無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)，所述無刷雙饋電機包括功率繞組和控制繞組，并網(wǎng)控制系統(tǒng)包括幅值控制模塊、相位控制模塊、PWM調(diào)制器、逆變器以及控制模塊。上述無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)可以確保無刷雙饋電機并網(wǎng)前后的輸出電壓幅值和相位始終能夠跟蹤電網(wǎng)側(cè)電壓幅值和相位，成功抑制了并網(wǎng)切換前后功率繞組中的電流沖擊，實現(xiàn)切換過程的平滑過渡。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及無刷雙饋電機
，特別是涉及一種無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的無刷雙饋電機并網(wǎng)過程中，其功率繞組的輸出電壓的復(fù)制和相位不能快速準確跟蹤電網(wǎng)側(cè)電壓，從而使得并網(wǎng)前后的切換過程中，無刷雙饋電機的功率繞組中存在電流沖擊。
技術(shù)實現(xiàn)思路
基于此，有必要提供一種并網(wǎng)切換過程中不會產(chǎn)生電流沖擊的無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)。一種無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)，所述無刷雙饋電機包括功率繞組和控制繞組，并網(wǎng)控制系統(tǒng)包括幅值控制模塊、相位控制模塊、PWM調(diào)制器、逆變器以及控制模塊；所述幅值控制模塊用于根據(jù)電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值和功率繞組側(cè)電壓矢量模值生成無功指令電流，并根據(jù)所述無功指令電流和所述控制繞組側(cè)的無功反饋電流生成無功指令電壓；所述相位控制模塊用于根據(jù)電網(wǎng)側(cè)電壓相位、功率繞組側(cè)電壓相位計算出初始位置補償值，并在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)后保持所述初始位置補償值的輸出；所述相位控制模塊還用于根據(jù)所述初始位置補償值、所述電網(wǎng)側(cè)電壓相位和所述無刷雙饋電機的轉(zhuǎn)子頻率生成相位控制指令；所述PWM調(diào)制器分別與所述幅值控制模塊、所述相位控制模塊連接，用于根據(jù)所述無功指令電壓和所述相位控制指令生成開關(guān)指令；逆變器，與所述PWM調(diào)制器連接，用于在所述開關(guān)指令的控制下工作以實現(xiàn)對所述無刷雙饋電機的功率繞組側(cè)電壓的幅值和相位的控制；以及控制模塊，用于在所述功率繞組側(cè)電壓與所述電網(wǎng)側(cè)電壓的幅值和相位均保持在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)時，控制所述無刷雙饋電機與電網(wǎng)連接。在其中一個實施例中，所述幅值控制電路包括：功率繞組側(cè)電壓矢量模值獲取單元，用于獲取功率繞組側(cè)電壓矢量模值；電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值獲取單元，用于獲取電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值；電壓外環(huán)控制器，分別與所述功率繞組側(cè)電壓矢量模值獲取單元、所述電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值獲取單元連接，用于將所述電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值和所述功率繞組側(cè)電壓矢量模值進行比較調(diào)節(jié)并輸出無功指令電流；控制繞組側(cè)電流檢測單元，用于檢測所述控制繞組側(cè)三相電流并經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換后輸出無功反饋電流；以及電流內(nèi)環(huán)控制器，分別與所述電壓外環(huán)控制器、所述控制繞組側(cè)電流檢測單元連接，用于將所述無功指令電流和所述無功反饋電流進行比較調(diào)節(jié)，并輸出無功指令電壓。在其中一個實施例中，所述電壓外環(huán)控制器包括順次連接的第一減法器和第一PI調(diào)節(jié)器；所述第一減法器用于將所述電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值和所述功率繞組側(cè)電壓矢量模值進行比較并輸出模值比較結(jié)果給所述第一PI調(diào)節(jié)器；所述第一PI調(diào)節(jié)器用于對所述模值比較結(jié)果進行調(diào)節(jié)并輸出所述無功指令電流。在其中一個實施例中，還包括功率調(diào)節(jié)模塊；所述功率調(diào)節(jié)模塊與所述電流內(nèi)環(huán)控制器連接；所述功率調(diào)節(jié)模塊用于功率給定值與電網(wǎng)側(cè)功率進行比較調(diào)節(jié)后生成功率調(diào)節(jié)指令電流；所述控制模塊用于在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)預(yù)設(shè)時長后控制所述功率調(diào)節(jié)模塊將所述功率調(diào)節(jié)指令電流輸出給所述電流內(nèi)環(huán)控制器；所述電流內(nèi)環(huán)控制器還用于根據(jù)所述功率調(diào)節(jié)指令電流和功率繞組側(cè)的有功反饋電流生成有功指令電壓；所述PWM調(diào)制器用于根據(jù)所述無功指令電壓、所述有功指令電壓和所述相位控制指令生成開關(guān)指令。在其中一個實施例中，所述功率調(diào)節(jié)模塊包括功率計算單元、比較單元、第二PI調(diào)節(jié)器和功率控制切換單元；所述功率計算單元用于計算所述電網(wǎng)側(cè)功率并輸出給所述比較單元；所述比較單元用于將所述功率給定值與所述電網(wǎng)側(cè)功率比較并輸出功率比較結(jié)果；所述第二PI調(diào)節(jié)器則用于對所述輸出功率比較結(jié)果進行調(diào)節(jié)，并輸出功率調(diào)節(jié)指令電流；所述功率控制切換單元的第一觸點為置零端；所述功率控制切換單元第二觸點與所述第二PI調(diào)節(jié)器連接；所述功率控制切換單元的輸出端與所述電流內(nèi)環(huán)控制器的輸入端連接；所述控制模塊用于控制所述功率控制切換單元在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)前接通所述第一觸點，并在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)預(yù)設(shè)時長后斷開所述第一觸點且接通所述第二觸點。在其中一個實施例中，所述電流內(nèi)環(huán)控制器包括d軸電流內(nèi)環(huán)控制器和q軸電流內(nèi)環(huán)控制器；所述控制繞組側(cè)電流檢測單元還用于輸出有功反饋電流；所述q軸電流內(nèi)環(huán)控制器用于根據(jù)所述功率調(diào)節(jié)模塊的輸出信號、所述無功指令電流和所述無功反饋電流進行比較調(diào)節(jié)，并輸出無功指令電壓；所述d軸電流內(nèi)環(huán)控制器用于將所述功率調(diào)節(jié)模塊的輸出信號和所述有功反饋電流進行比較調(diào)節(jié)，并輸出有功指令電壓；所述PWM調(diào)制器用于根據(jù)所述有功指令電壓和所述無功指令電壓生成開關(guān)指令。在其中一個實施例中，所述控制繞組側(cè)電流檢測單元包括三相靜止坐標系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系變換單元；所述三相靜止坐標系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系變換單元用于將控制繞組側(cè)三相電流轉(zhuǎn)換為d軸電流和q軸電流后輸出；所述d軸電流為有功反饋電流；所述q軸電流為無功反饋電流；所述q軸電流內(nèi)環(huán)控制器包括順次連接的第二q軸加法器、第二q軸減法器和第三q軸PI調(diào)節(jié)器；所述第二q軸加法器的第一輸入端與所述功率切換模塊的輸出端連接；所述第二q軸加法器的第二輸入端與所述第一PI調(diào)節(jié)器的輸出端連接；所述第二q軸減法器的第一輸入端與所述第二q軸加法器的輸出端連接；所述第二q軸減法器的第二輸入端與所述三相靜止坐標系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系變換單元的q軸電流輸出端連接；所述第二q軸減法器的輸出端與所述第三q軸PI調(diào)節(jié)器的輸入端連接；所述第三q軸PI調(diào)節(jié)器的輸出端與所述PWM調(diào)制器連接；所述d軸電流內(nèi)環(huán)控制器包括順次連接的第二d軸減法器和第三d軸PI調(diào)節(jié)器；所述第二d軸減法器的第一輸入端與所述功率切換模塊的輸出端連接；所述第二d軸減法器的第二輸入端與所述三相靜止坐標系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系變換單元的d軸電流輸出端連接；所述第二d軸減法器的輸出端通過所述第三d軸PI調(diào)節(jié)器與所述PWM調(diào)制器連接。在其中一個實施例中，所述相位控制模塊包括：電網(wǎng)側(cè)電壓相位檢測單元，用于檢測電網(wǎng)側(cè)電壓相位；功率繞組側(cè)電壓相位檢測單元，用于檢測所述功率繞組側(cè)電壓相位；相位補償控制器，分別與所述電網(wǎng)側(cè)電壓相位檢測單元、所述功率繞組側(cè)電壓相位檢測單元連接，用于在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)前將所述電網(wǎng)側(cè)電壓相位與所述功率繞組側(cè)電壓相位進行比較調(diào)節(jié)并輸出初始位置補償值；所述相位補償器還用于在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)后保持輸出所述初始位置補償值；轉(zhuǎn)子頻率檢測單元，用于檢測轉(zhuǎn)子頻率；相位環(huán)控制器，分別與所述相位補償控制器、所述轉(zhuǎn)子頻率檢測單元和所述電網(wǎng)側(cè)電壓相位檢測單元連接，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)子頻率、所述初始位置補償值和所述電網(wǎng)側(cè)電壓相位生成所述相位控制指令。在其中一個實施例中，所述相位補償器包括并網(wǎng)切換模塊、第三減法器和第四PI調(diào)節(jié)器；所述并網(wǎng)切換模塊的第一觸點與所述電網(wǎng)側(cè)電壓檢測單元連接；所述并網(wǎng)切換模塊的第二觸點與所述功率繞組側(cè)電壓相位檢測單元連接；所述并網(wǎng)切換模塊的輸出端與所述第三減法器的第二輸入端連接；所述控制模塊用于控制所述并網(wǎng)切換模塊在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)前接通第二觸點，并在并網(wǎng)時斷開所述第二觸點且接通所述第一觸點；第三減法器的第一輸入端與所述電網(wǎng)側(cè)電壓檢測單元連接；所述第三減法器的輸出端與所述第四PI調(diào)節(jié)器的輸入端連接；所述第四PI調(diào)節(jié)器的輸出端與所述相位環(huán)控制器連接。在其中一個實施例中，所述相位環(huán)控制器包括第四減法器、第五減法器和積分器；所述第四減法器的第一輸入端與所述第四PI調(diào)節(jié)器連接；所述第四減法器的第二輸入端與所述第五減法器的輸出端連本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)，所述無刷雙饋電機包括功率繞組和控制繞組，其特征在于，并網(wǎng)控制系統(tǒng)包括幅值控制模塊、相位控制模塊、PWM調(diào)制器、逆變器以及控制模塊；所述幅值控制模塊用于根據(jù)電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值和功率繞組側(cè)電壓矢量模值生成無功指令電流，并根據(jù)所述無功指令電流和所述控制繞組側(cè)的無功反饋電流生成無功指令電壓；所述相位控制模塊用于根據(jù)電網(wǎng)側(cè)電壓相位、功率繞組側(cè)電壓相位計算出初始位置補償值，并在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)后保持所述初始位置補償值的輸出；所述相位控制模塊還用于根據(jù)所述初始位置補償值、所述電網(wǎng)側(cè)電壓相位和所述無刷雙饋電機的轉(zhuǎn)子頻率生成相位控制指令；所述PWM調(diào)制器分別與所述幅值控制模塊、所述相位控制模塊連接，用于根據(jù)所述無功指令電壓和所述相位控制指令生成開關(guān)指令；逆變器，與所述PWM調(diào)制器連接，用于在所述開關(guān)指令的控制下工作以實現(xiàn)對所述無刷雙饋電機的功率繞組側(cè)電壓的幅值和相位的控制；以及控制模塊，用于在所述功率繞組側(cè)電壓與所述電網(wǎng)側(cè)電壓的幅值和相位均保持在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)時，控制所述無刷雙饋電機與電網(wǎng)連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)，所述無刷雙饋電機包括功率繞組和控制繞組，其特征在于，并網(wǎng)控制系統(tǒng)包括幅值控制模塊、相位控制模塊、PWM調(diào)制器、逆變器以及控制模塊；所述幅值控制模塊用于根據(jù)電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值和功率繞組側(cè)電壓矢量模值生成無功指令電流，并根據(jù)所述無功指令電流和所述控制繞組側(cè)的無功反饋電流生成無功指令電壓；所述相位控制模塊用于根據(jù)電網(wǎng)側(cè)電壓相位、功率繞組側(cè)電壓相位計算出初始位置補償值，并在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)后保持所述初始位置補償值的輸出；所述相位控制模塊還用于根據(jù)所述初始位置補償值、所述電網(wǎng)側(cè)電壓相位和所述無刷雙饋電機的轉(zhuǎn)子頻率生成相位控制指令；所述PWM調(diào)制器分別與所述幅值控制模塊、所述相位控制模塊連接，用于根據(jù)所述無功指令電壓和所述相位控制指令生成開關(guān)指令；逆變器，與所述PWM調(diào)制器連接，用于在所述開關(guān)指令的控制下工作以實現(xiàn)對所述無刷雙饋電機的功率繞組側(cè)電壓的幅值和相位的控制；以及控制模塊，用于在所述功率繞組側(cè)電壓與所述電網(wǎng)側(cè)電壓的幅值和相位均保持在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)時，控制所述無刷雙饋電機與電網(wǎng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述幅值控制電路包括：功率繞組側(cè)電壓矢量模值獲取單元，用于獲取功率繞組側(cè)電壓矢量模值；電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值獲取單元，用于獲取電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值；電壓外環(huán)控制器，分別與所述功率繞組側(cè)電壓矢量模值獲取單元、所述電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值獲取單元連接，用于將所述電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值和所述功率繞組側(cè)電壓矢量模值進行比較調(diào)節(jié)并輸出無功指令電流；控制繞組側(cè)電流檢測單元，用于檢測所述控制繞組側(cè)三相電流并經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換后輸出無功反饋電流；以及電流內(nèi)環(huán)控制器，分別與所述電壓外環(huán)控制器、所述控制繞組側(cè)電流檢測單元連接，用于將所述無功指令電流和所述無功反饋電流進行比較調(diào)節(jié)，并輸出無功指令電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓外環(huán)控制器包括順次連接的第一減法器和第一PI調(diào)節(jié)器；所述第一減法器用于將所述電網(wǎng)側(cè)電壓矢量模值和所述功率繞組側(cè)電壓矢量模值進行比較并輸出模值比較結(jié)果給所述第一PI調(diào)節(jié)器；所述第一PI調(diào)節(jié)器用于對所述模值比較結(jié)果進行調(diào)節(jié)并輸出所述無功指令電流。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括功率調(diào)節(jié)模塊；所述功率調(diào)節(jié)模塊與所述電流內(nèi)環(huán)控制器連接；所述功率調(diào)節(jié)模塊用于功率給定值與電網(wǎng)側(cè)功率進行比較調(diào)節(jié)后生成功率調(diào)節(jié)指令電流；所述控制模塊用于在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)預(yù)設(shè)時長后控制所述功率調(diào)節(jié)模塊將所述功率調(diào)節(jié)指令電流輸出給所述電流內(nèi)環(huán)控制器；所述電流內(nèi)環(huán)控制器還用于根據(jù)所述功率調(diào)節(jié)指令電流和功率繞組側(cè)的有功反饋電流生成有功指令電壓；所述PWM調(diào)制器用于根據(jù)所述無功指令電壓、所述有功指令電壓和所述相位控制指令生成開關(guān)指令。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述功率調(diào)節(jié)模塊包括功率計算單元、比較單元、第二PI調(diào)節(jié)器和功率控制切換單元；所述功率計算單元用于計算所述電網(wǎng)側(cè)功率并輸出給所述比較單元；所述比較單元用于將所述功率給定值與所述電網(wǎng)側(cè)功率比較并輸出功率比較結(jié)果；所述第二PI調(diào)節(jié)器則用于對所述輸出功率比較結(jié)果進行調(diào)節(jié)，并輸出功率調(diào)節(jié)指令電流；所述功率控制切換單元的第一觸點為置零端；所述功率控制切換單元第二觸點與所述第二PI調(diào)節(jié)器連接；所述功率控制切換單元的輸出端與所述電流內(nèi)環(huán)控制器的輸入端連接；所述控制模塊用于控制所述功率控制切換單元在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)前接通所述第一觸點，并在所述無刷雙饋電機并網(wǎng)預(yù)設(shè)時長后斷開所述第一觸點且接通所述第二觸點。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無刷雙饋電機的并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電流內(nèi)環(huán)控制器包括d軸電流內(nèi)環(huán)控制...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭偉，孔銘，徐海波，王雪帆，
申請(專利權(quán))人：易事特集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44