[发明专利]一种容错型瞬时转矩控制异步电机发电系统及其控制方法

摘要

本发明提供了一种容错型瞬时转矩控制异步电机发电系统及其控制方法，包括主电路、初始励磁电路、检测电路和控制电路；主电路包含异步电机、容错型变换器、第一母线电容、第二母线电容；容错型变换器由三相桥臂和一个双向晶闸管组成；异步电机发电系统在容错后容错型变换器由三相六开关变换器变为两相四开关变换器，只要根据两相四开关变换器电压矢量的特点重新设计新的最优电压矢量选择表，就可继续实现对异步电机发电系统瞬时转矩的快速控制，使容错后的异步电机发电系统保持控制算法简单、受电机参数影响小、动态特性好的优点。本发明设计合理、电路结构简单，成本增加有限，大大提高了异步电机发电系统的工作可靠性。

主权项

一种容错型瞬时转矩控制异步电机发电系统的控制方法，其特征在于：所述容错型瞬时转矩控制异步电机发电系统包括主电路、初始励磁电路、检测电路和控制电路；所述主电路包含异步电机、容错型变换器、第一母线电容、第二母线电容；容错型变换器包含第一相桥臂、第二相桥臂、第三相桥臂和一个双向晶闸管；第一相桥臂由第一熔断器、第一功率管、第二功率管和第二熔断器串联组成，第二相桥臂由第三熔断器、第三功率管、第四功率管和第四熔断器串联组成，第三相桥臂由第五熔断器、第五功率管、第六功率管和第六熔断器串联组成；第一母线电容的负极和第二母线电容的正极相连；三相桥臂的正极和第一母线电容的正极相连，作为直流电源输出的正极；三相桥臂的负极和第二母线电容的负极相连，作为直流电源输出的负极；三相桥臂中点分别接异电电机三相绕组的出线端；双向晶闸管接在异步电机中性点及第一母线电容和第二母线电容的连接点之间；所述初始励磁电路包含二极管和低压辅助电源，二极管的阳极和低压辅助电源的正极相连；二极管的阴极接直流电源输出的正极，低压辅助电源的负极接直流电源输出的负极；所述检测电路包含电流传感器、电压传感器、模/数转换器，电流传感器为三只交流霍尔电流传感器，连接在异步电机三相绕组输出端和容错型变换器三相桥臂中点的三根导线分别穿过三只电流传感器；电压传感器为一只直流霍尔电压传感器，其输入端并联在直流电源输出的正负极线上；电流传感器和电压传感器的输出端均与模/数转换器的模拟信号输入端相连；所述控制电路包含数字信号处理器、驱动电路，数字信号处理器的输入端与模/数转换器数字信号输出端相连，其输出端与驱动电路的输入端相连，驱动电路的输出端与主电路中容错型变换器的第一功率管到第六功率管的栅极及双向晶闸管的控制极相接；所述容错型瞬时转矩控制异步电机发电系统正常运行时，三相桥臂工作，双向晶闸管不工作，异步电机由三相桥臂中的第一功率管到第六功率管构成的对称三相六开关变换器控制；当三相桥臂的某一个功率管出现开路故障时，检测电路中对应的电流传感器检测出该相电流信号在半个周期中一直为零，控制电路断开该功率管及其同一相桥臂互补功率管的驱动信号，同时触发双向晶闸管导通，异步电机由另外两相桥臂和双向晶闸管构成的两相四开关变换器控制，继续容错发电运行；当三相桥臂的某一个功率管出现短路故障时，与该功率管相串联的熔断器因过流而熔断，短路故障转化为开路故障，再通过上述的功率管开路故障容错方法进行控制。