[发明专利]可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统

说明书

技术领域

本发明涉及无刷双馈电机调速系统，特别涉及一种可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统。

背景技术

无刷双馈电机具有调速灵活、可四象限运行且功率变换器容量较低等优点，而且不存在电刷和滑环的维护问题，具有广阔的应用前景。无刷双馈电机调速系统正向中高压大容量方向发展，一旦出现突发性停机，将导致巨大的经济损失。目前，无刷双馈电机调速系统的最薄弱之处在于背靠背PWM变流器的可靠性，一旦变流器中某一功率器件发生故障，系统必然发生突发性停机，很难实现调速系统的高可靠性运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统，通过采用具有冗余结构的背靠背式PWM变流装置及相应的控制体系，实现无刷双馈电机调速系统，特别是中高压无刷双馈电机调速系统的连续不间断运行。

为达到上述目的，本发明可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统，包括与交流电网连接的无刷双馈电机及与该无刷双馈电机转轴相连的机械负载、PWM变流装置及其变流控制器，以及电流检测模块、直流电压检测模块和电网电压检测模块，PWM变流装置及其变流控制器分别为双台背靠背式结构，电流检测模块、直流电压检测模块和电网电压检测模块分别为双套，还包括主控制器，其中：

电机侧第一变流器的交流端经第一电流检测模块连接到无刷双馈电机的控制绕组，电机侧第二变流器的交流端经第二电流检测模块连接到无刷双馈电机的控制绕组，电机侧第一变流器的直流端和电机侧第二变流器的直流端连接到各自的直流母线；电网侧第一变流器的交流端经第三电流检测模块连接到工频电网，电网侧第二变流器的交流端经第四电流检测模块连接到工频电网，电网侧第一变流器的直流端和电网侧第二变流器的直流端连接到各自的直流母线；

第一电流检测模块与电机侧第一变流控制器相连，第二电流检测模块与电机侧第二变流控制器相连，第三电流检测模块与电网侧第一变流控制器相连，第四电流检测模块与电网侧第二变流控制器相连；

第一直流电压检测模块与电机侧第一变流器和电网侧第一变流器分别相连，第二直流电压检测模块与电机侧第二变流器和电网侧第二变流器分别相连，第一电网电压检测模块与电机侧第一变流器和电网侧第一变流器分别相连，第二电网电压检测模块与电机侧第二变流器和电网侧第二变流器分别相连；

电机侧第一变流控制器、电机侧第二变流控制器、电网侧第一变流控制器和电网侧第二变流控制器与主控制器分别相连，主控制器设置各变流器电流分配方案，并通过各变流控制器控制背靠背式PWM变流装置按所述电流分配方案的比例运行。

可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统，其中所述电机侧第一变流器11的直流端和电机侧第二变流器的直流端连接到同一直流母线；电网侧第一变流器21的直流端和电网侧第二变流器的直流端连接到同一直流母线。

可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统，其中所述主控制器通过通讯端口指令变流器电流分配方案，动态实时形成电机侧第一变流器、电机侧第二变流器、电网侧第一变流器和电网侧第二变流器的电流给定值，各变流控制器接收所述电流给定值控制各变流器的四象限运行。

可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统，其中所述主控制器控制在各变流器中不同相的桥臂故障时，相应变流控制器指令所述变流器的未出现故障桥臂组合形成一个完整的三相变流器，实现无刷双馈电机调速系统的冗余运行。

可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统，其中所述主控制器控制在任一所述电机侧变流器故障或任一台电网侧变流器故障时，相应变流控制器指令故障变流器退出运行，实现无刷双馈电机调速系统的无扰动切换。

本发明可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统的优点和积极效果是：通过具有冗余结构的变流器结构及控制体系，实现了四象限无刷双馈电机调速系统在不同运行状态之间的平滑切换和高度可靠运行。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图对本发明进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统的结构框图。

具体实施方式

本发明提供一种可平滑切换的冗余型四象限无刷双馈电机调速系统，通过设计具有冗余结构的背靠背式PWM变流装置、动态电流分配方案和变流器桥臂重构机制，实现四象限无刷双馈电机调速系统的高可靠性运行。