[发明专利]一种交流电机和直流电机混合控制系统

权利要求书

1.一种交流电机和直流电机混合控制系统，其特征在于，包括交直流同线供电变换器（2000）、交错接线交流电机（3000）、直流电机（4000）和控制器（5000），所述交直流同线供电变换器（2000）通过交流线路（1010）与交流系统（1000）连接，所述交直流同线供电变换器（2000）通过交直流同线线路（2010）连接交错接线交流电机（3000）三相输入，所述交错接线交流电机（3000）的中性点通过正极导线（4010）连接直流电机（4000）的正极，所述交直流同线供电变换器（2000）通过负极导线（4020）连接直流电机（4000）的负极；所述控制器（5000）分别与交流系统（1000）、交直流同线供电变换器（2000）、交错接线交流电机（3000）、直流电机（4000）连接；

所述交直流同线供电变换器（2000）用于将交流系统（1000）输出的交流电能形式，转换为可调可控的三相交流电压和直流电压同线叠加的电能形式；所述交直流同线供电变换器（2000）包括整流器（2100）和逆变器（2200），所述整流器（2100）和逆变器（2200）共用直流母线电容（2300）；所述整流器（2100）通过交流线路（1010）与交流系统（1000）连接，将交流系统（1000）的交流转换为直流；所述逆变器（2200）通过交直流同线线路（2010）连接交错接线交流电机（3000）三相输入；

所述控制器（5000）包括整流控制器（5100）、交流电机控制器（5200）、直流电机控制器（5300）和叠加调制器（5400）；所述控制器（5000）通过测量交流系统（1000）控制参数（1200），通过整流控制器（5100）控制整流器（2100），实现可控整流，将交流转换为直流；所述控制器（5000）通过测量交错接线交流电机（3000）和直流电机（4000），分别得到交流电机运行参数（3100）和直流电机运行参数（4100），再通过交流电机控制器（5200）和直流电机控制器（5300），分别得到两台电机的控制参数，然后通过叠加调制器（5400）后控制交直流同线供电变换器（2000）的逆变器（2200）；

所述叠加调制器（5400）的叠加调制原理为：交流电机控制参数的参考波是交流信号，直流电机控制参数的参考波是直流信号，叠加后形成交直流叠加调制波，通过与三角载波比较得到驱动脉冲，以此控制逆变器（2200），实现输出电压中交流和直流分量的叠加。

2.根据权利要求1所述的一种交流电机和直流电机混合控制系统，其特征在于，在叠加调制过程中，给正弦调制波叠加一个直流分量，产生含直流偏置的交直流叠加参考波，然后通过与三角载波比较得到驱动脉冲；调制波大于载波时输出正的驱动电压，使电力电子器件开通，调制波小于载波时输出负的驱动电压，使器件关断；在调制波中叠加一个直流分量，输出结果含有交流分量，也含有直流分量；输出直流的大小随叠加的直流调制波变化而变化，直流调制波越大，输出直流越大；输出交流的大小随叠加的交流调制波变化而变化，交流调制波越大，输出交流越大。

3.根据权利要求1所述的一种交流电机和直流电机混合控制系统，其特征在于，所述交错接线交流电机（3000）的定子侧由12个相同绕组采用交错接线接法连接，每相4个绕组；A相4个绕组分别是绕组A1X1、绕组A2X2、绕组A3X3和绕组A4X4，B相4个绕组分别是绕组B1Y1、绕组B2Y2、绕组B3Y3和绕组B4Y4，C相4个绕组分别是绕组C1Z1、绕组C2Z2、绕组C3Z3和绕组C4Z4。