[发明专利]一种直线感应电机动态最小损耗控制方法和系统

摘要

本发明公开了一种直线感应电机动态最小损耗控制方法及系统，首先采集直线感应电机初级电流i_A、i_B，速度v₂，由v₂得到次级角频率ω_r；基于直接磁场定向方法，由i_A、i_B、ω_r获得电机次级磁链幅值ψ_dr、磁链角度θ₁，通过坐标变换由θ₁与i_A、i_B获得初级d轴电流i_ds与初级q轴电流i_qs；结合电机电压方程、磁链方程获得电磁推力F；基于F、ω_r得到动态最小损耗控制的最优磁链值将ψ_dr、ω_r、i_ds、i_qs分别与对应的比较后经PI调节获得初级d轴电流控制量初级q轴电流控制量初级d轴电压控制量初级q轴电压控制量再经坐标变换与SVPWM调制，控制逆变器驱动直线感应电机运行。可以减小直线感应电机动态损耗，降低直线感应电机能耗，提升其运行经济性。

主权项

1.一种直线感应电机动态最小损耗控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采集直线感应电机初级电流iA、iB，电机速度v2，并由电机速度v2计算得到电机次级角频率ωr；(2)基于直接磁场定向方法，由电机初级电流iA、iB通过ABC‑αβ坐标变换后结合电机次级角频率ωr计算获得直线感应电机的次级磁链幅值ψdr、次级磁链角度θ1；由电机初级电流iA、iB通过ABC‑dq坐标变换后结合次级磁链角度θ1计算获得初级d轴电流ids与初级q轴电流iqs；(3)基于边端效应系数对直线感应电机dq轴的励磁电感与次级电阻加以修正后，结合直线感应电机dq轴的电压以及直线感应电机dq轴的磁链计算获得电机的电磁推力F；(4)基于电磁推力F、电机次级角频率ω_r、直线感应电机动态过程中的铜耗、铁耗，得到直线感应电机动态最小损耗控制的最优磁链值将次级磁链幅值ψ_dr与最优磁链值比较后经PI调节获得初级d轴电流控制量将电机次级角频率ω_r与预设值比较后经PI调节获得初级q轴电流控制量(5)将初级d轴电流i_ds与初级d轴电流控制量比较后经PI调节获得初级d轴电压控制量将初级q轴电流i_qs与初级q轴电流控制量比较后经PI调节获得初级q轴电压控制量将初级d轴电压控制量初级q轴电压控制量经过dq‑αβ坐标变换后进行空间矢量脉宽调制SVPWM，控制逆变器驱动直线感应电机运行；所述最优磁链值的具体实现方式为：确定直线感应电机动态损耗函数：其中，为直线感应电机动态过程中的初级铜耗，R_s为初级电阻，为直线感应电机动态过程中的次级铜耗，R_re为等效次级电阻，i_dr为次级d轴电流，i_qr为次级q轴电流，为直线感应电机动态过程中的铁耗，R_c为铁损电阻，i_dc为铁损电阻支路d轴电流，i_qc为铁损电阻支路q轴电流，在动态过程中，电磁推力与速度的变化，引起电流与磁链不断变化，各电感上压降不为零，在采用次级磁场定向时，次级q轴磁链ψ_qr为零，则将直线感应电机动态损耗函数P_loss简化为：其中，t表示时间，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅表示损耗系数：其中，ω_r为次级角频率，τ为直线感应电机极距，L_me为等效励磁电感；基于P_loss建立目标函数：其中，T表示直线感应电机动态过程持续时间，J表示直线感应电机动态过程中电机总的能量损耗，得到最优磁链估算值为：其中，ψ₀为直线感应电机动态过程中的磁链初值，ψ₁为直线感应电机动态过程中的磁链终值，将实时计算的ψ_dr(t)作为直线感应电机动态最小损耗控制的最优磁链值