【技术实现步骤摘要】
一种参数鲁棒性无刷双馈电机解耦抗扰控制方法
[0001]本专利技术属于电机控制
,具体涉及一种参数鲁棒性无刷双馈电机解耦抗扰控制方法。
技术介绍
[0002]无刷双馈电机(Brushless Doubly
‑
Fed Machine,BDFM)作为一种新型交流电机,因为其结构上具有的诸多优点,近年来引起了越来越多的关注和研究。这种电机定子上都会布置有两套绕组,并且这两套绕组间彼此独立。其中,与电网直接相连的一套定子绕组称为功率绕组(Power Winding,PW),另外一套定子绕组则称为控制绕组(Control Winding,CW)。电机转子上只存在一套经过特殊设计的绕组(Rotor Winding,RW),通过这个转子的调制,实现两套定子绕组磁场的间接耦合,从而完成电机的机电能量转换。
[0003]无刷双馈电机运行模式多样,可以实现异步或同步运行。其容错稳定性相较于传统电机大幅提升,且只要电机的功率绕组和控制绕组按照不同的电压等级进行设计,就可以实现利用低压变频器控制高压电机的目的,这极大地降低了调速系统的成本。并且其控制目标中存在无功项,可以实现单位功率因数控制,但目前控制方法都极其依赖电机参数进行电流环方程解耦,若参数不准确,利用解耦后方程设计的控制器性能难以得到保证。且传统控制器的抗扰性能较差,尤其是在速度环,负载突变引起的动态过程取决于控制器的带宽,但往往带宽极限也无法满足更高响应速度的需求。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种参数鲁棒性无刷双馈电机解耦抗扰控制方法,其特征在于:所述控制方法依次包括以下步骤:步骤A、搭建无刷双馈电机的电流环和转速环模型;步骤B、根据电流环和转速环模型建立自抗扰控制器,所述自抗扰控制器包括d轴电流环自抗扰控制器、q轴电流环自抗扰控制器以及转速环自抗扰控制器;步骤C、采用建立的自抗扰控制器对无刷双馈电机进行解耦抗扰控制。2.根据权利要求1所述的一种参数鲁棒性无刷双馈电机解耦抗扰控制方法,其特征在于:步骤A中,所述电流环模型为:步骤A中,所述电流环模型为:步骤A中,所述电流环模型为:步骤A中,所述电流环模型为:步骤A中,所述电流环模型为:步骤A中,所述电流环模型为:步骤A中,所述电流环模型为:步骤A中,所述电流环模型为:步骤A中,所述电流环模型为:上式中,i
cd
、i
cq
分别为功率绕组定向同步坐标系下控制绕组的d、q轴电流,u
cd
、u
cq
分别为功率绕组定向同步坐标系下控制绕组的d、q轴电压,分别为控制绕组的d、q轴理想电压,t为时间,σ、K
d
、K
q
、L
M
为中间参数,b0、f
d
、f
q
分别为电流环控制增益、d轴总扰动、q轴总扰动,L
sc
、L
sp
、L
r
分别为控制绕组、功率绕组、转子的自感,r
c
为控制绕组电阻,M
cr、
M
pr
分别为控制绕组与转子之间的互感、功率绕组与转子之间的互感,ω
p
、ω
c
分别为电网电频率、控制绕组电频率,r
r
为转子电阻,i
pd
、i
pq
分别为功率绕组定向同步坐标系下功率绕组的d、q轴电流,ψ
p
为功率绕组定向同步坐标系下的功率绕组磁链;
所述转速环模型为:所述转速环模型为:所述转速环模型为:上式中,ω
r
为转子角速度,J为转动惯量,p
p
、p
c
分别为功率绕组、控制绕组的极对数,T
L
为转矩,B为摩擦系数,b
speed
、f
w
分别为转速环的控制增益和总扰动,为控制绕组的d轴理想输出电压。3.根据权利要求1或2所述的一种参数鲁棒性无刷双馈电机解耦抗扰控制方法,其特征在于:步骤B中,所述d轴电流环自抗扰控制器、q轴电流环自抗扰控制器的建立方法包括:基于电流环模型,将电流状态变量以外的项均视为干扰,利用线性扩张状态观测器进行观测并前馈,利用电流前馈值与指令值设计控制律。4.根据权利要求3所述的一种参数鲁棒性无刷双馈电机解耦抗扰控制方法,其特征在于:所述d轴电流环自抗扰控制器的控制律为:上式中,u为d轴电流环自抗扰控制器的输出,b0为电流环控制增益,K
p
为控制律比例参数,为控制绕组的d轴理想电流,z
1_d
、z
2_d
分别为控制绕组的d轴观测电流、d轴干扰估计值;所述q轴电流环自抗扰控制器的控制律为:上式中,u为q轴电流环自抗扰控制器的输出,b0为电流环控制增益,K
p
为控制律比例参数,为控制绕组的d轴理想电压,z
1_q
、z
2_q
分别为控制绕组的q轴观测电流、q轴干扰估计值。5.根据权利要求1或2所述的一种参数鲁棒性无刷双馈电机解耦抗扰控制方法,其特征在于:步骤B中,所述转速环自抗扰控制器的建立方法包括:基于转速环模型,将控制绕组d轴电流状态变量以外的项均视为干扰,利用线性扩张状态观测器进行观测后前馈补偿,并将转...
【专利技术属性】
技术研发人员:熊志,陈峰,赵红生,杨凯,罗成,王博,郑旭,徐秋实,任羽纶,莫石,
申请(专利权)人:国网湖北省电力有限公司经济技术研究院,
类型:发明
国别省市:
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