[發明專利]雙級矩陣變換器驅動的同步磁阻電機模型預測控制方法

有效

• 申請號: 201611005682.0
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106655937B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 宋衛章;賈歡;閆佳;李敏遠;劉娜
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/14;H02P21/20;H02P25/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 成丹

1.雙級矩陣變換器驅動的同步磁阻電機模型預測控制方法，其特征在于，利用網側輸入電壓、電流、開關電路輸入側電壓，雙級矩陣變換器開關矩陣模型和同步磁阻電機定子電流及轉子角速度，建立雙級矩陣變換器驅動同步磁阻電機系統數學模型并離散化，依據建立的離散數學模型對輸入無功功率和同步磁阻電機定子磁鏈和電磁轉矩進行預測，并建立下一時刻輸入無功功率、同步磁阻電機定子磁鏈和電磁轉矩與各自參考值之間誤差的功能函數，以此功能函數為約束對雙級矩陣變換器的開關狀態進行尋優，利用最優開關狀態實現同步磁阻電機控制；

所述建立雙級矩陣變換器驅動同步磁阻電機數學模型，具體為：

在三相靜止坐標軸下，同步磁阻電機的定子電壓方程如式(1)所示：

式中，u_A、u_B、u_C為同步磁阻電機定子繞組三相相電壓瞬時值；i_ou、i_ov、i_ow為定子繞組三相相電流瞬時值；R_S為定子每相繞組的電阻，分別為A、B、C相繞組全磁鏈；

A、B、C相繞組的全磁鏈方程為：

式中，L_A、L_B、L_C為A、B、C三相定子繞組自感；M_AB、M_AC、M_BA、M_BC、M_CA、M_CB為定子各相繞組間互感；

定子自感與互感分別表示如下：

式中，L_δ為漏感；L_s0、L_s2分別為自感的恒定分量與倍頻分量；M₀、M₂分別為互感的恒定分量與倍頻分量；θ_r為轉子d軸與A相間夾角；

旋轉dq坐標系下同步磁阻電機電壓方程為：

式中：u_d、u_q為同步磁阻電機d、q軸定子電壓；i_d、i_q為同步磁阻電機d、q軸定子電流；L_d、L_q為d、q軸電感；ω_e為轉子電角速度；

轉矩方程：

式中，p為電機極對數，為d、q軸磁鏈，其中：

將公式(7)帶入(6)中可得：

T_e＝p(L_d-L_q)i_di_q (8)。

2.根據權利要求1所述的雙級矩陣變換器驅動的同步磁阻電機模型預測控制方法，其特征在于，所述同步磁阻電機數學模型離散化及預測值計算具體為：

將公式(7)代入公式(5)的旋轉dq坐標系下同步磁阻電機電壓方程中可得：

因為

所以d、q軸下同步磁阻電機定子磁鏈預測公式表示為：

由式(7)得到同步磁阻電機定子電流的離散形式如下：

由式(8)得到同步磁阻電機電磁轉矩預測公式為：