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专利号: 2016112410222
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种抑制直流侧电容电压波动的直接转矩控制方法,其特征在于,在八开关三相逆变器拓扑的情况下,所述方法包括:A:分析得到影响电机定子磁链、电磁转矩以及直流侧两电容电压Uc1和Uc2变化的主要因素为基本电压矢量;

B:分析施加不同的基本电压矢量时,电机定子磁链、电磁转矩、直流侧两电容电压Uc1和Uc2大小变化情况:将各个基本电压矢量分解为沿磁链矢量方向的分量和垂直于磁链矢量方向的分量,若基本电压矢量沿磁链矢量方向上的分量与磁链矢量同向,则该基本电压矢量使磁链幅值增大,若其与磁链矢量反向,则该基本电压矢量使磁链幅值减小;

若基本电压矢量垂直于磁链矢量方向的分量与电机旋转方向同向,则该基本电压矢量使电磁转矩增大,若其与电机旋转方向反向,则该基本电压矢量使电磁转矩减小;

若基本电压矢量位于静止两相坐标平面的右半平面,则该基本电压矢量使Uc1增大Uc2减小;若其位于左半平面,则该基本电压矢量使Uc1减小Uc2增大;

C:根据上述分析,采用磁链滞环调节器、转矩滞环调节器和电容电压滞环调节器,设计矢量选择开关表,实现对八开关三相逆变器-感应电机传动系统闭环直接转矩控制:若磁链滞环调节器输出为1,则需施加使磁链幅值增大的电压矢量,若其输出为0,则需施加使磁链幅值减小的电压矢量;

若转矩滞环调节器输出为1,则需施加使转矩增大的电压矢量,若其输出为-1,则需施加使转矩减小的电压矢量,若其输出为0表示需施加零电压矢量;

若电容电压滞环调节器输出为1,则需施加使Uc1减小Uc2增大的电压矢量,若其输出为

0,则需施加使Uc1增大Uc2减小的电压矢量。

2.根据权利要求1所述的抑制直流侧电容电压波动的直接转矩控制方法,其特征在于,分析影响电机定子磁链、电磁转矩变化的主要因素的方法为:根据三相感应电机数学模型,推导了电机定子磁链与电磁转矩变化率公式:其中: ψs表示定子磁链,us表示基本电压矢量,Te表示电磁转矩,np表示电

机的极对数,ψr表示转子磁链,Ls、Lr、Lm分别表示定子电感、转子电感、定转子互感,Rs表示定子电阻,Rr表示转子电阻,ωr表示转子转速;忽略定子电阻压降的影响,并将Te、ψs、ψr及ωr在一个采样周期内相对于施加的电压矢量us的变化忽略不计,则由上述两式得,影响电机定子磁链和转矩瞬时变化的最主要因素是该时刻所施加的基本电压矢量。

3.根据权利要求1所述的抑制直流侧电容电压波动的直接转矩控制方法,其特征在于,分析影响直流侧两电容电压Uc1和Uc2变化的主要因素的方法为:在八开关三相逆变器拓扑中,由于施加不同电压矢量时,对应的三相桥臂的开关状态将导致三相负载的不同连接方式,因此产生不同的中点电流,且中点电流表示为:Io=Ia+(1-|Sb|)Ib+(1-|Sc|)Ic

其中,Ia、Ib、Ic表示电机的a、b、c三相电流;Sb,Sc表示开关函数,当b相桥臂上面两开关管Tb1和Tb2或c相桥臂上面的两开关管Tc1和Tc2导通时,开关函数的值为1;当b相桥臂中间两开关管Tb2和Tb3或c相桥臂中间两开关管Tc2和Tc3导通时,开关函数的值为0;当b相桥臂下面两个开关管Tb3和Tb4或c相桥臂下面两个开关管Tc3和Tc4导通时,开关函数的值为-1;

由于中点电流的变化导致直流侧上下两电容分别进行充电或放电过程,进而引起直流侧两电容电压Uc1和Uc2的波动;所以基本电压矢量是影响直流侧两电容电压变化的主要因素。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抑制直流侧电容电压波动的直接转矩控制方法,其特征在于,所述八开关三相逆变器拓扑为三电平中点箝位型逆变器在某相桥臂开关器件发生开路或短路故障后的故障容错重构拓扑。