[发明专利]一种无刷双馈感应电机的调制模型预测控制方法及系统

权利要求书

1.一种无刷双馈感应电机的调制模型预测控制方法，其特征在于，包括：

采集无刷双馈感应电机的参数；其中，所述参数包括三相静止坐标系下的电机功率侧定子绕组的三相相电压、电机功率侧定子绕组的三相相电流以及电机控制侧定子绕组的三相相电流；

将所述电机功率侧定子绕组的三相电压进行克拉克变换，得到两相静止坐标系下电机功率侧的两相电压u_1α和u_1β；将所述电机功率侧定子绕组的三相电流进行克拉克变换，得到两相静止坐标系下的两相电流i_1α和i_1β；

根据所述电机功率侧的两相电压和两相电流，分析获取电机控制侧定子磁链角θ₂；以所述电机控制侧定子磁链角θ₂为变换角，将所述电机控制侧定子绕组的三相电流进行克拉克变换和帕克坐标变换，获得所述电机控制侧定子电流实测值的dq轴分量；

获取控制侧定子电流的dq轴指令信号；

将所述电机控制侧定子电流实测值的dq轴分量以及所述控制侧定子电流的dq轴指令信号输入调制模型控制器，获取控制侧定子电压的开关序列，将所述开关序列产生的开关驱动信号通过驱动电路作用于电机控制侧的电压源变换器；

所述获取控制侧定子电流的dq轴指令信号具体包括：

获取电机电磁转矩的给定信号T_e^*并获取无刷双馈感应电机的无功功率给定值Q*；

根据所述电磁转矩的给定信号T_e^*，以及电磁转矩和控制侧定子电流q轴分量的关系表达式，获得控制侧定子相电流的q轴指令信号

根据所述无刷双馈感应电机的无功功率给定值Q*，以及电机的无功功率与控制侧定子电流的关系表达式，获得控制侧定子电流的d轴指令信号

所述电磁转矩和控制侧定子电流q轴分量的关系表达式为：

N_r＝p₁+p₂

式中，为控制侧定子相电流的q轴指令信号；T_e^*为电磁转矩；M₁₂为电机功率侧定子绕组和控制侧定子绕组之间的互感；L₁为功率侧定子绕组的自感；L₂为控制侧定子绕组的自感；L_r为转子侧绕组自感；M_1r是功率侧定子绕组和转子绕组之间的耦合互感；M_2r是控制侧定子绕组和转子绕组之间的耦合互感；p₁和p₂分别是功率侧定子绕组和控制侧定子绕组的极对数；为功率侧定子磁链在dq旋转坐标系下的d轴分量，且即功率侧定子磁链的幅值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电机功率侧的两相电压和两相电流，分析获取电机控制侧定子磁链角θ₂具体包括：

根据功率侧定子电压方程，利用电机功率侧的两相电压和两相电流，计算功率侧定子磁链在两相静止坐标系下的分量分别为：

式中，u_1α和u_1β分别是两相静止坐标系下电机功率侧的两相电压；i_1α和i_1β分别是两相静止坐标系下的两相电流；

根据锁相环原理，获取功率侧定子磁链的幅值相角θ₁以及电角频率ω₁；

根据所述功率侧定子磁链的相角θ₁和电机转子位置角θ_r，计算电机控制侧定子磁链角θ₂。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电机电磁转矩的给定信号T_e^*具体包括：

获取电机实测转速n_r，将所述电机的给定转速与实测转速n_r的偏差输入转速调节器，获得所述电机电磁转矩的给定信号T_e^*。