[发明专利]同步调相机调速方法、调速装置、电子设备、存储介质

权利要求书

1.一种同步调相机调速方法，其特征在于：

同步调相机的起动和调速采用静止变频器，将转子磁链与d-q两相同步旋转坐标系d轴重合，采样第k时刻的同步调相机定子三相电流和转子位置角度，将定子三相电流从ABC三相静止坐标系转换到d-q两相同步旋转坐标系作为第k时刻的反馈量和；对转速和电流进行双闭环控制，转速环输出第k时刻定子q轴电流参考值；

电流环采用无差拍预测电流控制，通过推导同步调相机电压预测模型，将第k时刻定子电流d、q轴参考值作为下一时刻的反馈量，使定子电流实际值能够无差拍地跟踪定子电流参考值，将无差拍预测电流控制算法得到参考电压作为SVPWM空间矢量脉宽调制的输入，得到控制静止变频器中功率器件开关的6路脉冲信号；

对励磁系统进行无差拍预测电流控制直接得到给定励磁电流下的期望占空比，再采用PWM调制策略将得到的占空比作为驱动信号直接发送给励磁变频驱动器实现对励磁电流的闭环控制。

2.根据权利要求1所述的同步调相机调速方法，其特征在于，同步调相机起动和调速过程中转子励磁电压由励磁系统单独控制，建立转子励磁电压无差拍预测模型。

3.根据权利要求1所述的同步调相机调速方法，其特征在于，步骤如下：

S1给定与电网同频的参考转速和对应电网电压幅值的励磁电流；

S2采样调相机实际转速，将电机参考转速与实际转速的偏差值送入转速环比例-积分控制器，对转速进行闭环控制，经过比例积分控制算法得到第k时刻定子q轴电流参考值，另外，任意时刻定子d轴电流参考值为0；

S3采样第k时刻调相机定子三相电流i_a(k)、i_b(k)、i_c(k)、励磁电流i_f(k)以及转子位置角度θ_r，利用Clark变换以及Park变换将定子三相电流由ABC三相静止坐标系变换到d-q两相同步旋转坐标系得到第k时刻d、q轴电流实际值i_d(k)、i_q(k)

其中i_α(k)、i_β(k)为第k时刻α-β两相静止坐标系下的α轴电流、β轴电流；

S4建立同步调相机无差拍预测电流控制模型，同步调相机在理想条件下的d-q坐标系下电压方程为：

其中u_d为定子d轴电压，u_q为定子q轴电压，i_d为定子d轴电流，i_q为定子q轴电流，i_f为励磁电流，R_s为定子电阻，R_f为励磁绕组电阻，L_d为定子d轴电感，L_q为定子q轴电感，为励磁绕组磁链，u_f为励磁绕组电压，为转子电角速度；

将电机电流作为状态变量，采用一阶欧拉法对电流状态方程离散化，得到同步调相机离散电流预测模型：

其中，i_d(k+1)为第k+1时刻定子d轴电流，i_q(k+1)为第k+1时刻定子q轴电流，i_f(k)为第k时刻励磁电流，i_f(k+1)为第k+1时刻励磁电流，T_s为采样周期，u_d(k)为第k时刻定子d轴电压，u_q(k)为第k时刻定子q轴电压，u_f(k)为第k时刻励磁电压，L_f为励磁绕组电感；

S5对电流进行闭环控制，将第k时刻采集得到的定子三相电流从ABC三相静止坐标系变换到d-q两相同步旋转坐标系作为第k已知电流量i_d(k)、i_q(k)，将第k时刻q轴电流参考值、定子d轴电流参考值与励磁电流参考值作为第k+1时刻的反馈量，得到同步调相机无差拍预测电流控制器电压矢量预测模型：

其中，为第k+1时刻定子d轴电压预测值，为第k+1时刻定子q轴电压预测值，为第k+1时刻励磁电压预测值；

S6将、由d-q两相同步旋转坐标系变换到α-β两相静止坐标系，得到定子α-β两相静止坐标系下α轴电压参考值，β轴电压参考值，结合SVPWM空间矢量脉宽调制，得到驱动静止变频器中逆变电路功率器件开通关断的6路PWM脉冲信号，实现同步调相机的变频起动与调速；

S7根据励磁系统无差拍预测电流控制器得到的励磁电压预测值结合PWM调制策略生成驱动励磁系统变频器功率器件开通关断的2路脉冲信号，将PWM信号送入单相两电平变流器来实现同步调相机励磁系统的无差拍预测控制；

S8调相机定子电流与转子励磁电流精确跟踪给定参考电流值，快速、准确达到与电网电压同频、同幅值、同相位，满足无冲击并网条件。

4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行权利要求1-3的任一项所述的同步调相机调速方法。