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专利号: 2018114340416
申请人: 江苏大学
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:2024-05-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于混合不连续PWM的开绕组永磁同步电机瞬时功率解耦控制方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)检测开绕组电机系统中的三相定子电流ia、ib和ic、转子位置角θe,主逆变器直流母线电压Udc和补偿逆变器飞跨电容电压Ucap;

(2)根据转子位置角θe对三相abc静止坐标系下的定子电流ia、ib和ic进行abc/dq坐标变换,得到两相dq旋转坐标系下的定子电流id和iq;

(3)根据给定电机转速ωeref和由转子位置角θe计算所得的电机实际转速ωe,二者相减后经PI1速度控制器输出q轴给定电流iqref;d轴给定电流idref等于0;

(4)将d轴给定电流idref和定子电流id相减后经PI2电流控制器输出d轴给定电压udref;

将q轴给定电流iqref和定子电流iq相减后经PI3电流控制器输出q轴给定电压uqref;

(5)将直流母线电压Udc和飞跨电容电压Ucap相减后经PI4电压控制器输出飞跨电容电流Icap,飞跨电容电压Ucap和电流Icap相乘后得到补偿逆变器的损耗功率Ploss2;

(6)根据d轴定子电流id、q轴定子电流iq和损耗功率Ploss2,采用瞬时功率解耦控制方法计算补偿逆变器的d轴损耗给定电压ud2refP和q轴损耗给定电压uq2refP;

(7)根据d轴给定电压udref、q轴给定电压uqref、d轴定子电流id和q轴定子电流iq,采用瞬时功率解耦控制方法计算补偿逆变器的d轴无功给定电压ud2refQ和q轴无功给定电压uq2refQ;

(8)根据补偿逆变器的d轴损耗给定电压ud2refP、d轴无功给定电压ud2refQ、q轴损耗给定电压uq2refP和q轴无功给定电压uq2refQ,计算补偿逆变器的d轴给定电压ud2ref和q轴给定电压uq2ref;

(9)根据d轴给定电压udref、q轴给定电压uqref、补偿逆变器的d轴给定电压ud2ref和q轴给定电压uq2ref,计算主逆变器的d轴给定电压ud1ref和q轴给定电压uq1ref;

(10)根据转子位置角θe对两相dq旋转坐标系下的主逆变器给定电压ud1ref和uq1ref进行dq/abc坐标变换,得到三相abc静止坐标系下的给定电压ua1ref、ub1ref和uc1ref;根据转子位置角θe对两相dq旋转坐标系下的补偿逆变器给定电压ud2ref和uq2ref进行dq/abc坐标变换,得到三相abc静止坐标系下的给定电压ua2ref、ub2ref和uc2ref;

(11)根据主逆变器三相给定电压ua1ref、ub1ref和uc1ref和补偿逆变器三相给定电压ua2ref、ub2ref和uc2ref,采用混合不连续PWM调制策略,得到主逆变器中六个IGBT的开关信号S1~S6和补偿逆变器中六个IGBT的开关信号S7~S12,开关信号S1~S6和S7~S12经驱动放大后分别对主逆变器和补偿逆变器的IGBT进行通断控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合不连续PWM的开绕组永磁同步电机瞬时功率解耦控制方法,其特征在于:所述步骤(6)中补偿逆变器的d轴损耗给定电压ud2refP和q轴损耗给定电压uq2refP的计算方法如下:其中:KP和KI分别是PI4电压控制器的比例系数和积分系数。

3.根据权利要求1所述的一种基于混合不连续PWM的开绕组永磁同步电机瞬时功率解耦控制方法,其特征在于:所述步骤(7)中补偿逆变器的d轴无功给定电压ud2refQ和q轴无功给定电压uq2refQ的计算方法如下:其中:ωe为永磁同步电机的电角速度,Ld和Lq分别为直轴电感和交轴电感。

4.根据权利要求1所述的一种基于混合不连续PWM的开绕组永磁同步电机瞬时功率解耦控制方法,其特征在于:所述步骤(8)中补偿逆变器的d轴给定电压ud2ref和q轴给定电压uq2ref的计算方法如下:

5.根据权利要求1所述的一种基于混合不连续PWM的开绕组永磁同步电机瞬时功率解耦控制方法,其特征在于:所述步骤(9)中主逆变器的d轴给定电压ud1ref和q轴给定电压uq1ref的计算方法如下:

6.根据权利要求1所述的一种基于混合不连续PWM的开绕组永磁同步电机瞬时功率解耦控制方法,其特征在于:所述步骤(11)的具体过程如下:首先将主逆变器三相给定电压ua1ref、ub1ref和uc1ref除以Udc/2,得到标幺化的三相给定电压ma1ref、mb1ref和mc1ref,并判断三相电压的大小,将最大值和最小值分别表示为m1max和m1min;

将补偿逆变器三相给定电压ua2ref、ub2ref和uc2ref除以Ucap/2,得到标幺化的三相给定电压ma2ref、mb2ref和mc2ref,并判断三相电压的大小,将最大值和最小值分别表示为m2max和m2min;

根据下式即可获得主逆变器的调制信号ura1、urb1和urc1:

其中:ue1为补偿逆变器的零序调制电压,ue1的计算方法如下:

如果m1max+m1min≥0,则ue1=1-m1max;

如果m1max+m1min<0,则ue1=-1-m1min;

根据下式即可获得补偿逆变器的调制信号ura2、urb2和urc2:

其中:ue2为补偿逆变器的零序调制电压,ue2的计算方法如下:

如果m2max+m2min≥0,则ue2=-1-m2min;

如果m2max+m2min<0,则ue2=1-m2max;

最后,将主逆变器的三相调制信号ura1、urb1和urc1和补偿逆变器的三相调制信号ura2、urb2和urc2分别与三角波进行比较,得到主逆变器中六个IGBT的开关信号S1~S6和补偿逆变器中六个IGBT的开关信号S7~S12。