[发明专利]一种适用于多电机系统的直接转矩控制方法有效

专利信息
申请号: 201410141166.5 申请日: 2014-04-09
公开(公告)号: CN103944459A 公开(公告)日: 2014-07-23
发明(设计)人: 夏长亮;高明煜;赵家欣 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: H02P5/48 分类号: H02P5/48;H02P21/05;H02P21/14
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 李丽萍
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 适用于 电机 系统 直接 转矩 控制 方法
【权利要求书】:

1.一种适用于多电机系统的直接转矩控制方法,包括以下步骤:

步骤一、通过多电机系统偏差耦合控制器产生单台电机的控制参考信号:

将多电机系统的某一台电机的速度反馈值同所述多电机系统内其它电机的速度反馈值分别做差,然后将所得到的偏差乘以相应增益,最后将所得结果相加得偏差补偿信号;将偏差补偿信号、该台电机的速度参考值及该台电机速度反馈值求和,从而得到单台电机的控制参考信号;

步骤二、根据步骤一得到的单台电机的控制参考信号,选择最优逆变器电压矢量,控制电机系统运行;包括以下步骤:

步骤2-1、建立多电机系统转矩评价函数、磁链评价函数;

建立空间旋转坐标系x-y,且将电机定子磁链Ψs定位在x轴上;定义转矩评价函数τ、磁链评价函数λ、反电势评价函数e分别如下:

τ=Vy2/3Vdc---(1)]]>

λ=Vx2/3Vdc---(2)]]>

e=ωr|Ψs|2/3Vdc---(3)]]>

式(1)、式(2)和式(3)中,Vx和Vy分别表示电机定子电压的x轴和y轴分量;ωr表示电机转子电角速度;|Ψs|表示电机定子磁链幅值;Vdc表示变流器直流侧电压值;

步骤2-2、对多电机系统磁链评价函数进行离散化、平均化处理,建立多电机系统转矩、磁链影响因子表;

转矩影响因子pτ和磁链影响因子pλ计算公式分别为:

pτ=round[kπ/6π6(lθ-1)π6lθm·τdθs]---(4)]]>

pλ=round[kπ/6π6(lθ-1)π6lθm·λdθs]---(5)]]>

式(4)和式(5)中,θs表示电机定子磁链矢量角;m表示离散化的占空比,且有m∈{-1,-5/6,-4/6,-3/6,-2/6,-1/6,1/6,2/6,3/6,4/6,5/6,1};lθ表示电机定子磁链扇区号,且有lθ∈{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};round[]表示就近取整函数,其中,k=10.7,转矩影响因子pτ和磁链影响因子pλ为介于-9到+9之间的整数;

计算电机系统全部转矩影响因子pτ和磁链影响因子pλ,汇总后得到多电机系统转矩、磁链影响因子表;

步骤2-3、建立目标函数,筛选最优开关组合及其占空比,用于控制电机;

首先,分别计算转矩影响因子参考值pτ*和磁链影响因子参考值pλ*,公式如下:

pτ*=(Te*-Te)/KT+pe---(6)]]>

pλ*=(|Ψs|*-|Ψs|)/Kψ---(7)]]>

式(6)和式(7)中,Te*和|Ψs|*分别为电磁转矩参考值和电机定子磁链幅值参考值;KT和KΨ分别为电磁转矩控制参数和电机定子磁链幅值控制参数;

其次,从步骤2-2得到的多电机系统转矩、磁链影响因子表中查询所有逆变器电压矢量对应的转矩影响因子pτ和磁链影响因子pλ的数值;

最后,建立目标函数,并选择使目标函数值最小的逆变器电压矢量,用于控制多电机系统;目标函数如下:

f=ϵT|pτ*-pτ|+ϵψ|pλ*-pλ|---(8)]]>

式(8)中,εT为电磁转矩权重系数,εΨ为电机定子磁链幅值权重系数,εT和εΨ之间的相对取值大小决定了电机电磁转矩和电机定子磁链幅值之间的权重关系;权重值相对越大,该项在系统控制中的重要程度越高;权重值为零的表达式,在系统控制中忽略该项。

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