一种双电机变桨系统的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种双电机变桨系统的控制方法及装置，该方法首先获取桨叶当前位置和桨叶目标位置，根据桨叶当前位置与桨叶目标位置的差值计算得到电机目标转速；根据电机目标转速，求得电机目标转矩；然后将所述电机目标转矩分配至主电机和从电机，得到主电机目标转矩电流和从电机目标转矩电流；以主电机目标转矩电流对主电机进行控制，以从电机目标转矩电流对从电机进行控制。本发明专利技术对主电机和从电机分别进行控制，使电机目标转矩一部分由主电机输出，另一部分由从电机输出，实现主电机和从电机的协调控制，保证桨叶能够达到目标位置。

A Control Method and Device for Dual-motor Variable-pitch System

【技术实现步骤摘要】
一种双电机变桨系统的控制方法及装置
本专利技术属于风电风机
，具体涉及一种双电机变桨系统的控制方法及装置。
技术介绍
变桨系统作为风力发电机的重要组成部分，用于接收主控系统命令，控制桨叶转动到设定角度，进而控制风轮转速，实现风机输出功率的控制。紧急情况下作为风机气动刹车时，控制桨叶快速收桨，通过空气动力制动的方式使风机安全停机，达到保护机组安全的目的。目前国内主要的风力发电机，大都采用驱动单台电机的控制系统，然而随着大功率机组的应用，桨叶必然加长、载荷增大，导致电机、减速器、控制柜、电容柜体积过大。由于轮毂体积有限，部件过大会导致安装困难；同时由于大部件质量大，在损坏进行维修和更换时更加困难。为了解决该问题，可采用两个电机来带动桨叶运动。但是，在采用两个电机进行控制时，两个电机的协调控制是重点需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种双电机变桨系统的控制方法，用以解决如何实现两个电机进行协调控制的问题；本专利技术还提供了一种双电机变桨系统的控制装置，用以解决如何实现两个电机进行协调控制的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案和有益效果为：本专利技术的一种双电机变桨系统的控制方法，包括如下步骤：获取桨叶当前位置和桨叶目标位置，根据桨叶当前位置与桨叶目标位置的差值计算得到电机目标转速；根据电机目标转速，求得电机目标转矩；将所述电机目标转矩分配至主电机和从电机，得到主电机目标转矩电流和从电机目标转矩电流；以主电机目标转矩电流对主电机进行控制，以从电机目标转矩电流对从电机进行控制。其有益效果：该方法在得到桨叶当前位置和桨叶目标位置后，根据差值便可计算得到电机目标转速，将电机目标转速转化为电机目标转矩并分配给主电机和从电机，以得到主电机目标转矩电流和从电机目标转矩电流，对主电机和从电机分别进行控制，使电机目标转矩一部分由主电机输出，另一部分由从电机输出，实现主电机和从电机的协调控制，保证桨叶能够达到目标位置。作为方法的进一步改进，为了实现对主从电机的控制，所述主电机执行转速外环与电流内环的双闭环控制，转速外环生成所述主电机目标转矩电流和从电机目标转矩电流，将主电机目标转矩电流用于电流内环控制；所述从电机执行电流环的单闭环控制，将所述从电机目标转矩电流用于电流环控制。作为方法的进一步改进，为了实现对主从电机的控制，所述主电机和从电机执行转速外环、主电机电流内环和从电机电流内环控制；转速外环生成所述主电机目标转矩电流用于主电机电流内环控制；转速外环还生成所述从电机目标转矩电流用于从电机电流内环控制。作为方法的进一步改进，为了防止电流冲击，使电流内环的给定值按照第一设定斜率线性变化至所述主电机目标转矩电流；使电流环的给定值按照第二设定斜率线性变化至所述从电机目标转矩电流。作为方法的进一步改进，为了补偿电机电枢绕组内阻对电流内环和电流环的影响以提高电流内环和电流环的动态响应能力，所述电流内环的控制还包括：将电流内环的给定值叠加至电流内环的输出值上；所述电流环的控制还包括：将电流环的给定值叠加至电流环的输出值上。作为方法的进一步改进，为了提高电流内环和电流环的动态响应速度，所述电流内环的控制还包括：将采集的主电机实际转矩电流叠加至电流内环的输出值上；所述电流环的控制还包括：将采集的从电机实际转矩电流叠加至电流环的输出值上。作为方法的进一步改进，为了防止电流冲击，使主电机电流内环的给定值按照第一设定斜率线性变化至所述主电机目标转矩电流；使从电机电流内环的给定值按照第二设定斜率线性变化至所述从电机目标转矩电流。作为方法的进一步改进，为了补偿电机电枢绕组内阻对主电机电流内环和从电机电流内环的影响以提高主电机电流内环和从电机电流内环的动态响应能力，所述主电机电流内环的控制还包括：将主电机电流内环的给定值叠加至主电机电流内环的输出值上；所述从电机电流内环的控制还包括：将从电机电流内环的给定值叠加至从电机电流内环的输出值上。作为方法的进一步改进，为了提高主电机电流内环和从电机电流内环的动态响应速度，所述主电机电流内环的控制还包括：将采集的主电机实际转矩电流叠加至主电机电流内环的输出值上；所述从电机电流内环的控制还包括：将采集的从电机实际转矩电流叠加至从电机电流内环的输出值上。本专利技术还提供了一种双电机变桨系统的控制装置，该装置包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现上述双电机变桨系统的控制方法，并达到与方法相同的效果。附图说明图1是本专利技术的方法实施例1的双电机变桨系统的控制原理图；图2是本专利技术的方法实施例1的主电机控制框图；图3是本专利技术的方法实施例1的从电机控制框图；图4是本专利技术的方法实施例2的主电机控制框图。具体实施方式方法实施例1：该实施例提供了一种双电机变桨系统的控制方法，为了实现该方法，采用了如图1所示的双电机变桨系统。该系统包括主驱动器和从驱动器，分别对主电机M1和从电机M2进行控制，主电机与主控系统之间通过CAN总线进行数据交互。这里的主驱动器和从驱动器均包括一个处理器和电机控制器，不仅能够处理信号，还能够实现对电机的控制。主驱动器接收主控系统下发的桨叶目标位置(即桨叶的角度)，依据当前记录的桨叶当前位置，与接收到的桨叶目标位置进行比对，得到电机目标转速，该电机目标转速不仅包括电机转速的大小，还包括电机需要转动的方向，在得到电机目标转速之后，将电机目标转速转化为电机目标转矩，并将电机目标转矩分配至两个电机，以得到主电机目标转矩和从电机目标转矩，将主电机目标转矩转化为主电机目标转矩电流，并依据主电机目标转矩电流输出主电机PWM控制信号对主电机进行控制，同时，将从电机目标转矩以方波脉冲方式发送给从驱动器。从驱动器在接收到从电机目标转矩后，将从电机目标转矩转化为从电机目标转矩电流，依据从电机目标转矩电流输出从电机PWM控制信号对从电机进行控制。从而使电机目标转矩一部分由主电机输出，另一部分由从电机输出，实现主电机和从电机的协调控制，保证桨叶能够达到目标位置。为了实现转矩分配控制，主电机M1不但要控制电机转矩同时也要控制电机转速，控制转矩也即控制电流输出，故采用速度外环、电流内环的控制策略，其控制框图如图2所示。以电机目标转速作为转速给定值，以采集的电机实际转速作为转速反馈值，将转速给定值与转速反馈值作差，进行PID调节控制，得到电机目标转矩；将电机目标转矩进行分配控制，得到主电机目标转矩；将主电机目标转矩通过转矩系数倒数进行转换，得到主电机目标转矩电流；为了防止电流过冲和保护主驱动器(主电机堵转或重载使限值达到额定值)，将主电机目标转矩电流经过斜坡给定(即使电流内环的给定值按照第一设定斜率线性变化至主电机目标转矩电流)和I2T控制后得到的值作为电流内环给定值，以采集的主电机实际转矩电流作为电流内环反馈值，将电流内环给定值与电流内环反馈值作差，进行PI调节控制，得到电流内环输出值；将电流内环输出值通过PWM发生器，输出主电机PWM控制信号。电流环起到两个作用：一个是在启动和大范围加减速时起电流调节和限幅作用；另一个是使系统的抗电源扰动和负载扰动的能力增强。而且，电流内环部分还增加了电流前馈控制和死区补偿控制。电流前馈控制是将电流内环的给定值叠加至电流内环的输出值上，其主要目的是补偿主电机电枢绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电机变桨系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取桨叶当前位置和桨叶目标位置，根据桨叶当前位置与桨叶目标位置的差值计算得到电机目标转速；根据电机目标转速，求得电机目标转矩；将所述电机目标转矩分配至主电机和从电机，得到主电机目标转矩电流和从电机目标转矩电流；以主电机目标转矩电流对主电机进行控制，以从电机目标转矩电流对从电机进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种双电机变桨系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取桨叶当前位置和桨叶目标位置，根据桨叶当前位置与桨叶目标位置的差值计算得到电机目标转速；根据电机目标转速，求得电机目标转矩；将所述电机目标转矩分配至主电机和从电机，得到主电机目标转矩电流和从电机目标转矩电流；以主电机目标转矩电流对主电机进行控制，以从电机目标转矩电流对从电机进行控制。2.根据权利要求1所述的双电机变桨系统的控制方法，其特征在于，所述主电机执行转速外环与电流内环的双闭环控制，转速外环生成所述主电机目标转矩电流和从电机目标转矩电流，将主电机目标转矩电流用于电流内环控制；所述从电机执行电流环的单闭环控制，将所述从电机目标转矩电流用于电流环控制。3.根据权利要求1所述的双电机变桨系统的控制方法，其特征在于，所述主电机执行转速外环、主电机电流内环和从电机电流内环控制；转速外环生成所述主电机目标转矩电流用于主电机电流内环控制；转速外环还生成所述从电机目标转矩电流用于从电机电流内环控制。4.根据权利要求2所述的双电机变桨系统的控制方法，其特征在于，使电流内环的给定值按照第一设定斜率线性变化至所述主电机目标转矩电流；使电流环的给定值按照第二设定斜率线性变化至所述从电机目标转矩电流。5.根据权利要求2所述的双电机变桨系统的控制方法，其特征在于，所述电流内环的控制还包括：将电流内环的给定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海明，高亚春，费怀胜，赵瑞杰，王旭昊，刘德林，代兴华，
申请(专利权)人：许昌许继风电科技有限公司，许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41