1.一種基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,包括全功率變流器、異步發(fā)電機(jī)、小汽輪機(jī)和控制器,所述異步發(fā)電機(jī)與小汽輪機(jī)相連以匹配轉(zhuǎn)速參數(shù),所述異步發(fā)電機(jī)與全功率變流器連接進(jìn)行電壓電流等級(jí)匹配;所述的全功率變流器與電網(wǎng)相連進(jìn)行電壓等級(jí)匹配,異步發(fā)電機(jī)通過全功率變流器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制和將多余小汽輪機(jī)功率發(fā)電上網(wǎng),所述控制器通過控制全功率變流器從而控制異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,所述的全功率變流器包括兩個(gè)電壓源型變流器,分別為網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器,兩者通過共用直流側(cè)電容形成背靠背結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,所述全功率變流器與電網(wǎng)通過平波電抗器或變壓器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,所述的控制器包括網(wǎng)側(cè)變流器控制器,所述網(wǎng)側(cè)變流器控制器包括:
電流采集模塊,用于采集全功率變流器交流側(cè)電流ia、ib、ic;
電壓采集模塊,用于采集全功率變流器直流側(cè)電壓νdc;
電壓閉環(huán)控制模塊,所述電壓采集模塊輸出端接入電壓閉環(huán)控制模塊的輸入端,用于將給定電壓νdc*和實(shí)測(cè)電壓νdc之差轉(zhuǎn)化成d軸電流分量指令ird*;
Clarke變換模塊和Park變換模塊,所述的電流采集模塊的輸出端接入Clarke變換模塊的輸入端,Clarke變換模塊的輸出端接入Park模塊的輸入端,用于將交流電流ia、ib、ic變換為d-q坐標(biāo)下的值ird和irq;
電流閉環(huán)控制模塊,所述的電流閉環(huán)控制模塊包括d軸電流閉環(huán)控制模塊、q軸電流閉環(huán)控制模塊,所述電壓閉環(huán)控制模塊的輸出指令ird*接入d軸電流閉環(huán)控制模塊的輸入端,用于將d軸電流分量指令ird*與實(shí)際ird的差轉(zhuǎn)化為d軸電壓指令νd,并將q軸電流分量指令irq*與實(shí)際irq的差轉(zhuǎn)化為q軸電壓指令νq;
Park逆變換模塊,用于將電壓指令νd和νq轉(zhuǎn)化為靜止坐標(biāo)系下的兩相電壓;
SVPWM模塊,所述的Park逆變換器的輸出端接入SVPWM模塊的輸入端,所述的SVPWM模塊的輸出端接入網(wǎng)側(cè)變流器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,所述控制器包括機(jī)側(cè)變流器控制器,所述機(jī)側(cè)變流器控制器包括:
電流采集模塊,用于采集電機(jī)定子電流iA、iB、iC;
轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊,用于測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速ωm;
Clarke變換模塊和Park變換模塊,所述的電流采集模塊的輸出端接入Clarke變換模塊的輸入端,Clarke變換模塊的輸出端接入Park模塊的輸入端,用于將電流iA、iB、iC變換為M-T坐標(biāo)下的值M軸分量ism和T軸分量ist;
磁鏈位置觀測(cè)模塊,所述的Park變換模塊的輸出端和轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊的輸出端接入磁鏈位置觀測(cè)模塊的輸入端,所述的磁鏈位置觀測(cè)模塊輸出轉(zhuǎn)子磁鏈φr;
轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制模塊,所述轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊的輸出端接入轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制模塊的輸入端,用于將給定轉(zhuǎn)速ωm*和實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速ωm之差轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)矩參考指令Te*,并通過磁鏈位置觀測(cè)模塊輸出的磁鏈φr解耦得到定子電流的T軸分量指令ist*;
磁鏈閉環(huán)控制模塊,磁鏈位置觀測(cè)模塊的輸出端接入磁鏈閉環(huán)控制模塊,用于將給定轉(zhuǎn)子磁鏈φr*與磁鏈位置觀測(cè)模塊輸出的轉(zhuǎn)子磁鏈φr的差轉(zhuǎn)化成M軸分量指令ism*;
電流閉環(huán)控制模塊,所述的電流閉環(huán)控制模塊包括M軸電流閉環(huán)控制模塊、T軸電流閉環(huán)控制模塊,用于將M軸電流分量指令ism*與實(shí)際ism的差轉(zhuǎn)化為M軸電壓指令usm*,并將T軸電流分量指令ist*與實(shí)際ist的差轉(zhuǎn)化為T軸電壓指令ust*;
Park逆變換模塊,用于將電壓指令ust*和usm*轉(zhuǎn)化為電壓usα和usβ;
SVPWM模塊,所述的Park逆變換器的輸出端接入SVPWM模塊的輸入端,所述的SVPWM模塊的輸出端接入機(jī)側(cè)變流器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,所述的控制器包括網(wǎng)側(cè)變流器控制器和機(jī)側(cè)變流器控制器,所述網(wǎng)側(cè)變流器控制器包括:
網(wǎng)側(cè)電流采集模塊,用于采集全功率變流器交流側(cè)電流ia、ib、ic;
網(wǎng)側(cè)電壓采集模塊,用于采集全功率變流器直流側(cè)電壓νdc;
網(wǎng)側(cè)電壓閉環(huán)控制模塊,所述網(wǎng)側(cè)電壓采集模塊輸出端接入電壓閉環(huán)控制模塊的輸入端,用于將給定電壓νdc*和實(shí)測(cè)電壓νdc之差轉(zhuǎn)化成d軸電流分量指令ird*;
網(wǎng)側(cè)Clarke變換模塊和機(jī)側(cè)Park變換模塊,所述的網(wǎng)側(cè)電流采集模塊的輸出端接入Clarke變換模塊的輸入端,Clarke變換模塊的輸出端接入Park模塊的輸入端,用于將交流電流ia、ib、ic變換為d-q坐標(biāo)下的值ird和irq;
網(wǎng)側(cè)電流閉環(huán)控制模塊,所述的電流閉環(huán)控制模塊包括d軸電流閉環(huán)控制模塊、q軸電流閉環(huán)控制模塊,所述電壓閉環(huán)控制模塊的輸出指令ird*接入d軸電流閉環(huán)控制模塊的輸入端,用于將d軸電流分量指令ird*與實(shí)際ird的差轉(zhuǎn)化為d軸電壓指令νd,并將q軸電流分量指令irq*與實(shí)際irq的差轉(zhuǎn)化為q軸電壓指令νq;
網(wǎng)側(cè)Park逆變換模塊,用于將電壓指令νd和νq轉(zhuǎn)化為靜止坐標(biāo)系下的兩相電壓;
網(wǎng)側(cè)SVPWM模塊,所述的網(wǎng)側(cè)Park逆變換器的輸出端接入SVPWM模塊的輸入端,所述的網(wǎng)側(cè)SVPWM模塊的輸出端接入網(wǎng)側(cè)變流器;和所述機(jī)側(cè)變流器控制器包括:
機(jī)側(cè)電流采集模塊,用于采集電機(jī)定子電流iA、iB、iC;
機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊,用于測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速ωm;
機(jī)側(cè)Clarke變換模塊和機(jī)側(cè)Park變換模塊,所述的機(jī)側(cè)電流采集模塊的輸出端接入Clarke變換模塊的輸入端,Clarke變換模塊的輸出端接入Park模塊的輸入端,用于將電流iA、iB、iC變換為M-T坐標(biāo)下的值M軸分量ism和T軸分量ist;
磁鏈位置觀測(cè)模塊,所述的Park變換模塊的輸出端和轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊的輸出端接入磁鏈位置觀測(cè)模塊的輸入端,所述的磁鏈位置觀測(cè)模塊輸出轉(zhuǎn)子磁鏈φr;
轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制模塊,所述轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊的輸出端接入轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制模塊的輸入端,用于將給定轉(zhuǎn)速ωm*和實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速ωm之差轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)矩參考指令Te*,并通過磁鏈位置觀測(cè)模塊輸出的磁鏈φr解耦得到定子電流的T軸分量指令ist*;
磁鏈閉環(huán)控制模塊,磁鏈位置觀測(cè)模塊的輸出端接入磁鏈閉環(huán)控制模塊,用于將給定轉(zhuǎn)子磁鏈φr*與磁鏈位置觀測(cè)模塊輸出的轉(zhuǎn)子磁鏈φr的差轉(zhuǎn)化成M軸分量指令ism*;
機(jī)側(cè)電流閉環(huán)控制模塊,所述的機(jī)側(cè)電流閉環(huán)控制模塊包括M軸電流閉環(huán)控制模塊、T軸電流閉環(huán)控制模塊,用于將M軸電流分量指令ism*與實(shí)際ism的差轉(zhuǎn)化為M軸電壓指令usm*,并將T軸電流分量指令ist*與實(shí)際ist的差轉(zhuǎn)化為T軸電壓指令ust*;
機(jī)側(cè)Park逆變換模塊,用于將電壓指令ust*和usm*轉(zhuǎn)化為電壓usα和usβ;
機(jī)側(cè)SVPWM模塊,所述的機(jī)側(cè)Park逆變換器的輸出端接入機(jī)側(cè)SVPWM模塊的輸入端,所述的機(jī)側(cè)SVPWM模塊的輸出端接入機(jī)側(cè)變流器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,還包括給水泵,所述給水泵、小汽輪機(jī)、異步發(fā)電機(jī)同軸相連,通過控制異步發(fā)電機(jī)的輸出,從而控制所述小汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而控制所述給水泵的轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,所述小汽輪機(jī)設(shè)有進(jìn)氣管道,所述進(jìn)氣管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,設(shè)置的全功率變流器具有調(diào)節(jié)電機(jī)功率的作用。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的基于異步電機(jī)全功率變流器調(diào)速的回?zé)嵝∑啓C(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,所述的異步發(fā)電機(jī)與全功率變流器直接連接或配置有變壓器。