[發明專利]雙饋電機變頻調速系統的直流母線電流控制系統

在審

• 申請號: 201710488535.1
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN109120206A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 張建文;蔡旭;李沛元;戚宏勛;顧越嶺;韓曉輝
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司;上海交通大學
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 翁霞;劉真真

本發明公開了一種雙饋電機變頻調速系統的直流母線電流控制系統，具有較高的穩態性能，并且在不改變電網功率因數的條件下降低系統的直流電流，從而增加系統壽命。該系統包括機側變流器，網側變流器，機側濾波器，網側濾波器以及直流電感器。機側濾波器連接在雙饋電機的控制繞組和機側變流器之間，網側濾波器連接在三相交流電源與網側變流器之間，機側變流器與網側變流器相連接并且直流電感器連接在機側變流器的機側發射極與網側變流器的網側集電極之間；而且，雙饋電機的功率繞組被接入三相交流電源。該方法包括雙饋電機的控制繞組提供勵磁使得所述機側電流降低并且所述網側電流增大，所述控制器控制所述機側電流等于所述網側電流。

技術領域

本發明涉及異步電機，特別涉及一種基于電流源變流器的雙饋電機變頻調速系統的直流母線電流控制系統。

背景技術

目前市場上的雙饋電機變頻調速系統使用的變流器多為晶閘管變流器或者電壓PWM變流器，但是這種變流器的電路拓撲結構存在局限性，這種局限性表現在：不易實現多個變流器的并聯，從而變流器的總容量受限；短路保護不靈敏；和電壓穿越能力欠佳。電流源變流器包括并聯的RB-IGBT開關器結構，逆阻型開關器RB-IGBT本身具有較高的開關頻率，從而這種電流源變流器具有較小的感抗和容抗，能實現更快的動態響應。

因此，對于采用電流源變流器的雙饋電機變頻調速系統，由于電流源變流器自身的結構特性，還希望提出一種能夠有效增加該系統穩態特性、增加系統壽命的有效控制方法。

發明內容

在本發明中，本發明提供了一種基于電流源變流器的雙饋電機變頻調速系統的直流母線電流控制系統，通過控制電機定子與網側變流器交流側之間的無功環流，令雙饋電機的定子繞組提供一部分勵磁，使得所述機側電流降低并且所述網側電流增大，從而將該系統的直流母線電流將至最小值，以減小系統損耗。

為了達到上述目的，提供一種雙饋電機變頻調速系統的直流母線優化控制方法，所述雙饋電機變頻調速系統包括：

雙饋電機以及與所述雙饋電機的轉子相連的機械負載；

機側變流器，與所述雙饋電機的控制繞組相連；

機側濾波器，連接在所述機側變流器的交流側端口并且位于所述雙饋電機的與所述機側變流器之間；

網側變流器，與所述機側變流器相連并且接入交流電網；

網側濾波器，連接在所述網側變流器的交流側端口并且位于所述交流電網與所述網側變流器之間；

直流電感器，連接在所述機側濾波器與所述網側濾波器之間；

所述雙饋電機的功率繞組直接接入所述交流電網；

控制器，其輸入量為系統測量單元得到的電氣信號，通過本專利提出的控制算法，輸出機側變流器和網側變流器所需的PWM驅動信號，用于控制所述機側變流器的機側電流與所述網側變流器的網側電流，機側變流器和網側變流器均是電流源型變流器。

本專利提供了一種基于電流源變流器的雙饋電機變頻調速系統的直流母線電流控制系統，通過控制電機定子與網側變流器交流側之間的無功環流，令雙饋電機的定子繞組提供一部分勵磁，使得所述機側電流降低并且所述網側電流增大，從而將該系統的直流母線電流將至最小值，以減小系統損耗。

優選的，所述機側變流器使用定子磁鏈定向的矢量控制方法，用于實現對定子有功和無功的解耦控制。

優選的，所述網側變流器使用電網電壓定向的矢量控制方法，用于維持直流電流恒定。