[实用新型]双馈电机变频调速系统的直流母线电流控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及异步电机，特别涉及一种基于电流源变流器的双馈电机变 频调速系统的直流母线电流控制系统。

背景技术

目前市场上的双馈电机变频调速系统使用的变流器多为晶闸管变流器或 者电压PWM变流器，但是这种变流器的电路拓扑结构存在局限性，这种局限 性表现在：不易实现多个变流器的并联，从而变流器的总容量受限；短路保护 不灵敏；和电压穿越能力欠佳。电流源变流器包括并联的RB-IGBT开关器结 构，逆阻型开关器RB-IGBT本身具有较高的开关频率，从而这种电流源变流 器具有较小的感抗和容抗，能实现更快的动态响应。

因此，对于采用电流源变流器的双馈电机变频调速系统，由于电流源变流 器自身的结构特性，还希望提出一种能够有效增加该系统稳态特性、增加系统 寿命的有效控制方法。

实用新型内容

在本实用新型中，本实用新型提供了一种基于电流源变流器的双馈电机变 频调速系统的直流母线电流控制系统，通过控制电机定子与网侧变流器交流侧 之间的无功环流，令双馈电机的定子绕组提供一部分励磁，使得所述机侧电流 降低并且所述网侧电流增大，从而将该系统的直流母线电流将至最小值，以减 小系统损耗。

为了达到上述目的，提供一种双馈电机变频调速系统的直流母线优化控制 方法，所述双馈电机变频调速系统包括：

双馈电机以及与所述双馈电机的转子相连的机械负载；

机侧变流器，与所述双馈电机的控制绕组相连；

机侧滤波器，连接在所述机侧变流器的交流侧端口并且位于所述双馈电机 的与所述机侧变流器之间；

网侧变流器，与所述机侧变流器相连并且接入交流电网；

网侧滤波器，连接在所述网侧变流器的交流侧端口并且位于所述交流电网 与所述网侧变流器之间；

直流电感器，连接在所述机侧滤波器与所述网侧滤波器之间；

所述双馈电机的功率绕组直接接入所述交流电网；

控制器，其输入量为系统测量单元得到的电气信号，通过本专利提出的控 制算法，输出机侧变流器和网侧变流器所需的PWM驱动信号，用于控制所述 机侧变流器的机侧电流与所述网侧变流器的网侧电流，机侧变流器和网侧变流 器均是电流源型变流器。

本专利提供了一种基于电流源变流器的双馈电机变频调速系统的直流母 线电流控制系统，通过控制电机定子与网侧变流器交流侧之间的无功环流，令 双馈电机的定子绕组提供一部分励磁，使得所述机侧电流降低并且所述网侧电 流增大，从而将该系统的直流母线电流将至最小值，以减小系统损耗。

优选的，所述机侧变流器使用定子磁链定向的矢量控制方法，用于实现对 定子有功和无功的解耦控制。

优选的，所述网侧变流器使用电网电压定向的矢量控制方法，用于维持直 流电流恒定。

优选的，所述系统还包括直流母线优化控制模块，所述直流母线优化控制 模块根据I_{dc_ref_gsc}＝I_{dc_ref_rsc}控制所述系统的直流电流，其中Idc_ref_rsc为所 述网侧变流器的直流电流参考值，Idc_ref_gsc为所述机侧变流器的直流电流的 参考值。

优选的，所述系统包括三相交流电源，所述双馈电机的功率绕组、所述网 侧变流器与一负载相连。

优选的，所述系统还包括：

撬棍装置，所述撬棍装置被连接于所述双馈电机的控制绕组和所述机侧滤 波器之间；

斩波器装置，所述斩波器装置与所述直流电感器相并联；

并网接触器，所述并网接触器被接在所述变压器与所述双馈电机的功率绕 组之间，用于接通和断开所述双馈电机与所述三相交流电源的连接。

优选的，所述网侧变流器还用于向所述三相交流电源提供无功功率。

优选的，所述双馈电机变频调速系统的电网功率因数保持恒定。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文 (如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优 选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中的基于电流源变流器的双馈电机变频调 速系统的拓扑结构示意图。

图2为本实用新型的另一实施例中的基于电流源变流器的双馈风力发电系 统的拓扑结构示意图。

图3为本实用新型的一个实施例中的机侧变流器的逻辑控制框图。