一种无刷双馈感应电机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无刷双馈感应电机，其信号输入端输出至一速度PI调节器，速度PI调节器串接一转矩PI调节器，所述转矩PI调节器连接至一控制绕组磁链增量计算器，所述控制绕组磁链增量计算器连接一空间电压矢量计算器，所述空间电压矢量计算器连接有空间矢量脉宽调制器，所述空间矢量脉宽调制器通过一功率放大器输出至电机，电机的出端接有负载，电网接入端输出至电机，电机、电网及功率放大器通过各种反馈方式结合无功调节器构成多个反馈线路，该实用新型提出了一种无功功率的控制方法，使得该控制系统不仅能够实现转速、转矩的控制，而且能够实现无功功率的控制，该控制方法简单易行，起动及并网时电流冲击小，满足了系统的动静态性能。
【专利说明】
一种无刷双馈感应电机
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及感应电机技术领域，具体为一种无刷双馈感应电机。
【背景技术】
[0002]无刷双馈电机(以下简称BDFM)是近年来广受瞩目的一种新型电机，其结构是定子上有两套相互独立的不同极数的三相对称绕组，即功率绕组和控制绕组，分别由电网和变频器供电。转子结构有两种，一种为磁阻转子(以下简称BDFRM)，另一类为笼型转子(以下简称BDF頂)，BDFM没有电刷，所需逆变器容量较小且功率因数可调，可用在变速恒频风力发电系统和大容量的变频调速系统中，BDFM控制策略的研究是其能否得到广泛应用的关键，，自从20世纪90年代BDFM两轴动态数学模型建立之后，其控制策略的研究就进入了快速发展时期，主要集中在矢量控制和直接转矩控制上。由于无刷双馈电机功率因数可控，因此无功功率可以调节，进一步简化感应电机的结构，提高感应电机的性能。
【实用新型内容】
[0003]针对以上问题，本实用新型提供了一种无刷双馈感应电机，在BDF頂的间接转矩控制系统中，在功率绕组静止坐标系推导了功率绕组无功功率与控制绕组磁链之间的关系，设计了无功功率的控制器，提出了一种无功功率的控制方法，使得该控制系统不仅能够实现转速、转矩的控制，而且能够实现无功功率的控制，可以有效解决【背景技术】中的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种无刷双馈感应电机，包括信号输入端，电网接入端，电机，无功输入端和负载，所述信号输入端输出至一速度PI调节器，所述速度PI调节器串接一转矩PI调节器，所述转矩PI调节器连接至一控制绕组磁链增量计算器，所述控制绕组磁链增量计算器连接一空间电压矢量计算器，所述空间电压矢量计算器连接有空间矢量脉宽调制器，所述空间矢量脉宽调制器通过一功率放大器输出至电机，电机的出端接有负载，电网接入端输出至电机，电机的输出端与速度PI调节器的输出相连，同时所述电机的输出端经一控制绕组磁链静态角增量计算器连接控制绕组磁链增量计算器，所述功率放大器和电网接入端经过同一个3/2接线开关连接至磁链观测电路，所述3/2接线开关同时输出至一转矩观测电路，所述3/2接线开关另外又连接一无功功率观测器，所述无功功率观测器输出至一无功PI调节器，所述无功输入端连接至所述无功PI调节器，无功PI调节器和所述磁链观测电路同时连接至一磁链PI调节器，磁链PI调节器输出至控制绕组磁链静态角增量计算器，磁链观测电路同时直接连接控制绕组磁链静态角增量计算器，磁链观测电路另外与转矩观测电路相连，所述转矩观测电路与转矩PI调节器的输入端相连。
[0005]作为本实用新型一种优选的技术方案，所述电机的输出端与速度PI调节器的输出相连形成负反馈连接。
[0006]作为本实用新型一种优选的技术方案，所述转矩观测电路与转矩PI调节器的输入端相连形成负反馈连接。
[0007]作为本实用新型一种优选的技术方案，所述无功功率观测器输出至一无功PI调节器形成负反馈连接。
[0008]作为本实用新型一种优选的技术方案，所述控制绕组磁链静态角增量计算器连接绕组磁链增量计算器的输入端形成正反馈连接。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型提出了一种无功功率的控制方法，使得该控制系统不仅能够实现转速、转矩的控制，而且能够实现无功功率的控制，和双馈感应电机相比，大大提高了运行可靠性，磁链环节的外面增加了无功功率控制环，即磁链的给定值是无功功率PI调节器的输出值，这样就可以对无功功率进行控制，转矩环为速度环的内环，转矩内环提供了限流功能并提高了系统的动态性能。【附图说明】[〇〇1〇]图1为本实用新型结构不意图。[0011 ]图中:卜信号输入端;2-电网接入端;3-电机;4-无功输入端;5-负载;6-速度PI调节器;7-转矩PI调节器;8-控制绕组磁链增量计算器;9-空间电压矢量计算器；10-空间矢量脉宽调制器;11-功率放大器;12-控制绕组磁链静态角增量计算器;13-3/2接线开关；14-磁链观测电路；15-转矩观测电路；16-无功功率观测器;17-无功PI调节器;18-磁链PI调节器。【具体实施方式】
[0012]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0〇13] 实施例:
[0014]请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案:一种无刷双馈感应电机，包括信号输入端1，电网接入端2,电机3,无功输入端4和负载5,所述信号输入端1输出至一速度PI调节器6,所述速度PI调节器6串接一转矩PI调节器7,所述转矩PI调节器7连接至一控制绕组磁链增量计算器8,所述控制绕组磁链增量计算器8连接一空间电压矢量计算器9,所述空间电压矢量计算器9连接有空间矢量脉宽调制器10,所述空间矢量脉宽调制器10通过一功率放大器11输出至电机3，电机3的出端接有负载5，电网接入端2输出至电机3，电机3的输出端与速度PI调节器6的输出相连，同时所述电机3的输出端经一控制绕组磁链静态角增量计算器 12连接控制绕组磁链增量计算器8,所述功率放大器11和电网接入端2经过同一个3/2接线开关13连接至磁链观测电路14,所述3/2接线开关13同时输出至一转矩观测电路15,所述3/ 2接线开关13另外又连接一无功功率观测器16,所述无功功率观测器16输出至一无功PI调节器17,所述无功输入端4连接至所述无功PI调节器17,无功PI调节器17和所述磁链观测电路14同时连接至一磁链PI调节器18,磁链PI调节器18输出至控制绕组磁链静态角增量计算器12,磁链观测电路14同时直接连接控制绕组磁链静态角增量计算器12,磁链观测电路14 另外与转矩观测电路15相连，所述转矩观测电路15与转矩PI调节器7的输入端相连。
[0015]电机3的输出端与速度PI调节器6的输出相连形成负反馈连接，转矩观测电路15与转矩PI调节器7的输入端相连形成负反馈连接，无功功率观测器16输出至一无功PI调节器17形成负反馈连接，所述控制绕组磁链静态角增量计算器12连接绕组磁链增量计算器的输入端形成正反馈连接。磁链环节的外面增加了无功功率控制环，即磁链的给定值是无功功率PI调节器的输出值，这样就可以对无功功率进行控制，转矩环为速度环的内环，转矩内环提供了限流功能并提高了系统的动态性能，该控制方法简单易行，起动及并网时电流冲击小，满足了系统的动静态性能。
[0016]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无刷双馈感应电机，包括信号输入端(1)，电网接入端(2)，电机(3)，无功输入端 (4)和负载(5)，所述信号输入端(1)输出至一速度PI调节器(6)，所述速度PI调节器(6)串接 一转矩PI调节器(7)，所述转矩PI调节器(7)连接至一控制绕组磁链增量计算器(8)，所述控 制绕组磁链增量计算器(8)连接一空间电压矢量计算器(9)，所述空间电压矢量计算器(9) 连接有空间矢量脉宽调制器(10)，所述空间矢量脉宽调制器(10)通过一功率放大器(11)输 出至电机(3)，电机(3)的出端接有负载(5)，电网接入端(2)输出至电机(3)，电机(3)的输出 端与速度PI调节器(6)的输出相连，同时所述电机(3)的输出端经一控制绕组磁链静态角增 量计算器(12)连接控制绕组磁链增量计算器(8)，所述功率放大器(11)和电网接入端(2)经 过同一个3/2接线开关(13)连接至磁链观测电路(14)，所述3/2接线开关(13)同时输出至一 转矩观测电路(15)，所述3/2接线开关(13)另外又连接一无功功率观测器(16)，所述无功功 率观测器(16)输出至一无功PI调节器(17)，所述无功输入端(4)连接至所述无功PI调节器 (17)，无功PI调节器(17)和所述磁链观测电路(14)同时连接至一磁链PI调节器(18)，磁链 PI调节器(18)输出至控制绕组磁链静态角增量计算器(12)，磁链观测电路(14)同时直接连 接控制绕组磁链静态角增量计算器(12)，磁链观测电路(14)另外与转矩观测电路(15)相 连，所述转矩观测电路(15)与转矩PI调节器(7)的输入端相连。2.根据权利要求1所述的一种无刷双馈感应电机，其特征在于:所述电机(3)的输出端 与速度PI调节器(6)的输出相连形成负反馈连接。3.根据权利要求1所述的一种无刷双馈感应电机，其特征在于:所述转矩观测电路(15) 与转矩PI调节器(7)的输入端相连形成负反馈连接。4.根据权利要求1所述的一种无刷双馈感应电机，其特征在于:所述无功功率观测器 (16)输出至一无功PI调节器(17)形成负反馈连接。5.根据权利要求1所述的一种无刷双馈感应电机，其特征在于:所述控制绕组磁链静态 角增量计算器(12)连接绕组磁链增量计算器的输入端形成正反馈连接。
【文档编号】H02P21/00GK205622562SQ201620401891
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】邱立坤
【申请人】愈富制造（河源）有限公司