[发明专利]优化动态性能的电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法

权利要求书

1.一种优化动态性能的电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法，其特征在于，负载、稳压电容和桥式变换器并联，电励磁双凸极电机的三相绕组采用星型连接且三相绕组的出线端分别连接在所述桥式变换器上，励磁侧电源U_f通过励磁变换器连接所述电励磁双凸极电机的励磁绕组；

所述电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法包括：

获取所述稳压电容两端的电机电压实际值U_o以及流过所述负载的负载电流实际值i_o；

将电机电压给定值U^*和所述电机电压实际值U_o的差值作为电压环PI调节器的输入，得到所述电压环PI调节器输出的电流调节量i_q0；

计算得到负载电阻R＝U_o/i_o，并利用所述负载电阻R结合所述电机电压给定值U^*采用前馈控制输出前馈电流i_q1；

根据参考电流i_q＝i_q0+i_q1以及转子电角度θ_e计算得到三相电流给定值；

将三相电流给定值和三相电流实际值进行比较得到比较信号，对所述比较信号通过滞环输出PWM信号驱动出现失磁故障的电励磁双凸极电机的桥式变换器。

2.根据权利要求1所述的电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法，其特征在于，利用所述负载电阻R结合所述电机电压给定值U^*采用前馈控制输出前馈电流i_q1，包括按照如下计算公式进行计算：

其中，x₁和r_m均为已知参数，r是绕组内阻，ω是由转子电角度θ_e通过位置转速转换器计算得到的电机转速。

3.根据权利要求1所述的电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法，其特征在于，根据参考电流i_q以及转子电角度θ_e计算得到三相电流给定值的方法包括：

根据转子电角度θ_e和基准相的相电流实际值确定相角参数x，基准相是其中一个相绕组；

根据所述参考电流i_q和相角参数x计算得到三相电流给定值。

4.根据权利要求3所述的电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法，其特征在于，根据所述参考电流i_q和相角参数x按照如下计算公式计算得到三相电流给定值为

5.根据权利要求3所述的电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法，其特征在于，确定相角参数x的方法包括：

根据基准相的相电流实际值确定状态参数N的取值为0或1；

根据参数角度对应表确定转子电角度θ_e对应的中间参数t，所述参数角度对应表包括一个控制周期内不同的转子电角度θ_e与中间参数t之间的对应关系；

确定相角参数x＝-t/2+0.5π+Nπ。

6.根据权利要求5所述的电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法，其特征在于，确定状态参数N的取值的方法包括：

当基准相的相电流实际值大于0，基准相处于正向励磁、正向发电状态时，状态参数N＝0；

当基准相的相电流实际值小于0，基准相处于负向励磁、负向发电状态时，状态参数N＝1。

7.根据权利要求2所述的电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法，其特征在于，确定前馈电流i_q1的计算公式的方法包括：

基于电励磁双凸极电机在失磁时的瞬间输出功率的表达式，确定所述电励磁双凸极电机在失磁发电状态下铜耗最小时的瞬间输出功率

结合所述电励磁双凸极电机的电压方程得到其中，x₁＝P_x/P，P_x为铁耗。

8.根据权利要求7所述的电励磁双凸极电机失磁容错发电控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述电励磁双凸极电机在失磁时的瞬间输出功率的表达式为：

其中，X_p是相绕组的匝数，X_f是励磁绕组的匝数，是自感和互感之间的比例系数，i_fe是励磁电流额定值，i_a、i_b、i_c是三相绕组的相电流，e_afe、e_bfe、e_cfe是三相绕组在额定励磁电流下的励磁反电势，ω_e是额定转速；

确定在一个电角度周期内e_afe+e_bfe+e_cfe＝0，将abc坐标系下的三相励磁电势随角度的变化率变换至αβ坐标系得到e_α、e_β分别是α轴和β轴的电势；

将励磁反电势e_afe、e_bfe、e_cfe的表达式代入瞬间输出功率的表达式，且令得到瞬间输出功率为：

其中，i_α与i_β正交，与正交，令i_q1²＝i_a²+i_b²+i_c²，进一步得到铜耗最小时的瞬间输出功率