一种电机控制系统技术方案

本申请涉及一种电机控制系统，该系统包括直流侧

【技术实现步骤摘要】
一种电机控制系统


[0001]本申请涉及电机
，尤其涉及一种电机控制系统
。

技术介绍

[0002]随着船舶推进技术的发展，交流电机推进已经开始逐渐取代直流电机的电力推进成为推进装置的主流
。
在船舶电力推进系统中，一般要经过交
‑
直
‑
交多级结构转换后得到交流电输出，而如今以光伏发电的新能源驱动方式通过直
‑
交结构来驱动船舶电机
。
直
‑
交结构的转换需采用光伏逆变器，现在的电力推进船舶大多采用传统光伏逆变器，但传统的光伏逆变器存在着很多缺点，如当外部环境发生变化时，太阳能电池输出直流电压出现较大变化会导致负载运行不稳定甚至停机
。
[0003]针对太阳能电池输出直流电压出现较大变化会导致负载运行不稳定甚至停机的问题，目前尚未提出有效的解决方案
。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种电机控制系统，以解决太阳能电池输出直流电压出现较大变化会导致负载运行不稳定甚至停机的技术问题
。
[0005]根据本申请实施例的一个方面，本申请提供了一种电机控制系统，包括直流侧
、
与所述直流侧连接的交流侧以及与所述交流侧连接的异步电机，所述系统还包括
Y
源光伏逆变器，所述
Y
源光伏逆变器包括
Y
源阻抗网络和逆变桥，所述
Y
源阻抗网络与所述直流侧连接，所述逆变桥与所述交流侧连接，其中：所述
Y
源阻抗网络用于在所述直流侧的直流母线电压从预设值跌落时，将所述直流母线电压的大小抬升至所述预设值；所述逆变桥用于将达到所述预设值的所述直流母线电压逆变为目标交流电压，以通过所述目标交流电压驱动所述异步电机运行
。
[0006]可选地，所述直流侧的输入端为光伏阵列，所述直流侧的所述直流母线电压与所述光伏阵列输出的太阳能直流电压成正比
。
[0007]可选地，所述
Y
源阻抗网络包括二极管
、
第一电感
、
第二电感
、
第三电感以及电容，所述二极管的正极与所述直流侧的输出正极连接，所述二极管的负极与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第二电感的第一端
、
所述第三电感的第一端连接，所述第三电感的第二端与所述逆变桥的输入正极连接，所述第二电感的第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端分别与所述直流侧的输出负极
、
所述逆变桥的输入负极连接
。
[0008]可选地，若所述第一电感的匝数为
N1
，所述第二电感的匝数为
N2
，所述第三电感的匝数为
N3
，则所述
Y
源阻抗网络的绕组系数为
K
c
＝
(N3+N1)/(N3
‑
N2)。
[0009]可选地，所述
Y
源光伏逆变器的升压比为：
[0010][0011]其中，
V
dc
为抬升后的所述直流母线电压，
V
in
为所述太阳能直流电压，
d
为直通占空比，所述直通占空比为对所述光伏阵列执行扰动观察策略计算得到的，
K
c
为
Y
源阻抗网络的绕组系数
。
[0012]可选地，所述逆变桥包括三条并联的支路，每条支路上设置有多个开关管，每条支路的输出对应所述目标交流电压的三相的其中一相
。
[0013]可选地，所述交流侧还包括空间矢量脉宽调制单元，所述空间矢量脉宽调制单元与所述逆变桥连接，用于根据直通占空比
、
α
相电压控制信号以及
β
相电压控制信号生成所述逆变桥的驱动信号，所述驱动信号用于驱动所述逆变桥中的每个开关管动作
。
[0014]可选地，所述交流侧还包括前馈链，所述前馈链用于生成所述直通占空比，所述前馈链包括扰动观察策略执行单元
、
第一减法器以及比例积分控制器，其中：所述扰动观察策略执行单元与所述光伏阵列连接，用于采用扰动观察策略对所述光伏阵列的实际输出电流和实际输出电压进行最大功率点跟踪，以找出所述光伏阵列在最大输出功率时的目标输出电压；所述第一减法器分别与所述扰动观察策略执行单元
、
所述光伏阵列连接，用于将所述目标输出电压与所述实际输出电压相减，得到电压差；所述比例积分控制器分别与所述第一减法器
、
所述空间矢量脉宽调制单元连接，用于根据所述电压差计算输出所述直通占空比，并将所述直通占空比传递至所述空间矢量脉宽调制单元
。
[0015]可选地，所述交流侧还包括转速链，所述转速链用于生成所述
α
相电压控制信号，所述转速链包括
Clark
变换单元
、Park
变换单元
、
第二减法器
、
转速调节器
、
第三减法器
、
转矩电流调节器以及反
Park
变换单元，其中：所述
Clark
变换单元连接在所述逆变桥与所述异步电机之间，用于采集所述异步电机的三相电流，并对所述三相电流进行
Clark
变换，得到两相静止坐标系下的
α
相电流和
β
相电流；所述
Park
变换单元与所述
Clark
变换单元连接，用于对所述
α
相电流和所述
β
相电流进行
Park
变换，得到两相旋转坐标系下与转矩成正比的第一
q
相电流；所述第二减法器与所述异步电机连接，用于将所述异步电机的实际频率与目标频率进行相减，得到频率误差；所述转速调节器与所述第二减法器连接，用于根据所述频率误差计算得到第二
q
相电流；所述第三减法器分别与所述转速调节器
、
所述
Park
变换单元连接，用于将所述第一
q
相电流与所述第二
q
相电流进行相减，得到电流误差；所述转矩电流调节器与所述第三减法器连接，用于根据所述电流误差输出
q
相调节电压；所述反
Park
变换单元，分别与所述转矩电流调节器
、
所述空间矢量脉宽调制单元连接，用于对所述
q
相调节电压进行反
Park
变换，得到所述
α
相电压控制信号，并将所述
α
相电压控制信号传递至所述空间矢量脉宽调制单元
。
[0016]可选地，所述交流侧还包括磁链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电机控制系统，包括直流侧
、
与所述直流侧连接的交流侧以及与所述交流侧连接的异步电机，其特征在于，所述系统还包括
Y
源光伏逆变器，所述
Y
源光伏逆变器包括
Y
源阻抗网络和逆变桥，所述
Y
源阻抗网络与所述直流侧连接，所述逆变桥与所述交流侧连接，其中：所述
Y
源阻抗网络用于在所述直流侧的直流母线电压从预设值跌落时，将所述直流母线电压的大小抬升至所述预设值；所述逆变桥用于将达到所述预设值的所述直流母线电压逆变为目标交流电压，以通过所述目标交流电压驱动所述异步电机运行
。2.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流侧的输入端为光伏阵列，所述直流侧的所述直流母线电压与所述光伏阵列输出的太阳能直流电压成正比
。3.
根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述
Y
源阻抗网络包括二极管
、
第一电感
、
第二电感
、
第三电感以及电容，所述二极管的正极与所述直流侧的输出正极连接，所述二极管的负极与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第二电感的第一端
、
所述第三电感的第一端连接，所述第三电感的第二端与所述逆变桥的输入正极连接，所述第二电感的第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端分别与所述直流侧的输出负极
、
所述逆变桥的输入负极连接
。4.
根据权利要求3所述的系统，其特征在于，若所述第一电感的匝数为
N1
，所述第二电感的匝数为
N2
，所述第三电感的匝数为
N3
，则所述
Y
源阻抗网络的绕组系数为
K
c
＝
(N3+N1)/(N3
‑
N2)。5.
根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述
Y
源光伏逆变器的升压比为：其中，
V
dc
为抬升后的所述直流母线电压，
V
in
为所述太阳能直流电压，
d
为直通占空比，所述直通占空比为对所述光伏阵列执行扰动观察策略计算得到的，
K
c
为
Y
源阻抗网络的绕组系数
。6.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述逆变桥包括三条并联的支路，每条支路上设置有多个开关管，每条支路的输出对应所述目标交流电压的三相的其中一相
。7.
根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述交流侧还包括空间矢量脉宽调制单元，所述空间矢量脉宽调制单元与所述逆变桥连接，用于根据直通占空比
、
α
相电压控制信号以及
β
相电压控制信号生成所述逆变桥的驱动信号，所述驱动信号用于驱动所述逆变桥中的每个开关管动作
。8.
根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述交流侧还包括前馈链，所述前馈链用于生成所述直通占空比，所述前馈链包括扰动观察策略执行单元
、
第一减法器以及比例积分控制器，其中：所述扰动观察策略执行单元与所述光伏阵列连接，用于采用扰动观察策略对所述光伏阵列的实际输出电流和实际输出电压进行最大功率点跟踪，以找出所述光伏阵列在最大输出功率时的目标输出电压；所述第一减法器分别与所述扰动观察策略执行单元
、
所述光伏阵列连接，用于将所述
目标输出电压与所述实际输出电压相减，得到电压差；所述比例积分控制器分别与所述第一减法器
、
所述空间矢量脉宽调制单元连接，用于根据所述电压差计算输出所述直通占空比，并将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丹鹏，刘志辉，李洋，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：