无刷双馈电动机制动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无刷双馈电动机制动控制方法及系统，该方法包括：在无刷双馈电动机进入制动模式时，采集无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值；根据无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值以及预设制动时间，在制动时控制逆变器中开关管的开关状态，进而控制无刷双馈电动机的旋转速度，对无刷双馈电动机进行制动；并将制动过程中无刷双馈电动机产生的能量一部分通过控制绕组流向直流母线，进而通过双向DC‑DC变换器流入蓄电池。上述方法通过采集无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值，和控制逆变器中开关管的开关状态，进行闭环控制，达到柔性制动。

Braking control method and system of brushless doubly-fed motor

【技术实现步骤摘要】
无刷双馈电动机制动控制方法及系统
本专利技术涉及电机
，特别是涉及一种无刷双馈电动机制动控制方法及系统。
技术介绍
在工业控制的大惯量、存在弹性储能的系统中，如直驱螺杆泵抽油机、大惯量飞轮等。在停机时易发生系统反转不受控，转速过高，电机反转电势过高等事故，容易发生机械和电气故障，严重威胁着安全生产。因此有效的制动系统是十分有必要的。无刷双馈电动机(BDFM)由两套不同极对数的定子绕组(分别称为控制绕组和功率绕组)和一个特制的转子构成。当无刷双馈电动机作为电动机应用于变频调速系统中时，其所需的变频器容量相比于传统的全功率变频调速系统要小得多，降低了系统成本。且其控制电压设计灵活，功率因数可调，能实现较大范围内的无级变频调速。同时当在大惯量、存在弹性储能的系统制动过程时，无刷双馈电动机可运行在发电状态，系统结构不需要改变，通过控制算法即可实现柔性释放。同时由于系统不存在永磁体结构，能完全避免较大短路电流持续作用时永磁体不可逆退磁的风险。降低了系统故障率，能提高经济效益。但是在现有无刷双馈电动机中，存在机械制动易出现机械故障，做不到可调柔性制动，需外接独立制动单元，操作危险系数高等问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对在现有无刷双馈电动机中，存在的机械制动易出现机械故障，做不到可调柔性制动，需外接独立制动单元，操作危险系数高等问题，提供一种无刷双馈电动机制动控制方法及系统。一种无刷双馈电动机制动控制方法，所述方法适用于无刷双馈电动机制动控制系统，所述无刷双馈电动机制动控制系统包括逆变器、直流母线、蓄电池和双向DC-DC变换器，其中，所述蓄电池经由所述双向DC-DC变换器连接到所述直流母线，所述直流母线经由所述逆变器连接到无刷双馈电动机；所述方法包括：在所述无刷双馈电动机进入制动模式时，采集所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值；根据所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值以及预设制动时间，在制动时控制所述逆变器中开关管的开关状态，从而控制所述无刷双馈电动机的功率绕组和控制绕组的各相电流值，进而控制所述无刷双馈电动机的制动转矩，进而控制所述无刷双馈电动机的旋转速度，对所述无刷双馈电动机进行制动；并将制动过程中所述无刷双馈电动机产生的能量一部分通过所述无刷双馈电动机的控制绕组流向所述直流母线，进而通过所述双向DC-DC变换器流入所述蓄电池。在其中一个实施例中，所述根据所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值以及预设制动时间，在制动时控制所述逆变器中开关管的开关状态，进而控制所述无刷双馈电动机的制动转矩，包括：根据所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值以及预设制动时间，在制动时通过控制所述逆变器中开关管的开关状态，从而控制所述无刷双馈电动机的控制绕组电流中的d轴电流分量和q轴电流分量，进而控制所述无刷双馈电动机的功率绕组电流中的d轴电流分量和q轴电流分量，进而控制所述无刷双馈电动机的功率绕组的有功功率和无功功率，进而控制所述无刷双馈电动机的制动转矩。在其中一个实施例中，所述通过控制所述逆变器中开关管的开关状态，从而控制所述无刷双馈电动机的控制绕组电流中的d轴电流分量和q轴电流分量，包括：通过控制所述无刷双馈电动机的控制绕组电流中的q轴电流分量，使得所述无刷双馈电动机的功率绕组的无功功率为零，锁定所述无刷双馈电动机的功率绕组的功率因数为1。在其中一个实施例中，所述方法包括：在由于电网电压低于保护阈值导致所述无刷双馈电动机进入制动模式时，保持所述无刷双馈电动机制动控制系统和电网的连接，使制动过程中所述无刷双馈电动机产生的能量一部分通过所述无刷双馈电动机的控制绕组流向所述直流母线，进而通过所述双向DC-DC变换器流入所述蓄电池，一部分能量通过所述无刷双馈电动机的功率绕组流向所述电网。在其中一个实施例中，所述方法包括：在由于非电网电压低于保护阈值导致所述无刷双馈电动机进入制动模式时，断开所述无刷双馈电动机制动控制系统和电网的连接，使制动过程中所述无刷双馈电动机产生的能量一部分通过所述无刷双馈电动机的控制绕组流向所述直流母线，进而通过所述双向DC-DC变换器流入所述蓄电池，一部分能量消耗在所述无刷双馈电动机制动控制系统中。在其中一个实施例中，所述无刷双馈电动机制动控制系统包括整流器，所述整流器连接到所述电网和直流母线，所述在由于非电网电压低于保护阈值导致所述无刷双馈电动机进入制动模式时，断开所述无刷双馈电动机制动控制系统和电网的连接的步骤，包括控制所述整流器中的所有开关管关闭。在其中一个实施例中，所述方法还包括：采集所述无刷双馈电动机的功率绕组和控制绕组的各相电压值，用于控制算法解耦、过压保护。一种无刷双馈电动机制动控制系统，包括逆变器、直流母线、蓄电池和双向DC-DC变换器，其中，所述蓄电池经由所述双向DC-DC变换器连接到所述直流母线，所述直流母线经由所述逆变器连接到所述无刷双馈电动机；所述无刷双馈电动机制动控制系统还包括：旋转速度采集电路，用于采集所述无刷双馈电动机的旋转速度；电流采集电路，用于采集所述无刷双馈电动机的功率绕组和控制绕组的各相电流值；控制电路，用于根据所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值以及预设制动时间，在制动时控制所述逆变器中开关管的开关状态，从而控制所述无刷双馈电动机的功率绕组和控制绕组的各相电流值，进而控制所述无刷双馈电动机的制动转矩，进而控制所述无刷双馈电动机的旋转速度，对所述无刷双馈电动机进行制动；并将制动过程中所述无刷双馈电动机产生的能量一部分通过所述无刷双馈电动机的控制绕组流向所述直流母线，进而通过所述双向DC-DC变换器流入所述蓄电池。在其中一个实施例中，所述无刷双馈电动机制动控制系统包括整流器，所述整流器连接到所述电网和直流母线，用于在由于非电网电压低于保护阈值导致所述无刷双馈电动机进入制动模式时，通过断开所述无刷双馈电动机制动控制系统和电网的连接，且关闭所述整流器中的所有开关管，使制动过程中所述无刷双馈电动机产生的能量一部分通过所述无刷双馈电动机的控制绕组流向所述直流母线，进而通过所述双向DC-DC变换器流入所述蓄电池；所述无刷双馈电动机制动控制系统还包括电压采集电路，用于采集所述无刷双馈电动机的功率绕组和控制绕组的各相电压值，并用于算法解耦、过压保护。在其中一个实施例中，所述逆变器中的开关管为IGBT或MOSFET，所述整流器中的开关管为IGBT或MOSFET。上述无刷双馈电动机制动控制方法及系统，通过采集所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值，和控制所述逆变器中开关管的开关状态，进行闭环控制，达到柔性制动，避免了在现有无刷双馈电动机中，机械制动易出现机械故障，做不到可调柔性制动，操作危险系数高的问题。附图说明图1是本专利技术提供的无刷双馈电动机制动控制方法的流程示意图；图2是本专利技术提供的无刷双馈电动机制动控制系统的示意图。具体实施方式如图1所示，是本专利技术提供的无刷双馈电动机制动控制方法的流程示意图，该无刷电动机制动控制方法适用于无刷双馈电动机制动控制系统，如图2所示，是本专利技术提供的无刷双馈电动机制动控制系统的示意图，该无刷双馈电动机制动控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无刷双馈电动机制动控制方法，其特征在于，所述方法适用于无刷双馈电动机制动控制系统，所述无刷双馈电动机制动控制系统包括逆变器、直流母线、蓄电池和双向DC‑DC变换器，其中，所述蓄电池经由所述双向DC‑DC变换器连接到所述直流母线，所述直流母线经由所述逆变器连接到无刷双馈电动机；所述方法包括：在所述无刷双馈电动机进入制动模式时，采集所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值；根据所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值以及预设制动时间，在制动时控制所述逆变器中开关管的开关状态，从而控制所述无刷双馈电动机的功率绕组和控制绕组的各相电流值，进而控制所述无刷双馈电动机的制动转矩，进而控制所述无刷双馈电动机的旋转速度，对所述无刷双馈电动机进行制动；并将制动过程中所述无刷双馈电动机产生的能量一部分通过所述无刷双馈电动机的控制绕组流向所述直流母线，进而通过所述双向DC‑DC变换器流入所述蓄电池。

【技术特征摘要】
1.一种无刷双馈电动机制动控制方法，其特征在于，所述方法适用于无刷双馈电动机制动控制系统，所述无刷双馈电动机制动控制系统包括逆变器、直流母线、蓄电池和双向DC-DC变换器，其中，所述蓄电池经由所述双向DC-DC变换器连接到所述直流母线，所述直流母线经由所述逆变器连接到无刷双馈电动机；所述方法包括：在所述无刷双馈电动机进入制动模式时，采集所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值；根据所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值以及预设制动时间，在制动时控制所述逆变器中开关管的开关状态，从而控制所述无刷双馈电动机的功率绕组和控制绕组的各相电流值，进而控制所述无刷双馈电动机的制动转矩，进而控制所述无刷双馈电动机的旋转速度，对所述无刷双馈电动机进行制动；并将制动过程中所述无刷双馈电动机产生的能量一部分通过所述无刷双馈电动机的控制绕组流向所述直流母线，进而通过所述双向DC-DC变换器流入所述蓄电池。2.根据权利要求1所述的无刷双馈电动机制动控制方法，其特征在于，所述根据所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值以及预设制动时间，在制动时控制所述逆变器中开关管的开关状态，进而控制所述无刷双馈电动机的制动转矩，包括：根据所述无刷双馈电动机的旋转速度、功率绕组和控制绕组的各相电流值以及预设制动时间，在制动时通过控制所述逆变器中开关管的开关状态，从而控制所述无刷双馈电动机的控制绕组电流中的d轴电流分量和q轴电流分量，进而控制所述无刷双馈电动机的功率绕组电流中的d轴电流分量和q轴电流分量，进而控制所述无刷双馈电动机的功率绕组的有功功率和无功功率，进而控制所述无刷双馈电动机的制动转矩。3.根据权利要求2所述的无刷双馈电动机制动控制方法，其特征在于，所述通过控制所述逆变器中开关管的开关状态，从而控制所述无刷双馈电动机的控制绕组电流中的d轴电流分量和q轴电流分量，包括：通过控制所述无刷双馈电动机的控制绕组电流中的q轴电流分量，使得所述无刷双馈电动机的功率绕组的无功功率为零，锁定所述无刷双馈电动机的功率绕组的功率因数为1。4.根据权利要求2所述的无刷双馈电动机制动控制方法，其特征在于，所述方法包括：在由于电网电压低于保护阈值导致所述无刷双馈电动机进入制动模式时，保持所述无刷双馈电动机制动控制系统和电网的连接，使制动过程中所述无刷双馈电动机产生的能量一部分通过所述无刷双馈电动机的控制绕组流向所述直流母线，进而通过所述双向DC-DC变换器流入所述蓄电池，一部分能量通过所述无刷双馈电动机的功率绕组流向所述电网。5.根据权利要求2所述的无刷双馈电动机制动控制方法，其特征在于，所述方法包括：在由于非电网电压低于保护阈值导致所述无刷双馈电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵探探，陈静，孔铭，王雪帆，
申请(专利权)人：易事特集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44