[发明专利]一种发电机控制方法、装置及轴带发电系统

说明书

本发明公开了一种发电机的控制方法、装置及轴带发电系统，该方法包括：获取发电机输出交流电压经整流器整流后对应的直流母线电压以及同步相位角；将直流母线电压和预设参考电压输入至预设电压调节环进行调节以获取第一转矩电流；基于克拉克变换，将发电机输出的三相电流转换成两相电流；基于帕克变换和同步相位角，将两相电流转换成第二转矩电流和励磁电流；对第一转矩电流和第二转矩电流相减后进行PI调节以生成第一调节电压，以及对励磁电流和预设参考电流相减后进行PI调节以生成第二调节电压；基于反帕克变换和同步相位角，将第一调节电压和第二调节电压变换后输入至PWM调节器以控制所述整流器，使得所述发电机输出稳定的直流母线电压。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种发电机控制方法、装置及轴带发电系统。

背景技术

目前，传统轴带发电系统如图1所示，系统中的同步发电机在柴油机的驱动下发电运行，为变频器提供三相交流电源，整流器输出的直流电压可连接单台或多台逆变器，逆变器可与备用发电机并网连接，也可独立控制电机或照明设备等。这种轴带发电系统可以应用在船舶发电系统、油田抽油系统或码头供电系统中，但是，传统轴带发电系统无法适应特殊环境且存在很多缺点，比如应用在船舶发电系统存在以下缺点：

1、轴带发电机受到海况的影响较大，一旦遇到风浪，柴油机的转速变化将会造成同步发电机输出的电源频率和电压的波动，从而引起整流器输出的直流电压的波动，进而影响后级逆变器的稳定输出。2、采用二级管整流能量完全无法回馈。

为了解决上述问题，目前出现一些新兴技术，研究得比较多技术是PWM整流器和PWM逆变器组成的四象限变频器方案，如图2所示。该方案将同步发电机当作三相交流电源，通过三相IGBT整流器与同步发电机相连，对其进行PWM整流控制。该技术虽然可解决轴带发电机转速不稳而引起的电源质量问题，但该方案也存在以下缺点：柴油机的转速变化范围很宽，速度波动大，PWM整流器控制算法中很难对快速变化的发电机运行转速进行锁相；在PWM整流器的拓扑中需要配上三相电抗器，系统复杂、成本高；对于一些高转速的同步电机无法采用PWM整流控制技术。

发明内容

本发明的实施例提供了一种发电机控制方法、装置及轴带发电系统，旨在降低轴带发电系统的成本，并控制发电机输出稳定的直流母线电压。

第一方面，提供了一种电机控制方法，应用于轴带发电系统，所述控制方法包括：

获取发电机输出交流电压经整流器整流后对应的直流母线电压；

获取所述发电机的同步相位角；

将所述直流母线电压和预设参考电压输入至预设电压调节环进行调节以获取第一转矩电流；

基于克拉克变换，将所述发电机输出的三相电流转换成两相电流；

基于帕克变换和所述同步相位角，将所述两相电流转换成第二转矩电流和励磁电流；

将所述第一转矩电流和第二转矩电流相减后再进行PI调节以生成第一调节电压，以及将所述励磁电流和预设参考电流相减后再进行PI调节以生成第二调节电压；

基于反帕克变换和所述同步相位角，将所述第一调节电压和第二调节电压变换后输入至PWM调节器以控制所述整流器，使得所述发电机输出稳定的直流母线电压。

第二方面，还提供了一种发电机控制装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取发电机输出交流电压经整流器整流后对应的直流母线电压；

第二获取模块，用于获取所述发电机的同步相位角；

调节获取模块，用于将所述直流母线电压和预设参考电压输入至预设电压调节环进行调节以获取第一转矩电流；

第一转换模块，用于基于克拉克变换，将所述发电机输出的三相电流转换成两相电流；