矩陣變換器-永磁同步電機系統(tǒng)

前言

第1章緒論

第2章矩陣變換器運行特性

第3章矩陣變換器－永磁同步電機系統(tǒng)調(diào)制策略

第4章矩陣變換器－永磁同步電機系統(tǒng)矢量控制

第5章矩陣變換器－永磁同步電機系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制

第6章矩陣變換器－永磁同步電機系統(tǒng)發(fā)展前景與展望

索引 2100433B

本書是作者及所帶領(lǐng)研究團隊十余年從事矩陣變換器永磁同步電機系統(tǒng)研究成果的整理和總結(jié)，內(nèi)容涉及矩陣變換器調(diào)制原理及運行特性分析方法、矩陣變換器永磁同步電機系統(tǒng)矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制下的特性分析及綜合性能提升策略等。其中包括矩陣變換器運行穩(wěn)定性、非理想電網(wǎng)供電下電機系統(tǒng)運行控制、高性能電機系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制等前沿研究成果。

一種永磁同步電機扭矩輸出控制系統(tǒng)專利目的

為解決2013年12月前永磁同步電機扭矩控制系統(tǒng)因難以對電機電感準確地標定和辨識而造成對電機輸出扭矩的控制會產(chǎn)生較大偏差的技術(shù)問題，該發(fā)明提出一種永磁同步電機扭矩輸出控制系統(tǒng)。

一種永磁同步電機扭矩輸出控制系統(tǒng)技術(shù)方案

《一種永磁同步電機扭矩輸出控制系統(tǒng)》包括依次電連接的調(diào)制模塊、逆變器和永磁同步電機，其特征在于還包括：

3/2變換模塊：用于對電機的三相輸出電流進行3/2變換，輸出磁通電流反饋值和扭矩電流反饋值；扭矩計算模塊：用于根據(jù)磁通電流反饋值和扭矩電流反饋值計算出電機扭矩實際輸出值；需求電流計算模塊：用于根據(jù)輸入的電機扭矩輸出需求值計算出該需求值對應(yīng)的磁通電流需求值和扭矩電流需求值；扭矩比較器：用于計算電機扭矩輸出需求值與電機扭矩輸出實際值的差值；扭矩電流補償積分調(diào)節(jié)模塊：用于對電機扭矩輸出需求值與電機扭矩輸出實際值的差值進行積分調(diào)節(jié)，計算出扭矩電流補償值；扭矩電流加法器：用于計算扭矩電流需求值與扭矩電流補償值的和值，即為扭矩電流參考值；磁通電流計算模塊：用于根據(jù)磁通電流需求值、扭矩電流需求值和扭矩電流參考值計算出磁通電流參考值；扭矩電流比較器：用于計算扭矩電流參考值與扭矩電流反饋值的差值；磁通電流比較器：用于計算磁通電流參考值與磁通電流反饋值的差值；和電流PI調(diào)節(jié)模塊：用于根據(jù)扭矩電流參考值與扭矩電流反饋值的差值以及磁通電流參考值與磁通電流反饋值的差值分別計算出電機同步旋轉(zhuǎn)坐標下d軸電壓和q軸電壓，并將兩電壓值送入調(diào)制模塊。

進一步的，需求電流計算模塊包括：電極電感計算單元：用于根據(jù)電機直軸和交軸電感的飽和特性計算不同電機電流下對應(yīng)的電機電感；和電流需求值計算單元：以最大扭矩電流比為控制目標，計算電機扭矩輸出需求值對應(yīng)的磁通電流需求值和扭矩電流需求值。

進一步的，磁通電流計算模塊用于按如下公式計算：is_ref1=sqrt（id_ref1^2 iq_ref1^2），id_ref2=sqrt（is_ref1^2-iq_ref2^2）；其中，is_ref1為磁通電流需求值和扭矩電流需求值確定的定子電流需求值，id_ref1為磁通電流需求值，iq_ref1為扭矩電流需求值，id_ref2為磁通電流參考值，iq_ref2為扭矩電流參考值。

進一步的，扭矩計算模塊用于按如下公式計算：T_fdb=1.5*np*iq_fdb*（φ-（Ld-Lq）*id_fdb）其中，T_fdb為電機扭矩實際輸出值；id_fdb為磁通電流反饋值；iq_fdb為扭矩電流反饋值；Ld為id_fdb下的直軸電感；Lq為iq_fdb下的交軸電感；np為電機極對數(shù)；φ為電機永磁鏈。

進一步的，扭矩補償積分調(diào)節(jié)模塊包括相連接的積分電路和限幅電路。

進一步的，調(diào)制模塊為SVPWM（SpaceVectorPulseWidthModulation，空間矢量脈寬調(diào)制）調(diào)制模塊。

一種永磁同步電機扭矩輸出控制系統(tǒng)改善效果

《一種永磁同步電機扭矩輸出控制系統(tǒng)》在控制扭矩輸出的基礎(chǔ)上，以實際輸出扭矩為目標，計算出扭矩偏差，用扭矩偏差去修正磁通電流和扭矩電流的匹配關(guān)系，使得電機扭矩輸出跟蹤目標扭矩?！兑环N永磁同步電機扭矩輸出控制系統(tǒng)》在得到電機電感參數(shù)進行最大扭矩電流比控制中，使用計算的反饋扭矩和目標需求扭矩的偏差進行積分調(diào)節(jié)，進行扭矩電流的補償，從而動態(tài)跟蹤目標需求扭矩，既避免了工程離線標定扭矩的復(fù)雜過程，又解決了電感參數(shù)標定不準帶來的扭矩精度問題，并且工程上實現(xiàn)方便實用。

永磁同步電機牽引系統(tǒng)是列車的動力系統(tǒng)，由變流器和電機兩大部分組成，其中變流器相當于列車的心臟，電機好比是列車的肌肉，電機主要負責(zé)傳達動力，完成電能到機械能轉(zhuǎn)變，帶動列車平穩(wěn)行駛。

在結(jié)構(gòu)上，永磁同步電機伺服系統(tǒng)可集成多套電驅(qū)動伺服系統(tǒng)，且不大幅增加裝置的高度與寬度；在傳動方式上，通過特殊的結(jié)構(gòu)使多個負載獨立運動，并且對多個負載進行直接驅(qū)動以減小傳動誤差；在系統(tǒng)設(shè)計上，對該系統(tǒng)全數(shù)字化、微型化、高性能化和智能化設(shè)計。 2100433B