎng)參考頻率進(jìn)行積分變換，生成電網(wǎng)參考相位，并將所述電網(wǎng)參考相位發(fā)送給第四減法器；所述電網(wǎng)參考頻率為設(shè)定的獨(dú)立電網(wǎng)的頻率期望值；

所述第四減法器連接所述第一積分器，用于比較所述電網(wǎng)參考相位和所述功率繞組側(cè)輸出電壓的實(shí)際相位，并輸出比較結(jié)果至第四PI調(diào)節(jié)器；

所述第四PI調(diào)節(jié)器輸入端連接所述第四減法器，用于對(duì)所述比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)，并輸出頻率變化量到所述第六減法器；

所述第五減法器分別連接所述轉(zhuǎn)子頻率測(cè)量單元和設(shè)定單元，用于對(duì)所述等效轉(zhuǎn)子頻率和對(duì)所述電網(wǎng)參考頻率進(jìn)行運(yùn)算生成第五減法運(yùn)算結(jié)果，并將所述第五減法運(yùn)算結(jié)果發(fā)送給第六減法器；

所述第六減法器分別連接所述第五減法器和所述第四PI調(diào)節(jié)器，用于對(duì)第五減法運(yùn)算結(jié)果和所述頻率變化量進(jìn)行運(yùn)算生成第六減法運(yùn)算結(jié)果，所述第六減法運(yùn)算結(jié)果為控制繞組側(cè)參考頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速恒頻發(fā)電控制裝置，其特征在于：所述電壓外環(huán)控制器包括相連接的第一減法器和第一PI調(diào)節(jié)器，所述第一減法器用于比較所述功率繞組側(cè)反饋電壓和所述電網(wǎng)參考電壓，并輸出電壓比較結(jié)果至所述第一PI調(diào)節(jié)器；所述第一PI調(diào)節(jié)器用于對(duì)所述比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)，并輸出有功指令電流至所述電流內(nèi)環(huán)控制器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速恒頻發(fā)電控制裝置，其特征在于：所述電流內(nèi)環(huán)控制器包括第二減法器、第二PI調(diào)節(jié)器、第三減法器和第三PI調(diào)節(jié)器，

所述第二減法器與所述第一PI調(diào)節(jié)器輸出端相連接，用于比較所述有功指令電流和所述有功反饋電流，并輸出有功電流比較結(jié)果至所述第二PI調(diào)節(jié)器；

所述第二PI調(diào)節(jié)器，用于對(duì)所述比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)，并輸出有功指令電壓至所述SVPWM調(diào)節(jié)單元；

所述第三減法器用于比較所述無功指令電流和所述無功反饋電流，并輸出無功電流比較結(jié)果至第三PI調(diào)節(jié)器；

所述第三PI調(diào)節(jié)器，用于對(duì)所述比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)，并輸出無功指令電壓至所述SVPWM調(diào)節(jié)單元。