一种用于笼型转子无刷双馈电机的间接转矩控制方法，包括笼型转子无刷双馈电机间接转矩控制方法，尤其是控制绕组磁链变化角ΔX的计算方法，即先由转速得到控制绕组频率，进而由控制绕组频率计算得到静态角ΔXst，通过转矩PI调节器得到动态角ΔXd，二者之和即下一个采样周期Tpwm内的控制绕组磁链变化角ΔX。本发明专利技术解决了无刷双馈电机直接转矩控制低频时控制绕组电流谐波大以及转矩脉动大的问题，本控制系统只需要两个定子绕组的电阻，所需电机参数少，无需旋转坐标变换，在静止坐标系下实现了笼型转子无刷双馈电机电磁转矩和磁链的控制，控制方法简单，效果明显。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术与一种笼型转子无刷双馈电机的间接转矩控制方法有关，更详细地说是一种基于SVPWM的能在_静止坐标系下实现的无刷双馈电机间接转矩控制的方法。
技术介绍
无刷双馈电机是近年来广受瞩目的一种新型电机，其结构是定子上有两套绕组， 即功率绕组和控制绕组，分别由电网和变频器供电；转子采用特殊的笼型或者是磁阻结构转子。该电机特别适合应用于大型交流调速节能系统以及变速恒频风力发电领域，具有无刷、所需变频器容量小、功率因数可调的优点。随着无刷双馈电机结构上许多问题的解决， 人们的研究重点逐渐转移到了控制策略方面。异步电机有许多成功的控制方法，如矢量控制、直接转矩控制及间接转矩控制等。但是由于无刷双馈电机结构、工作原理及数学模型的特殊性，不能直接拷贝这些控制方法，必须将其和控制策略相结合才能获得满意的控制效果。现有文献中矢量控制、直接转矩控制在无刷双馈电机控制系统中都已得到应用，其中矢量控制需要进行旋转坐标变换，使系统结构复杂；直接转矩控制在静止坐标系下就可以实现转矩的直接控制，避免了旋转变换，系统结构简洁明了。但是由于在一个采样周期内只用一个电压空间矢量，致使低频运行时转矩脉动较大、控制绕组电流谐波也较大。间接转矩控制是为了解决直接转矩控制系统低频转矩脉动大这一问题提出的，具有无需旋转坐标变换、系统结构简单，静、动态性能优良的优点，在异步电机中已得到成功的应用，但是在无刷双馈电机中的应用必须解决电机工作原理、数学模型与控制方法相结合及系统实现等关键问题。
技术实现思路
问题的提出针对无刷双馈电机直接转矩控制系统低频时存在控制绕组电流谐波大以及转矩脉动较大的缺点，提出一种用于笼型转子无刷双馈电机间接转矩控制的方法。为了解决上述无刷双馈电机直接转矩控制系统存在的问题，本专利技术采取的是一种基于SVPWM的静止坐标系下笼型转子无刷双馈电机的间接转矩控制方法，实现该控制方法通过下列步骤进行(一)在三相静止坐标系下分别观测控制绕组、功率绕组电压、电流的A相和B相分量 uac、ubc、uap、ubp、i3。ifc、i3/)、iA/)，对上述物理量通过3/2变换器模块进行坐标变换，得到控制绕组和功率绕组各自静止坐标系下的电压和电流“μ、■ e、uap、u夠、iac、iPc、iap、(二)利用 、”通过电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算模块计算控制绕组磁链分量Ψ磁、Ψ麵和功率绕组磁链分量Ψ种、Ψ符，根据Ψ、 和掛,计算控制绕组磁链幅值队。(三)通过电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算模块分别在控制绕组和功率绕组各自的静止坐标系下计算电磁转矩，二者之和就是总的电磁转矩。(四)通过控制绕组磁链静态角计算模块得到静态角NXst,，通过转矩PI调节器得到磁链动态角Δ A，二者之和即下一个采样周期内的控制绕组磁链变化角ΔΖ。(五)利用控制绕组磁链幅值给定4和计算值队经磁链PI调节器输出控制绕组磁链Ψ级、Ψ好及&和控制绕组磁链变化角ΔΖ通过控制绕组磁链增量&^计算模块算出控制绕组磁链增量、。(六)利用控制绕组磁链增量、IWfic,通过控制绕组电压！^、Ufic计算模块，计算出下一个周期内所需的电压矢量。(七)SVPWM发生器4根据和 生成调制信号，并通过逆变器控制无刷双馈电机的控制绕组。一种用于笼型转子无刷双馈电机间接转矩控制的方法，与现有技术相比，本控制系统用到的电机参数仅为两个定子绕组电阻，所用电机参数少，无需旋转坐标变换，在静止坐标系实现了无刷双馈电机转矩和磁链的控制，系统控制方法简单。采用输出量为连续的 PI调节器对转矩和磁链分别进行调节，采用相位和幅值可变的合成矢量对逆变器进行控制，可以有效地解决无刷双馈电机直接转矩控制低频时控制绕组电流谐波大、转矩脉动大的问题。附图说明图1是本专利技术方法所基于的装置结构示意图。图2是本专利技术方法无刷双馈电机间接转矩控制系统给定转速从705r/min (亚同步 3Hz)阶跃变化到795r/min(超同步3Hz)的仿真结果。图3和图4分别是无刷双馈电机直接转矩及间接转矩控制系统超同步3Hz稳态情况下控制绕组电流仿真结果。图5和图6分别是无刷双馈电机直接转矩及间接转矩控制系统负载转矩阶跃变化前后的仿真结果。具体实施例方式下面对本专利技术的具体实施方式作出进一步的详细说明如图1，实现本专利技术所述的一种用于笼型转子无刷双馈电机间接转矩控制的方法是基于无刷双馈电机间接转矩控制系统的装置，该装置是由二极管整流器1，滤波电容2，逆变器3，SVPWM发生器4，比较器5，速度PI调节器6，比较器7，转矩PI调节器8，控制绕组磁链静态角计算9，加法器10，比较器11，磁链PI调节器12，控制绕组磁链增量么朽计算13，控制绕组电压HsiAA计算14，电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算15，3/2变换器16，无刷双馈电机17构成；SVPWM发生器4的六个输出端连接逆变器3的控制端，速度PI调节器6的输出 与电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算15的输出Te经比较器7与转矩PI调节器8输入端相连，8的输出端连在加法器10的一个正向输入端，加法器10的另一个正向输入端是控制绕组磁链静态角计算9的输出，加法器10的输出端是控制绕组磁链增量 Δ兴计算13的一个输入，13的另外3个输入分别是电磁转矩及功率、控制绕组磁链计算15的输出I、Ψ料和磁链PI调节器12的输出 12的输入是控制绕组磁链幅值给定^和由电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算15的输出队经比较器11后的值，控制绕组磁链增量&釣计算13的输出与控制绕组电压、Wa-计算14的输入相连，14的输出与SVPWM发生器4的输入相连，3/2变换器16的信号输出端与电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算15的输入端相连，逆变器3与无刷双馈电机17的控制绕组相连，通过码盘检测的无刷双馈电机17的转速与速度给定i经比较器5后与速度PI调节器6输入相连。 实现上述一种用于笼型转子无刷双馈电机间接转矩的控制方法通过下述步骤进行步骤一在三相静止坐标系下观测控制绕组、功率绕组电压电流的A相和B相分量uac、 ubc, uap, Ubp, iac、ibc、iap、ibp，对上述物理量通过3/2变换器进行三相/两相坐标变换，得到控制绕组和功率绕组各自—静止坐标系下的电压和电流Kf、 、 、 步骤二 利用I 、 、 、iac、iPc、iap、 βρ用u_i模型通过电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算15计算控制绕组磁链分量^^、Ψ辩和功率绕组磁链分、 Ψ灼，根据Ψ站和Ψ辦算出控制绕组磁链幅值Ψχ。公式如下本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于笼型转子无刷双馈电机的间接转矩控制方法，实现该控制方法是通过下列步骤进行：（一）在三相静止坐标系下分别观测控制绕组、功率绕组电压、电流的Ａ相和Ｂ相分量ｕａｃ、ｕｂｃ、ｕａｐ、ｕｂｐ、ｉａｃ、ｉｂｃ、ｉａｐ和ｉｂｐ；对上述物理量通过３／２变换器（１６）进行坐标变换，得到控制绕组和功率绕组各自 静止坐标系下的电压和电流、、、、ｉαｃ、ｉβｃ、ｉαｐ和ｉβｐ；（二）利用、、、、ｉαｃ、ｉβｃ、ｉαｐ和ｉβｐ 通过电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算（１５）计算控制绕组磁链分量、和功率绕组磁链分量、，根据和计算控制绕组磁链幅值；（三）通过电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算（１５）分别在控制绕组和功率绕组各自的静止坐标系下计算电磁转矩，二者之和是总电磁转矩；（四）通过控制绕组磁链静态角计算（９）得到静态角ΔＸｓｔ，通过转矩ＰＩ调节器（８）得到磁链动态角ΔＸｄ，二者之和即下一个采样周期Ｔｐｗｍ内的控制绕组磁链变化角ΔＸ；（五）利用控制绕组磁链幅值给定和计算值经磁链ＰＩ调节器（１２）输出；控制绕组磁链、及 和控制绕组磁链变化角ΔＸ通过控制绕组磁链增量计算（１３）算出控制绕组磁链增量、；（六）利用控制绕组磁链增量、，通过控制绕组电压、计算（１４），计算出下一个周期Ｔｐｗｍ内所需的电压矢量、；（七）ＳＶＰＷＭ发生器（４）根据和生成调制信号，并通过逆变器（３）控制无刷双馈电机（１７）的控制绕组。...
【技术特征摘要】
1. 一种用于笼型转子无刷双馈电机的间接转矩控制方法，实现该控制方法是通过下列步骤进行(一)在三相静止坐标系下分别观测控制绕组、功率绕组电压、电流的A相和B相分量 uac、ubc、uap、ubp、iac、ibc、iap和i‘对上述物理量通过3/2变换器(16)进行坐标变换，得到控制绕组和功率绕组各自静止坐标系下的电压和电流、 、u对、u灼、iac、iPc、iap和(二)利用^^、 、 、 、iac、iec、iap和iep通过电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算(15)计算控制绕组磁链分量Ψ站、Wfic和功率绕组磁链分量Ψ对、Ψ打，根据Ψ“和VV计算控制绕组磁链幅值^ ；(三)通过电磁转矩及功率绕组、控制绕组磁链计算(15)分别在控制绕组和功率绕组各自的静止坐标系下计算电磁转矩，二者之和是总电磁转矩；(四)通过控制绕组磁链静态角计算(9)得到静态角Δ )(st，通过转矩PI调节器(8 )得到磁链动态角ΔXd，二者之和即下一个采样周期Tpwm内的控制绕组磁链变化角ΔΧ;(五)利用控制绕组磁链幅值给定...
【专利技术属性】
技术研发人员：张爱玲，贾文霞，赵荣理，路秀芬，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14
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