中高壓同步電機(jī)自控變頻軟起動(dòng)自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及中高壓同步電機(jī)自控變頻軟起動(dòng)自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)控制方法。本發(fā)明為了解決在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在電流內(nèi)環(huán)具有非線性死區(qū)因子時(shí)，采用速度環(huán)PI算法會(huì)引起轉(zhuǎn)速不規(guī)則波動(dòng)，使得相角滑差產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象的問(wèn)題。自適應(yīng)復(fù)合速度控制方法。升速階段采用了具有自適應(yīng)功能的單比例環(huán)節(jié)的速度控制算法，解決了比例控制器無(wú)法克服靜差的問(wèn)題；在準(zhǔn)同期階段，提供了抗電流非線性死區(qū)的自動(dòng)準(zhǔn)同期算法，保證了滑差的一致性。本發(fā)明應(yīng)用于同步電機(jī)軟起動(dòng)領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】中高壓同步電機(jī)自控變頻軟起動(dòng)自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及同步電機(jī)軟起動(dòng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]中壓大功率同步電機(jī)的起動(dòng)及并網(wǎng)困難成為其應(yīng)用的重大障礙，是限制產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)難題，自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置是大型同步電機(jī)軟起動(dòng)裝置中非常重要的組成部分。為了避免同步電機(jī)在并網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生沖擊電流損害電機(jī)及機(jī)械設(shè)備，并網(wǎng)時(shí)刻需要滿足并網(wǎng)接觸器兩端電壓的幅值，相位，頻率保持一致，其中電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)的相位與電網(wǎng)相位保持一致至關(guān)重要。如果并網(wǎng)時(shí)刻相位差較大，對(duì)轉(zhuǎn)子軸系的危害是非常大的，會(huì)引起非常大的主軸扭矩，最高可達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的7-10倍，當(dāng)大功率電機(jī)起動(dòng)并網(wǎng)時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量以及穩(wěn)定性都會(huì)造成較大的影響。因此確保并網(wǎng)時(shí)刻電網(wǎng)電壓與電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)相位一致，對(duì)同步電機(jī)的最終并網(wǎng)成功至關(guān)重要。
[0003]要確保并網(wǎng)時(shí)刻并網(wǎng)接觸器兩端相位的一致，難點(diǎn)在于合閘指令發(fā)出到接觸器主抽頭閉合需要一定的時(shí)間，因此需要在控制算法中，預(yù)估接觸器合閘這段時(shí)間內(nèi)相角差的變化量，即準(zhǔn)確計(jì)算出相角導(dǎo)前角S。針對(duì)導(dǎo)前角的預(yù)報(bào)包括微分預(yù)報(bào)法、積分預(yù)報(bào)法。微分預(yù)報(bào)法認(rèn)為滑差是穩(wěn)定的，相角變化量與合閘時(shí)間成線性關(guān)系，但測(cè)量誤差會(huì)隨著合閘時(shí)間變大；采用積分預(yù)報(bào)的原理，可以極大減少噪聲與預(yù)報(bào)的誤差，即使在加速度滑差或隨機(jī)滑差的情況下，也能獲得較準(zhǔn)確的導(dǎo)前時(shí)間。但以上2種預(yù)報(bào)方法均假設(shè)發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)時(shí)速度恒定。實(shí)際上，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前速度可能是波動(dòng)的，而且合閘時(shí)間越長(zhǎng)，近似認(rèn)為發(fā)電機(jī)恒速計(jì)算出的合閘角誤差越大。為了在滑差變化情況下預(yù)估出合閘誤差，提出滑差預(yù)報(bào)的分析方法，能較準(zhǔn)確地描述發(fā)電機(jī)勻速或變速情況下的相角變化。模糊控制應(yīng)用于準(zhǔn)同期并網(wǎng)判決中。通過(guò)合閘前滑差的變化來(lái)進(jìn)行導(dǎo)前相角預(yù)估，提出了有效的算法，但對(duì)合閘指令給出之后并網(wǎng)接觸器合閘這段時(shí)間內(nèi)的滑差變化無(wú)能為力。無(wú)論采用何種預(yù)報(bào)算法，滑差的穩(wěn)定是確保并網(wǎng)合閘成功非常重要的必要因素。
[0004]在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在電流內(nèi)環(huán)具有非線性死區(qū)因子時(shí)，采用速度環(huán)PI算法會(huì)引起轉(zhuǎn)速不規(guī)則波動(dòng)，使得相角滑差產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在電流內(nèi)環(huán)具有非線性死區(qū)因子時(shí)，采用速度環(huán)PI算法會(huì)引起轉(zhuǎn)速不規(guī)則波動(dòng)，使得相角滑差產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象的問(wèn)題，從而提出了中高壓同步電機(jī)自控變頻軟起動(dòng)自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)控制方法。
[0006]中高壓同步電機(jī)自控變頻軟起動(dòng)自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)控制方法為:通過(guò)控制器預(yù)設(shè)的準(zhǔn)同期頻率給定《si與電機(jī)實(shí)際頻率《做差，獲得頻率A CO,
[0007]將該頻率A CO輸入至選擇器，經(jīng)選擇器選擇:
[0008]若I A CO I則將頻率A CO輸入至準(zhǔn)同期速度給定調(diào)節(jié)器，經(jīng)準(zhǔn)同期速度給定調(diào)節(jié)器處理獲得速度調(diào)節(jié)器頻率給定[0009] 其中，A ?6為進(jìn)入準(zhǔn)同期的頻率誤差限，
[0010]若I A CO I〉A(chǔ) CO6，則將頻率A CO發(fā)送至升速速度給定調(diào)節(jié)器，經(jīng)升速速度給定調(diào)節(jié)器處理，輸出速度調(diào)節(jié)器頻率給定
[0011]將該速度調(diào)節(jié)器頻率給定與電機(jī)實(shí)際頻率《做差獲得比例速度控制器的輸入頻率A 并將獲得的比例速度控制器的輸入頻率A 發(fā)送至比例速度控制器，
[0012]該比例速度控制器的輸入頻率A 經(jīng)比例速度控制器處理，獲得電流給定Z
[0013]將該電流給定1:輸入至電流調(diào)節(jié)器，經(jīng)電流調(diào)節(jié)器處理獲得直流母線電流id，
[0014]將該直流母線電流id發(fā)送至電機(jī)實(shí)現(xiàn)中高壓同步電機(jī)自控變頻起動(dòng)及準(zhǔn)同期并網(wǎng)的控制，經(jīng)過(guò)電機(jī)處理獲得電機(jī)實(shí)際頻率CO。
[0015]獲得電流給定C的具體過(guò)程為:
[0016]由速度調(diào)節(jié)器頻率給定和電機(jī)實(shí)際頻率CO根據(jù)公式(I)獲得電流給定<
[0017]
【權(quán)利要求】
1.中高壓同步電機(jī)自控變頻軟起動(dòng)自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于:通過(guò)控制器預(yù)設(shè)的準(zhǔn)同期頻率給定《si與電機(jī)實(shí)際頻率《做差，獲得頻率A CO， 將該頻率A CO輸入至選擇器，經(jīng)選擇器選擇: 若I A CO I COy則將頻率A CO輸入至準(zhǔn)同期速度給定調(diào)節(jié)器，經(jīng)準(zhǔn)同期速度給定調(diào)節(jié)器處理獲得速度調(diào)節(jié)器頻率給定 其中，A 為進(jìn)入準(zhǔn)同期的頻率誤差限， 若I A CO |> A COy則將頻率A CO發(fā)送至升速速度給定調(diào)節(jié)器，經(jīng)升速速度給定調(diào)節(jié)器處理，輸出速度調(diào)節(jié)器頻率給定 將該速度調(diào)節(jié)器頻率給定與電機(jī)實(shí)際頻率《做差獲得比例速度控制器的輸入頻率A 并將獲得的比例速度控制器的輸入頻率A 發(fā)送至比例速度控制器， 該比例速度控制器的輸入頻率A 經(jīng)比例速度控制器處理，獲得電流給定^ , 將該電流給定^輸入至電流調(diào)節(jié)器，經(jīng)電流調(diào)節(jié)器處理獲得直流母線電流id， 將該直流母線電流id發(fā)送至電機(jī)實(shí)現(xiàn)中高壓同步電機(jī)自控變頻起動(dòng)及準(zhǔn)同期并網(wǎng)的控制，經(jīng)過(guò)電機(jī)處理獲得電機(jī)實(shí)際頻率CO。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高壓同步電機(jī)自控變頻軟起動(dòng)自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)控制方法，其特征在于:獲得電流給定的具體過(guò)程為: 由速度調(diào) 節(jié)器頻率給定和電機(jī)實(shí)際頻率《根據(jù)公式(I)獲得電流給定^: {CO -CO)I<f0=fd(I) 其中，Ku表示速度調(diào)節(jié)器比例系數(shù)。
【文檔編號(hào)】H02P23/08GK103532469SQ201310520320
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】徐殿國(guó), 金光哲, 高強(qiáng), 寇佳寶, 張巍, 張鵬淼 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)