[發(fā)明專利]LCI驅(qū)動(dòng)高壓同步電機(jī)并網(wǎng)控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410392138.0
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN104104113A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金光哲;高強(qiáng);榮萬里;付天雷;徐殿國;何崇飛
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱同為電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張利明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LCI驅(qū)動(dòng)高壓同步電機(jī)并網(wǎng)控制方法，屬于電機(jī)并網(wǎng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

基于LCI(Load?Commutated?Inverter，負(fù)載換相逆變器)驅(qū)動(dòng)的高壓軟起動(dòng)裝置在將電機(jī)轉(zhuǎn)速拉升至95％后進(jìn)入并網(wǎng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，要想成功完成軟起動(dòng)器并網(wǎng)需要滿足三個(gè)條件：

1)電機(jī)電壓幅值條件

同步電機(jī)并網(wǎng)應(yīng)滿足電機(jī)端電壓幅值與電網(wǎng)電壓幅值一致。當(dāng)電機(jī)端電壓與電網(wǎng)線電壓幅值不一致時(shí)，并網(wǎng)會(huì)引起較大的沖擊電流。由于電機(jī)起動(dòng)過程往往需要提供較大轉(zhuǎn)矩，因此勵(lì)磁較大，當(dāng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，會(huì)使電機(jī)端電壓大于電網(wǎng)電壓，因此需要調(diào)節(jié)勵(lì)磁，使電機(jī)端電壓滿足并網(wǎng)條件。

2)電機(jī)的轉(zhuǎn)速條件

并網(wǎng)時(shí)，電機(jī)頻率應(yīng)與電網(wǎng)頻率一致。較大的轉(zhuǎn)速誤差會(huì)引起并網(wǎng)沖擊甚至失步，通常，兩者間誤差要求在0.25Hz以內(nèi)。

3)電機(jī)的相位條件

鎖相環(huán)主要調(diào)節(jié)同步電機(jī)端電壓的相位，使得端電壓相位與電網(wǎng)相位相同。當(dāng)存在相位差時(shí)并網(wǎng)，會(huì)在電網(wǎng)與軟起動(dòng)器回路中產(chǎn)生很大的瞬時(shí)沖擊電流，對(duì)電機(jī)軸系造成損傷，此時(shí)帶來的機(jī)械扭矩最高可達(dá)到額定時(shí)的7-10倍，嚴(yán)重時(shí)會(huì)扭斷電機(jī)主軸。因此在三個(gè)條件中，電機(jī)的相位條件要求最為嚴(yán)格。

當(dāng)電機(jī)端電壓滿足上述三個(gè)條件，即電機(jī)端電壓的幅值、相位和頻率同時(shí)滿足上述要求時(shí)就可以進(jìn)行并網(wǎng)操作。此時(shí)將并網(wǎng)接觸器合閘，切除軟起動(dòng)器，即將同步電機(jī)接入電網(wǎng)，完成整個(gè)起動(dòng)并網(wǎng)過程。因此在電機(jī)從零速起步到接近電網(wǎng)頻率前，只進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，當(dāng)進(jìn)入到接近電網(wǎng)頻率后，開始進(jìn)行電壓幅值調(diào)節(jié)和相位調(diào)節(jié)。三個(gè)條件中，對(duì)相位的要求最高，也是整個(gè)并網(wǎng)過程的難點(diǎn)，相位的正確捕捉直接決定整個(gè)并網(wǎng)操作是否成功。現(xiàn)有同步電機(jī)在進(jìn)行并網(wǎng)操作時(shí)，對(duì)相位的捕捉精度很難滿足上述并網(wǎng)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決同步電機(jī)在進(jìn)行并網(wǎng)操作時(shí)，相位捕捉精度低，易對(duì)電機(jī)軸系造成損傷的問題，提供了一種LCI驅(qū)動(dòng)高壓同步電機(jī)并網(wǎng)控制方法。

本發(fā)明所述LCI驅(qū)動(dòng)高壓同步電機(jī)并網(wǎng)控制方法，其并網(wǎng)控制方法為：

首先：采集電網(wǎng)三相電壓u_ab、u_bc、u_ca，并對(duì)電網(wǎng)三相電壓u_ab、u_bc、u_ca采用一階低通濾波器濾波后獲得濾波后的電網(wǎng)三相電壓u_ab′、u_bc′、u_ca′，再將濾波后的電網(wǎng)三相電壓u_ab′、u_bc′、u_ca′輸入到電網(wǎng)電壓過零捕獲電路獲得電網(wǎng)電壓的過零點(diǎn)；

同時(shí)采集同步電機(jī)端三相電壓Mu_ab、Mu_bc、Mu_ca，將同步電機(jī)端三相電壓Mu_ab、Mu_bc、Mu_ca輸入到電機(jī)端電壓過零捕獲電路獲得電機(jī)端電壓的過零點(diǎn)；

其次：對(duì)電網(wǎng)電壓的過零點(diǎn)和電機(jī)端電壓的過零點(diǎn)進(jìn)行比較，得到電網(wǎng)電壓與電機(jī)端電壓的當(dāng)前相位差，該當(dāng)前相位差通過相位控制器處理后輸出對(duì)同步電機(jī)的相位控制信號(hào)；

對(duì)采集到的電網(wǎng)電壓的兩個(gè)相鄰過零點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，獲得電網(wǎng)電壓的頻率；對(duì)采集到的電機(jī)端電壓的兩個(gè)相鄰過零點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，獲得電機(jī)端電壓的頻率；電網(wǎng)電壓的頻率與電機(jī)端電壓的頻率進(jìn)行比較，得到電網(wǎng)電壓與電機(jī)端電壓的當(dāng)前頻率差，該當(dāng)前頻率差通過頻率控制器處理后輸出對(duì)同步電機(jī)的頻率控制信號(hào)；

將獲得的對(duì)同步電機(jī)的相位控制信號(hào)和頻率控制信號(hào)進(jìn)行疊加，疊加結(jié)果作為整流角α的調(diào)節(jié)信號(hào)，整流角α經(jīng)調(diào)節(jié)后，輸出給同步電機(jī)，以調(diào)整同步電機(jī)的相位；

根據(jù)濾波后的電網(wǎng)三相電壓u_ab′、u_bc′、u_ca′，對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行幅值檢測，同時(shí)對(duì)電機(jī)端電壓進(jìn)行幅值檢測，將分別獲得電網(wǎng)電壓的有效值和電機(jī)端電壓的有效值，電網(wǎng)電壓的有效值和電機(jī)端電壓的有效值比較后獲得電網(wǎng)電壓與電機(jī)端電壓的當(dāng)前幅值差，該當(dāng)前幅值差通過勵(lì)磁電流控制單元處理后輸出對(duì)同步電機(jī)的勵(lì)磁電流控制信號(hào)；

最后：當(dāng)所述當(dāng)前相位差、當(dāng)前頻率差及當(dāng)前幅值差分別滿足預(yù)設(shè)置的閾值時(shí)，將并網(wǎng)接觸器合閘，同步電機(jī)接入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)并網(wǎng)控制。

所述電網(wǎng)電壓的過零點(diǎn)和電機(jī)端電壓的過零點(diǎn)均為正向過零點(diǎn)。

電網(wǎng)電壓與電機(jī)端電壓的當(dāng)前相位差采用定時(shí)器計(jì)算獲得。