[发明专利]长线电缆永磁同步电机变频控制方法及用于其的降压电路

权利要求书

1.一种长线电缆永磁同步电机变频控制方法，其特征在于，包括步骤：

S1、计算当前井下温度条件下的电缆电阻R_w、长线电缆D轴电感分量L_wd和长线电缆Q轴电感分量L_wq；

S2、通过控制器参数识别的方式获取长线电缆和电机共同的综合电阻R、长线电缆和电机共同的D轴电感分量L_d、长线电缆和电机共同的Q轴电感分量L_q、长线电缆和电机共同的磁通ψ；

S31、基于所述R和所述R_w计算电机电阻；

S32、基于所述L_d和所述L_wd计算电机在长线电缆的D轴电感分量；

S33、基于所述L_q和所述L_wq计算电机在长线电缆的Q轴电感分量；

S34、基于所述ψ获得电机的磁通；

S4、依次执行步骤S2、S31、S32、S33和S34至少三次，并且将获取的所有的所述电机电阻、所述电机在长线电缆的D轴电感分量、所述电机在长线电缆的Q轴电感分量和所述电机的磁通求平均值获取准确的电机电阻、准确的电机电感和准确的电机磁通；

S5、对步骤S4中的所述准确的电机的电阻、所述准确的电机电感、所述准确的电机磁通及反馈的电流矢量分解，获得电机D轴和Q轴电压和电流；

S6、分别对D轴和Q轴电流PID调节得出下一周期电缆和电机的驱动电压V_sd和V_sq。

2.根据权利要求1所述的长线电缆永磁同步电机变频控制方法，其特征在于，步骤S1中，基于长线电缆的长度和线径计算当前井下温度条件下准确的电缆电阻R_w及电感L_wd、L_wq参数，其中：

式(1)中，ρ为长线电缆的电阻率，l为长线电缆长度，S为长线电缆的截面积；

式(2)中，μ₀＝4π10^-7[H/m]为真空磁导率，L为长线电缆的长度，r为长线电缆的半径。

3.根据权利要求2所述的长线电缆永磁同步电机变频控制方法，其特征在于，步骤S2中的所述获取长线电缆和电机共同的综合电阻R为：

采用静态直流电流和电压注入的方式，注入电流为电机额定电流的一半，通过注入的电压除以电流即可计算出准确综合电阻R。

4.根据权利要求3所述的长线电缆永磁同步电机变频控制方法，其特征在于，所述永磁同步电机为表贴式永磁同步电机，

式(3)中，U_d为直轴电压分量，I_d为直轴电流分量，为两者相位差，ω_m注入的磁场角频率；直轴电压和电流可以通过对注入的三相电压和三相电流进行CLARKE变换和PARK变换得到。

5.根据权利要求4所述的长线电缆永磁同步电机变频控制方法，其特征在于，

式(4)中，E_k为反电动势的峰值，N为电机的极对数，f为电机额定频率。

6.根据权利要求5所述的长线电缆永磁同步电机变频控制方法，其特征在于，步骤S5中，对电机反馈的三相电压和三相电流采用CLARKE变换和PARK变换进行矢量分解，获得电机D轴和Q轴电压和电流；

其中：R_s：定子电阻；R_w：长线电缆电阻；L_sd：电机D轴定子电感；L_sq：电机Q轴定子电感；L_wd：长线电缆D轴电感分量；L_wq：长线电缆Q轴电感分量；ψ：转子磁通；v_sd：D轴电压分量；v_sq：Q轴电压分量；i_sq：D轴电流分量；i_sq：Q轴电流分量；ω_m：磁场角频率。