一种基于开绕组电机的三相-单相发电系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于开绕组电机的三相-单相发电系统及其控制方法，该系统由开绕组永磁发电机、三相桥式变换器、直流侧电容、控制器和负载构成，发电机两端分别连接三相桥式变换器，变换器直流侧连接电容，直流侧电容负端直接相连，两正端作为单相交流输出端连接负载。对应的控制方法将采集到的电压电流信号以及转子位置信息送到控制器，通过三相桥式变换器控制发电机相电流中的正序和零序分量，控制两端直流侧电容电压分别为带直流偏置的相位差180°的正弦量，在单相交流输出端产生单相正弦交流量为负载供电。该系统无需传统三相-单相的两级能量变换，交流输出侧无需滤波电路即可获得高品质的单相交流电，输出电压幅值、频率可以灵活控制。

主权项

一种基于开绕组电机的三相‑单相发电系统控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1，设置两个三相桥式变换器INV1和INV2，分别采集直流侧的电容电压u_1d和u_2d，得到直流侧电容电压的直流偏置量u_d0和单相负载侧的输出电压u_L，采集开绕组永磁发电机的三相电流i_a、i_b、i_c和转子位置信息；步骤2，计算实际的直流侧电容电压直流偏置量u_d0与给定值u_d0^*的差值，将其输入到PI调节器，得到正序电流的给定值i^*；计算实际的单相负载侧的输出电压有效值U_L与给定有效值U_L^*的差值，将其输入到PI调节器后得到零序电流的给定值i₀^*；结合给定的正序电流i^*和零序电流i₀^*，得到开绕组永磁发电机三相电流的给定值i_a^*、i_b^*和i_c^*；步骤3，根据实际采集到的开绕组永磁发电机三相电流i_a、i_b、i_c，得到三相电流实际值与步骤2中所述的开绕组永磁发电机三相电流的给定值i_a^*、i_b^*、i_c^*之间的差值，经过调节器后得到开绕组永磁发电机三相电压的给定值u_a^*、u_b^*和u_c^*；步骤4，由所述的开绕组永磁发电机三相电压给定值u_a^*、u_b^*和u_c^*经电压分配得到每个变换器需要调制的三相电压给定值u_a1^*、u_b1^*、u_c1^*和u_a2^*、u_b2^*、u_c2^*，并分别通过SPWM得到两组PWM信号以控制两个三相桥式变换器INV1和INV2。