[發(fā)明專利]一種基于空間矢量調(diào)制的高速永磁電機諧波電流補償系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510066926.5 | 申請日: | 2015-02-09 |
| 公開(公告)號: | CN104601077B | 公開(公告)日: | 2017-10-20 |
| 發(fā)明(設計)人: | 劉剛;張強;鄭世強;韓邦成;毛琨;陳寶棟 | 申請(專利權(quán))人: | 北京航空航天大學 |
| 主分類號: | H02P21/22 | 分類號: | H02P21/22 |
| 代理公司: | 北京科迪生專利代理有限責任公司11251 | 代理人: | 楊學明,顧煒 |
| 地址: | 100191*** | 國省代碼: | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 基于 空間 矢量 調(diào)制 高速 永磁 電機 諧波 電流 補償 系統(tǒng) | ||
1.一種基于空間矢量調(diào)制的高速永磁電機諧波電流補償系統(tǒng),其特征在于:該系統(tǒng)由以下模塊構(gòu)成:轉(zhuǎn)子位置速度觀測模塊(1),定子相電流諧波補償模塊(2),相電流反饋模塊(3),轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)模塊(4),電流PI調(diào)節(jié)模塊(5),SVPWM變換輸出模塊(6);其中:
所述轉(zhuǎn)子位置速度觀測模塊(1),與電機本體連接,用于觀測永磁同步電機的轉(zhuǎn)子角位置θr和角速度ωr,根據(jù)θr和ωr以及極對數(shù)p計算永磁同步電機的轉(zhuǎn)子電角度θ=pθr以及轉(zhuǎn)子電角速度ω=pωr;
所述定子相電流諧波補償模塊(2),與電機本體連接,包括諧波電流提取模塊(8)、比例調(diào)節(jié)器(9)、諧波電流調(diào)節(jié)模塊(10)和諧波電壓補償量計算模塊(11),用于獲取電機三相相電流諧波信號,通過諧波電流提取模塊(8)中自適應帶通濾波器分別提取5次電流諧波d軸分量id_5h、q軸分量iq_5h和7次電流諧波d軸分量id_7h、q軸分量iq_7h;將提取出的5次電流諧波id_5h、iq_5h和7次電流諧波id_7h、iq_7h分別變換到dq坐標系下,通過比例調(diào)節(jié)器(9)得到電流諧波反饋量id_hc、iq_hc,反饋回永磁同步電機電流環(huán)的d軸和q軸,將其作為諧波作用的反饋信息;將提取出的5次電流諧波id_5h、iq_5h和7次電流諧波id_7h、iq_7h經(jīng)過諧波電流調(diào)節(jié)模塊(10)調(diào)節(jié)后帶入諧波電壓補償量計算模塊(11),計算出電壓補償量,并變換到dq坐標系下,得到實際電壓補償量ud_fc與uq_fc,分別與參考電壓udref、uqref做加法運算,得到實際控制電壓ud、uq;所述諧波電流提取模塊(8)中自適應帶通濾波器表示為:
式中,A(z)表示為:
k1,k2的選擇分別取決于自適應帶通濾波器的中心頻率和頻帶寬度;
其中,所述諧波電流反饋環(huán),作為PWM變頻器非線性特性和氣隙磁場畸變影響的反饋信息環(huán),加快了系統(tǒng)的響應速度,同時也可以指示補償效果;
其中,所述諧波電壓補償量計算模塊(11),根據(jù)高速永磁電機電壓方程:
式中,ud、uq、id、iq、ψd、ψq、Rs、ω分別表示d軸電壓、q軸電壓、d軸電流、q軸電流、d軸磁鏈、q軸磁鏈、定子電阻和基波電壓電角速度;
定子繞組三相相電流:
式中,ia、ib、ic分別表示A、B、C三相相電流;
得出5次諧波電壓補償量和7次諧波電壓補償量:
式中,ud5_fc、ud7_fc、uq5_fc、uq7_fc分別表示5次諧波電壓補償量d軸分量、7次諧波電壓補償量d軸分量、5次諧波電壓補償量q軸分量、7次諧波電壓補償量q軸分量;id5_fc、id7_fc、iq5_fc、iq7_fc分別表示5次諧波電流d軸分量、7次諧波電流d軸分量、5次諧波電流q軸分量、7次諧波電流q軸分量;Ld,Lq分別為d軸和q軸自感;
所述相電流反饋模塊(3),與電機本體連接,用于對永磁同步電機的靜止ABC坐標系下相電流ia,ib,ic做Clarke變換和Park變換,得到dq坐標系下電流id_f、iq_f;
所述轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)模塊(4),用于對給定的轉(zhuǎn)子電角速度參考值ωref與所述轉(zhuǎn)子位置速度觀測模塊(1)輸出的實際轉(zhuǎn)子電角速度ω做差后的信號進行PI調(diào)節(jié)后得到q軸參考電流iqref;
所述電流PI調(diào)節(jié)模塊(5),用于分別對d軸參考電流idref與反饋電流id_ff做差后的信號、q軸參考電流iqref與反饋電流iq_ff做差后的信號進行PI調(diào)節(jié)后得到d軸參考電壓udref與q軸參考電壓uqref;
所述SVPWM變換輸出模塊(6),與電機本體連接,用于根據(jù)d軸輸入電壓ud和q軸輸入電壓uq生成空間矢量調(diào)制信號,控制三相逆變器以驅(qū)動永磁同步電機。
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