[发明专利]一种双转子永磁发电机电磁耦合损耗模拟装置和方法

说明书

本发明公开了一种双转子永磁发电机电磁耦合损耗模拟装置和方法，属于发电机控制仿真领域，本发明可以应用于接入电网的双转子永磁发电机电磁系统仿真中的损耗模拟，在仿真过程中，以基于双机侧变流器控制系统的磁链和频率系数折算模块，建立两套定子和转子之间的磁链耦合和电磁损耗耦合关系，输出准确的参考电压，实现双转子永磁发电机电磁耦合损耗的精确模拟。

技术领域

本发明涉及发电机控制仿真领域，具体涉及一种双转子永磁发电机电磁耦合损耗模拟装置和方法。

背景技术

双转子永磁发电机是指具有两套定子、两套转子的永磁发电机，发电机包括内定子，外定子，内转子和外转子。其中内、外转子具有独立的励磁材料层；内、外定子具有独立的线圈绕组。一般情况下，外定子位于外转子内侧，外电机永磁体位于外定子和外转子之间，外转子的励磁材料层与外定子的线圈绕组之间形成第一工作气隙；内转子位于内定子内侧，内电机永磁体位于内定子和内转子之间，内转子的励磁材料层与内定子的线圈绕组之间形成第二工作气隙。双转子永磁发电机的电磁耦合损耗是指其在运行过程中，内转子产生的磁通在外定子上产生的感应电动势所形成的电流，以及外转子产生的磁通在内定子上产生的感应电动势所形成的电流，在定子电阻上产生的功率损耗。

目前，已有多种双转子永磁发电机结构的设计匹配方案和参数配比。但在双转子永磁发电机的电磁环节仿真中，现有的针对两套定子和转子之间存在的电磁耦合损耗的模拟方法通常采用电机损耗率折合电阻的方法，不够精确，且无法反映实际电机的电磁损耗特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双转子永磁发电机电磁耦合损耗模拟装置和方法，以克服现有技术存在的缺陷，本发明能够提高双转子永磁发电机电磁环节的仿真精度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双转子永磁发电机电磁耦合损耗模拟装置，包括双转子永磁发电机的内电机PMSG1、双转子永磁发电机的外电机PMSG2、第一机侧变流器、第二机侧变流器、网侧变流器及升压变压器；

所述双转子永磁发电机的内电机PMSG1的定子三相输出端经定子电感L₁接入第一机侧变流器，所述双转子永磁发电机的外电机PMSG2的定子三相输出端经定子电感L₂接入第二机侧变流器，所述第一机侧变流器和第二机侧变流器的直流输出端共同并联于直流母线正负两极，直流母线正负两极作为网侧变流器的直流输入端，网侧变流器三相输出端经并联电感L_grid接入并联电容器C_f和升压变压器低压侧，升压变压器高压侧接入三相电力系统。

进一步地，所述第一机侧变流器和第二机侧变流器内部设置有机侧变流器损耗模拟控制器。

进一步地，所述机侧变流器损耗模拟控制器包括PI环节、坐标转换环节DQ/ABC1、坐标转换环节DQ/ABC2及损耗模拟环节。

进一步地，所述内电机PMSG1的内电机电角速度w1、内电机d轴电流Id1、内电机q轴当前电流Isq1通过机侧变流器损耗模拟控制器得到内电机PMSG1的输出参考电压Vabcout1，所述输出参考电压Vabcout1输入到第一机侧变流器内部的高速逻辑开关器件的开关驱动模块输入侧。

进一步地，所述外电机PMSG2的外电极电角速度w2、外电机q轴当前电流Isq2、外电机d轴电流Id2通过机侧变流器损耗模拟控制器得到外电机PMSG2的输出参考电压Vabcout2，所述输出参考电压Vabcout2输入到第二机侧变流器内部的高速逻辑开关器件的开关驱动模块输入侧。

进一步地，所述升压变压器的低压侧为0.69kV。

进一步地，所述升压变压器的高压侧为35kV。