[发明专利]基于矩阵变换器的无刷双馈电机调速系统及滑模控制方法

权利要求书

1.基于矩阵变换器的无刷双馈电机调速系统，其特征在于：包括矩阵变换器、无刷双馈感应电机和鼠笼式感应电机，其中无刷双馈感应电机的功率侧定子绕组与电网直接相连，控制侧定子绕组与功率变换器的输出端相连，功率变换器的输入端经输入滤波器连接到电网上；鼠笼式感应电机与无刷双馈感应电机同轴连接，用于提供负载转矩。

2.一种基于矩阵变换器的无刷双馈电机调速系统的滑模控制方法，其特征在于：包括权利要求1所述的无刷双馈电机调速系统，滑模控制方法包括如下步骤：

(1)利用电压、电流传感器采集静止坐标系下的电机功率侧定子绕组的三相相电压u_pa、u_pb、u_pc和三相电流i_pa、i_pb、i_pc和电机功率侧绕组三相定子电流i_ca、i_cb、i_cc；利用增量式编码器测量无刷双馈感应电机的转子速度n_r和转子位置角θ_r；

(2)定位于功率侧定子磁链侧，将检测到的三相静止坐标系下的无刷双馈感应电机功率侧定子绕组的三相电压u_pa、u_pb、u_pc和三相电流i_pa、i_pb、i_pc进行Park变换和Clarke变换，得到两相旋转坐标系下的电压u_pd、u_pq和电流i_pd、i_pq，磁链ψ_pa、ψ_pb、ψ_pc；其中：

功率侧定子磁链在参考坐标系下的分量分别为：

ψ_p＝L_pi_p+M_pi_r

功率侧电压在参考坐标系下的分量分别为：

(3)定位于功率侧定子磁链侧，根据电压与磁链关系式，获取功率侧绕组的定子磁链幅值|ψ_p|、相角θ_p、频率ω_p和磁链ψ_p；利用检测到的转子位置角θ_r和电机的极对数，计算功率侧定子磁链角θ_c＝θ_p-(P_p+P_c)θ_r；建立两相同步旋转坐标系，将实测的功率侧定子三相电压和控制侧定子三相电流进行Clarke和Park坐标变换，分别得到参考坐标系下的电压和电流，得到电压与电流u_pd、u_pq、u_cd、u_cq、i_pd、i_pq、i_cd、i_cq；在此基础上，忽略转子电阻的影响，推导出电磁转矩和无功功率与控制侧定子电流的稳态关系表达式：

电磁转矩和控制侧定子电流关系表达式为：

无功功率和控制侧定子电流关系表达式为：