[發明專利]一種混合勵磁同步電機功率因數控制方法

有效

• 申請號: 201310607967.1
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103607156A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 林明耀;趙紀龍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P27/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種混合勵磁同步電機功率因數控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

（1）從電機主電路采集相電流i_a、i_b和勵磁電流i_f，對電機進行準確初始位置檢測，從電機編碼器上采集信號，送入控制器進行處理，得出轉速n和轉子位置角θ；

（2）將采集的相電流i_a、i_b經信號調理和A/D轉換，然后進行帕克變換，得到兩相旋轉坐標系下的d軸電流i_d和q軸電流i_q；

（3）將實測轉速n與給定轉速n^*比較后得到轉速偏差Δn，將所述轉速偏差Δn輸入速度調節器經比例積分運算后得到轉矩參考值T_e^*，將轉矩參考值T_e^*、實測轉速n和給定轉速n^*輸入電流分配器，判斷實際轉速是否小于弱磁基速，如是，則電機運行于低速區，進入步驟4），否則，電機運行于高速區，進入步驟5）；

（4）判斷負載轉矩是否滿足T_L≤T_N，其中T_L為負載轉矩、T_N為額定轉矩；

當T_L≤T_N時，根據下列方程組求解計算d軸電流參考值i_dref、q軸電流參考值i_qref與勵磁電流參考值i_fref：

iqref=idref(ψm+Ldidref)Lqifref=0Te*=32pidref(ψm+Ldidref)Lq[ψm+idref(Ld-Lq)]]]>

其中，i_dref為d軸電流參考值，i_qref為q軸電流參考值，i_fref為勵磁繞組電流參考值，L_d為d軸電感，L_q為q軸電感，ψ_m為永磁體磁鏈，p為電機極對數；

當T_L＞T_N時，則根據下列方程組求解計算d軸電流參考值i_dref、q軸電流參考值i_qref與勵磁電流參考值i_fref：

iqref=idref(ψm+Ldidref+MsfIfN)Lqifref=IfNTe*=32pidref(ψm+Ldidref+MsfIfN)Lq[ψm+idref(Ld-Lq)]]]>

其中，I_fN為勵磁電流額定值，M_sf為電樞繞組與勵磁繞組之間的互感。

（5）根據下列方程組求解計算d軸電流參考值i_dref、q軸電流參考值i_qref與勵磁電流參考值i_fref：

ifref=Us-ωe(ψm+Ldidref)Msfiqref=idref[ψm+Ldidref+Us-ωe(ψm+Ldidref)]LqTe*=32pidref[ψm+Ldidref+(Us-ωe(ψm+Ldidref))]Lq[ψm+idref(Ld-Lq)+Us-ωe(ψm+Ldidref)]]]>

其中，ω_e為電角速度，U_s為逆變器所能提供的最大電壓。

（6）將d軸電流參考值i_dref和q軸電流i_qref分別與所述步驟（2）中的d軸電流i_d和q軸電流i_q比較后得d軸電流偏差Δi_d和q軸電流偏差Δi_q，將所述d軸電流偏差Δi_d輸入d軸電流調節器進行比例積分運算，得到d軸電壓u_d，將q軸電流偏差Δi_q輸入q軸電流調節器進行比例積分運算，得到q軸電壓u_q，然后對所述d軸電壓u_d和q軸電壓u_q進行旋轉正交-靜止兩相變換后，得到靜止兩相坐標系下α軸電壓u_α和β軸電壓u_β，將所述α軸電壓u_α和β軸電壓u_β輸入脈沖寬度調制模塊，運算輸出6路脈沖寬度調制信號，驅動主功率變換器；

同時將步驟（1）中采集的勵磁電流i_f，經信號調理與A/D轉換后和勵磁電流參考值i_fref一起送入直流勵磁脈寬調制模塊，運算輸出4路脈沖寬度調制信號來驅動勵磁功率變換器。

2.根據權利要求書1所述的混合勵磁同步電機功率因數控制方法，所述步驟6）中的脈沖寬度調制模塊為空間矢量脈沖寬度調制模塊。