[實用新型]雙饋電機變頻調速系統的直流母線電流控制系統

有效

• 申請號: 201720739900.7
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN207218582U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 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;H02P25/02;H02P21/22
• 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

技術領域

本實用新型涉及異步電機，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。

實用新型內容

在本實用新型中，本實用新型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。

優選的，所述系統還包括直流母線優化控制模塊，所述直流母線優化控制 模塊根據I_{dc_ref_gsc}＝I_{dc_ref_rsc}控制所述系統的直流電流，其中Idc_ref_rsc為所 述網側變流器的直流電流參考值，Idc_ref_gsc為所述機側變流器的直流電流的 參考值。

優選的，所述系統包括三相交流電源，所述雙饋電機的功率繞組、所述網 側變流器與一負載相連。

優選的，所述系統還包括：

撬棍裝置，所述撬棍裝置被連接于所述雙饋電機的控制繞組和所述機側濾 波器之間；

斬波器裝置，所述斬波器裝置與所述直流電感器相并聯；

并網接觸器，所述并網接觸器被接在所述變壓器與所述雙饋電機的功率繞 組之間，用于接通和斷開所述雙饋電機與所述三相交流電源的連接。

優選的，所述網側變流器還用于向所述三相交流電源提供無功功率。

優選的，所述雙饋電機變頻調速系統的電網功率因數保持恒定。

應理解，在本實用新型范圍內中，本實用新型的上述各技術特征和在下文 (如實施例)中具體描述的各技術特征之間都可以互相組合，從而構成新的或優 選的技術方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附圖說明

圖1為本實用新型的一個實施例中的基于電流源變流器的雙饋電機變頻調 速系統的拓撲結構示意圖。

圖2為本實用新型的另一實施例中的基于電流源變流器的雙饋風力發電系 統的拓撲結構示意圖。

圖3為本實用新型的一個實施例中的機側變流器的邏輯控制框圖。