[發明專利]一種半控型開繞組永磁同步發電機模型預測磁鏈控制方法

有效

• 申請號: 201910240858.8
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN110011588B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 於鋒;趙雙雙;沈晴;郭云翔
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/14;H02P25/022
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

1.一種半控型開繞組永磁同步發電機模型預測磁鏈控制方法，其特征在于，所述半控型開繞組永磁同步發電機采用一組二極管整流橋與一組電壓源型逆變器接至開繞組電機兩端；包括如下步驟：首先，通過電壓調節器獲得參考轉矩T_e^ref，根據定子電流d軸分量i_d＝0的控制方式和磁鏈方程計算得到定子磁鏈幅值參考值ψ_s^ref和負載角參考值δ^ref，進而得到(k+1)時刻定子磁鏈d軸、q軸和零軸分量幅值參考值再利用編碼器獲得永磁同步電機的電角度θ并對k時刻的三相定子電流進行Park坐標變換，得到k時刻定子電流的d軸、q軸和零軸分量i_d(k)、i_q(k)、i₀(k)；然后，根據預測模型并結合磁鏈方程在線預測(k+1)時刻定子磁鏈的d軸、q軸和零軸分量幅值，利用(k+1)時刻定子磁鏈d軸、q軸和零軸分量幅值參考值和(k+1)時刻定子磁鏈d軸、q軸和零軸分量幅值預測值ψ_d(k+1)、ψ_q(k+1)、ψ₀(k+1)建立價值函數；最后，通過最小化價值函數獲得逆變器最優開關信號。

2.根據權利要求1所述的半控型開繞組永磁同步發電機模型預測磁鏈控制方法，其特征在于，將給定的負載電壓與實際測量的負載電壓u_dc差值e_n輸入電壓調節器，根據公式(1)獲得參考轉矩T_e^ref；

式中，k_p和k_i分別為電壓調節器的比例增益和積分增益，s表示復變量。

3.根據權利要求1所述的半控型開繞組永磁同步發電機模型預測磁鏈控制方法，其特征在于，先根據公式(2)求得用所述參考轉矩T_e^ref表示的定子電流q軸分量i_q，并代入磁鏈方程(3)中，再結合i_d＝0控制方式，根據公式(4)和公式(5)獲得定子磁鏈幅值參考值ψ_s^ref和負載角參考值δ^ref；

式中，n_p為極對數；ψ_f1和ψ_f3分別為轉子磁鏈的基波分量和三次諧波分量；L_d、L_q為直、交軸電感；ψ_d、ψ_q、ψ₀分別是定子磁鏈d軸、q軸和零軸分量；ψ_s是定子磁鏈幅值；δ是負載角；L₀是零序電感；i₀是零序電流；分別是定子磁鏈d軸和q軸分量幅值參考值。

4.根據權利要求1所述的半控型開繞組永磁同步發電機模型預測磁鏈控制方法，其特征在于，將所述定子磁鏈幅值參考值ψ_s^ref和負載角參考值δ^ref代入公式(6)獲得(k+1)時刻定子磁鏈d軸、q軸分量幅值參考值再令零序電流i₀＝0，然后根據公式(7)獲得(k+1)時刻定子磁鏈零軸分量幅值參考值

式中，δ^ref(k+1)為(k+1)時刻負載角參考值，近似為δ^ref；θ^ref(k+1)為(k+1)時刻電機電角度參考值。