[发明专利]一种无刷双馈发电机系统及其控制方法

权利要求书

1.一种无刷双馈发电机系统，其特征在于，包括：拓扑模块和控制模块；

所述拓扑模块包括无刷双馈发电机、二象限变流器、直流母线电容和三相不控整流桥；

无刷双馈发电机控制绕组与二象限变流器的交流侧相连；三相不控整流桥的交流侧与无刷双馈发电机功率绕组相连；二象限变流器的直流侧、三相不控整流桥的直流侧与直流母线电容并联；

二象限变流器用于根据PWM脉冲调制信号为控制绕组提供励磁电流；

直流母线电容用于将直流电压中的谐波分量滤除并储能；

三相不控整流桥用于将功率绕组侧输出的交流电压变换为直流电压；

拓扑模块用于根据控制模块提供的PWM脉冲调制信号控制无刷双馈发电机；

其中，电机转速、功率绕组额定频率与控制绕组频率的关系为：

当无刷双馈发电机转速时，控制绕组频率为：ω_c＝ω_r(p_p+p_c)-ω_pN；

当无刷双馈发电机转速时，控制绕组频率为：ω_c＝0；

其中，ω_pN为功率绕组额定频率；ω_r为电机转速；ω_c为控制绕组频率；p_p和p_c分别为无刷双馈发电机功率绕组和控制绕组的极对数。

2.根据权利要求1所述的无刷双馈发电机系统，其特征在于，所述控制模块包括：

直流输出电压控制模块，用于将直流母线电压的参考值与反馈值作差后，经过PI控制，获取控制绕组电流的d轴分量参考值；

控制绕组电流控制模块，用于将控制绕组电流的d轴分量参考值与d轴分量反馈值作差后，经过PI控制，获取控制绕组电压d轴分量参考值；

且将控制绕组电流的q轴分量参考值与q轴分量反馈值作差后，经过PI控制获取控制绕组电压q轴分量参考值；

控制绕组电压变换模块用于将控制绕组电压d轴分量参考值和q轴分量参考值变换为控制绕组电压的α轴分量参考值和β轴分量参考值；

控制绕组电流变换模块，用于将从控制绕组侧采集到的a相电流和b相电流变换为控制绕组电流的d轴分量反馈值和电流的q轴分量反馈值；

积分器用于对控制绕组频率积分得到控制绕组参考角度；

SVPWM发生器用于形成PWM脉冲调制信号；

控制绕组频率计算模块用于根据电机转速与功率绕组额定频率获取控制绕组频率。

3.根据权利要求2所述的无刷双馈发电机系统，其特征在于，所述直流输出电压控制模块包括低通滤波器、第一加法器和第一PI调节器；

低通滤波器对直流母线电压的反馈值进行滤波处理；

第一加法器用于计算低通滤波处理后的直流母线电压的反馈值U′_dc与参考值的差值；

第一PI调节器通过对第一加法器获得的差值进行PI控制，输出控制绕组电流的d轴分量参考值

4.根据权利要求2所述的无刷双馈发电机系统，其特征在于，所述控制绕组电流控制模块包括第二加法器、第三加法器、第二PI调节器和第三PI调节器；

所述第二加法器用于将控制绕组电流的d轴分量参考值与d轴分量反馈值i_cd作差；

所述第二PI调节器用于对第二加法器获取的差值做PI控制，获取控制绕组电压d轴分量参考值

所述第三加法器用于对控制绕组电流的q轴分量参考值与q轴分量反馈值i_cq作差；

所述第三PI调节器用于对所述第三加法器获取的差值做PI控制，获取控制绕组电压q轴分量参考值

其中，控制绕组电流的q轴分量参考值等于0。