[發(fā)明專利]一種雙三電平逆變器開繞組電機模型控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010427037.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111541411A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳迪;陳繼峰;朱芮;胡家全;華國武;王影
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇海洋大學(xué)
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P27/12;H02P21/14
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務(wù)所 32255
• 代理人: 嚴敏

1.一種雙三電平逆變器開繞組電機模型控制方法，其特征在于：該方法包括如下步驟，

(1)對第k時刻的電壓電流轉(zhuǎn)速以及磁鏈信號進行采樣觀測，通過磁鏈給定信號與磁鏈觀測器估算磁鏈值ψ_r作差，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后得到定子電流d軸分量的給定值通過給定轉(zhuǎn)速ω^*與編碼器實際測得的轉(zhuǎn)速ω做比較，定子電流q分量的給定值由PI調(diào)節(jié)器調(diào)整后可得；

(2)以定子電流d軸分量的給定值和定子電流q分量的給定值經(jīng)過反Park變換數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得到兩相靜止坐標系下α、β軸的電流給定值

(3)根據(jù)定子電流預(yù)測模型，代入不同的待選電壓矢量可以得到k+1時刻的定子電流預(yù)測值；

(4)從零序電流抑制、電壓越級跳變控制、中點電位平衡控制及開關(guān)頻率抑制這四個方面，利用價值函數(shù)比較定子電流給定值與預(yù)測值，遴選出使價值函數(shù)最小的定子電流預(yù)測值，并將其對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)輸出給兩臺逆變器；

(5)在第k+1個控制周期，重復(fù)步驟(1)-(4)的過程，預(yù)測k+2時刻的定子電流值，再次選取價值函數(shù)最小的定子電流預(yù)測值對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)輸出給兩臺逆變器，以此類推，實現(xiàn)對雙三電平逆變器開繞組電機的控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙三電平逆變器開繞組電機模型控制方法，其特征在于：步驟(3)中所述的定子電流預(yù)測值通過如下步驟獲得，

根據(jù)電機在兩相靜止坐標系下的數(shù)學(xué)模型式及電壓方程、磁鏈方程，可得電流動態(tài)等效表達式(4.1)，

式中：L_m表示定子與轉(zhuǎn)子同軸等效繞組間的互感；

L_s、L_r為定子和轉(zhuǎn)子繞組的自感；

R_s、R_r為定子和轉(zhuǎn)子繞組電阻；

表示轉(zhuǎn)子電磁時間常數(shù)；

ψ_rα、ψ_rβ分別表示轉(zhuǎn)子磁鏈在α、β軸的分量；

u_sα、u_sβ分別表示定子電壓在α、β軸的分量；

i_sα、i_sβ分別表示定子電流在α、β軸的分量；

表示漏感系數(shù)；

采用前向歐拉法對式中的定子電流進行離散化處理可得：

式中表示漏感系數(shù)，表示轉(zhuǎn)子電磁時間常數(shù)；

采用模型預(yù)測電流控制，以α、β軸定子電流作為被控對象并設(shè)為價值函數(shù)的約束條件：

式中：分別表示定子電流在α、β軸的給定值；i_sα(k+1)、i_sβ(k+1)分別表示定子電流在α、β軸的預(yù)測值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙三電平逆變器開繞組電機模型控制方法，其特征在于：步驟(4)中所述零序電流抑制和電壓越級跳變控制的方法為，

建立預(yù)測選擇矢量切換表，對某一時刻的電壓矢量進行采樣，然后利用矢量切換表對下一周期的電壓矢量進行預(yù)選，按照每次電壓矢量不能從“p→n”或“n→p”的原則，在離線條件下，選擇零共模電壓矢量作為待選電壓矢量去預(yù)測系統(tǒng)未來的狀態(tài)，完全消除雙逆變器系統(tǒng)的零序電壓和共模電壓，所述零共模電壓矢量是指根據(jù)雙逆變器共模電壓公式和零序電壓公式可知，只有當兩臺逆變器共模電壓為均為零時(即U_cm1＝U_cm2＝0)，雙逆變器系統(tǒng)共模電壓U_cm和零序電壓U_zs才能同時為零，使得兩臺逆變器共模電壓均為零的電壓矢量。