本发明专利技术公开了一种功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，属于无刷双馈电机控制技术领域，包括：当监测到断路故障时，切除部分负载，获取功率绕组在正序基频dq旋转坐标系下的基波电流分量以及在正序奇次旋转dq坐标系下的奇次谐波电流分量；以系统转矩脉动最小为目标，计算功率绕组正序奇次谐波电流参考值；对功率绕组正序奇次谐波电流参考值与奇次谐波电流分量之差依次进行PI运算和坐标变换，得到正序基频dq旋转坐标系下控制绕组的奇次谐波补偿电流参考值，生成电机侧变流器所需要的PWM信号以驱动电机侧变流器。抑制了无刷双馈直流发电系统功率绕组断相带来的转矩脉动，从而对电机进行保护并延长电机运行时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无刷双馈电机控制，更具体地，涉及一种功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法。
技术介绍
1、无刷双馈电机是一种新型交流感应电机，它包含了两套极对数不同的定子绕组，以及一个用以耦合定子侧不同极对数旋转磁场的特殊设计转子。根据传递能量大小，这两套定子绕组分别称为功率绕组pw和控制绕组cw。与传统的有刷双馈感应发电机相比，无刷双馈电机取消了电刷和滑环，并且凭借其高可靠性等特点在船舶轴带发电、风力发电、水力发电等领域具有显著的应用优势。无刷双馈直流发电系统采用控制绕组侧接变流器，功率绕组接三相不控整流桥以及直流侧负载供电的拓扑方式，只需一个变流器，降低整个发电系统的成本。而且，变流器作为整个发电系统易出现故障元件，单一变流器的发电方式，提高了整个系统的发电可靠性。
2、断相故障作为电机常见的故障类型之一，其对整个无刷双馈直流发电系统安全可靠运行具有重大影响。由于功率绕组承担整个发电系统较多发电功率，相较于控制绕组侧断相，无刷双馈电机将承受更大的转矩脉动，大大影响电机转轴的可靠运行。如果长时间带功率绕组断相这一故障运行，将会使电机转子和其同轴的齿轮箱在交变应力作用下产生疲劳损坏。
3、当无刷双馈电机发生功率绕组断相故障时，常见的解决方法主要为两种。一种方案是让电机停止运行，从而保障机组的安全，但这样会损失大量的发电时间，造成的发电损失非常可观。另一种方案是采用某种控制策略和添加硬件设备使电机在这段时间内容错运行，这样可以延长电机的发电时间，但需要添加硬件设备，成本较高。
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p>技术实现思路1、针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其目的在于解决功率绕组断相时，无刷双馈电机产生的较大转矩脉动导致系统运行可靠性低的问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，包括：s1，监测系统的功率绕组的三相电流，当监测到发生断路故障时，切除系统的部分负载，并执行s2-s5；s2，获取功率绕组在正序基频dq旋转坐标系下的基波电流分量以及在正序奇次旋转dq坐标系下的奇次谐波电流分量v＝1,2,…,n，n为设定参数；s3，以系统转矩脉动最小为目标，根据计算得到功率绕组正序奇次谐波电流参考值s4，对依次进行pi运算和坐标变换，得到正序基频dq旋转坐标系下控制绕组的奇次谐波补偿电流参考值s5，以稳定系统的直流母线电压为目标，根据生成电机侧变流器所需要的pwm信号以驱动电机侧变流器。
3、更进一步地，所述监测系统的功率绕组的三相电流，具体包括：监测系统的功率绕组的三相电流，当存在某两相电流的差值小于设定阈值，且该两相电流的和小于所述设定阈值时，判定系统发生断路故障。
4、更进一步地，所述s2具体包括：将功率绕组在静止abc坐标系下的三相电流转换为两相静止αβ坐标系下的电流ipαβ；对依次进行广义积分、正序运算，得到功率绕组在两相静止αβ坐标系下的各次电流分量ipαβ1和ipαβ(2v+1)，其中，ipαβ(2t+1)f为ipαβ的±(2t+1)次分量；将ipαβ1、ipαβ(2v+1)分别变换到对应的各次dq旋转坐标系，得到
5、更进一步地，所述s3中得到的为：
6、
7、更进一步地，所述s5具体包括：s51，对直流母线电压参考值和直流母线电压反馈值之间的差值进行比例积分运算，得到功率绕组的d轴基波电流参考值s52，根据和计算功率绕组的d轴总电流参考值和q轴总电流参考值s53，根据功率绕组的d轴总电流实际值icd和功率绕组的q轴总电流实际值icq生成所述pwm信号以驱动电机侧变流器。
8、更进一步地，和分别为：
9、
10、
11、其中，和共同组成分别为正序基频dq旋转坐标系下控制绕组d轴、q轴的奇次谐波补偿电流参考值。
12、更进一步地，所述s53具体包括：对分别进行比例积分谐振运算，相应得到功率绕组的d轴电压参考值q轴电压参考值对分别进行坐标变换后输入svpwm发生器，生成所述pwm信号以驱动电机侧变流器。
13、按照本专利技术的另一个方面，提供了一种功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制装置，包括：处理器；存储器，其存储有计算机可执行程序，所述程序在被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法。
14、按照本专利技术的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法。
15、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
16、(1)提供了一种功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，通过监测功率绕组断相故障后，进行切部分负荷并重新分配功率绕组在正序基频dq旋转坐标系下的电流分量的方式，抑制功率绕组断相带来的转矩脉动，进而使得电机降功率运行；由此，当无刷双馈直流发电系统功率绕组发生断相故障时，在不停机的状态下让无刷双馈直流发电系统降功率运行，从而对电机进行保护并延长电机运行时间，提高电厂收益；
17、(2)提供了一种新的无刷双馈直流发电系统功率绕组断相故障监测方式，仅通过判定功率绕组是否存在某两相电流的和以及差值是否均小于设定的较小值，来判断系统是否发生断相故障，在保证监测准确度的基础上，大大降低了计算量，提高了监测效率，及时诊断出断相故障；
18、(3)提供了一种新的功率绕组在正序基频dq旋转坐标系下的电流分量分配方式，分配得到的功率绕组正序奇次谐波电流参考值可以实现转矩脉动最大化抑制，且便于后续通过补偿控制绕组电流的方式来调节功率绕组谐波电流分量。
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【技术保护点】
1.一种功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述监测系统的功率绕组的三相电流，具体包括：
3.如权利要求1所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述S2具体包括：
4.如权利要求1所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述S3中得到的为：
5.如权利要求1-4任一项所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述S5具体包括：
6.如权利要求5所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，和分别为：
7.如权利要求5所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述S53具体包括：
8.一种功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法。
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【技术特征摘要】
1.一种功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述监测系统的功率绕组的三相电流，具体包括：
3.如权利要求1所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述s2具体包括：
4.如权利要求1所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述s3中得到的为：
5.如权利要求1-4任一项所述的功率绕组断相的无刷双馈直流发电系统转矩脉动...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，张益政，葛健，徐伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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