[發明專利]一種雙轉子永磁發電機電磁耦合損耗模擬裝置和方法

有效

• 申請號: 202110402671.0
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113033017B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 李錚;郭小江;付明志;唐巍;申旭輝;秦猛;李新凱;勞文欣
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種雙轉子永磁發電機電磁耦合損耗模擬裝置和方法，屬于發電機控制仿真領域，本發明可以應用于接入電網的雙轉子永磁發電機電磁系統仿真中的損耗模擬，在仿真過程中，以基于雙機側變流器控制系統的磁鏈和頻率系數折算模塊，建立兩套定子和轉子之間的磁鏈耦合和電磁損耗耦合關系，輸出準確的參考電壓，實現雙轉子永磁發電機電磁耦合損耗的精確模擬。

技術領域

本發明涉及發電機控制仿真領域，具體涉及一種雙轉子永磁發電機電磁耦合損耗模擬裝置和方法。

背景技術

雙轉子永磁發電機是指具有兩套定子、兩套轉子的永磁發電機，發電機包括內定子，外定子，內轉子和外轉子。其中內、外轉子具有獨立的勵磁材料層；內、外定子具有獨立的線圈繞組。一般情況下，外定子位于外轉子內側，外電機永磁體位于外定子和外轉子之間，外轉子的勵磁材料層與外定子的線圈繞組之間形成第一工作氣隙；內轉子位于內定子內側，內電機永磁體位于內定子和內轉子之間，內轉子的勵磁材料層與內定子的線圈繞組之間形成第二工作氣隙。雙轉子永磁發電機的電磁耦合損耗是指其在運行過程中，內轉子產生的磁通在外定子上產生的感應電動勢所形成的電流，以及外轉子產生的磁通在內定子上產生的感應電動勢所形成的電流，在定子電阻上產生的功率損耗。

目前，已有多種雙轉子永磁發電機結構的設計匹配方案和參數配比。但在雙轉子永磁發電機的電磁環節仿真中，現有的針對兩套定子和轉子之間存在的電磁耦合損耗的模擬方法通常采用電機損耗率折合電阻的方法，不夠精確，且無法反映實際電機的電磁損耗特性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙轉子永磁發電機電磁耦合損耗模擬裝置和方法，以克服現有技術存在的缺陷，本發明能夠提高雙轉子永磁發電機電磁環節的仿真精度。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙轉子永磁發電機電磁耦合損耗模擬裝置，包括雙轉子永磁發電機的內電機PMSG1、雙轉子永磁發電機的外電機PMSG2、第一機側變流器、第二機側變流器、網側變流器及升壓變壓器；

所述雙轉子永磁發電機的內電機PMSG1的定子三相輸出端經定子電感L₁接入第一機側變流器，所述雙轉子永磁發電機的外電機PMSG2的定子三相輸出端經定子電感L₂接入第二機側變流器，所述第一機側變流器和第二機側變流器的直流輸出端共同并聯于直流母線正負兩極，直流母線正負兩極作為網側變流器的直流輸入端，網側變流器三相輸出端經并聯電感L_grid接入并聯電容器C_f和升壓變壓器低壓側，升壓變壓器高壓側接入三相電力系統。

進一步地，所述第一機側變流器和第二機側變流器內部設置有機側變流器損耗模擬控制器。

進一步地，所述機側變流器損耗模擬控制器包括PI環節、坐標轉換環節DQ/ABC1、坐標轉換環節DQ/ABC2及損耗模擬環節。

進一步地，所述內電機PMSG1的內電機電角速度w1、內電機d軸電流Id1、內電機q軸當前電流Isq1通過機側變流器損耗模擬控制器得到內電機PMSG1的輸出參考電壓Vabcout1，所述輸出參考電壓Vabcout1輸入到第一機側變流器內部的高速邏輯開關器件的開關驅動模塊輸入側。

進一步地，所述外電機PMSG2的外電極電角速度w2、外電機q軸當前電流Isq2、外電機d軸電流Id2通過機側變流器損耗模擬控制器得到外電機PMSG2的輸出參考電壓Vabcout2，所述輸出參考電壓Vabcout2輸入到第二機側變流器內部的高速邏輯開關器件的開關驅動模塊輸入側。

進一步地，所述升壓變壓器的低壓側為0.69kV。

進一步地，所述升壓變壓器的高壓側為35kV。