[发明专利]一种无刷双馈电机控制装置及其直接转矩控制方法

权利要求书

1.一种无刷双馈电机直接转矩控制装置，其含有PWM发生器(1)、逆变器(2)、速度调节器(3)、转矩滞环比较器(4)、磁链位置角计算模块(5)、磁链滞环比较器(6)、磁链、转矩观测器(7)、3/2变换器(8)、无刷双馈电机(9)和开关表模块(10)构成的装置，其中PWM发生器(1)的六个输出端分别连逆变器(2)的六个控制端，速度调节器(3)的输出连接转矩滞环比较器(4)的输入端，3/2变换器(8)的信号输出端与磁链、转矩观测器(7)的输入端相连接，转矩滞环比较器(4)、磁链位置角计算模块(5)和磁链滞环比较器(6)的输出与开关表模块(10)的输入端相连接，逆变器(2)的输出与无刷双馈电机模块(9)的电压输入端相连接，无刷双馈电机模块(9)输出通过码盘与速度调节器(3)的速度反馈相连接，其特征在于：

所述的磁链、转矩观测器7中的转矩通过下式计算：

T_e＝p_p(i_βpψ_αp-i_αpψ_βp)+p_c(i_βcψ_αc-i_αcψ_βc)    (13)

其中：p_p、p_c分别为功率绕组、控制绕组极对数，i_αp、i_βp、i_αc、i_βc、ψ_αp、ψ_βp、ψ_αc、ψ_βc分别为功率绕组和控制绕组电流和磁链在功率绕组和控制绕组各自静止坐标系下的αβ分量。

2.一种用于权利要求1所述的无刷双馈电机控制装置的转矩控制方法，该方法是基于静止坐标系下笼型转子无刷双馈电机控制装置的直接转矩控制方法，其方法是按下述步骤进行：

(1)在三相坐标系下观测控制绕组、功率绕组电压电流的A相和B相分量u_ac、u_bc、u_ap、u_bp、i_ac、i_bc、i_ap、i_bp，对上述物理量通过3/2变换器(8)进行三相/两相静止坐标变换，得控制绕组和功率绕组各自静止坐标系下的电压和电流u_αc、u_βc、u_αp、u_βp、i_αc、i_βc、i_αp、i_βp；

(2)通过磁链、转矩观测器(7)，根据公式(9)计算控制绕组和功率绕组磁链ψ_αc、ψ_βc、ψ_αp、ψ_βp：

ψ_αc＝∫(u_αc-i_αcR_c)dt

ψ_βc＝∫(u_βc-i_βcR_c)dt    (9)

ψ_αp＝∫(u_αp-i_αpR_p)dt

ψ_βp＝∫(u_βp-i_βpR_p)dt

式中R_c、R_p分别为控制绕组和功率绕组电阻；

(3)由步骤(1)和步骤(2)所得到的控制绕组和功率绕组电流和磁链的αβ分量i_αc、i_βc、i_αp、i_βp、ψ_αc、ψ_βc、ψ_αp、ψ_βp通过磁链、转矩观测器(7)计算转矩，计算公式如下： 

T_e＝p_p(i_βpψ_αp-i_αpψ_βp)+p_c(i_βcψ_αc-i_αcψ_βc)    (13)

(4)由控制绕组磁链的αβ分量ψ_αc和ψ_βc通过磁链位置角计算模块(5)得到磁链位置角θ_s来确定磁链所在扇区，转矩给定 和转矩反馈T_e通过转矩滞环比较器(4)得到ΔT，控制绕组磁链给定ψ_g和磁链反馈ψ_sc通过磁链滞环比较器(6)得到Δψ；

(5)由上述步骤(4)得到的扇区号、ΔT和Δψ通过开关表模块(10)选择所需的电压矢量，模块(10)中的开关表如下：

。