[發明專利]多相儲能永磁電機定子磁鏈預測控制方法、系統及介質

有效

• 申請號: 202010005250.X
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111130413B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 黃守道;吳公平;羅德榮;羅成偉;龍卓
• 申請（專利權）人: 湖南中聚福能源科技有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/13;H02P21/12;H02P25/026;H02P27/06
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種多相儲能永磁電機定子磁鏈預測控制方法，其特征在于實施步驟包括：

1)采集多相儲能永磁電機的定子電流i_abc與轉子位置θ；

2)基于獲取的定子電流i_abc與轉子位置θ計算出用于控制多相儲能永磁電機的電壓矢量；

3)將電壓矢量調制生成控制多相儲能永磁電機的AC/DC功率變換子模塊的調制信號，并將六組完全相同的調制信號分別輸入六組AC/DC功率變換子模塊，以實現對多相儲能永磁電機各個AC/DC功率變換子模塊器件的導通與關斷控制；

步驟2)的詳細步驟包括：

2.1)根據轉子位置θ確定當前第k個周期的電機轉速ω_e(k)，計算電機轉速ω_e(k)和電機轉速指令值ω_e^ref之間的電機轉速差值Δω_e，根據電機轉速ω_e(k)與q軸響應電流進行負載轉矩觀測來獲取多相儲能永磁電機的負載轉矩的觀測值

2.2)根據負載轉矩的觀測值以及電機轉速差值Δω_e進行轉速預測控制來獲取當前第k個周期的精確的d軸定子磁鏈指令值和q軸定子磁鏈指令值

2.3)將d軸定子磁鏈指令值和q軸定子磁鏈指令值進行超前預測計算出第k+2個周期的d軸定子磁鏈指令值與q軸定子磁鏈指令值

2.4)將定子電流i_abc進行坐標變換得到當前第k個周期的d軸電流i_dj(k)與q軸電流i_qj(k)，將d軸電流i_dj(k)與q軸電流i_qj(k)進行定子磁鏈預測計算出當前第k個周期的d軸定子磁鏈響應值ψ_dj(k)與q軸定子磁鏈響應值ψ_qj(k)；將當前第k個周期的d軸定子磁鏈響應值ψ_dj(k)與q軸定子磁鏈響應值ψ_qj(k)、第k+2個周期的d軸定子磁鏈指令值與q軸定子磁鏈指令值進行無差拍磁鏈預測控制計算出用于控制多相儲能永磁電機的第k+1個周期的電壓矢量，包括d軸分量與q軸分量

2.5)將第k+1個周期的電壓矢量的d軸分量與q軸分量進行坐標轉換到αβ坐標系后輸出。

2.根據權利要求1所述的多相儲能永磁電機定子磁鏈預測控制方法，其特征在于，步驟2.1)中進行負載轉矩觀測時所采用負載轉矩觀測器的數學表達式如式(1)所示：

式(1)中，表示第k+1個周期的電機轉速觀測值，表示當前第k個周期的電機轉速觀測值，p表示極對數，T_s表示控制周期，J表示轉動慣量，ψ_r表示轉子永磁體磁鏈，i_qj(k)表示當前第k個周期的q軸電流，h為待設計參數，表示滑模面，n表示多相儲能永磁電機的電機單元個數，為負載轉矩T_L的觀測值。

3.根據權利要求1所述的多相儲能永磁電機定子磁鏈預測控制方法，其特征在于，步驟2.2)中進行轉速預測控制時所采用轉速預測控制器的數學表達式如式(2)所示：

式(2)中，表示當前第k個周期的精確的d軸定子磁鏈指令值，i_dj(k)表示當前第k個周期的d軸電流，ψ_r表示轉子永磁體磁鏈，表示當前第k個周期的精確的q軸定子磁鏈指令值，ω_e^ref表示電機轉速指令值，ω_e(k-1)表示第k-1個周期的電機轉速，p表示極對數，為負載轉矩T_L的觀測值，J表示轉動慣量，T_ds＝10T_s，T_s表示控制周期，L_j表示第j個三相永磁同步電機單元的電感，ψ_qj(k-1)表示表示第k-1個周期的q軸定子磁鏈響應值。