[發明專利]一種無刷雙饋發電機系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202011100918.5
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112217238B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 劉毅;林怡凡;徐偉;智剛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;武漢揚華電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40;H02P9/30;H02P21/22
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

1.一種無刷雙饋發電機系統，其特征在于，包括：拓撲模塊和控制模塊；

所述拓撲模塊包括無刷雙饋發電機、二象限變流器、直流母線電容和三相不控整流橋；

無刷雙饋發電機控制繞組與二象限變流器的交流側相連；三相不控整流橋的交流側與無刷雙饋發電機功率繞組相連；二象限變流器的直流側、三相不控整流橋的直流側與直流母線電容并聯；

二象限變流器用于根據PWM脈沖調制信號為控制繞組提供勵磁電流；

直流母線電容用于將直流電壓中的諧波分量濾除并儲能；

三相不控整流橋用于將功率繞組側輸出的交流電壓變換為直流電壓；

拓撲模塊用于根據控制模塊提供的PWM脈沖調制信號控制無刷雙饋發電機；

其中，電機轉速、功率繞組額定頻率與控制繞組頻率的關系為：

當無刷雙饋發電機轉速時，控制繞組頻率為：ω_c＝ω_r(p_p+p_c)-ω_pN；

當無刷雙饋發電機轉速時，控制繞組頻率為：ω_c＝0；

其中，ω_pN為功率繞組額定頻率；ω_r為電機轉速；ω_c為控制繞組頻率；p_p和p_c分別為無刷雙饋發電機功率繞組和控制繞組的極對數。

2.根據權利要求1所述的無刷雙饋發電機系統，其特征在于，所述控制模塊包括：

直流輸出電壓控制模塊，用于將直流母線電壓的參考值與反饋值作差后，經過PI控制，獲取控制繞組電流的d軸分量參考值；

控制繞組電流控制模塊，用于將控制繞組電流的d軸分量參考值與d軸分量反饋值作差后，經過PI控制，獲取控制繞組電壓d軸分量參考值；

且將控制繞組電流的q軸分量參考值與q軸分量反饋值作差后，經過PI控制獲取控制繞組電壓q軸分量參考值；

控制繞組電壓變換模塊用于將控制繞組電壓d軸分量參考值和q軸分量參考值變換為控制繞組電壓的α軸分量參考值和β軸分量參考值；

控制繞組電流變換模塊，用于將從控制繞組側采集到的a相電流和b相電流變換為控制繞組電流的d軸分量反饋值和電流的q軸分量反饋值；

積分器用于對控制繞組頻率積分得到控制繞組參考角度；

SVPWM發生器用于形成PWM脈沖調制信號；

控制繞組頻率計算模塊用于根據電機轉速與功率繞組額定頻率獲取控制繞組頻率。

3.根據權利要求2所述的無刷雙饋發電機系統，其特征在于，所述直流輸出電壓控制模塊包括低通濾波器、第一加法器和第一PI調節器；

低通濾波器對直流母線電壓的反饋值進行濾波處理；

第一加法器用于計算低通濾波處理后的直流母線電壓的反饋值U′_dc與參考值的差值；

第一PI調節器通過對第一加法器獲得的差值進行PI控制，輸出控制繞組電流的d軸分量參考值

4.根據權利要求2所述的無刷雙饋發電機系統，其特征在于，所述控制繞組電流控制模塊包括第二加法器、第三加法器、第二PI調節器和第三PI調節器；

所述第二加法器用于將控制繞組電流的d軸分量參考值與d軸分量反饋值i_cd作差；

所述第二PI調節器用于對第二加法器獲取的差值做PI控制，獲取控制繞組電壓d軸分量參考值

所述第三加法器用于對控制繞組電流的q軸分量參考值與q軸分量反饋值i_cq作差；

所述第三PI調節器用于對所述第三加法器獲取的差值做PI控制，獲取控制繞組電壓q軸分量參考值

其中，控制繞組電流的q軸分量參考值等于0。