[发明专利]一种无刷双馈电机启动控制装置及方法

摘要

本发明无刷双馈电机启动控制装置，包括无刷双馈电机、三相全控型电网侧变流器、三相全控型电机侧变流器、第一、二交流电源、直流变换电路、切换开关、功率绕组控制开关以及系统控制单元，其中三相全控型电网侧变流器、三相全控型电机侧变流器、直流变换电路、切换开关和功率绕组控制开关分别与系统控制单元连接。本发明还提供了启动控制的方法步骤。其优点是改进了启动控制结构，功率绕组接直流励磁，控制绕组接三相全控型电机侧变流器，由于定子绕组电阻小，直流变换电路输出电压较低，其容量也可较小，电机在启动过程中等效成为了功率绕组和控制绕组互换的同步电动机，解决了传统同步启动中启动力矩不足问题，实现了无刷双馈电机的高性能启动。

主权项

一种无刷双馈电机启动控制装置，包括无刷双馈电机(7)、三相全控型电网侧变流器(3)、三相全控型电机侧变流器(4)和第一、二交流电源(1、2)，其特征在于：还包括直流变换电路(5)、切换开关(K1)、功率绕组控制开关(K2)以及系统控制单元(6)，其中：所述三相全控型电网侧变流器(3)交流侧与所述第一交流电源(1)依次分相连，所述三相全控型电网侧变流器(3)的直流侧与所述三相全控型电机侧变流器(4)的直流侧通过直流母线相连，所述直流母线上并联有直流母线电容(C)；所述直流变换电路(5)的输入侧与所述直流母线电容(C)并联，所述直流变换电路(5)的输出侧经过所述切换开关(K1)与所述无刷双馈电机(7)的功率绕组相连，其中所述切换开关(K1)的第二输入端和第三输入端短接；所述第二交流电源(2)经过功率绕组控制开关(K2)与所述无刷双馈电机(7)的功率绕组相连；所述三相全控型电网侧变流器(3)、三相全控型电机侧变流器(4)、直流变换电路(5)、切换开关(K1)和功率绕组控制开关(K2)分别与所述系统控制单元(6)连接，所述系统控制单元(6)输出控制所述三相全控型电机侧变流器(4)中功率开关器件导通的时序信号，所述系统控制单元(6)执行的控制序列包括：步骤1：系统控制单元(6)初始化，断开切换开关(K1)和功率绕组控制开关(K2)；步骤2：启动三相全控型电网侧变流器(3)，使三相全控型电网侧变流器(3)输出电压达到额定值；步骤3：闭合切换开关(K1)后，控制直流变换电路(5)输出电压，使功率绕组的电流逐步达到预设值；步骤4：系统控制单元(6)发出指令，控制三相全控型电机侧变流器(4)中各功率开关器件(S7‑S12)的通断，使无刷双馈电机(7)的转速上升；步骤5：判断无刷双馈电机(7)的转速是否接近额定转速，如果是，断开切换开关(K1)，执行下一步骤；如果否，返回上一步骤；步骤6：调节三相全控型电机侧变流器(4)的输出电流，使功率绕组端电压的相位和幅值分别与第二交流电源(2)的相位和幅值趋于一致；步骤7：闭合功率绕组控制开关(K2)，完成启动过程，系统控制单元(6)控制各功率开关器件(S1‑S12)的开关状态，无刷双馈电机(7)进入正常运行状态。