[发明专利]一种双馈异步电动机控制系统的起动方法和装置

说明书

本发明公开了一种双馈异步电动机控制系统的起动方法和装置，属于电机技术领域。本方法首先通过开环给定转子d、q轴电压给定值采集并计算电机接近起动时该转子位置对应的d、q轴电流反馈值i_rdq，并将其作为闭环控制的参考电流限幅或给定值，不需要安装原动机拖动电机起动或采取开关切换运行模式，有效简化双馈异步电动机的起动过程，实现双馈异步电动机直接起动。

技术领域

本发明属于电机技术领域，更具体地，涉及一种双馈异步电动机控制系统的起动方法和装置。

背景技术

我国能源发展坚持节约发展、清洁发展和安全发展的战略路线，现阶段船舶推进的动力系统在能量变换和分配上有了显著发展，电气化成为船舶推进系统的发展趋势。船舶工业的发展对全球交通运输和世界经济具有重要的影响，并且大型船舶的相关技术在军事领域也得到了相当的重视，是国家军事实力的重要体现。为了满足不断提高的船舶用电需求，基于电力推进系统的全电船舶已逐渐成为世界各大型造船厂的船舶生产标准，这也是未来船舶的发展方向。

双馈异步电动机相对于鼠笼式异步电动机来说，具有转差功率可以回馈、功率变换器容量可调等优点。但是，双馈异步电动机也存在起动电流较大，调速范围有限、结构复杂等缺点。目前，有许多关于双馈异步电动机起动方法的研究，常规的双馈异步电动机起动方法采用原动机拖动或采用感应电机接线方式起动，前者需要外加一台电动机或者其他设备拖动双馈异步电动机起动；后者通常需要额外开关设备或软件控制开关的算法，二者都存在双馈异步电动机起动软硬件相对复杂的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种双馈异步电动机控制系统的起动方法和装置，旨在解决现有双馈异步电动机起动需要额外的电机或开关设备，起动控制更复杂的问题。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种双馈异步电动机控制系统的起动方法，

双馈异步电动机控制系统包括：三相交流调压器，背靠背功率变换器、控制器和双馈异步电动机。所述三相交流调压器输入端与电网连接，输出端接网侧变换器。网侧变换器输出直流电压接并联电容和直流母线。所述双馈异步电动机的定子侧接三相交流调压器，转子侧接转子侧功率变换器，以实现对转子电流的控制。进一步的，所述背靠背功率变换器包含多个桥臂和直流母线电容，每个桥臂包括上开关管和下开关管；所述网侧变换器上开关管的发射极和下开关管的集电极连接作为桥臂的输入端，各桥臂输入端分别与所述三相调压器输出端连接；转子侧功率变换器上开关管的发射极和下开关管的集电极连接作为桥臂的输出端，各个桥臂输出端分别与所述双馈异步电动机转子绕组一端连接；所述直流母线电容的一端与各个桥臂上开关管的集电极连接；所述直流母线电容的另一端与各个桥臂下开关管的发射极连接。

起动方法包括以下步骤：

(1)将直流母线电压升高到预设工作值，给定转子d、q轴电压参考值，在定子三相电压处于电机临界启动电压时，计算开环下转子d、q轴电流；

(2)将所述开环下d、q轴电流分别设置为闭环双馈运行控制时的d轴电流参考值的限幅值和q轴电流参考值；

(3)电机以闭环双馈控制运行方式在上述预设设置值下提高电机定子侧电压直到电机起动。

进一步地，将直流母线电压升高到预设工作值具体包括：

(A1)采集电机定子侧三相电压，计算得到定子电压矢量角度θ₁；

(A2)根据直流母线电压给定值和采集到的直流母线电压u_dc，计算得到网侧变换器d轴电流给定值预设网侧变换器q轴电流给定值为零；