[發明專利]一種適用于多電機系統的直接轉矩控制方法

有效

• 申請號: 201410141166.5
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103944459A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 夏長亮;高明煜;趙家欣
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02P5/48
• 分類號: H02P5/48;H02P21/05;H02P21/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種適用于多電機系統的直接轉矩控制方法，包括以下步驟：

步驟一、通過多電機系統偏差耦合控制器產生單臺電機的控制參考信號：

將多電機系統的某一臺電機的速度反饋值同所述多電機系統內其它電機的速度反饋值分別做差，然后將所得到的偏差乘以相應增益，最后將所得結果相加得偏差補償信號；將偏差補償信號、該臺電機的速度參考值及該臺電機速度反饋值求和，從而得到單臺電機的控制參考信號；

步驟二、根據步驟一得到的單臺電機的控制參考信號，選擇最優逆變器電壓矢量，控制電機系統運行；包括以下步驟：

步驟2-1、建立多電機系統轉矩評價函數、磁鏈評價函數；

建立空間旋轉坐標系x-y，且將電機定子磁鏈Ψ_s定位在x軸上；定義轉矩評價函數τ、磁鏈評價函數λ、反電勢評價函數e分別如下：

τ=Vy2/3Vdc---(1)]]>

λ=Vx2/3Vdc---(2)]]>

e=ωr|Ψs|2/3Vdc---(3)]]>

式（1）、式（2）和式（3）中，V_x和V_y分別表示電機定子電壓的x軸和y軸分量；ω_r表示電機轉子電角速度；|Ψ_s|表示電機定子磁鏈幅值；V_dc表示變流器直流側電壓值；

步驟2-2、對多電機系統磁鏈評價函數進行離散化、平均化處理，建立多電機系統轉矩、磁鏈影響因子表；

轉矩影響因子p_τ和磁鏈影響因子p_λ計算公式分別為：

pτ=round[kπ/6∫π6(lθ-1)π6lθm·τdθs]---(4)]]>

pλ=round[kπ/6∫π6(lθ-1)π6lθm·λdθs]---(5)]]>

式（4）和式（5）中，θ_s表示電機定子磁鏈矢量角；m表示離散化的占空比，且有m∈{-1,-5/6,-4/6,-3/6,-2/6,-1/6,1/6,2/6,3/6,4/6,5/6,1}；l_θ表示電機定子磁鏈扇區號，且有l_θ∈{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}；round[]表示就近取整函數，其中，k=10.7，轉矩影響因子p_τ和磁鏈影響因子p_λ為介于-9到+9之間的整數；

計算電機系統全部轉矩影響因子p_τ和磁鏈影響因子p_λ，匯總后得到多電機系統轉矩、磁鏈影響因子表；

步驟2-3、建立目標函數，篩選最優開關組合及其占空比，用于控制電機；

首先，分別計算轉矩影響因子參考值p_τ^*和磁鏈影響因子參考值p_λ^*，公式如下：

pτ*=(Te*-Te)/KT+pe---(6)]]>

pλ*=(|Ψs|*-|Ψs|)/Kψ---(7)]]>

式（6）和式（7）中，T_e^*和|Ψ_s|^*分別為電磁轉矩參考值和電機定子磁鏈幅值參考值；K_T和K_Ψ分別為電磁轉矩控制參數和電機定子磁鏈幅值控制參數；

其次，從步驟2-2得到的多電機系統轉矩、磁鏈影響因子表中查詢所有逆變器電壓矢量對應的轉矩影響因子p_τ和磁鏈影響因子p_λ的數值；

最后，建立目標函數，并選擇使目標函數值最小的逆變器電壓矢量，用于控制多電機系統；目標函數如下：

f=ϵT|pτ*-pτ|+ϵψ|pλ*-pλ|---(8)]]>

式（8）中，ε_T為電磁轉矩權重系數，ε_Ψ為電機定子磁鏈幅值權重系數，ε_T和ε_Ψ之間的相對取值大小決定了電機電磁轉矩和電機定子磁鏈幅值之間的權重關系；權重值相對越大，該項在系統控制中的重要程度越高；權重值為零的表達式，在系統控制中忽略該項。