考虑电气损耗的定子电流矢量定向下柔性负载振动及PMSM转矩脉动综合抑制方法技术

考虑电气损耗的定子电流矢量定向下柔性负载振动及PMSM转矩脉动综合抑制方法，所述控制方法首先基于PMSM最小损耗数学模型推导出最小损耗条件下的定子电流约束条件。随后将PMSM在电流矢量定向下的动态数学模型与永磁同步电机的振动模型相结合，建立了考虑电机电气损耗的永磁同步电机驱动永磁同步电机的整体数学模型。推导出永磁同步电机STS振动、电气损耗和转矩脉动综合控制的约束条件。然后，基于反推控制原理，在I/f控制框架下提出了一种考虑电气损耗的定子电流矢量定向下柔性负载振动及PMSM转矩脉动综合抑制方法(简称：闭环I/f综合控制方法)。为了准确获取速度信号，本发明专利技术同时设计了一种基于最小二乘法的PMSM速度辨识算法。仿真和实验证明，所提出的闭环I/f综合控制方法能够使状态变量快速、准确地跟踪各自的参考值，有效地抑制了转矩脉动和负载振动，提高了系统的运行效率。

【技术实现步骤摘要】
考虑电气损耗的定子电流矢量定向下柔性负载振动及PMSM转矩脉动综合抑制方法
本专利技术涉及永磁同步电机的控制方法，属于电机

技术介绍
对于现代电力系统而言，大量新的可再生能源接入电网已成为一种普遍趋势。新可再生能源的间歇性和不可控性将对现有电力网络的基本运行规律产生不利影响，发展储能技术迫在眉睫。涡卷弹簧(spiraltorsionspring，STS)具有储能大、功率密度高、寿命长等特点，将STS运用到储能领域得到了广泛的关注和研究。永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotor，PMSM)具有结构简单、转矩惯性比大、损耗小等优点，被选为储能时的驱动电机。PMSM驱动柔性负载STS储能时，涡簧受到外力并绕入主轴会引起一系列频率较低并具有相当幅度的机械共振；同时由于电机结构设计的非理想、气隙磁场的畸变和逆变器的非线性等原因，永磁同步电机的转矩存在较大的脉动。二者都将对机组的稳定运行造成不利影响。另一方面，当下能源紧缺问题日益突出，电机的运行效率主要取决于对电机损耗的控制情况，忽略阻尼绕组时，PMS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.对于考虑电气损耗的定子电流矢量定向下柔性负载振动及PMSM转矩脉动综合抑制方法，所述控制方法为：/n首先基于PMSM最小损耗数学模型推导出最小损耗条件下的定子电流约束条件：/n

【技术特征摘要】
1.对于考虑电气损耗的定子电流矢量定向下柔性负载振动及PMSM转矩脉动综合抑制方法，所述控制方法为：
首先基于PMSM最小损耗数学模型推导出最小损耗条件下的定子电流约束条件：



然后将PMSM在电流矢量定向下的动态数学模型与永磁同步电机的振动模型相结合，建立了考虑电机电气损耗的永磁同步电机驱动永磁同步电机的整体数学模型：



其中：和分别为d*轴和q*轴的定子电压；np为转子的极对数；ψr为永磁体励磁空间矢量；ωr为转子角速度；θL为q*轴与d轴间的夹角；θr为转子转过的角度；ωi为定子电流矢量is的旋转机械角速度；η1为STS的一阶模态；Rs为定子电阻；为q*轴的定子电感；is为定子电流；E为STS的弹性模量；I为STS的截面惯性矩，I＝bh3/6；ρ，b和h分别为STS的密度，宽度和厚度；φ(x)为STS的模态方程；Tsp为负载转矩，Te为电磁转矩；
基于反推控制原理，得到PMSM各参数及电压控制方程为：



随后基于PMSM磁共能模型下的电磁转矩方程，建立了保证转矩脉动最小化时的最优定子谐波电流的约束条件：



其中：is...

【专利技术属性】
技术研发人员：余洋，从乐瑶，谢仁杰，田夏，卢健斌，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13