[發明專利]間接轉矩控制籠型轉子無刷雙饋電機無功功率控制方法

無效

• 申請號: 201210241001.6
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102738812A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 趙榮理;王昕;路秀芬;許永順;張愛玲
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02P21/14
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明與籠型轉子無刷雙饋電機的無功功率控制方法有關，更詳細地說是一種基于間接轉矩控制的籠型轉子無刷雙饋電機的無功功率控制方法。

背景技術

籠型轉子無刷雙饋電機是近年來廣受矚目的一種新型電機，其結構是定子上有兩套相互獨立的不同極數的三相對稱繞組，即功率繞組和控制繞組，分別由電網和變頻器供電，兩套定子繞組共用一個鐵心，這兩套繞組沒有直接的電磁耦合，而是通過轉子繞組的調制作用間接地進行電磁功率的傳遞；轉子采用特殊的籠型結構。該電機特別適合應用于大型交流調速傳動系統以及變速恒頻風力發電領域，具有無刷、所需變頻器容量小、功率因數可調、運行可靠及少維護的優點。隨著籠型轉子無刷雙饋電機結構上許多問題的解決，人們的研究重點轉移到了控制策略方面。現有文獻中矢量控制、直接轉矩控制等方法在無刷雙饋電機控制中都已得到應用，其中矢量控制有兩種系統結構，都實現了無功的控制，但均需要進行旋轉坐標變換，使系統結構復雜；此外，其中的一種（見文獻Shao?shiyi,?Abdi　Ehsan，Barati　Farhad，McMahon　Richard．Stator-Flux-Oriented?vector?control?for?brushless?doubly?fed?induction?generator[J]．IEEE?Transactions?on?Industrial?Electronics，2009，?56(10)：4220-4228．）由于沒有電流內環，因而缺少限流措施，動態性能也受到影響，另外一種（見文獻J.Poza,?E.?Oyarbide,?I.?Sarasola,?M.?Rodriguez,?“Vector?control?design?and?experimental?evaluation?for?the?brushless?doubly?fed?machine,”IET?Electric?Power?Applications,?vol.?3,?no.?4,?pp.247-256,?2009.）雖然有電流內環，但是用到了太多的電機參數，使系統的魯棒性降低。

直接轉矩控制在靜止坐標系下就可以實現轉矩的直接控制，避免了旋轉變換，系統結構簡潔明了。但是由于在一個采樣周期內只用一個電壓空間矢量，致使低頻運行時轉矩脈動較大、控制繞組電流諧波也較大，而且也沒有實現無功的控制。

籠型轉子無刷雙饋電機的間接轉矩控制方法無需旋轉坐標變換、系統結構簡單，并且具有轉矩內環，實現了限流功能，且用到的電機參數僅僅為兩個定子繞組的電阻，申請人已申請的公開號為?102195547A的“一種用于籠型轉子無刷雙饋電機的間接轉矩控制方法”的專利實現了轉速和轉矩的控制，但是不能實現無功功率的控制。

發明內容

問題的提出：針對籠型轉子無刷雙饋電機間接轉矩控制系統中無功功率不可控的問題；本發明提供一種間接轉矩控制籠型轉子無刷雙饋電機無功功率控制方法。

為了解決上述籠型轉子無刷雙饋電機間接轉矩控制系統存在的無功功率不可控的問題，本發明在籠型轉子無刷雙饋電機間接轉矩控制系統的基礎上，構建了間接轉矩控制籠型轉子無刷雙饋電機無功功率控制方法，包括轉速和轉矩的控制的方法；該方法是按下列步驟進行的：

首先建立無功功率和控制繞組磁鏈關系式（7）如下：

?????????（7）