[发明专利]共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其是多定子绕组端口的电机系统，具体而言涉及一种共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统。

背景技术

目前电机系统功率要求越来越大，电机尺寸也相应越来越大。传统的电机系统定子绕组为三相，通过三相绕组的并联或串联来增大电机功率，采用三相功率变换器对电机进行馈电。这种传统三相电机由于绕组集中，并分布在电机的整个角度空间，因此不利于电机的模块化生产和装配。电机功率的不断增大，给电机的生产和装配带来了更大的困难。同时当电机中某一相绕组出现故障，会影响其他两相电机绕组运行，进而影响整个电机正常运行。

为了克服三相电机系统的这些缺点，提出了多个三相绕组构成的多相电机系统。这种多相电机系统具有多个三相绕组，可以实现模块化生产和维修。这些多三相绕组具有多个三相绕组端口，可以由多个电力电子变换器通道进行馈电。当某一套三相绕组发生故障时，其他绕组仍可以由相应的电力电子变换器供电、继续工作，系统的可靠性得到提高。对于电机的三相绕组两端都引出的绕组接法，这两个定子绕组端口同样可以由两台电力电子变换器独立供电，当其中某一个电力电子变换器通道发生故障时，不影响另一个变换器通道的正常工作。

由于这种多通道电力电子变换器供电的多定子绕组电机常由多个电力电子变换器独立供电，这些电力电子变换器需要在电网侧和电网相连。为了减小并网电流谐波，这些并网变换器在电网侧常采用LC滤波器。传统的多个并网变换器就需要多个LC滤波器，这样系统的成本将增加。同时需要对多个LC滤波器进行独立控制，需要更多和更复杂的控制器。另外，对于电网侧带有LC滤波器的电压源型整流器如何在各种不对称电网条件下有效运行目前还没有很好的策略。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明旨在提供一种共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统，在电机侧通过多个独立的电压源型逆变器对多绕组端口电机进行独立馈电，提高了电机系统的可靠性和容错性。

为达成上述目的，本发明提出一种共用LC并网滤波器的多定子绕组端口电机系统，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馈电；

所述电压源型逆变器分别由独立的直流母线电容供电；

所述直流母线电容分别与独立的电压源型整流器连接，由相应的电压源型整流器对其供电；

所述电压源型整流器通过各自的交流侧电感并联，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以及与之并联的三相滤波电容，其中：所述三相并网电感的另一端与三相电网相连接，所述三相滤波电容的另一端与各电压源型整流器的交流侧电感并联连接；

所述电压源型整流器对应直流母线电容的电压由该电压源型整流器的控制模块控制。

进一步，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。

进一步，所述电压源型整流器包括电压源型整流器一和电压源型整流器二，所述直流母线电容包括直流母线电容一和直流母线电容二，所述电压源型逆变器包括电压源型逆变器一和电压源型逆变器二，其中：

所述滤波器电容通过交流侧电感和交流侧电感分别与电压源型整流器一和电压源型整流器二相连；

所述电压源型整流器一和直流母线电容一相连；

所述电压源型整流器二和直流母线电容二相连；

所述直流母线电容一和电压源型逆变器一相连，给其供电；

所述直流母线电容二和电压源型逆变器二相连，给其供电；

所述电压源型逆变器一和电压源型逆变器二分别与所述双绕组三相中性点不连接电机的两套定子绕组端口连接并给其供电。

进一步，所述电压源型整流器二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产生电压源型整流器二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）电压源型整流器二的并网电流参考值模块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的输出电流参考值