[發明專利]采用小容量薄膜電容的高功率因數二極管整流器永磁電機控制方法

有效

• 申請號: 201710249638.2
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106961232B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 宋文祥;林宏民;馮九一
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P27/08;H02P27/12;H02P29/50
• 代理公司: 31205 上海上大專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 陸聰明<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種采用小容量薄膜電容的高功率因數二極管整流器永磁電機控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過驅動系統功率關系，離線計算出使得逆變器瞬時輸入功率正弦的d-q軸電流給定值并存于查找表中；為方便計算，利用傅立葉級數展開近似表示d-q軸給定電流：

其中I_d0，I_q0，I_d1，I_q1，φ_d，φ_q分別為d-q軸電流直流偏移量、兩倍頻交流幅值和相位，θ_g是交流電網的相位角，I_d0和I_q0應滿足參考轉矩；

S2、由平均輸入功率和實時轉速選取d-q軸給定電流及d-q軸實時電流輸入PWM預測控制器實現對給定電流的控制，根據系統數學模型預測出使下一時刻實際電流跟蹤給定電流的d-q軸給定電壓，輸出逆變器給定電壓矢量；

考慮到數字控制中控制器固有的計算時間，需要進行延時補償處理，將離散化后的方程向前再推算一步，可得PWM預測控制器的模型：

其中i_d(k+1)，i_q(k+1)分別為考慮延時補償的d-q軸電流值，i_d^*(k)，i_q^*(k)為k時刻的d-q軸電流參考值，v_d^*(k+1)，v_q^*(k+1)分別為PWM預測控制器輸出d-q軸給定電壓，T_s為控制周期；

S3、輸出逆變器給定電壓矢量需要進行實時修改，利用電機實時電流矢量和給定電壓矢量計算的功率與逆變器期望輸出功率之間的誤差，計算最小電壓修正矢量加入控制，直接修改給定電壓矢量以補償功率差異；

所述最小電壓修正矢量的具體計算方法如下：

式中i_dq為電機d-q軸實時電流，v_dq^*為PWM預測控制器輸出d-q軸給定電壓，Δv_dq^*為最小d-q軸電壓修正矢量，P_inv^*為逆變器給定功率，其計算方法如下：

其中V_g是電網電壓的幅值，θ_g是交流電網的相位角，是平均輸入功率，ω_g是交流電網的角速度，C_dc是直流母線電容；

S4、采用過調制算法，在增大逆變器輸出電壓能力的同時，使得修正后的逆變器給定電壓始終在逆變器輸出電壓限制內。

2.根據權利要求1所述的采用小容量薄膜電容的高功率因數二極管整流器永磁電機控制方法，其特征在于，所述步驟S1中的d-q軸電流給定值離線計算滿足：電機控制要求的轉矩與轉速；逆變器輸出電壓限制裕度；逆變器瞬時輸入功率按正弦規律變化；

所述離線計算的電流給定值保存于二維查找表中，由期望平均輸入功率和電機實際轉速共同確定d-q軸給定電流。

3.根據權利要求1所述的采用小容量薄膜電容的高功率因數二極管整流器永磁電機控制方法，其特征在于，所述步驟S3中的所述最小電壓修正矢量在兩相靜止坐標系中與實際電機電流矢量平行。

4.根據權利要求1所述的采用小容量薄膜電容的高功率因數二極管整流器永磁電機控制方法，其特征在于，所述步驟S4用于調制修正后給定電壓的過調制算法，其最大輸出電壓幅值隨直流母線電壓波動；對于超出調制范圍的電壓矢量，該過調制算法對其進行預處理，取調制范圍內同一功率點的電壓矢量作為最后修正電壓矢量。