[發(fā)明專利]一種雙饋電機(jī)變流器系統(tǒng)共模電壓控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010100851.9
• 申請(qǐng)日: 2020-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN111224589B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任曉峰;王曉坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州乾能電氣有限公司
• 主分類號(hào): H02P9/00
• 分類號(hào): H02P9/00;H02M5/458;H02M1/12;H02P101/15
• 代理公司: 杭州廣奧專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33334
• 代理人: 尹建民

本發(fā)明屬于電器電路領(lǐng)域，尤其涉及一種雙饋電機(jī)變流器共模電壓控制方法，在雙饋發(fā)電機(jī)和變流器電路上增加一個(gè)共模電壓的發(fā)生電路，該發(fā)生電路采用一個(gè)橋臂，接在直流母線上；該共模電壓注入橋臂的控制信號(hào)為電網(wǎng)側(cè)的SPWM信號(hào)之和除以3，電機(jī)側(cè)的SVPWM信號(hào)之和除以3：也就是：vsubgt;com_zero2/subgt;(t)＝?vsubgt;zero1/subgt;(t)?vsubgt;zero2/subgt;(t)，理想情況下：vsubgt;zero1/subgt;(t)+vsubgt;com_zero2/subgt;(t)+vsubgt;zero2/subgt;(t)＝0。本發(fā)明相對(duì)傳統(tǒng)的共模電壓發(fā)生電路，功率微小，成本低，而且可以抑制低頻的共模信號(hào)vzero1和vzero2，從而有利于電機(jī)繞組絕緣，防止轉(zhuǎn)子軸承和滑環(huán)漏電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電器電路領(lǐng)域，尤其涉及一種雙饋電機(jī)變流器系統(tǒng)共模電壓控制方法。

背景技術(shù)

雙饋發(fā)電機(jī)和變流器系統(tǒng)，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用最廣的解決方案。由于雙饋系統(tǒng)的變流器接在轉(zhuǎn)子側(cè)，可以使得變流器功率僅僅為電機(jī)功率的1/3到1/4之間，變流器成本低，損耗小，效率高。然而，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)與變流器連接，轉(zhuǎn)子滑環(huán)和轉(zhuǎn)子軸承時(shí)常會(huì)出現(xiàn)故障。絕緣損壞的主要原因，轉(zhuǎn)子電壓突變dv/dt，包括差模電壓和共模電壓。差模電壓通常通過濾波器和IGBT開關(guān)速度等方法來調(diào)整。

共模電壓解決方案，有的采用直流側(cè)母線對(duì)地加電容的形式抑制尖峰，這是采用旁路共模電流的方法；有的采用增大共模電抗的形式，這是在共模信號(hào)的傳輸路徑上，增大阻抗的方法。雙饋電機(jī)一般使用電機(jī)轉(zhuǎn)子增加接地滑環(huán)，保護(hù)轉(zhuǎn)子軸承。本發(fā)明通過增加一個(gè)共模電壓產(chǎn)生電路，抵消轉(zhuǎn)子和大地之間的低頻共模電壓，從而大大降減小共模電壓源幅值。

減小共模電壓，可以大大降低共模漏電流產(chǎn)生的電腐蝕等損壞。減少雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子相連的滑環(huán)和軸承的故障。

類似電路是在UPS(不間斷電源)上，但是與本方案軟件控制算法不同，硬件電路的參數(shù)特點(diǎn)不同，應(yīng)用負(fù)載不同。UPS增加的橋臂，用于為負(fù)載和電源提供一個(gè)公共中性線，同時(shí)提高直流側(cè)電壓的利用率，應(yīng)用場(chǎng)合是恒頻恒壓的電源，而且輸入、輸出頻率相同。本方案增加的橋臂電路，應(yīng)用于變頻變壓的電源，輸入輸出頻率不同，電壓不同。本方案提供共模電壓，用于抵消施加在電機(jī)上的共模電壓，電路電流數(shù)值小。

IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)一般是由正弦波與三角載波調(diào)制成的脈沖信號(hào)，三相SPWM調(diào)制信號(hào)(頻率為w1)如下：

v_a＝V_mcosω₁t

v_b＝V_mcos(ωt₁-120)

v_c＝V_mcos(ωt₁+120)

為了提高直流側(cè)母線電壓的利用率，常常加入共模電壓分量V_zero1，常用的V_zero1生成方法如公式：

從而生成SVPWM調(diào)制信號(hào)。

v_az＝V_mcosω₁t+V_zero1

v_bz＝V_mcos(ω₁t-120)+V_zero1

v_cz＝V_mcos(ω₁t+120)+V_zero1

SVPWM調(diào)制信號(hào)與三角載波比較，生成驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。