[發明專利]一種基于變勵磁電流的電機零頻穿越方法

在審

• 申請號: 202210496762.X
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114744937A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 楊凱;李孺涵;羅成;鄭逸飛;徐智杰;姜峰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/13;H02P21/14;H02P21/22;H02P21/28
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 張英

1.一種基于變勵磁電流的電機零頻穿越方法，其特征在于，包括步驟：

S1構建電機無速度傳感器矢量控制系統，獲取所述矢量控制系統穩定的邊界條件；

S2基于所述邊界條件，獲取所述矢量控制系統的不穩定邊界所對應的定子電流頻率的限制值；

S3調整電機的勵磁電流，若所述電機的定子電流頻率等于所述定子電流頻率的限制值，增大所述勵磁電流，減小電機滑差轉速的絕對值，使得所述電機的定子電流頻率大于所述定子電流頻率的限制值；

S4在預設工況點多次調整所述電機的勵磁電流指令,使所述電機主動穿越定子電流零頻區域。

2.根據權利要求1所述的一種基于變勵磁電流的電機零頻穿越方法，其特征在于，步驟S1中，構建電機無速度傳感器矢量控制系統，包括步驟：

S101以所述電機的定子電流和轉子磁鏈為狀態變量，以定子電流為輸出變量，獲取兩相同步旋轉坐標系下所述電機的狀態表達式；

S102以電機轉子轉速的估計值代替所述狀態表達式中電機的實際轉子轉速，并將反饋矩陣引入所述狀態表達式，得到電機自適應全階觀測器模型；

S103基于所述電機自適應全階觀測器模型，獲取電機誤差矢量表達式；

S104基于所述電機誤差矢量表達式，獲取電機無速度傳感器矢量控制系統在低速發電工況下不穩定區域的邊界。

3.根據權利要求2所述的一種基于變勵磁電流的電機零頻穿越方法，其特征在于，步驟S3中，當電機定子電流頻率等于所設定的限制值ω_lim時，增大所述電機的勵磁電流，從而減小電機滑差轉速的絕對值，應用公式：

ω_e＝ω_s+ω_r；

其中，ω_r是電機的轉子電氣轉速實際值，ω_e是電機定子電流的頻率，ω_s是電機的滑差轉速，是電機轉子時間常數，R_r是電機轉子電阻，L_r是電機轉子電感；

i_sd為定子電流的勵磁分量，i_sq為定子電流的轉矩分量；

為調整勵磁電流后的勵磁電流指令值，為調整勵磁電流前的勵磁電流指令值，Δi_sd為每次勵磁電流調整的變化值。

4.根據權利要求3所述的一種基于變勵磁電流的電機零頻穿越方法，其特征在于，步驟S4中，確定穿越定子電流零頻區域的所述預設工況點，包括步驟：

根據所述電機定子電流的額定值以及穿越定子電流零頻區域的約束條件，確定所述預設工況點，獲取預設工況點的勵磁電流邊界范圍為：

所述約束條件包括：

定子電流的勵磁分量、轉矩分量與電機定子電流的額定值的關系表達式為：

獲取電機的電磁轉矩與定子電流的勵磁分量、轉矩分量之間的關系表達式：

T_e＝K_ei_sdi_sq；

其中，I_N為電機定子電流的額定值；

為電機的轉矩系數，n_p為電機的極對數；

μ＝2/K_e。

5.根據權利要求4所述的一種基于變勵磁電流的電機零頻穿越方法，其特征在于，步驟S4中，所述電機主動穿越定子電流零頻區域之后，所述電機的滑差轉速與所述定子電流頻率的限制值應滿足：

ω_s-2ω_lim；

所述預設工況點的勵磁電流邊界范圍進一步限制為：

當電機的勵磁電流落入上式所示的勵磁電流邊界范圍中時，調整電機的勵磁電流，使電機的運行工況點穿越定子電流零頻區域。