[发明专利]一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法

说明书

一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法，该方法先搭建无刷双馈电机的电流环和转速环模型，再根据电流环和转速环模型建立自抗扰控制器，且自抗扰控制器包括d轴改进电流控制器、q轴电流环自抗扰控制器以及转速环自抗扰控制器，d轴改进电流控制器包括d轴电流环自抗扰控制器及与其并联的改进重复控制器，然后采用建立的自抗扰控制器对无刷双馈电机进行控制。本发明将自抗扰控制器与改进重复控制器相结合，利用扩张状态观测器进行干扰估计，且干扰中包含其耦合项，使得电流动态响应更快，对参数鲁棒性更强；同时，并联的改进重复控制器可以克服不控整流引入的高频电流谐波，当工况突变时，也能限制其动态响应不产生过大的超调。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法。

背景技术

无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine，BDFM)作为一种新型交流电机，因为其结构上具有的诸多优点，近年来引起了越来越多的关注和研究。这种电机定子上都会布置有两套绕组，并且这两套绕组间彼此独立。其中，与电网直接相连的一套定子绕组称为功率绕组(Power Winding，PW)，另外一套定子绕组则称为控制绕组(Control Winding，CW)。电机转子上只存在一套经过特殊设计的绕组(Rotor Winding，RW)，通过这个转子的调制，实现两套定子绕组磁场的间接耦合，从而完成电机的机电能量转换。

无刷双馈电机运行模式多样，可以实现异步或同步运行。其容错稳定性相较于传统电机大幅提升，且只要电机的功率绕组和控制绕组按照不同的电压等级进行设计，就可以实现利用低压变频器控制高压电机的目的，这极大地降低了调速系统的成本。并且，其控制目标中存在无功项，可以实现单位功率因数控制，但无刷双馈电机调速系统出于成本考虑，一般使用电网不控整流作为控制绕组逆变器的直流源，因此其中包含诸多谐波，会直接引起电机转矩脉动。为抑制电机转矩脉动，传统方法一般为在电流控制器上并联基于内模原理的控制器，但无刷双馈电机工作状态多变，其转速需要实时适应各种工况需求，该抑制方法在动态过程中会出现超调，且恢复稳定时间较长。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种能够有效提高动态响应速度的参数鲁棒性无刷双馈电机解耦抗扰控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法，依次包括以下步骤：

步骤A、搭建无刷双馈电机的电流环和转速环模型；

步骤B、根据电流环和转速环模型建立自抗扰控制器，所述自抗扰控制器包括d轴改进电流控制器、q轴电流环自抗扰控制器以及转速环自抗扰控制器，其中，所述d轴改进电流控制器包括d轴电流环自抗扰控制器及与其并联的改进重复控制器：

步骤C、采用建立的自抗扰控制器对无刷双馈电机进行控制。

步骤A中，所述电流环模型为：