[發明專利]一種無刷雙饋感應電機的調制模型預測控制方法及系統

有效

• 申請號: 201810678265.5
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108880384B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 但漢兵;李璇;彭濤;張關關;唐維溢;粟梅;孫堯;王輝;劉永露;許國;熊文靜
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P27/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種無刷雙饋感應電機的調制模型預測控制方法，其特征在于，包括：

采集無刷雙饋感應電機的參數；其中，所述參數包括三相靜止坐標系下的電機功率側定子繞組的三相相電壓、電機功率側定子繞組的三相相電流以及電機控制側定子繞組的三相相電流；

將所述電機功率側定子繞組的三相電壓進行克拉克變換，得到兩相靜止坐標系下電機功率側的兩相電壓u_1α和u_1β；將所述電機功率側定子繞組的三相電流進行克拉克變換，得到兩相靜止坐標系下的兩相電流i_1α和i_1β；

根據所述電機功率側的兩相電壓和兩相電流，分析獲取電機控制側定子磁鏈角θ₂；以所述電機控制側定子磁鏈角θ₂為變換角，將所述電機控制側定子繞組的三相電流進行克拉克變換和帕克坐標變換，獲得所述電機控制側定子電流實測值的dq軸分量；

獲取控制側定子電流的dq軸指令信號；

將所述電機控制側定子電流實測值的dq軸分量以及所述控制側定子電流的dq軸指令信號輸入調制模型控制器，獲取控制側定子電壓的開關序列，將所述開關序列產生的開關驅動信號通過驅動電路作用于電機控制側的電壓源變換器；

所述獲取控制側定子電流的dq軸指令信號具體包括：

獲取電機電磁轉矩的給定信號T_e^*并獲取無刷雙饋感應電機的無功功率給定值Q*；

根據所述電磁轉矩的給定信號T_e^*，以及電磁轉矩和控制側定子電流q軸分量的關系表達式，獲得控制側定子相電流的q軸指令信號

根據所述無刷雙饋感應電機的無功功率給定值Q*，以及電機的無功功率與控制側定子電流的關系表達式，獲得控制側定子電流的d軸指令信號

所述電磁轉矩和控制側定子電流q軸分量的關系表達式為：

N_r＝p₁+p₂

式中，為控制側定子相電流的q軸指令信號；T_e^*為電磁轉矩；M₁₂為電機功率側定子繞組和控制側定子繞組之間的互感；L₁為功率側定子繞組的自感；L₂為控制側定子繞組的自感；L_r為轉子側繞組自感；M_1r是功率側定子繞組和轉子繞組之間的耦合互感；M_2r是控制側定子繞組和轉子繞組之間的耦合互感；p₁和p₂分別是功率側定子繞組和控制側定子繞組的極對數；為功率側定子磁鏈在dq旋轉坐標系下的d軸分量，且即功率側定子磁鏈的幅值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述電機功率側的兩相電壓和兩相電流，分析獲取電機控制側定子磁鏈角θ₂具體包括：

根據功率側定子電壓方程，利用電機功率側的兩相電壓和兩相電流，計算功率側定子磁鏈在兩相靜止坐標系下的分量分別為：

式中，u_1α和u_1β分別是兩相靜止坐標系下電機功率側的兩相電壓；i_1α和i_1β分別是兩相靜止坐標系下的兩相電流；

根據鎖相環原理，獲取功率側定子磁鏈的幅值相角θ₁以及電角頻率ω₁；

根據所述功率側定子磁鏈的相角θ₁和電機轉子位置角θ_r，計算電機控制側定子磁鏈角θ₂。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取電機電磁轉矩的給定信號T_e^*具體包括：

獲取電機實測轉速n_r，將所述電機的給定轉速與實測轉速n_r的偏差輸入轉速調節器，獲得所述電機電磁轉矩的給定信號T_e^*。