[发明专利]基于d-q坐标系的补偿脉冲发电机绕组电流的计算方法

说明书

本发明公开了基于d‑q坐标系的补偿脉冲发电机绕组电流的计算方法，涉及补偿脉冲发电机技术领域，该方法包括：在自然坐标系下建立补偿脉冲发电机的回路电压矩阵方程和磁链矩阵方程；通过坐标转换得到d‑q坐标系下的回路电压矩阵方程和磁链矩阵方程；将在d‑q坐标系下的回路电压矩阵方程和磁链矩阵方程分别左乘旋转参考矩阵的转置矩阵后，再左乘旋转参考矩阵，并根据对应的化简原则进行化简得到d‑q坐标系下的回路电压矩阵的常微分方程组和磁链矩阵的常微分方程组；通过求解常微分方程组得到d‑q坐标系下的补偿脉冲发电机的各相电枢绕组电流；采用该计算方法减少了计算量，将补偿元件等效为两相电枢绕组参与计算有益于提高计算精度。

技术领域

本发明涉及补偿脉冲发电机技术领域，尤其是基于d-q坐标系的补偿脉冲发电机绕组电流的计算方法。

背景技术

补偿脉冲发电机，较传统交流发电机而言，不同之处在于除转子、转子上的励磁绕组、定子以及定子上的电枢绕组等主要部件外，在转子的表面还多了一个补偿元件，通常是一种导电屏蔽筒(简称补偿筒)。由于补偿元件的存在，使得各部分间的电磁耦合更加复杂，而在设计和分析过程中，必然要计算相关电枢绕组的电流参数，故简化计算、减轻计算工作量是工程化和实用化的关键，至今没有形成快速计算电枢绕组电流的实用方法。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了基于d-q坐标系的补偿脉冲发电机绕组电流的计算方法，通过坐标转换减少了计算量，将补偿元件等效为两相电枢绕组参与计算能够准确描述电机动态特性，有益于提高计算精度。

本发明的技术方案如下：

基于d-q坐标系的补偿脉冲发电机绕组电流的计算方法，包括如下步骤：

在自然坐标系下建立补偿脉冲发电机的回路电压矩阵方程和磁链矩阵方程；

式(1)为回路电压矩阵方程，其中，u_ab表示自然坐标系下的定子A相绕组与B相绕组之间的电压，u_cd表示自然坐标系下的定子C相绕组与D相绕组之间的电压，u_s表示自然坐标系下的补偿元件的电压，u_f表示励磁场的电压；R_ab表示定子A相绕组与B相绕组之间的电阻，R_cd表示定子C相绕组与D相绕组之间的电阻，R_s表示补偿元件的电阻，r_f表示励磁场的电阻；i_ab表示自然坐标系下的定子A相绕组与B相绕组之间的电流，i_cd表示自然坐标系下的定子C相绕组与D相绕组之间的电流，i_s表示自然坐标系下的补偿元件的电流，i_f表示励磁场的电流；表示自然坐标系下的定子A相绕组与B相绕组之间的磁链微分，表示自然坐标系下的定子C相绕组与D相绕组之间的磁链微分，表示自然坐标系下的补偿元件的磁链微分，表示励磁场的磁链微分；

式(2)为磁链矩阵方程，其中，L_ab表示定子A相绕组与B相绕组之间的电感，L_cd表示定子C相绕组与D相绕组之间的电感，L_s表示补偿元件的电感，L_f表示励磁场的电感，L_s-f表示补偿元件与励磁场之间的电感；M_ab-cd表示定子A相绕组和B相绕组与定子C相绕组和D相绕组之间的互感，M_ab-s表示定子A相绕组和B相绕组与补偿元件之间的互感，M_ab-f表示定子A相绕组和B相绕组与励磁场之间的互感，M_cd-s表示定子C相绕组和D相绕组与补偿元件之间的互感，M_cd-f表示定子C相绕组和D相绕组与励磁场之间的互感，上标T表示转置；

将自然坐标系下的回路电压矩阵方程和磁链矩阵方程分别乘以旋转参考矩阵进行坐标转换得到d-q坐标系下的回路电压矩阵方程和磁链矩阵方程；