[发明专利]基于系统损耗模型法的直线电机最小损耗控制系统及方法

权利要求书

1.基于系统损耗模型法的直线电机最小损耗控制系统，包括速度调节模块、推力滞环比较模块、磁链滞环比较模块、电压矢量选择模块、逆变器、磁链和推力估算模块，以及永磁同步直线电机PMSLM，其特征在于：所述系统还包括最小损耗控制模块，其中速度调节模块连接推力滞环比较模块，推力滞环比较模块和磁链滞环比较模块连接电压矢量选择模块，电压矢量选择模块连接逆变器，逆变器分别连接PMSLM、磁链和推力估算模块，磁链和推力估算模块连接电压矢量选择模块、推力滞环比较模块、磁链滞环比较模块和最小损耗控制模块，最小损耗控制模块连接磁链滞环比较模块，PMSLM连接速度调节模块。

2.如权利要求1所述基于系统损耗模型法的直线电机最小损耗控制系统的控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：推导PMSLM的数学模型：

   电压方程为：                                                          

式中，、为初级绕组M、T轴电压，、为初级绕组M、T轴电流，

为初级磁链，为次级等效角频率，，为初级电压，为初级电流，为初级等效电阻；

    磁链方程为：           

式中，、为初级绕组M、T轴磁链，为初级绕组电感，L_d、L_q为初级绕组d、q轴电感，为永磁体磁链，为初级磁链和永磁体磁链之间的夹角；

步骤2：推导并建立系统中PMSLM和逆变器的损耗模型，得出损耗最小时初级磁链的表达式为：

    

式中，、是由开关器件决定的互相关系数；

步骤3：将步骤2中初级磁链的表达式作为系统中初级磁链给定参考值；

步骤4：PMSLM运行中实际的初级磁链值利用反电势积分法来估算，初级磁链在轴和轴的分量为：

式中，、为初级绕组、轴电压，、为初级绕组、轴电流，

初级磁链幅值为：

；

步骤5：在初级静止坐标系下对电磁推力进行估算，根据公式：

式中，为电机极距，为电磁推力，为矫正因子；

步骤6：将电磁推力的给定值与估算值的误差，步骤2中初级磁链值与估算值的误差和初级磁链所在的扇区号送入开关表中，以选择最优的电压矢量，进而实现PMSLM系统最小损耗控制。