[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

说明书

本发明提出了一种高压无刷双馈电机重载启动控制系统和方法，该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，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。其使得高压无刷双馈电机在重载的情况下也可以启动。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种高压无刷双馈电机重载启动控制系统和方法。

背景技术

高压无刷双馈电机应用在变频调速领域，主要是利用具有两套定子绕组的特点，一套高压定子绕组为功率绕组，一般接高压电网，另一套为低压定子绕组为控制绕组，接一般接低压变频器，高压无刷双馈电机调速时通过低压变频装置调节控制绕组电源频率达到调速目的。

众所周知，一般低压变频器输出电压在400V左右，而高压无刷双馈电机功率绕组接10kV电网。高压无刷双馈电机一般应用于风机水泵的拖动，其调速范围一般在水泵额定转速20％范围内进行调速，而通过高压无刷双馈电机对其进行调速，只需要提供对应电机的转差功率就接可以满足调速要求，例如500kW的高压无刷双馈电机，当电机运行在同步转速时，低压变频器只需要提供励磁电流，而当转速在同步转速20％以上时，控制绕组需要提供的功率为功率绕组的20％。因此大大节约了调速成本。而高压无刷双馈电机应用于水泵和风机拖动最大的问题就是带重载启动问题，例如潜水泵在启动过程中的启动转矩非常大，采用异步启动无法满足启动转矩要求。目前公开的方法中主要有在控制绕组串接电阻进行启动、采用虚拟电阻进行启动或采用变频器功率开关下桥臂短接进行启动。这些启动方法均有一定的局限性，主要表现为当电机带重载时无法启动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种高压无刷双馈电机重载启动控制系统和方法，其使得高压无刷双馈电机在重载的情况下也可以启动。

本发明的解决方案是这样实现的：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，其中，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。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，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。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，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。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，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。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，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。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，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。