[發明專利]一種拓展IMC-SPMSM系統高速運行范圍的方法

有效

• 申請號: 202011522679.2
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112564566B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 閻彥;鄒諾凡;史婷娜;張振;宋鵬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/22;H02P21/14;H02P25/026;H02P27/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種拓展IMC-SPMSM系統高速運行范圍的方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟：

S1、構造一種IMC整流級調制策略，使IMC中間直流電壓平均值V_pn在線性變化；

S2、逆變級調制在線性調制區采用空間矢量調制策略，在過調制區采用最小相位差過調制策略；

S3、基于電壓誤差反饋方法設計弱磁控制器，采用電壓誤差構造價值函數，利用梯度下降法算出d軸和q軸定子電流的最優參考值，實現在弱磁運行區對IMC整流級輸出電壓的充分利用；

S4、設計整流級過調制深度PI控制器，根據定子電流參考矢量I_ref的幅值I_ref與電流限值I_lim之間的偏差，調節IMC整流級調制深度角α，增加整流級電壓輸出，使得IMC-SPMSM系統在達到功率限值時，進一步拓寬系統調速范圍并提升暫態性能；

所述S1的具體步驟如下：

設IMC的三相輸入電壓平衡對稱，且表達式為：

式中，v_a、v_b、v_c為IMC三相輸入電壓，V_im和ω_i為輸入相電壓幅值和角頻率，t表示時間；

定義三相輸入電壓中瞬時最大值v_imax、中間值v_imid和最小值v_imin為：

式中，max表示取最大值，mid表示取中間值，min表示取最小值；

將ω_it∈[0,2π)劃分為寬度π/6的12個輸入電壓分區，即[0,π/6)、[0,π/3)、……、[11π/6,2π)，每個分區內定義線電壓變量如下：

Δv_imax＝v_imax-v_imin (3)

定義IMC中間直流電壓瞬時值為v_pn，則通過對整流級開關器件的通斷控制，v_pn∈{Δv_imax,Δv_imid}；設開關周期T_s內，v_pn＝Δv_imax和v_pn＝Δv_imid的時間分別為T_max和T_mid，其中0≤T_max，T_mid≤T_s，T_max+T_mid＝T_s，則定義下述兩種調制方式：

調制方式1為：

調制方式2為：

T_max＝T_s,T_mid＝0 (7)

式中，k_i＝1,2,…,12為輸入電壓分區編號；

在輸入側電流為單位功率因數控制下，調制方式1和調制方式2對應的直流輸出v_pn在T_s內的平均值分別為和計算公式如下：

通過控制在一個IMC輸入電壓分區內調制方式1和調制方式2各自單獨作用的時間，使IMC中間直流電壓平均值V_pn在線性變化。