绕线式转子无刷双馈电动机控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种绕线式转子无刷双馈电动机控制装置，接通控制装置的电源，控制装置就绪；控制装置就绪后，在人机界面上设定参数；执行启动操作；接通功率绕组电源；控制装置中的控制模块根据检测到的电机信号，执行矢量自适应控制算法；控制模块驱动变流模块实现对控制绕组的输出；控制装置控制电机达到自然同步速后，完成无冲击启动过程；启动完成后，控制装置根据设定的频率和转矩参数，控制电机升降速运行；控制装置发生故障时，控制装置退出工作，同时接通控制绕组侧的短接回路。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无刷双馈电动机
，特别涉及一种绕线式转子无刷双馈电动机控制装置。
技术介绍
无刷双馈电动机作为近年来的一种新型交流调速电机，它由两套相互独立的定子绕组(功率绕组和控制绕组)和转子组成，利用可逆变频器调节控制绕组的电源频率实现对电动机的转速控制。传统的大功率无刷双馈电动机启动装置采用控制绕组串联电阻或者变频器内部的驱动电路中串联电阻的方法，小功率无刷双馈电动机采用直接短接控制绕组的方法。传统的这些方法，电机的电流峰值很大，大电流会对电源产生冲击，也会在电机内部和供电线路上产生损耗而大量发热。又有一些方法采用首先短接功率绕组，变频器驱动控制绕组启动，然后再切入功率绕组电源。此类方法在切入功率绕组电源时依然会带来数倍额定电流的冲击，并且电机转速会剧烈变化，对负载运行极为不利。目前，现有技术的无刷双馈电动机启动装置无法降低冲击电流对电机造成的危害，而且操作流程复杂，容易出现操作失灵情况，造成运行故障；而且需要增加短接电阻等配套部件，增加成本；而且体积一般较大，过多占用现场空间，给安装施工及维护带来不便。而且，现有技术方案在无刷双馈电动机运行时不能实现全频段控制，在某些运行频段内，会出现失步故障，导致无刷双馈电动机的运行频率范围受限；而且现有技术方案控制无刷双馈电动机运行时脉动及噪声较大，降低了无刷双馈电动机寿命及影响负载运行的平稳；现有无刷双馈电动机升降频过程中需要较长时间，不能满足对响应时间要求较高的场合。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作容易，体积小，成本低，不会出现冲击电流对电机造成危害，而且可以实现电动机全频段平滑、高动态响应控制的绕线式转子无刷双馈电动机控制装置。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案为：绕线式转子无刷双馈电动机控制装置，包括接触器K1、接触器K2、接触器K3、信号采集模块、变流模块和控制模块，所述接触器K1连接在电源Ⅰ与电动机的功率绕组之间，所述接触器K2连接在电源Ⅱ和所述变流模块之间，所述接触器K3连接在短接回路和电动机的控制绕组之间，所述电动机的控制绕组连接所述短接回路的一端连接在所述变流模块上，所述信号采集模块连接无刷双馈电动机，所述控制模块连接所述信号采集模块和所述变流模块。进一步的，还包括人机界面和通讯模块，所述人机界面和所述通讯模块与所述控制模块连接，所述人机界面和所述通讯模块用于接收外部的操作指令及反馈系统的运行情况。进一步的，所述接触器K1的控制回路与所述控制模块连接，所述控制模块用于控制所述接触器K1的通断。进一步的，所述接触器K2的控制回路与所述控制模块连接，所述控制模块用于控制所述接触器K2的通断。进一步的，所述接触器K3的控制回路与所述控制模块连接，所述控制模块用于控制所述接触器K3的通断。进一步的，所述信号采集模块包括电流采集电路和电压采集电路。进一步的，所述电流采集电路包括滤波电路和转换电路。进一步的，所述电压采集电路包括滤波电路和转换电路。采用上述技术方案本技术得到的有益效果为：控制装置结构简单，成本低，控制方法实现容易，运行安全可靠，能够实时监测无刷双馈电动机的运行状态，避免了冲击电流对无刷双馈电动机的危害，能够实现无刷双馈电动机的全频段的平滑、高动态响应控制。而且控制装置适应性强，能够使用在各种型号的无刷双馈电动机。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术绕线式转子无刷双馈电动机控制装置的结构示意图；图2为本技术绕线式转子无刷双馈电动机控制方法的流程框图；图3为本技术绕线式转子无刷双馈电动机控制方法中矢量自适应算法的控制流程图；图4为一种传统的25kW功率的绕线式转子无刷双馈电动机控制绕组短接后启动电机时功率绕组电流波形；图5为与图4同一台电机的绕线式转子无刷双馈电动机控制绕组短接后启动电机时控制绕组电流波形；图6为与图4同一台电机的绕线式转子无刷双馈电动机使用本技术的绕线式转子无刷双馈电动机控制装置进行启动过程中的功率绕组电流波形；图7为与图4同一台电机的绕线式转子无刷双馈电动机使用本技术的绕线式转子无刷双馈电动机控制装置进行启动过程中的控制绕组电流波形。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1为一实施例中绕线式转子无刷双馈电动机控制装置的结构示意图，包括接触器K1，用于功率绕组的供电的通断，功率绕组侧电源Ⅰ可以为380V、690V、1140V、6kV、10kV三相工频交流电源中的一种；还包括接触器K2，用于控制装置的供电的通断，该技术的电源Ⅱ可以为380V、690V、1140V、6kV、10kV三相工频交流电源中的一种或者580V、1150V的持续直流电的一种；还包括接触器K3，用于控制绕组侧短接回路的通断，在控制装置故障时保证电动机继续运行；还包括信号采集模块，用于采集无刷双馈电动机功率绕组和控制绕组的电压和电流信号；还包括变流模块，用于对无刷双馈电动机输出所需的控制电流；还包括控制模块，用于接收所述信号采集模块的信号，根据所述信号采集模块的信号进行计算并控制所述变流模块电流的输出；还包括人机界面和通讯模块，所述人机界面和所述通讯模块与所述控制模块连接，所述人机界面和所述通讯模块用于接收外部的操作指令及反馈系统的运行情况；所述信号采集模块包括电流采集电路和电压采集电路；电流采集电路和电压采集电路包括滤波电路和转换电路。图2为一实施例中绕线式转子无刷双馈电动机控制方法的流程图，包括以下步骤：(1)接通控制装置的电源，控制装置就绪；(2)控制装置就绪后，在人机界面上设定参数；(3)执行启动操作；(4)接通功率绕组电源；(5)控制装置中的控制模块根据检测到的电机信号，执行矢量自适应控制算法；(6)控制模块驱动变流模块实现对控制绕组的输出；(7)控制装置控制电机达到自然同步速后，完成无冲击启动过程；(8)启动完成后，控制装置根据设定的频率和转矩参数，继续执行矢量自适应控制算法，控制电机升降速运行；(9)控制装置发生故障时，控制装置退出工作，同时接通控制绕组侧的短接回路。本控制方法中的控制模块实时监控无刷双馈电动机运行过程中的运行数据，以及及时改变变流模块对无刷双馈电动机提供的电流。图3是一实施例中绕线式转子无刷双馈电动机控制方法中矢量自适应算法的控制流程图。本技术中的矢量自适应算法流程包括以下步骤：(1)根据设定的电机参数中的额定电压和额定功率，计算出电机转矩Te1；(2)将信号采集模块获取的功率绕组三相电流由三相静止坐标系变换到两相旋转坐标系，所述两相旋转坐标系包括pM轴和pT轴，得到功率绕组在pM轴和pT轴上的电流分量ipM、ipT，ipM和ipT初始值为默认给定值；(3)将信号采集模块获本文档来自技高网...

【技术保护点】
绕线式转子无刷双馈电动机控制装置，其特征在于：包括接触器K1、接触器K2、接触器K3、信号采集模块、变流模块和控制模块，所述接触器K1连接在电源Ⅰ与电动机的功率绕组之间，所述接触器K2连接在电源Ⅱ和所述变流模块之间，所述接触器K3连接在短接回路和电动机的控制绕组之间，所述电动机的控制绕组连接所述短接回路的一端连接在所述变流模块上，所述信号采集模块连接无刷双馈电动机，所述控制模块连接所述信号采集模块和所述变流模块。

【技术特征摘要】
1.绕线式转子无刷双馈电动机控制装置，其特征在于：包括接触器K1、接触器K2、接触器K3、信号采集模块、变流模块和控制模块，所述接触器K1连接在电源Ⅰ与电动机的功率绕组之间，所述接触器K2连接在电源Ⅱ和所述变流模块之间，所述接触器K3连接在短接回路和电动机的控制绕组之间，所述电动机的控制绕组连接所述短接回路的一端连接在所述变流模块上，所述信号采集模块连接无刷双馈电动机，所述控制模块连接所述信号采集模块和所述变流模块。2.根据权利要求1所述绕线式转子无刷双馈电动机控制装置，其特征在于：还包括人机界面和通讯模块，所述人机界面和所述通讯模块与所述控制模块连接。3.根据权利要求1所述绕线式转子无刷双馈电动机控制装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊军，李明才，吴限富，王勇，
申请(专利权)人：北京国电四维清洁能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11