[发明专利]能耗型双定子被动式力矩伺服系统

摘要

能耗型双定子被动式力矩伺服系统，属于半实物仿真技术领域，本发明为解决现有被动式力矩伺服系统中的常用的加载电机存在的问题。本发明采用隐极式的双定子电机作为加载电机，在外定子变流器和双定子电机的外定子三相绕组之间各串联一个电阻R，每个电阻R两端并联一个开关管，分别为T1、T2和T3；采用内定子变流器驱动内定子三相绕组；外定子变流器和内定子变流器共用一条直流母线；外定子变流器和内定子变流器的驱动信号均由双定子电机驱动器提供，双定子电机驱动器采用三环控制方式，其中电流环提供给外定子和内定子的交直轴电流给定值由功率配比调节器完成，在精确控制输出电磁转矩的同时，降低了电磁转矩内环力矩波动。

主权项

1.能耗型双定子被动式力矩伺服系统，其特征在于，采用隐极式的双定子电机作为加载电机，在外定子变流器和双定子电机的外定子三相绕组之间各串联一个电阻R，每个电阻R两端并联一个开关管，分别为T1、T2和T3；采用内定子变流器驱动内定子三相绕组；外定子变流器和内定子变流器共用一条直流母线；外定子变流器和内定子变流器的驱动信号均由双定子电机驱动器（7）提供，双定子电机驱动器（7）采用三环控制方式，其中电流环提供给外定子和内定子的交直轴电流给定值的判断原则为：步骤一、确定T_e和ω_r的正方向，判断P=ηT_eω_r≤0是否成立；其中，P为双定子被动式力矩伺服系统工作于发电状态下直流母线吸收的电功率，η为双定子电机效率因数，T_e为双定子电机输出电磁转矩；ω_r为双定子永磁同步电机输出的机械角速度；规定T_e和ω_r同方向时，式不成立，双定子被动式力矩伺服系统工作于电动状态，开关管T1、T2和T3断开，并执行步骤二；T_e和ω_r异方向时，式成立，则判断双定子被动式力矩伺服系统工作于发电状态，开关管T1、T2和T3闭合，外定子三相绕组串联的三个电阻R串入电路，并执行步骤三；步骤二、按下述公式实现对外定子和内定子的电磁力给定值的分配：Te*=Te1*+Te2*Te1*=m1+mTe*=Nψ1iq1Te2*=11+mTe*=Nψ2iq2;]]>其中：为负载转矩环输出的双定子电机的电磁转矩给定值；为外定子电磁转矩给定值；为内定子电磁转矩给定值；m为功率裂比；N为双定子电机的极对数；ψ₁为外定子永磁体磁链，ψ₂为内定子永磁体磁链，i_q1为外定子交轴电流，i_q2为内定子交轴电流；步骤三、令并判断关系式是否成立，来判断根据功率计算出的外定子交轴电流是否超过了根据电磁转矩计算出的电流；如果成立，表明外定子输出的电磁力不足，需要内定子作用，则执行步骤四；如果不成立，表明外定子输出的电磁力过大，超出了期望值，需要采用弱磁的方法，则执行步骤七；步骤四、判断关系式是否成立；i_s1max为外定子绕组允许流过的最大电流矢量；如果成立，执行步骤五；如果不成立，执行步骤六；步骤五、令取前一步骤的值；id1*=id2*=0;iq2*=(Te*-Nψ1iq1*)/Nψ2;]]>完成双定子交直轴电流给定值的输出；如若i_s2max为内定子绕组允许流过的最大电流矢量；则iq1*=(Te*-Nψ2iq2*)/Nψ1,]]>再次判断若|iq1*|≥is1max,]]>则|iq1*|≥is1max,]]>其中电流值与Te同号；完成双定子交直轴电流给定值的输出；其中：为外定子直轴电流给定值；为内定子直轴电流给定值；为内定子交轴电流给定值；R为电阻R的阻值；步骤六、令然后执行步骤五；步骤七、令|iq1*|=|Te*|/Nψ1;]]>|id1*|=|P|/R-iq1*2,]]>然后执行步骤八；步骤八、判断关系式是否成立；如果成立，执行步骤九；如果不成立，执行步骤十；步骤九、令iq1*=Te*/Nψ1,]]>|id1*|=|P|/R-iq1*2;]]>其中直轴和交轴的电流异号；完成双定子交直轴电流给定值的输出；步骤十、判断关系式是否成立；如若成立执行步骤十一，不成立执行步骤六；步骤十一，令|iq1*|=|Te*|/Nψ1;]]>|id1*|=is1max2-iq1*2;]]>iq2*=id2*=0;]]>其中直轴和交轴的电流异号；完成双定子交直轴电流给定值的输出。