[发明专利]一种高压无刷双馈电机重载启动控制系统和方法

权利要求书

1.一种高压无刷双馈电机重载启动控制系统，包括变压器和变频器，所述变压器和变频器通过预充电电路相连，其特征在于，

所述变频器的输出端通过自耦变压器或隔离变压器与高压无刷双馈电机的控制绕组相连，变频器的输出端与自耦变压器或隔离变压器之间设置有投切接触器KM3，变频器的输出端与高压无刷双馈电机的控制绕组之间设置有旁路接触器KM4，所述高压无刷双馈电机的功率绕组通过高压断路器QF1与高压电网相连，所述变频器并对高压无刷双馈电机的功率绕组进行电压测量；

所述预充电电路连接在所述变压器的输出端和变频器的输入端之间，所述预充电电路包括投切接触器KM1和与投切接触器KM1并列的投切接触器KM2，所述投切接触器KM1的一端与变压器的输出端相连，另一端与变频器的输入端相连，所述投切接触器KM2的一端与变压器的输出端相连，另一端通过三相电阻与变频器的输入端相连；

当投切接触器KM3闭合，旁路接触器KM4断开，高压断路器QF1断开时，所述变频器通过自耦变压器或隔离变压器对高压无刷双馈电机的控制绕组进行励磁；控制励磁电流直到功率绕组电压矢量与电网电压矢量差值小于电网电压的10％，满足该条件后，变频器控制系统闭合功率绕组高压短路器QF1闭合。

2.根据权利要求1所述的高压无刷双馈电机重载启动控制系统，其特征在于，还包括速度位置传感器TW，用于测量高压无刷双馈电机的转子位置与转速。

3.根据权利要求2所述的高压无刷双馈电机重载启动控制系统，其特征在于，当投切接触器KM3闭合，旁路接触器KM4断开，高压断路器QF1闭合时，所述变频器通过控制高压无刷双馈电机的转矩电流进行对电机转子的速度控制。

4.根据权利要求3所述的高压无刷双馈电机重载启动控制系统，其特征在于，当电机转子的速度稳定后，将旁路接触器KM4闭合，同时迅速将投切接触器KM3断开，所述高压无刷双馈电机完成了带载启动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的高压无刷双馈电机重载启动控制系统，其特征在于，所述变频器的输出电压通过自耦变压器或隔离变压器升压后，大于高压电网电压通过电机感应到高压无刷双馈电机的控制绕组的电压。

6.根据权利要求5所述的高压无刷双馈电机重载启动控制系统，其特征在于，所述自耦变压器或隔离变压器电压变比与高压无刷双馈电机在静止状态下的电压变比满足如下关系：

其中，

变压器电机侧匝数，为自耦变压器或隔离变压器靠近高压无刷双馈电机一侧的变压器线圈匝数；

变压器变频器侧匝数，为自耦变压器或隔离变压器靠近变频器一侧的变压器线圈匝数；

电机控制绕组匝数，为高压无刷双馈电机控制绕组的匝数；

电机功率绕组匝数，为高压无刷双馈电机功率绕组的匝数。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的高压无刷双馈电机重载启动控制系统，其特征在于，所述变频器容量为所述高压无刷双馈电机的额定功率的一半。

8.一种高压无刷双馈电机重载启动控制方法，所述方法应用于上述权利要求1至7中任一项所述的高压无刷双馈电机重载启动控制系统，包括以下步骤：

S1、开机准备，确认高压断路器QF1为断开状态、旁路接触器KM4为断开状态；

S2、闭合投切接触器KM3，使高压无刷双馈电机的功率绕组电压升压；

S3、计算所述高压无刷双馈电机的功率绕组电压矢量与控制绕组电压矢量的差值△V；

S4、判断差值△V是否小于高压电网矢量幅值的10％，若是，则闭合高压断路器QF1，若否，则跳转到步骤S3；

S5、控制高压无刷双馈电机的转速，以使高压无刷双馈电机的转速达到同步转速；

S6、停止对高压无刷双馈电机进行速度和电流控制，将旁路接触器KM4闭合，同时迅速将投切接触器KM3断开，启动完成。