[發(fā)明專利]時(shí)間最優(yōu)無軸承磁通切換電機(jī)轉(zhuǎn)矩及懸浮力預(yù)測(cè)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111097663.6
• 申請(qǐng)日: 2021-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN113839592A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周揚(yáng)忠;劉汪彤;鐘天云;屈艾文;楊公德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P21/18;H02P21/20;H02P21/22;H02P27/12;H02P25/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種時(shí)間最優(yōu)無軸承磁通切換電機(jī)轉(zhuǎn)矩及懸浮力預(yù)測(cè)控制方法。首先，通過預(yù)選的18個(gè)零序電壓為0的基本電壓矢量，結(jié)合采樣電流，計(jì)算出下一周期內(nèi)將產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)。然后，將預(yù)選電壓矢量產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)代入代價(jià)函數(shù)中，篩選出最優(yōu)的電壓矢量編號(hào)n，并記錄代價(jià)函數(shù)計(jì)算數(shù)值。代價(jià)函數(shù)通過進(jìn)一步的計(jì)算得到矢量的最優(yōu)作用時(shí)間。最后，使用計(jì)算出的電壓矢量和作用時(shí)間在下一周期時(shí)控制逆變器。本發(fā)明能夠解決六相逆變器供電情況下，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和懸浮力的快速而精確控制的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種時(shí)間最優(yōu)無軸承磁通切換電機(jī)轉(zhuǎn)矩及懸浮力預(yù)測(cè)控制方法。

背景技術(shù)

六相單繞組無軸承磁通切換電機(jī)采用六相逆變器供電，逆變器輸出的電壓矢量需要在轉(zhuǎn)矩平面、懸浮平面及零序電流平面同時(shí)控制，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁懸浮狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。直接轉(zhuǎn)矩及懸浮力控制的六相單繞組無軸承磁通切換電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)矩及懸浮力動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速之優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在缺陷(1)由于六相逆變器可以輸出64個(gè)電壓矢量，使得最優(yōu)開關(guān)表很難建立，而且也很難做到“最優(yōu)”狀態(tài)；(2)從最優(yōu)開關(guān)矢量表選擇出來的電壓矢量要作用整個(gè)數(shù)字控制周期，使得轉(zhuǎn)矩及懸浮力的控制要么處于過沖狀態(tài)，要么處于欠控制狀態(tài)，從而出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)矩及懸浮力脈動(dòng)，影響了轉(zhuǎn)子磁懸浮旋轉(zhuǎn)運(yùn)行性能。(3)在傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制中，成本函數(shù)數(shù)值的計(jì)算占用了大量的計(jì)算資源，但僅做篩選使用，沒有進(jìn)一步挖掘其數(shù)值的用途。如何根據(jù)轉(zhuǎn)矩平面誤差、懸浮平面誤差、零序平面誤差，優(yōu)選出一個(gè)最優(yōu)電壓矢量及確定其最優(yōu)作用時(shí)間是減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)及懸浮力脈動(dòng)的關(guān)鍵科學(xué)問題之一。

為此，本發(fā)明針對(duì)六相單繞組無軸承磁通切換電機(jī)，提出一種基于時(shí)間最優(yōu)的轉(zhuǎn)矩及懸浮力預(yù)測(cè)控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種時(shí)間最優(yōu)無軸承磁通切換電機(jī)轉(zhuǎn)矩及懸浮力預(yù)測(cè)控制方法，以解決六相逆變器供電情況下，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和懸浮力的快速而精確控制的難題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種時(shí)間最優(yōu)無軸承磁通切換電機(jī)轉(zhuǎn)矩及懸浮力預(yù)測(cè)控制方法，首先，通過預(yù)選的18個(gè)零序電壓為0的基本電壓矢量，結(jié)合采樣電流，計(jì)算出下一周期內(nèi)將產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)；然后，將預(yù)選電壓矢量產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)代入代價(jià)函數(shù)中，篩選出最優(yōu)的電壓矢量編號(hào)n，并記錄代價(jià)函數(shù)計(jì)算數(shù)值，代價(jià)函數(shù)通過進(jìn)一步的計(jì)算得到矢量的最優(yōu)作用時(shí)間；最后，使用計(jì)算出的電壓矢量和作用時(shí)間在下一周期時(shí)控制逆變器。