[发明专利]一种直线感应电机驱动系统稳态最小损耗控制方法和系统

摘要

本发明公开了一种直线感应电机驱动系统稳态最小损耗控制方法及系统，首先采集直线感应电机初级电流i_A、i_B，速度v₂，由v₂得到次级角频率ω_r；基于直接磁场定向方法，由i_A、i_B、ω_r获得电机次级磁链幅值ψ_dr、磁链角度θ₁，通过坐标变换由θ₁与i_A、i_B获得初级d轴电流i_ds与初级q轴电流i_qs；结合电机电压方程、磁链方程获得电磁推力F；基于F、ω_r与直线感应电机驱动系统损耗模型得到最优磁链值将ψ_dr、ω_r、i_ds、i_qs分别与对应的比较后经PI调节获得初级d轴电流控制量初级q轴电流控制量初级d轴电压控制量初级q轴电压控制量再经坐标变换与SVPWM调制，控制逆变器驱动直线感应电机运行。可在不同工况下同时有效降低直线感应电机损耗与逆变器损耗，提升驱动系统整体运行效率。

主权项

1.一种直线感应电机驱动系统稳态最小损耗控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采集直线感应电机初级电流iA、iB，电机速度v2，并由电机速度v2计算得到电机次级角频率ωr；(2)基于直接磁场定向方法，由电机初级电流iA、iB通过ABC‑αβ坐标变换后结合电机次级角频率ωr计算获得直线感应电机的次级磁链幅值ψdr、次级磁链角度θ1；由电机初级电流iA、iB通过ABC‑dq坐标变换后结合次级磁链角度θ1计算获得初级d轴电流ids与初级q轴电流iqs；(3)基于边端效应系数对直线感应电机dq轴的励磁电感与次级电阻加以修正后，结合直线感应电机dq轴的电压以及直线感应电机dq轴的磁链计算获得电机的电磁推力F；(4)基于直线感应电机损耗模型与逆变器损耗模型，建立直线感应电机驱动系统损耗模型；基于电磁推力F、电机次级角频率ω_r与直线感应电机驱动系统损耗模型，得到使直线感应电机驱动系统损耗最小时的最优磁链值将次级磁链幅值ψ_dr与最优磁链值比较后经PI调节获得初级d轴电流控制量将电机次级角频率ω_r与预设值比较后经PI调节获得初级q轴电流控制量(5)将初级d轴电流i_ds与初级d轴电流控制量比较后经PI调节获得初级d轴电压控制量将初级q轴电流i_qs与初级q轴电流控制量比较后经PI调节获得初级q轴电压控制量将初级d轴电压控制量初级q轴电压控制量经过dq‑αβ坐标变换后进行空间矢量脉宽调制SVPWM，控制逆变器驱动直线感应电机运行；所述逆变器损耗模型为：其中，Im为直线感应电机相电流幅值，m1、m2为逆变器第一损耗系数，其表述为：其中，V_ce0、R_T、V_D0与R_D分别为开关管电压阈值、开关管导通电阻、二极管电压阈值与二极管导通电阻，ΔE_on、ΔE_off与ΔE_rr分别为开关管单次开通能量、开关管单次关断能量与二极管单次关断能量，f_s为开关频率，为直线感应电机功率因数角，m为调制比；进一步的，逆变器损耗模型可表示为：其中，n1、n2、μ1、μ2、μ3表示逆变器第二损耗系数：其中，Lme为等效励磁电感，Lls为初级漏感，Llr为次级漏感，Rc为铁损电阻，Lr＝Lme+Llr，Ls＝Lme+Lls，τ为直线感应电机极距。