[發明專利]脈沖發電機組的電機驅動裝置和脈沖發電機組

有效

• 申請號: 201711376578.7
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107994831B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 鄭曉江
• 申請（專利權）人: 北京合康新能變頻技術有限公司
• 主分類號: H02P21/20
• 分類號: H02P21/20;H02P21/34;H02P21/00;H02P27/04
• 代理公司: 北京國帆知識產權代理事務所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝

本發明公開一種脈沖發電機組的電機驅動裝置。脈沖發電機組包括脈沖發電機、電機。電機驅動脈沖發電機中的轉子旋轉儲能，放電時，脈沖發電機將轉子的動能轉換成脈沖電能。電機驅動裝置包括矢量控制變頻器1。矢量控制變頻器1具有轉矩電流控制環和轉矩控制器4。轉矩控制器4包括，轉矩初值設定模塊41，用于設定轉矩初值iqset0；給定頻率設定模塊42，用于設定給定頻率fset；頻率判斷模塊43，用于判斷電機的運行頻率frun是否大于給定頻率fset；轉矩給定值設定模塊44，用整數舉例，根據判斷結果，如果frun＜fset，用iqset0設定轉矩給定值iqset，否則，判斷x(|fset?frun|)是否大于32，如果大于32，設定轉矩給定值iqset＝0，否則，根據下式計算轉矩給定值iqset。iqset＝iqset0*(32?x)*(32?x)/1024。

技術領域

本發明涉及大功率脈沖發電機組的電機驅動裝置和大功率脈沖發電機組，尤其涉及電機變頻器控制的電機驅動轉子時保持變頻器電流平穩，降低對電網沖擊的技術。

背景技術

在核聚變等研究領域，廣泛使用大功率脈沖發電機組為裝置提供電能。大功率脈沖發電機組利用慣性儲能技術，電動機從電網汲取能量驅動轉子(飛輪)高速旋轉儲存動能，放電時，發電機以最大功率將動能轉換成脈沖電能，動能釋放后轉子的轉速下降，電動機再次驅動轉子儲能，脈沖放電和轉子驅動循環進行。

由于轉子的轉速有最大轉速的限制，電動機的調速控制通常采用矢量控制。即，設定一個給定頻率(如50Hz)，控制器根據轉子的頻率與給定頻率之間的偏差，通過控制電動機(繞線異步電機)的轉矩電流來控制轉子的頻率。在控制過程中，電動機的轉矩隨著外界負載變化在最小值與最大值之間變化，與外界負載保持平衡。

大功率脈沖發電機組如為聚變實驗裝置的磁場提供脈沖電能的 300MVA的立式脈沖發電機組，其發電機組轉子的重量370T左右，由 8500KW電機的異步繞線電機驅動。驅動電機與轉子同軸連接，由矢量控制變頻器控制電機的轉速，對變頻器來說，就是用一臺8500KW電機將一個370T的大鐵個體從靜止運轉到給定頻率。

盡管電機的功率僅有發電機能力相比非常微小(3％不到)，8500KW 電機對電網而言仍是巨大的負載，變頻器電流大的變化會對電網造成沖擊，影響電網的供電安全。對巨大質量(慣量)的轉子進行速度控制，在控制過程中，變頻器電流會發生非常大的變化。

并且，在轉子的轉速在接近給定頻率時，巨大慣量的轉子極易發生超調，而回調時，轉子動能的釋放會通過電機以電能的形式回饋到變頻器，不僅會損壞變頻器，還會對電網造成沖擊，影響供電安全。

本發明的目的在于解決以上現有技術的問題，提供一種不會引起變頻器電流發生較大的變化，影響電網供電的功率脈沖發電機組的電機驅動裝置和功率脈沖發電機組。

發明內容

本發明的第一技術方案為大功率脈沖發電機組的電機驅動裝置，所述大功率脈沖發電機組包括脈沖發電機、電機(2)，所述電機(2)驅動所述脈沖發電機中的轉子(3)旋轉儲能，所述脈沖發電機放電時，轉子(3)的動能轉換成電能輸出脈沖電流，其特征在于所述電機驅動裝置包括，矢量控制變頻器(1)和轉矩控制器(4)，

所述轉矩控制器(4)包括，

轉矩初值設定模塊(41)，用于設定所述電機(2)的轉矩初值(iqset0)；

給定頻率設定模塊(42)，用于設定所述電機(2)的給定頻率(fset)；

運行頻率判斷模塊(43)，用于判斷所述電機(2)的運行頻率(frun) 是否大于所述給定頻率(fset)；