CN112737469B - 一种电励磁同步电机变频驱动装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电励磁同步电机变频驱动装置及控制方法，该装置包括定子开关柜单元、定子变压器单元，整流器单元，母线管理单元、逆变器单元及励磁变流器单元；其中，定子开关柜的输入端连接三相交流输入电源，输出端连接定子变压器原边；定子变压器副边连接整流器单元；整流器单元将变压器副边的三相交流电整流成直流电输出至母线管理单元；母线管理单元将直流电分别连接至逆变器单元和励磁变流器单元。本发明转子侧励磁变流器通过定子侧整流器输出的直流电源供电，无需变压器降压及隔离，节省了转子开关柜，节约了设备空间，降低了系统成本。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种电励磁同步电机变频驱动装置及控制方法。
背景技术
电励磁同步电机由于采用可控励磁实现可控磁场，因此其在功率因数、控制精度、弱磁比、过载能力等方面有其自身的优势，适用于大功率传动场合。
电励磁同步电机定子侧采用变频器提供变压变频的交流电源，转子侧采用整流器提供电压可变的直流电。转子侧直流电压由变压器及整流器通过整流的方式获得，该方式控制策略普遍应用于电励磁同步电机转子侧直流供电装置。但该方式存在以下问题：
(1)转子供电部分采用变压器降压及隔离，总体成本较高。
(2)转子侧感性负载无功功率较大，频繁的调速导致转子励磁绕组无功冲击频繁。
如何降低电励磁同步电机转子励磁环节无功冲击，提高励磁直流电流的动态响应，并实现总体成本的降低，是电励磁同步电机变频驱动系统安全、高效、低成本运行的重要因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节省变压器成本、提高系统的功率因数且简化了控制系统及转子变流装置的电励磁同步电机变频驱动装置及方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电励磁同步电机变频驱动装置，该装置包括定子开关柜单元、定子变压器单元，整流器单元，母线管理单元、逆变器单元及励磁变流器单元；其中，
所述定子开关柜的输入端连接三相交流输入电源，输出端连接定子变压器原边；
所述定子变压器副边连接整流器单元；
所述整流器单元将变压器副边的三相交流电整流成直流电输出至母线管理单元；
所述母线管理单元将直流电分别连接至逆变器单元和励磁变流器单元；
所述逆变器单元将母线管理单元输出的直流电逆变成电压幅值与频率可变的三相交流电，输送至电机的定子绕组；
所述励磁变流器单元将母线管理单元输出的直流电通过斩波控制输出电压幅值可变的直流电，输送至电机的转子绕组。
优选的，所述整流器单元用于通过矢量控制算法驱动IGBT触发及关断，实现将交流电压变换成直流电压，直流电压稳定运行在设定电压；所述整流器单元包括滤波模块、整流电路、电容模块、信号采集模块、触发模块、整流控制模块；
其中，
所述滤波模块由电抗器组成；
所述整流电路由二极管钳位型三电平拓扑组成；
所述电容模块由电容器组成；
所述信号采集模块由电压传感器及电流传感器组成；
所述触发模块由IGBT驱动板组成；
所述整流控制模块由整流矢量控制器组成。
优选的，所述母线管理单元用于将整流器单元输出的直流电输送至逆变器单元与励磁变流器单元，形成共直流母线连接；所述母线管理单元包括第一母线排、第二母线排、第一电容模块、第二电容模块、第三电容模块、快熔、信号采集模块及通信模块；其中，
所述第一母线排、第二母线排通过快熔和第一电容模块连接至整流器单元，通过快熔和第二电容器模块连接至逆变器单元，通过快熔和第三电容模块连接至励磁变流器单元；
所述信号采集模块采集直流母线电压，通过通信模块输送至整流器单元、逆变器单元、励磁变流器单元。
优选的，所述母线排数量根据整流器单元、逆变器单元的电路拓扑不同，由两组母排或两组以上母排组成。
优选的，所述母线管理单元还包括监控模块，用于监控快熔状态和直流母线电压状态。
优选的，所述逆变器单元包括电容模块、逆变电路、输出滤波模块、信号采集模块、触发模块、逆变器控制模块，其中，
所述电容模块由电容器组成；
所述逆变电路由二极管钳位型三电平拓扑组成；
所述输出滤波模块由电抗器组成；
所述信号采集模块由电流传感器组成；
所述触发模块由IGBT驱动板组成；
所述逆变控制模块由逆变矢量控制器组成；所述逆变控制模块通过矢量控制算法驱动IGBT触发及关断，实现直流电压转化为交流电压，并使交流电压按照电机转速变压、变频工作。
优选的，所述励磁变流器单元包括电容模块、励磁电路、滤波模块、信号采集模块、触发模块、励磁控制器模块；其中，
所述电容模块由电容器组成；
所述励磁电路为直流-直流降压变换器电路拓扑；
所述滤波模块由直流平波电抗器组成；
所述信号采集模块由电流传感器组成；
所述触发模块由IGBT驱动板组成；
所述励磁控制模块由直流斩波控制器组成；所述励磁控制器模块通过直流斩波算法驱动IGBT触发及关断，将直流电转化为可调电压的直流电，并使输出直流电压可根据电机磁场的需求调节。
本发明还提供了一种电励磁同步电机变频驱动装置的控制方法，其特征在于：该方法包括：
对驱动装置进行供电，整流器单元启动；
输入直流电，励磁变流器单元启动；
输入直流电，逆变器单元启动；
监控直流母线运行信息，根据母线的运行信息判断是否有故障发生；
根据给定的速度对电机的转速进行调节。
优选的，所述根据母线的运行信息判断是否有故障发生，具体包括：
监控快熔状态；
当后级电路发生短路故障时，快熔熔断，指示快熔断开；
根据采集直流母线电压，监控直流母线电压状态；
当母线电压超出允许电压上限范围时，指示直流母线过压故障，当母线电压超出允许电压下限范围时，指示直流母线欠压故障；
将故障信息发送至整流、逆变、励磁。
优选的，所述励磁变流器单元启动步骤包括：
计算励磁电流给定；所述励磁电流给定分为空载励磁给定和带载励磁电流给定。
对励磁电流进行比例积分调节；所述励磁电流比例积分调节为先计算励磁电流给定值与励磁电流反馈值的偏差，再将偏差进行比例积分调节计算；
将励磁电压通过载波调制产生PWM触发脉冲，控制IGBT通断。
有益效果：
1.本发明转子侧励磁变流器通过定子侧整流器输出的直流电源供电，无需变压器降压及隔离，节省了转子开关柜，节约了设备空间，降低了系统成本。
2.本发明转子侧感性负载无功功率可直接与母线管理单元中的电容器进行交换，经过整流器调节后，消除了转子励磁绕组的无功功率对电网的影响，提高了系统的功率因数。
3.本发明的励磁变流器单元无需采用变压器供电，而是通过定子变频装置中的直流电源供电，通过母线管理单元，不仅实现对励磁变流装置供电方式的转变，而且实现了对直流母线运行信息的监控。
附图说明:
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为现有技术提供的一种电励磁同步电机变频驱动装置组成示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电励磁同步电机变频驱动装置组成示意图；
图3为本发明实施例提供的一种整流器单元组成示意图；
图4为本发明实施例提供的一种母线管理单元组成示意图；
图5为本发明实施例提供的一种逆变器单元组成示意图；
图6为本发明实施例提供的一种励磁变流器单元组成示意图；
图7为本发明实施例提供的一种电励磁同步电机变频驱动控制方法流程图；
图8为本发明实施例提供的一种整流器单元控制流程图；
图9为本发明实施例提供的一种励磁变流器单元控制流程图；
图10为本发明实施例提供的一种逆变器单元控制流程图；
图11为本发明实施例提供的一种母线管理单元控制流程图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
现有电励磁同步电机变频驱动系统组成图，如图1所示，电机的定子侧由变频器供电，转子侧由励磁变流器供电。所述定子侧变频器由定子开关柜单元、定子变压器单元、整流器单元、逆变器单元组成；转子侧励磁变流器由励磁开关柜单元，励磁变压器单元、励磁变流器单元组成。该系统励磁变流器存在结构复杂、开关柜及变压器成本高、无功功率较大等缺点。
针对该问题，本发明提供一种电励磁同步电机变频驱动装置。如图2所示，该装置包括定子开关柜单元1、定子变压器单元2，整流器单元3，母线管理单元4,逆变器单元5，励磁变流器单元6；其中，
定子开关柜单元1输入端连接三相交流输入电源，输出连接定子变压器2原边，定子变压器2副边连接整流器单元3；
整流器单元3将定子变压器2副边的三相交流电整流成直流电，输出的直流电连接母线管理单元4；
母线管理单元4将直流电分别连接至逆变器单元5与励磁变流器单元6；
逆变器单元5将母线管理单元44输出的直流电逆变成电压幅值与频率可变的三相交流电，输送至电机的定子绕组；
励磁变流器单元6将母线管理单元输出的直流电通过斩波控制输出电压幅值可变的直流电，输送至电机的转子绕组。
具体的，通过控制定子开关柜单元1的吸合与断开控制定子变压器2得电与否；定子变压器2将电压变换成变频器驱动电机运行所需的电压范围。
进一步的，整流器单元3通过矢量控制算法驱动IGBT触发及关断，实现将交流电压变换成直流电压，直流电压稳定运行在设定电压。整流器单元3的组成示意图如图3所示，整流器单元3包括滤波模块、整流电路、电容模块、信号采集模块、触发模块、整流控制模块。
所述滤波模块由电抗器组成；
所述整流电路由二极管钳位型三电平拓扑组成；
所述电容模块由电容器组成；
所述信号采集模块由电压传感器及电流传感器组成，
所述触发模块由IGBT驱动板组成；
所述整流控制模块由整流矢量控制器组成。
进一步的，所述母线管理单元4用于将整流器单元输出的直流电输送至逆变模块与励磁变流器单元，形成共直流母线连接。
母线管理单元4的组成示意图如图4所示，母线管理单元4包括第一母线排、第二母线排、第一电容模块、第二电容模块、第三电容模块、快熔、信号采集模块及通信模块。
所述第一母线排、第二母线排通过快熔和第一电容模块连接至整流器单元3，通过快熔和第二电容器模块连接至逆变器单元5，通过快熔和第三电容器模块连接至励磁变流器单元6。
信号采集模块采集直流母线电压，通过通信模块输送至整流器单元3、逆变器单元5、励磁变流器单元6。
进一步的，所述母线排数量根据整流器单元3、逆变器单元5的电路拓扑不同，由两组母排或两组以上组成。
进一步的，所述母线管理单元4还包括监控模块，用于监控快熔状态和直流母线电压状态。
进一步的，逆变器单元5组成示意图如图5所示，逆变器单元5包括电容模块、输出滤波模块、逆变电路、信号采集模块、触发模块、逆变控制模块。
所述滤波模块由电抗器组成；
所述逆变电路由二极管钳位型三电平拓扑组成；
所述电容模块由电容器组成；
所述信号采集模块由电流传感器组成；
所述触发模块由IGBT驱动板组成；
所述逆变控制模块由逆变矢量控制器组成；所述逆变控制模块通过矢量控制算法驱动IGBT触发及关断，实现直流电压转化为交流电压，并且交流电压按照电机转速变压、变频工作。
进一步的，所述励磁变流器单元6组成示意图如图6所示，所述励磁变流单元6包括电容模块、滤波模块、励磁电路、信号采集模块、触发模块、励磁控制模块。其中，
所述电容模块由电容器组成；
所述滤波模块由直流平波电抗器组成；
所述励磁电路为直流-直流降压变换器电路拓扑；
所述信号采集模块由电流传感器组成；
所述触发模块由IGBT驱动板组成；
所述励磁控制模块由直流斩波控制器组成；所述励磁控制模块通过直流斩波算法驱动IGBT触发及关断，将直流电转化为可调电压的直流电，输出直流电压根据电机磁场的需求调节变化。
采用本发明的电励磁同步电机变频驱动装置，电机定子侧采用变频器提供变压变频的交流电源，转子侧采用励磁变流器提供电压可变的直流电。转子侧励磁变流器通过定子侧整流器输出的直流电源供电供电，无需变压器降压及隔离，节省了转子开关柜，节约了设备空间，降低了系统成本。转子侧感性负载无功功率可直接与母线管理单元中的电容器进行交换，经过整流器调节后，消除了转子励磁绕组的无功功率对电网的影响，提高了系统的功率因数。
本发明还提供了一实施例一种电励磁同步电机变频驱动控制方法，如图7所示，该方法包括：
步骤S1：对驱动装置进行供电，整流器单元启动。
整流器单元启动实施步骤流程如图8所示。具体包括：
步骤S11：对直流电压进行比例积分调节。
具体的，所述直流电压比例积分调节首先计算直流电压设定值与直流电压反馈值的偏差，其次将偏差进行比例积分计算。所述直流电压比例积分调节输出作为有功电流给定。
步骤S12：对有功电流进行比例积分调节。
具体的，所述有功电流比例积分调节首先计算有功电流设定值与有功电流反馈值的偏差，其次将偏差进行比例积分计算。所述有功电流比例积分调节输出作为有功电压给定。
步骤S13：对无功电流进行比例积分调节。
具体的，所述无功电流比例积分调节首先计算无功电流设定值与无功电流反馈值的偏差，其次将偏差进行比例积分计算。所述无功电流比例积分调节输出作为无功电压给定。本实施例中，所述无功电流给定值通常设置为零。
步骤S14：载波调制产生PWM触发脉冲，控制IGBT通断。
步骤S2：输入直流电，励磁变流器单元启动。励磁变流器单元启动实施步骤流程如图9所示。
步骤S21：计算励磁电流给定。
具体的，所述励磁电流给定分为空载励磁给定计算和带载励磁电流给定。所述空载励磁电流给定通过电机空载曲线获得，所述带载励磁电流给定通过磁链比例积分调节计算获得。所述磁链比例积分调节首先计算磁链设定值与磁链反馈值的偏差，其次将偏差进行比例积分计算。所述磁链设定值与磁链反馈值由磁链观测器获得。
步骤S22：对励磁电流进行比例积分调节。
具体的，所述励磁电流比例积分调节首先计算励磁电流给定值与励磁电流反馈值的偏差，将偏差进行比例积分调节计算。所述励磁电流比例积分调节模块的输出作为励磁电压。
步骤S23：将励磁电压通过载波调制产生PWM触发脉冲，控制IGBT通断。
步骤S3：输入直流电，逆变器单元启动。逆变器单元启动具体实施步骤流程如图10所示。
步骤S31：对速度进行比例积分调节。
具体的，所述速度比例积分调节首先计算速度设定值与速度反馈值的偏差，其次将偏差进行比例积分计算。所述速度比例积分调节输出作为有功电流给定。
步骤S32：对有功电流进行比例积分调节。
具体的，所述有功电流比例积分调节首先计算有功电流设定值与有功电流反馈值的偏差，其次将偏差进行比例积分计算。所述有功电流比例积分调节输出作为有功电压给定。
步骤S33：对无功电流进行比例积分调节。
具体的，所述无功电流比例积分调节首先计算无功电流设定值与无功电流反馈值的偏差，其次将偏差进行比例积分计算。所述无功电流比例积分调节输出作为无功电压给定。本实施例中，所述无功电流给定值通常设置为零。
步骤S34：载波调制产生PWM触发脉冲，控制IGBT通断。
步骤S4:监控直流母线运行信息，根据母线的运行信息判断是否有故障发生。该步骤具体实施方法流程如图11所示。
步骤S41：监控快熔状态；
具体的，当后级电路发生短路故障时，快熔熔断，快熔状态指示断开。
步骤S42：根据采集直流母线电压，监控直流母线电压状态。
具体的，当母线电压超出允许电压上限范围时，指示直流母线过压故障，当母线电压超出允许电压下限范围时，指示直流母线欠压故障。
步骤S43：将故障信息发送至整流、逆变、励磁。
步骤S5：根据给定的速度对电机的转速进行调节。
具体的，根据电机运行速度指令信息，实时调节电机的速度，跟踪速度指令运行。
本发明提供的一种电励磁同步电机变频驱动控制方法，通过对定子侧整流器单元、逆变器单元及转子侧励磁变流单元的控制，实现了电机的启、停，速度跟踪。采用本发明控制装置及方法，励磁变流器单元无需采用变压器供电，而是通过定子变频装置中的直流电源供电，通过母线管理单元，实现对励磁变流装置供电方式的转变。采用本发明装置及方法，节省了变压器成本，简化了控制系统及转子变流装置的组成，且转子消耗的无功功率直接与整流器交换，降低了总系统的无功功率，提高了系统的功率因数。
本发明实施例中的各个功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独的物理存在，也可以两个或者两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块可以采用硬件的形式实现也可以采用软件功能模块的方式实现。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (7)
1.一种电励磁同步电机变频驱动装置，其特征在于：该装置包括定子开关柜单元（1）、定子变压器单元（2），整流器单元（3），母线管理单元（4）、逆变器单元（5）及励磁变流器单元（6）；其中，
所述定子开关柜单元（1）的输入端连接三相交流输入电源，输出端连接定子变压器单元（2）原边；
所述定子变压器单元（2）副边连接整流器单元（3）；
所述整流器单元（3）将定子变压器单元（2）副边的三相交流电整流成直流电输出至母线管理单元（4）；
所述母线管理单元（4）将直流电分别连接至逆变器单元（5）和励磁变流器单元（6）；所述母线管理单元（4）用于将整流器单元（3）输出的直流电输送至逆变器单元（5）与励磁变流器单元（6），形成共直流母线连接；所述母线管理单元（4）包括第一母线排、第二母线排、第一电容模块、第二电容模块、第三电容模块、快熔、信号采集模块及通信模块；其中，所述第一母线排、第二母线排通过快熔和第一电容模块连接至整流器单元（3），通过快熔和第二电容器模块连接至逆变器单元（5），通过快熔和第三电容模块连接至励磁变流器单元（6）；
所述信号采集模块采集直流母线电压，通过通信模块输送至整流器单元（3）、逆变器单元（5）、励磁变流器单元（6）；
所述母线管理单元（4）还包括监控模块，用于监控快熔状态和直流母线电压状态；
所述逆变器单元（5）将母线管理单元输出的直流电逆变成电压幅值与频率可变的三相交流电，输送至电机的定子绕组；
所述励磁变流器单元（6）将母线管理单元输出的直流电通过斩波控制输出电压幅值可变的直流电，输送至电机的转子绕组；
所述励磁变流器单元（6）包括电容模块、励磁电路、滤波模块、信号采集模块、触发模块、励磁控制器模块；其中，
所述电容模块由电容器组成；
所述励磁电路为直流-直流降压变换器电路拓扑；
所述滤波模块由直流平波电抗器组成；
所述信号采集模块由电流传感器组成；
所述触发模块由IGBT驱动板组成；
所述励磁控制模块由直流斩波控制器组成；所述励磁控制器模块通过直流斩波算法驱动IGBT触发及关断，将直流电转化为可调电压的直流电，并使输出直流电压可根据电机磁场的需求调节。
2.根据权利要求1所述的电励磁同步电机变频驱动装置，其特征在于：
所述整流器单元（3）包括滤波模块、整流电路、电容模块、信号采集模块、触发模块、整流控制模块；其中，
所述滤波模块由电抗器组成；
所述整流电路由二极管钳位型三电平拓扑组成；
所述电容模块由电容器组成；
所述信号采集模块由电压传感器及电流传感器组成；
所述触发模块由IGBT驱动板组成；
所述整流控制模块由整流矢量控制器组成；
所述整流器单元（3）用于通过矢量控制算法驱动IGBT触发及关断，实现将交流电压变换成直流电压，直流电压稳定运行在设定电压。
3.根据权利要求1所述的电励磁同步电机变频驱动装置，其特征在于：
所述母线排数量根据整流器单元（3）、逆变器单元（5）的电路拓扑不同，由两组母排或两组以上母排组成。
4.根据权利要求1所述的电励磁同步电机变频驱动装置，其特征在于：
所述逆变器单元（5）包括电容模块、逆变电路、输出滤波模块、信号采集模块、触发模块、逆变控制模块，其中，
所述电容模块由电容器组成；
所述逆变电路由二极管钳位型三电平拓扑组成；
所述输出滤波模块由电抗器组成；
所述信号采集模块由电流传感器组成；
所述触发模块由IGBT驱动板组成；
所述逆变控制模块由逆变矢量控制器组成，所述逆变控制模块通过矢量控制算法驱动IGBT触发及关断，实现直流电压转化为交流电压，并使交流电压按照电机转速变压、变频工作。
5.一种应用于如权利要求1所述的电励磁同步电机变频驱动装置的控制方法，其特征在于：该方法包括：
对驱动装置进行供电，整流器单元（3）启动；
输入直流电，励磁变流器单元（6）启动；
输入直流电，逆变器单元（5）启动；
监控直流母线运行信息，根据母线的运行信息判断是否有故障发生；
根据给定的速度对电机的转速进行调节。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：
所述根据母线的运行信息判断是否有故障发生，具体包括：
监控快熔状态；
当后级电路发生短路故障时，快熔熔断，指示快熔断开；
根据采集直流母线电压，监控直流母线电压状态；
当母线电压超出允许电压上限范围时，指示直流母线过压故障，当母线电压超出允许电压下限范围时，指示直流母线欠压故障；
将故障信息发送至整流、逆变、励磁。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：
所述励磁变流器单元（6）启动步骤包括：
计算励磁电流给定；所述励磁电流给定分为空载励磁给定和带载励磁电流给定；
对励磁电流进行比例积分调节；所述励磁电流比例积分调节为先计算励磁电流给定值与励磁电流反馈值的偏差，再将偏差进行比例积分调节计算；
将励磁电压通过载波调制产生PWM触发脉冲，控制IGBT通断。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102185399A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-09-14 | 陈维加 | 多极电励磁变频发电机 |
| CN102412734A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-04-11 | 徐州中矿大传动与自动化有限公司 | 一种电励磁同步发电机用全功率风电变流器 |
| CN103208960A (zh) * | 2012-01-16 | 2013-07-17 | 台达电子企业管理（上海）有限公司 | 一种励磁控制电路及其电励磁风电系统 |
| CN103326452A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-09-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 修井机超级电容蓄能驱动装置 |
| CN103580584A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-02-12 | 上海华菱电站成套设备有限公司 | 矿井提升机双绕组同步电机的冗余中压交直交变频装置 |
| CN203456928U (zh) * | 2013-06-04 | 2014-02-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种修井机超级电容蓄能驱动装置 |
| CN104378034A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-02-25 | 北京索德电气工业有限公司 | 无刷交流复合励磁无刷直流电机的运行控制系统 |
| CN204559459U (zh) * | 2015-03-20 | 2015-08-12 | 成都千秋科技有限公司 | 一种用于升降机的电源控制电路 |
| CN105099316A (zh) * | 2015-03-02 | 2015-11-25 | 清华大学 | 一种电励磁同步电机的电流协调控制方法 |
| CN208143129U (zh) * | 2018-03-19 | 2018-11-23 | 山西高河能源有限公司 | 基于igct三电平矢量控制的交直交变频调速电路 |
| CN109256794A (zh) * | 2017-07-12 | 2019-01-22 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种用于同步风力发电系统的变流器 |
-
2020
- 2020-12-31 CN CN202011643832.7A patent/CN112737469B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102185399A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-09-14 | 陈维加 | 多极电励磁变频发电机 |
| CN102412734A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-04-11 | 徐州中矿大传动与自动化有限公司 | 一种电励磁同步发电机用全功率风电变流器 |
| CN103208960A (zh) * | 2012-01-16 | 2013-07-17 | 台达电子企业管理（上海）有限公司 | 一种励磁控制电路及其电励磁风电系统 |
| CN103326452A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-09-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 修井机超级电容蓄能驱动装置 |
| CN203456928U (zh) * | 2013-06-04 | 2014-02-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种修井机超级电容蓄能驱动装置 |
| CN103580584A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-02-12 | 上海华菱电站成套设备有限公司 | 矿井提升机双绕组同步电机的冗余中压交直交变频装置 |
| CN104378034A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-02-25 | 北京索德电气工业有限公司 | 无刷交流复合励磁无刷直流电机的运行控制系统 |
| CN105099316A (zh) * | 2015-03-02 | 2015-11-25 | 清华大学 | 一种电励磁同步电机的电流协调控制方法 |
| CN204559459U (zh) * | 2015-03-20 | 2015-08-12 | 成都千秋科技有限公司 | 一种用于升降机的电源控制电路 |
| CN109256794A (zh) * | 2017-07-12 | 2019-01-22 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种用于同步风力发电系统的变流器 |
| CN208143129U (zh) * | 2018-03-19 | 2018-11-23 | 山西高河能源有限公司 | 基于igct三电平矢量控制的交直交变频调速电路 |
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