[发明专利]一种双馈电机励磁控制及零速启动方法

权利要求书

1.一种双馈电机励磁控制及零速启动方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)采集三相定子绕组电压及电流信号，确定定子磁链幅值及定子磁链角；

(2)通过定子磁链及互感参数，计算单转子励磁条件下转子电流励磁分量的给定量：

(3)定义转子励磁电流的给定值为定子励磁电流分量的给定量与转子励磁电流分量的给定量之和，计算稳态条件下转子电流d轴分量，在保证控制系统稳定情况下，求出转子励磁电流的给定上限值；

(4)采集速度反馈信号，对双馈电机进行初始转矩电流观测，计算初始转矩电流给定值；

(5)基于PI调节器实现转子电流闭环控制，采用前馈补偿策略，使得转子电流内环实现解耦控制，同时，将转子端电压和转子电流的关系转变为简单的一阶惯性环节关系；

(6)将转子d、q轴控制电压经2r/2s变换，得到两相静止αβ坐标系下的控制所需的转子电压，将此电压作为参考电压提供给SVPWM模块，采用电压空间矢量PWM(SVPWM)调制算法生成触发脉冲驱动逆变器为转子励磁，间接使定子绕组从电网吸收无功进行定子励磁，从而实现对双馈电机的励磁控制及零速带载启动控制。

2.根据权利要求1所述的双馈电机励磁控制及零速启动方法，其特征在于：步骤(1)为消除采用纯积分器带来的积分初值及直流分量的影响，采用三个一阶低通滤波器级联构建定子磁链观测器，其对应传递函数为：

。

3.根据权利要求1所述的双馈电机励磁控制及零速启动方法，其特征在于：步骤(3)计算稳态条件下转子电流d轴分量，引入了双馈电机定子电压矢量u_s与dq坐标系d轴的夹角θ_u，其计算公式为：

式中：R_s为双馈电机定子电阻；ψ_s为定子磁链幅值；L_m为dq坐标系下绕组等效互感；L_s为定子绕组等效自感。

4.根据权利要求1所述的双馈电机励磁控制及零速启动方法，其特征在于：步骤(5)具体过程如下：

a)确定转子端电压和转子电流的对应关系：

式中：ω_s为d,q坐标轴相对于转子的角速度；u_rd,u_rq分别是转子电压在d,q轴的分量；i_rd,i_rq分别是转子电流在d,q轴的分量；L_m为d,q坐标系下绕组等效互感；L_s,L_r分别为定子、转子绕组等效自感。

b)采用PI调节器作为内环电流环的控制器，其输出作为转子电流动态项的控制，其控制方程式如下：

c)将电机转子端电压和转子电流的关系转变为简单的一阶惯性环节关系如式所示：

d)采用前馈补偿策略，使得双馈电机转子电流内环实现解耦控制。

5.根据权利要求1所述的双馈电机励磁控制及零速启动方法，其特征在于： 该方法适用于变流器功率器件电压等级及直流母线电压小于控制双馈电机启动产生的转子电压的场合。