[发明专利]共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统

权利要求书

1.一种共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统，其特征在于，包括：

位于电机侧的多个电机定子绕组端口，该多个电机定子绕组端口分别由多个独立的电压源型逆变器（1.10、1.11）馈电；

所述电压源型逆变器（1.10、1.11）分别由独立的直流母线电容供电（1.8、1.9）；

所述直流母线电容（1.8、1.9）分别与独立的电压源型整流器（1.6、1.7）连接，由相应的电压源型整流器对其供电；

所述电压源型整流器（1.6、1.7）通过各自的交流侧电感（1.4、1.5）并联，并在电网侧共用LC滤波器；

所述LC滤波器包括三相并网电感（1.2）以及与之并联的三相滤波电容（1.3），其中：所述三相并网电感（1.2）的另一端与三相电网（1.1）相连接，所述三相滤波电容（1.3）的另一端与各电压源型整流器的交流侧电感（1.4、1.5）并联连接，通过该交流侧电感（1.4、1.5）分别与电压源型整流器（1.6、1.7）相连；

所述电压源型整流器（1.6、1.7）对应直流母线电容（1.8、1.9）的电压由该电压源型整流器的控制模块控制。

2.根据权利要求1所述的共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统，其特征在于，所述位于电机侧的多个电机定子绕组端口的连接形式包括下述三种形式之一：多个中性点不连接的三相定子绕组；多个中性点连接的三相定子绕组；两端同时接出三相定子绕组。

3.根据权利要求1所述的共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统，其特征在于，所述电压源型整流器包括电压源型整流器一（1.6）和电压源型整流器二（1.7），所述直流母线电容包括直流母线电容一（1.8）和直流母线电容二（1.9），所述电压源型逆变器包括电压源型逆变器一（1.10）和电压源型逆变器二（1.11），其中：

所述滤波器电容（1.3）通过交流侧电感（1.4）和交流侧电感（1.5）分别与电压源型整流器一（1.6）和电压源型整流器二（1.7）相连；

所述电压源型整流器一（1.6）和直流母线电容一（1.8）相连；

所述电压源型整流器二（1.7）和直流母线电容二（1.9）相连；

所述直流母线电容一（1.8）和电压源型逆变器一（1.10）相连，给其供电；

所述直流母线电容二（1.9和电压源型逆变器二（1.11）相连，给其供电；

所述电压源型逆变器一（1.10）和电压源型逆变器二（1.11）分别与所述双绕组三相中性点不连接电机（1.12）的两套定子绕组端口连接并给其供电。

4.根据权利要求1所述的共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统，其特征在于，所述电压源型整流器二（1.7）的控制模块所采用控制方法包括以下步骤：

1）直流母线电容二的电压控制器（2.2）产生电压源型整流器二（1.7）对应的电压源型整流器二有功功率参考值利用直流母线电容二的锁相环模块（2.1）二根据滤波电容电压u_Cα,u_Cβ获得电容电压向量相角θ₂；

2）电压源型整流器二（1.7）的并网电流参考值模块（2.3）根据电压源型整流器二有功功率参考值电压源型整流器二无功功率参考值电容电压向量相角θ₂、滤波电容电压u_Cα,u_Cβ获得电压源型整流器二（1.7）的输出电流参考值

3）利用α轴重复电流控制器（2.4）和β轴重复电流控制器（2.5）分别根据电压源型整流器二（1.7）的α轴输出电流参考值和实际值i_2α之间误差以及β轴输出电流参考值和实际值i_2β之间误差，获得电压源型整流器二（1.7）交流侧电感的电压参考值

4）用滤波电容电压u_Cα,u_Cβ分别减去电压源型整流器二（1.7）交流侧电感的电压参考值得到电压源型整流器二交流输出电压参考值

5）利用电压源型整流器二（1.7）的极坐标转换模块（2.6）根据生成电压源型整流器二（1.7）调制因数m_a2和相角再利用电压源型整流器二（1.7）的脉冲发生模块（2.7）根据调制因数m_a2和相角生成电压源型整流器二（1.7）的六路开关脉冲。

5.根据权利要求1所述的共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统，其特征在于，所述电压源型整流器一（1.6）的控制模块所采用控制方法包括以下步骤：

1）直流母线电容一（1.8）的电压控制器一（3.2）产生电压源型整流器一（1.6）对应的电压源型整流器一有功功率参考值

将电压源型整流器一（1.6）有功功率参考值和电压源型整流器二（1.7）有功功率参考值相加，得到电网侧总有功功率参考值P^*；

将电压源型整流器一（1.6）无功功率参考值和电压源型整流器二（1.7）无功功率参考值相加，得到电网侧总无功功率参考值Q^*；

利用一锁相环模块（3.1）一根据电网电压u_α,u_β获得电容电压向量相角θ₁；

2）电压源型整流器一（1.6）的电流参考值模块（3.3）根据电网侧总有功功率参考值P^*、电网侧总无功功率参考值Q^*、电网电压向量相角θ₁、电网电压u_α,u_β获得电压源型整流器一（1.6）的输出电流参考值

3）利用所述α轴重复电流控制器（2.4）和β轴重复电流控制器（2.5）分别根据电压源型整流器一（1.6）的α轴输出电流参考值和实际值i_1α之间误差以及β轴输出电流参考值和实际值i_1β之间误差，获得电网侧电感电压参考值

4）将电网电压u_α,u_β分别减去电网侧电感电压参考值得到滤波电容电压参考值

再利用α轴电容电压控制器（3.6）和β轴电容电压控制器（3.7）根据滤波电容电压参考值分别和滤波电容电压实际值u_Cα,u_Cβ之间误差分别产生电容电流参考值

5）电压源型整流器一（1.6）α轴输出电流参考值和α轴电容电流参考值相减，再和电压源型整流器二（1.7）α轴输出电流参考值相减，得到电压源型整流器一（1.6）交流侧α轴输出电流参考值

将电压源型整流器一（1.6）β轴输出电流参考值和β轴电容电流参考值相减，再和电压源型整流器二（1.7）β轴输出电流参考值相减，得到电压源型整流器一（1.6）交流侧β轴输出电流参考值

利用电压源型整流器一（1.6）的交流输出电流控制器（3.8、3.9）分别根据电压源型整流器一（1.6）交流侧输出电流参考值和电压源型整流器一（1.6）交流侧输出电流实际值i_{1α_r},i_{1β_r}之间误差，获得电压源型整流器一（1.6）交流侧电感电压参考值

6）将滤波电容电压u_Cα,u_Cβ分别减去电压源型整流器一（1.6）交流侧电感电压参考值得到电压源型整流器一（1.6）交流侧输出电压参考值

7）利用电压源型整流器一（1.6）的极坐标转换模块（3.10）根据生成电压源型整流器一（1.6）调制因数m_a1和相角再利用电压源型整流器一（1.6）的脉冲发生模块（3.11）根据调制因数m_a1和相角生成电压源型整流器一（1.6）的六路开关脉冲。