[发明专利]一种无刷双馈电机直接转矩控制的系统和方法

权利要求书

1.一种无刷双馈电机直接转矩控制的系统，其特征在于包括：磁链与转矩观测器、转矩比较器、磁链比较器、直接转矩控制单元、占空比模糊控制器、占空比时间计算器、锯齿波发生器、占空比控制单元、直流电源、逆变器和无刷双馈电机构成；

所述磁链与转矩观测器用于计算得到磁链、转矩、控制绕组磁链角；

所述磁链与转矩观测器输出的磁链与转矩分别与给定磁链、给定转矩比较后得到磁链偏差与转矩偏差；

所述磁链比较器输出端、转矩比较器输出端、磁链观测器输出端与直接转矩控制输入端相连；磁链比较器输出端、转矩比较输出端、磁链观测器输出端与模糊控制器输入端相连；模糊控制器输出端与占空比时间计算器输入端相连；占空比时间计算器与占空比控制器相连；锯齿波发生器与占空比控制器相连；直接转矩控制器输出端经占空比控制器与与逆变器输入控制端相连；直流电源与逆变器输入端相连；逆变器输出端与无刷双馈电机相连。

2.根据权利要求1所述的一种无刷双馈电机直接转矩控制的系统，其特征在于：所述直接转矩控制器包括：转矩滞环控制器、磁链滞环控制器、电压矢量表；直接转矩控制器根据转矩滞环控制器输出、磁链滞环控制器输出、磁链角大小选择合适的电压矢量。

3.一种无刷双馈电机直接转矩控制的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：根据磁链观测与转矩观测器得到观测磁链、磁链角与观测转矩，并与给定磁链、给定转矩比较后得到磁链偏差、转矩偏差；

步骤二：转矩偏差、磁链偏差、磁链角送入直接转矩控制器，根据转矩滞环控制器输出、磁链滞环控制器输出、磁链角确定合适的电压矢量；

步骤三：转矩偏差、磁链偏差、磁链角送入模糊控制器，模糊控制器根据制定的模糊控制规则计算有效电压矢量作用时间占空比；

步骤四：模糊控制器输出的占空比送入占空比时间计算器，根据控制周期时长计算有效电压矢量作用的时间；

步骤五：占空比控制单元根据占空比计算器计算出的有效电压作用时长与锯齿波发生器产生的基准信号进行比较，当达到有效电压作用时间时，由零电压矢量继续作用直至本控制周期结束；

步骤六：在下一控制周期时，重复上述操作。

4.根据权利要求3所述的一种无刷双馈电机直接转矩控制的方法，其特征在于：本方法转矩误差在其论域[0，2]上定义了3个模糊子集{S，M，L}，磁链角δ的在其论域[0，π/3]上定义了3个模糊子集{S，M，L}，有效电压矢量占空比在其论域[0，1]上定义了3个模糊子集{S，M，L}。

5.根据权利要求4所述的一种无刷双馈电机直接转矩控制的方法，其特征在于：本方法转矩误差的论域为[0，2]，磁链误差的论域为[0，0.01]，磁链角的论域为[0,π/3]，有效电压矢量占空比的论域为[0，1]。

6.根据权利要求5所述的一种无刷双馈电机直接转矩控制的方法，其特征在于：模糊控制器根据磁链偏差的需要增加或减小制定了两套模糊控制规则，模糊控制器推理方法采用Mamdani算法，取最大隶属度对应的输出量为有效电压矢量的占空比。

7.根据权利要求6所述的一种无刷双馈电机直接转矩控制的方法，其特征在于：所述两套模糊规则为：

当磁链幅值需要增加时，模糊控制规则为：

当磁链幅值需要减小时模糊控制规则为：

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