[發(fā)明專利]一種無刷雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)效率優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110290621.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN113162494B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐偉;張楊生;劉毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P9/00
• 分類號(hào): H02P9/00;H02P21/14;H02P21/18;H02P21/22
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 夏倩;李智

1.一種無刷雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)效率優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在當(dāng)前控制周期，根據(jù)功率繞組電壓幅值反饋值U_p和阻性負(fù)載值R計(jì)算電機(jī)的輸出功率P_out，根據(jù)直流母線電壓U_dc和直流母線電流I_dc計(jì)算電機(jī)的直流輸入功率P_dc，并獲得所述無刷雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角速度ω_r和電磁轉(zhuǎn)矩T_em，以計(jì)算轉(zhuǎn)化為輸入電磁功率的機(jī)械功率P_em，從而計(jì)算當(dāng)前控制周期的電機(jī)效率為η＝P_out/(P_em+P_dc)；

(2)若當(dāng)前控制周期中的電機(jī)效率大于當(dāng)前的最優(yōu)發(fā)電效率，則將最優(yōu)發(fā)電效率更新為當(dāng)前控制周期中的電機(jī)效率，將最優(yōu)發(fā)電頻率更新為當(dāng)前控制周期中的發(fā)電頻率f，并根據(jù)更新后的最優(yōu)發(fā)電頻率更新控制繞組角頻率給定值之后轉(zhuǎn)入步驟(3)；否則，直接轉(zhuǎn)入步驟(3)；

(3)將發(fā)電頻率f增加預(yù)設(shè)的頻率步長(zhǎng)Δf后作為新的發(fā)電頻率f，若更新后發(fā)電頻率f未超過預(yù)設(shè)的發(fā)電頻率上限，則將下一個(gè)控制周期作為當(dāng)前控制周期，并轉(zhuǎn)入步驟(1)；否則，使所述無刷雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)按照最優(yōu)發(fā)電頻率運(yùn)行，優(yōu)化控制結(jié)束；

其中，在控制過程中維持直流母線電壓恒定不變。

2.如權(quán)利要求1所述的無刷雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)效率優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟(2)中，根據(jù)更新后的最優(yōu)發(fā)電頻率更新控制繞組角頻率給定值包括：

將最優(yōu)發(fā)電頻率擴(kuò)大2π倍，得到功率繞組角頻率給定值

將轉(zhuǎn)子角速度ω_r擴(kuò)大(p_p+p_c)倍后與功率繞組角頻率給定值作差，得到控制繞組角頻率給定值

其中，p_p為功率繞組極對(duì)數(shù)，p_c為控制繞組極對(duì)數(shù)。

3.如權(quán)利要求1或2所述的無刷雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)效率優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中，在根據(jù)功率繞組電壓幅值反饋值U_p計(jì)算電機(jī)的輸出功率P_out之前，還包括：

獲得功率繞組三相電壓u_{p_abc}并轉(zhuǎn)換至αβ坐標(biāo)系，得到功率繞組電壓α軸分量u_pα和β軸分量u_pβ，根據(jù)公式計(jì)算當(dāng)前控制周期中的功率繞組電壓幅值反饋值U_p。

4.如權(quán)利要求3所述的無刷雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)效率優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中，在根據(jù)直流母線電壓U_dc和直流母線電流I_dc計(jì)算電機(jī)的直流輸入功率P_dc之前，還包括：

對(duì)預(yù)設(shè)的功率繞組電壓幅值給定值與當(dāng)前控制周期中的功率繞組電壓幅值反饋值U_p的差值進(jìn)行PI控制，得到控制繞組電流d軸分量給定值并設(shè)定控制繞組電流q軸分量給定值

對(duì)當(dāng)前的控制繞組角頻率給定值進(jìn)行積分，得到控制繞組坐標(biāo)變換角給定值

利用控制繞組坐標(biāo)變換角給定值將控制繞組三相電流i_{c_abc}從abc坐標(biāo)系變換至dq坐標(biāo)系，得到控制繞組電流d軸分量反饋值i_cd和q軸分量反饋值i_cq；

對(duì)控制繞組電流d軸分量給定值與控制繞組電流d軸分量反饋值i_cd的差值進(jìn)行PI控制，得到控制繞組電壓d軸分量給定值對(duì)控制繞組電流q軸分量給定值與控制繞組電流q軸分量反饋值i_cq的差值進(jìn)行PI控制，得到控制繞組電壓q軸分量給定值

利用控制繞組坐標(biāo)變換角給定值將控制繞組電壓d軸分量給定值和q軸分量給定值從abc坐標(biāo)系變換至dq坐標(biāo)系，得到控制繞組三相電壓給定值

根據(jù)控制繞組三相電壓給定值生成PWM波控制變流器輸出電機(jī)實(shí)際所需的控制繞組三相電壓u_{c_abc}，并輸出當(dāng)前控制周期的直流母線電壓U_dc和直流母線電流I_dc。