[发明专利]一种波浪发电机的直接推力容错控制方法

摘要

本发明公开了一种波浪发电机的直接推力容错控制方法，包括以下步骤：(1)用于直驱式波浪发电的永磁直线发电机正常运行时，机侧整流电路采用零d轴电流控制策略，通过控制q轴电流，控制发电机电磁推力，并进而控制发电机输出功率。(2)单相开路故障时，五相永磁直线发电机采用直接推力容错控制方法，将剩余非故障相电流变换到αβ和x坐标系中，得到i_α、i_β及i_xx。通过基于电流模型的磁链观测器，估算出αβ坐标系中的虚拟定子磁链；再推算出电机推力，电机推力误差经PI控制器得到推力增量角。再通过电压矢量预测器，经过载波脉宽调制技术，确保电机开路故障后拥有与正常运行时相同的稳态性能。

主权项

1.一种波浪发电机的直接推力容错控制方法，其特征在于，所述波浪发电机为用于直驱式波浪发电的五相永磁直线发电机，该控制方法包括如下步骤：/n(1)正常运行时，机侧整流电路采用零d轴电流控制策略，通过控制q轴电流，控制发电机电磁推力，并进而控制发电机输出功率；/n(2)单相开路故障时，五相永磁直线发电机采用直接推力容错控制方法，确保电机开路故障后拥有与正常运行时相同的稳态性能，具体为：/n(2.1)通过降阶正交变换矩阵将非故障相电流变换到αβ和x坐标系中，得到定子电流在αβ坐标系中的分量i_α、i_β及定子电流在x坐标系中的电流i_xx，其中，a＝0.4π；/n(2.2)通过基于电流模型的磁链观测器估算出αβ坐标系中的虚拟定子磁链，得到PMLG开路故障情况下的电机推力其中，ψ_xs为虚拟定子磁链幅值，ψ_xα、ψ_xβ为虚拟定子磁链在αβ坐标系上的分量，θ_xs为虚拟定子磁链矢量与α轴夹角，L_s为定子电感，ψ_f为永磁磁链幅值；/n(2.3)采用电流控制器将i_xx控制为0，则电机推力视为由虚拟定子磁链矢量与永磁磁链矢量相互作用产生的，对F_e电机推力求导得到电机推力增量电机推力增量经PI控制器得到推力增量角Δδ；/n(2.4)构建电压矢量预测器得到虚拟电压在αβ坐标系中的分量；/n(2.5)通过降阶正交变换逆矩阵将和变换到自然坐标系得到非故障相电压，采用载波脉宽调制技术，确保电机开路故障后拥有与正常运行时相同的稳态性能；/n其中，为(2.3)中电流控制器输出的目标电压，v表示电机运行速度，θ为动子位置电角度。/n