1.笼型异步发电机带异步电动机直接启动装置的控制方法,该装置包括原动机,笼型异步发电机,励磁电容,DSTATCOM,异步电动机及DSP控制器;
所述的原动机与笼型异步发电机连接,所述的笼型异步发电机与励磁电容并联,所述的励磁电容为笼型异步发电机保证自激建压;
所述的DSTATCOM与异步电动机并接于笼型异步发电机机端的公共耦合点,所述的DSTATCOM为笼型异步发电机的无功补偿稳压装置及异步电动机的起动装置;
所述的DSP控制器与DSTATCOM连接,执行实施控制算法;
通过采用瞬时功率平衡原理,DSP控制器通过采集模块和计算模块计算合成三相电流参考指令,实现三相电流内环控制;分离公共耦合点电压的谐波分量,计算公共耦合点的电压幅值,实现DSTATCOM直流侧电压外环及公共耦合点电压幅值外环控制;通过公共耦合点的谐波电压前馈控制方法控制DSTATCOM进行无功补偿,抑制异步电动机非线性负载的谐波干扰;同时合成调制波信号再经SPWM调制得到驱动信号,直接启动笼型异步发电机;其中,计算模块包括瞬时有功功率计算模块,瞬时无功功率计算模块,正交相位计算模块及耦合点幅值计算模块,其特征在于,其控制过程包括以下步骤:S1、数据采集:DSP控制器的采集模块实时对公共耦合点电压,笼型异步发电机输出电流,异步电动机定子电流,DSTATCOM直流侧电压进行采集;
S2、电动机功率计算:瞬时有功功率计算模块和瞬时无功功率计算模块分别计算异步电动机负载的瞬时有功功率,无功功率;
S3、公共耦合点电压幅值计算:耦合点幅值计算模块分离出公共耦合点电压的谐波分量,由耦合点电压计算出公共耦合点电压幅值;
S4、DSTATCOM内环有功无功电流分量计算:步骤S2得到的瞬时有功功率、无功功率经过LPF低通滤波器滤除交流波动分量,耦合点电压幅值参考值和实际值的偏差经过PI调节器输出,DSTATCOM直流侧电压采样值和指令值的偏差经直流侧电压PI调节器输出,计算内环有功电流分量 无功电流分量其中,有功电流分量 无功电流分量 的计算过程为:
1)、电动机瞬时有功功率Pl,经过低通滤波器LPF,滤除因电动机定转子绕组引起的二倍频量 得到有功直流分量 进一步计算出itp,计算公式为:
2)、电动机瞬时无功功率Ql经过低通滤波器LPF,滤除因二倍频非量 得到有功直流分量 进一步计算出itq,计算公式为:
3)、由耦合点电压幅值参考值 和实际值up的偏差经过机端电压幅值PI调节器输出电流 根据DSTATCOM直流侧电压采样值udc和指令电流 的偏差经电流侧电压PI调节器的输出电流
4)、按下列公式计算有功电流分量 无功电流分量
S5、三相电流参考值计算:正交相位计算模块根据公共耦合点电压计算出发电机单位有功分量和单位正交的无功分量,然后结合步骤S4得到的内环有功电流分量和无功电流分量计算合成内环三相内流的参考值,具体为:由公共耦合点电压upa、upb、upc计算出单位有功分量va、vb、vc,和单位正交的无功分量wa、wb、wc,进而得到合成内环三相电流的参考值 计算公式如下:S6、前馈控制:步骤S5得到的三相电流参考值和实际值的偏差经内环PI调节器输出得到调节电压,与步骤S3得到的公共耦合点电压的谐波分量合成调制波信号,以公共耦合点谐波电压前馈对谐波进行抑制,其中,三相电流参考值 和其实际值isa、isb、isc的偏差经内环PI调节器输出得由公共耦合点的电压提取电压谐波分量upa1,upb1,upc1前馈,和 合成调制波信号,以公共耦合点谐波电压前馈对谐波进行抑制;
S7、电路启动:步骤S6的调制波信号经SPWM调制得到开关管的驱动信号,直接启动笼型异步发电机。
2.根据权利要求1所述的笼型异步发电机带异步电动机直接启动装置的控制方法,其特征在于:采用abc三相坐标系的矢量控制,步骤S1中公共耦合点电压upa、upb、upc,笼型异步发电机输出电流isa、isb、isc,异步电动机定子电流i1a、i1b、i1c,DSTATCOM直流侧电压udc,步骤S2中异步电动机负载的瞬时有功功率Pl,无功功率Ql,按以下公式计算:Pl=upai1a+upbi1b+upci1c,
3.根据权利要求1所述的笼型异步发电机带异步电动机直接启动装置的控制方法,其特征在于:步骤S3中分离出公共耦合点电压的谐波分量为upa1,upb1,upc1,由耦合点电压upa、upb、upc计算得到公共耦合点的电压幅值up,计算公式如下: