一種無刷雙饋感應電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無刷雙饋感應電機，其信號輸入端輸出至一速度PI調(diào)節(jié)器，速度PI調(diào)節(jié)器串接一轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器，所述轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器連接至一控制繞組磁鏈增量計算器，所述控制繞組磁鏈增量計算器連接一空間電壓矢量計算器，所述空間電壓矢量計算器連接有空間矢量脈寬調(diào)制器，所述空間矢量脈寬調(diào)制器通過一功率放大器輸出至電機，電機的出端接有負載，電網(wǎng)接入端輸出至電機，電機、電網(wǎng)及功率放大器通過各種反饋方式結(jié)合無功調(diào)節(jié)器構(gòu)成多個反饋線路，該實用新型提出了一種無功功率的控制方法，使得該控制系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的控制，而且能夠?qū)崿F(xiàn)無功功率的控制，該控制方法簡單易行，起動及并網(wǎng)時電流沖擊小，滿足了系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。
【專利說明】
一種無刷雙饋感應電機
技術(shù)領域
[0001 ]本實用新型涉及感應電機技術(shù)領域，具體為一種無刷雙饋感應電機。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷雙饋電機(以下簡稱BDFM)是近年來廣受矚目的一種新型電機，其結(jié)構(gòu)是定子上有兩套相互獨立的不同極數(shù)的三相對稱繞組，即功率繞組和控制繞組，分別由電網(wǎng)和變頻器供電。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種，一種為磁阻轉(zhuǎn)子(以下簡稱BDFRM)，另一類為籠型轉(zhuǎn)子(以下簡稱BDF頂)，BDFM沒有電刷，所需逆變器容量較小且功率因數(shù)可調(diào)，可用在變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)和大容量的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，BDFM控制策略的研究是其能否得到廣泛應用的關鍵，，自從20世紀90年代BDFM兩軸動態(tài)數(shù)學模型建立之后，其控制策略的研究就進入了快速發(fā)展時期，主要集中在矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制上。由于無刷雙饋電機功率因數(shù)可控，因此無功功率可以調(diào)節(jié)，進一步簡化感應電機的結(jié)構(gòu)，提高感應電機的性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對以上問題，本實用新型提供了一種無刷雙饋感應電機，在BDF頂?shù)拈g接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，在功率繞組靜止坐標系推導了功率繞組無功功率與控制繞組磁鏈之間的關系，設計了無功功率的控制器，提出了一種無功功率的控制方法，使得該控制系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的控制，而且能夠?qū)崿F(xiàn)無功功率的控制，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種無刷雙饋感應電機，包括信號輸入端，電網(wǎng)接入端，電機，無功輸入端和負載，所述信號輸入端輸出至一速度PI調(diào)節(jié)器，所述速度PI調(diào)節(jié)器串接一轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器，所述轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器連接至一控制繞組磁鏈增量計算器，所述控制繞組磁鏈增量計算器連接一空間電壓矢量計算器，所述空間電壓矢量計算器連接有空間矢量脈寬調(diào)制器，所述空間矢量脈寬調(diào)制器通過一功率放大器輸出至電機，電機的出端接有負載，電網(wǎng)接入端輸出至電機，電機的輸出端與速度PI調(diào)節(jié)器的輸出相連，同時所述電機的輸出端經(jīng)一控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器連接控制繞組磁鏈增量計算器，所述功率放大器和電網(wǎng)接入端經(jīng)過同一個3/2接線開關連接至磁鏈觀測電路，所述3/2接線開關同時輸出至一轉(zhuǎn)矩觀測電路，所述3/2接線開關另外又連接一無功功率觀測器，所述無功功率觀測器輸出至一無功PI調(diào)節(jié)器，所述無功輸入端連接至所述無功PI調(diào)節(jié)器，無功PI調(diào)節(jié)器和所述磁鏈觀測電路同時連接至一磁鏈PI調(diào)節(jié)器，磁鏈PI調(diào)節(jié)器輸出至控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器，磁鏈觀測電路同時直接連接控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器，磁鏈觀測電路另外與轉(zhuǎn)矩觀測電路相連，所述轉(zhuǎn)矩觀測電路與轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器的輸入端相連。
[0005]作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電機的輸出端與速度PI調(diào)節(jié)器的輸出相連形成負反饋連接。
[0006]作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述轉(zhuǎn)矩觀測電路與轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器的輸入端相連形成負反饋連接。
[0007]作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述無功功率觀測器輸出至一無功PI調(diào)節(jié)器形成負反饋連接。
[0008]作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器連接繞組磁鏈增量計算器的輸入端形成正反饋連接。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型提出了一種無功功率的控制方法，使得該控制系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的控制，而且能夠?qū)崿F(xiàn)無功功率的控制，和雙饋感應電機相比，大大提高了運行可靠性，磁鏈環(huán)節(jié)的外面增加了無功功率控制環(huán)，即磁鏈的給定值是無功功率PI調(diào)節(jié)器的輸出值，這樣就可以對無功功率進行控制，轉(zhuǎn)矩環(huán)為速度環(huán)的內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)提供了限流功能并提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能。【附圖說明】[〇〇1〇]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖。[0011 ]圖中:卜信號輸入端;2-電網(wǎng)接入端;3-電機;4-無功輸入端;5-負載;6-速度PI調(diào)節(jié)器;7-轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器;8-控制繞組磁鏈增量計算器;9-空間電壓矢量計算器；10-空間矢量脈寬調(diào)制器;11-功率放大器;12-控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器;13-3/2接線開關；14-磁鏈觀測電路；15-轉(zhuǎn)矩觀測電路；16-無功功率觀測器;17-無功PI調(diào)節(jié)器;18-磁鏈PI調(diào)節(jié)器?！揪唧w實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。[0〇13] 實施例:
[0014]請參閱圖1，本實用新型提供一種技術(shù)方案:一種無刷雙饋感應電機，包括信號輸入端1，電網(wǎng)接入端2,電機3,無功輸入端4和負載5,所述信號輸入端1輸出至一速度PI調(diào)節(jié)器6,所述速度PI調(diào)節(jié)器6串接一轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器7,所述轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器7連接至一控制繞組磁鏈增量計算器8,所述控制繞組磁鏈增量計算器8連接一空間電壓矢量計算器9,所述空間電壓矢量計算器9連接有空間矢量脈寬調(diào)制器10,所述空間矢量脈寬調(diào)制器10通過一功率放大器11輸出至電機3，電機3的出端接有負載5，電網(wǎng)接入端2輸出至電機3，電機3的輸出端與速度PI調(diào)節(jié)器6的輸出相連，同時所述電機3的輸出端經(jīng)一控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器 12連接控制繞組磁鏈增量計算器8,所述功率放大器11和電網(wǎng)接入端2經(jīng)過同一個3/2接線開關13連接至磁鏈觀測電路14,所述3/2接線開關13同時輸出至一轉(zhuǎn)矩觀測電路15,所述3/ 2接線開關13另外又連接一無功功率觀測器16,所述無功功率觀測器16輸出至一無功PI調(diào)節(jié)器17,所述無功輸入端4連接至所述無功PI調(diào)節(jié)器17,無功PI調(diào)節(jié)器17和所述磁鏈觀測電路14同時連接至一磁鏈PI調(diào)節(jié)器18,磁鏈PI調(diào)節(jié)器18輸出至控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器12,磁鏈觀測電路14同時直接連接控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器12,磁鏈觀測電路14 另外與轉(zhuǎn)矩觀測電路15相連，所述轉(zhuǎn)矩觀測電路15與轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器7的輸入端相連。
[0015]電機3的輸出端與速度PI調(diào)節(jié)器6的輸出相連形成負反饋連接，轉(zhuǎn)矩觀測電路15與轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器7的輸入端相連形成負反饋連接，無功功率觀測器16輸出至一無功PI調(diào)節(jié)器17形成負反饋連接，所述控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器12連接繞組磁鏈增量計算器的輸入端形成正反饋連接。磁鏈環(huán)節(jié)的外面增加了無功功率控制環(huán)，即磁鏈的給定值是無功功率PI調(diào)節(jié)器的輸出值，這樣就可以對無功功率進行控制，轉(zhuǎn)矩環(huán)為速度環(huán)的內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)提供了限流功能并提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能，該控制方法簡單易行，起動及并網(wǎng)時電流沖擊小，滿足了系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。
[0016]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無刷雙饋感應電機，包括信號輸入端(1)，電網(wǎng)接入端(2)，電機(3)，無功輸入端 (4)和負載(5)，所述信號輸入端(1)輸出至一速度PI調(diào)節(jié)器(6)，所述速度PI調(diào)節(jié)器(6)串接 一轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器(7)，所述轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器(7)連接至一控制繞組磁鏈增量計算器(8)，所述控 制繞組磁鏈增量計算器(8)連接一空間電壓矢量計算器(9)，所述空間電壓矢量計算器(9) 連接有空間矢量脈寬調(diào)制器(10)，所述空間矢量脈寬調(diào)制器(10)通過一功率放大器(11)輸 出至電機(3)，電機(3)的出端接有負載(5)，電網(wǎng)接入端(2)輸出至電機(3)，電機(3)的輸出 端與速度PI調(diào)節(jié)器(6)的輸出相連，同時所述電機(3)的輸出端經(jīng)一控制繞組磁鏈靜態(tài)角增 量計算器(12)連接控制繞組磁鏈增量計算器(8)，所述功率放大器(11)和電網(wǎng)接入端(2)經(jīng) 過同一個3/2接線開關(13)連接至磁鏈觀測電路(14)，所述3/2接線開關(13)同時輸出至一 轉(zhuǎn)矩觀測電路(15)，所述3/2接線開關(13)另外又連接一無功功率觀測器(16)，所述無功功 率觀測器(16)輸出至一無功PI調(diào)節(jié)器(17)，所述無功輸入端(4)連接至所述無功PI調(diào)節(jié)器 (17)，無功PI調(diào)節(jié)器(17)和所述磁鏈觀測電路(14)同時連接至一磁鏈PI調(diào)節(jié)器(18)，磁鏈 PI調(diào)節(jié)器(18)輸出至控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器(12)，磁鏈觀測電路(14)同時直接連 接控制繞組磁鏈靜態(tài)角增量計算器(12)，磁鏈觀測電路(14)另外與轉(zhuǎn)矩觀測電路(15)相 連，所述轉(zhuǎn)矩觀測電路(15)與轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器(7)的輸入端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷雙饋感應電機，其特征在于:所述電機(3)的輸出端 與速度PI調(diào)節(jié)器(6)的輸出相連形成負反饋連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷雙饋感應電機，其特征在于:所述轉(zhuǎn)矩觀測電路(15) 與轉(zhuǎn)矩PI調(diào)節(jié)器(7)的輸入端相連形成負反饋連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷雙饋感應電機，其特征在于:所述無功功率觀測器 (16)輸出至一無功PI調(diào)節(jié)器(17)形成負反饋連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷雙饋感應電機，其特征在于:所述控制繞組磁鏈靜態(tài) 角增量計算器(12)連接繞組磁鏈增量計算器的輸入端形成正反饋連接。
【文檔編號】H02P21/00GK205622562SQ201620401891
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】邱立坤
【申請人】愈富制造（河源）有限公司