[發(fā)明專利]基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711425403.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108054967B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金虹;徐海波;王一丁;孔銘;王雪帆;張輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 易事特集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02P9/30
• 分類號(hào): H02P9/30;H02P9/48;H02P21/22;H02P101/25
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 舒丁

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)，包括無(wú)刷雙饋電機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，所述無(wú)刷雙饋電機(jī)和所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)同軸安裝，所述無(wú)刷雙饋電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括功率繞組和控制繞組，還包括變換器和控制器，所述變換器為機(jī)側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器，所述控制器用于控制所述變換器，所述控制器控制所述變換器使所述功率繞組側(cè)電壓在柴油發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)前跟隨電網(wǎng)電壓，所述控制器控制所述變換器以使所述柴油發(fā)電系統(tǒng)輸出功率在并網(wǎng)后跟隨設(shè)定值。上述基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了柴油發(fā)電機(jī)的高效節(jié)能、變速恒頻穩(wěn)定發(fā)電，保證在受到擾動(dòng)的情況下能維持穩(wěn)定發(fā)電。本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)控制方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣傳動(dòng)與發(fā)電控制領(lǐng)域，特別是涉及一種基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界上島嶼和偏遠(yuǎn)地區(qū)大部分能源需求依賴化石燃料，高燃料成本已轉(zhuǎn)嫁到迅速增長(zhǎng)的發(fā)電成本中。其次，將燃料運(yùn)往偏遠(yuǎn)地區(qū)，其運(yùn)輸和儲(chǔ)存費(fèi)用高，成本進(jìn)一步增加。再次，這些地區(qū)多采用定速柴油機(jī)發(fā)電，部分負(fù)荷下運(yùn)行效率極低，造成大量能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。現(xiàn)有定速柴油發(fā)電機(jī)存在如下不足：(1)柴油機(jī)始終工作在較高的額定轉(zhuǎn)速才能維持工頻電壓，無(wú)法根據(jù)電路負(fù)荷情況調(diào)整柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。在低負(fù)荷時(shí)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)造成燃油消耗量大，噪音也大；如果要降低單位功率油耗，則必須降低發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，但發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低后，頻率會(huì)發(fā)生較大變化。(2)無(wú)頻率調(diào)節(jié)裝置，發(fā)電機(jī)輸出電壓頻率隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化波動(dòng)，發(fā)電輸出電能質(zhì)量差，發(fā)電機(jī)壽命短，運(yùn)行成本高。

目前柴油發(fā)電機(jī)多為定速發(fā)電機(jī)，在負(fù)荷較低時(shí)，燃油效率低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電。實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電效果的方法主要是將無(wú)刷雙饋電機(jī)應(yīng)用到柴油發(fā)電中，但目前的柴油發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)后易受擾動(dòng)，無(wú)法維持穩(wěn)定發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)目前的變速恒頻柴油發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)后易受擾動(dòng)，無(wú)法維持穩(wěn)定發(fā)電的問(wèn)題，提供一種基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法。

一種基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)，包括無(wú)刷雙饋電機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，所述無(wú)刷雙饋電機(jī)和所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)同軸安裝，所述無(wú)刷雙饋電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括功率繞組和控制繞組，還包括變換器和控制器，所述變換器個(gè)數(shù)至少為2個(gè)，分別為機(jī)側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器，所述機(jī)側(cè)變換器與所述控制繞組連接，所述網(wǎng)側(cè)變換器與所述功率繞組連接，所述控制器控制所述變換器使所述功率繞組側(cè)電壓在柴油發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)前跟隨電網(wǎng)電壓，所述控制器控制所述變換器以使所述柴油發(fā)電系統(tǒng)輸出功率在柴油發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后跟隨設(shè)定值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器通過(guò)調(diào)整所述控制繞組的角速度以保證所述柴油發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)所述功率繞組的角速度不變，以實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述功率繞組與電網(wǎng)或負(fù)載相連。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器為DSP模塊或單片機(jī)模塊。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述變換器為四象限PWM變換器。

一種基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)控制方法，所述控制方法應(yīng)用于上述基于無(wú)刷雙饋電機(jī)的柴油發(fā)電系統(tǒng)，包括以下步驟：

通過(guò)PI控制器控制所述無(wú)刷雙饋電機(jī)的功率繞組側(cè)電壓的幅值、頻率、相序、相位跟隨電網(wǎng)電壓，保持幅值、頻率、相序、相位相同；

并網(wǎng)；

設(shè)定所述功率繞組側(cè)的輸出功率；

通過(guò)PI控制器控制所述無(wú)刷雙饋電機(jī)的功率繞組側(cè)的輸出功率跟隨設(shè)定值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述通過(guò)PI控制器控制所述無(wú)刷雙饋電機(jī)的功率繞組側(cè)電壓的幅值、頻率、相序、相位跟隨電網(wǎng)電壓，保持幅值、頻率、相序、相位相同包括：

采樣電網(wǎng)電壓鎖相，得到電網(wǎng)電壓相位；