us/、u:輸入到dq/α β坐標變換模塊，得 到兩相靜止坐標系下的電壓指令us/、us/，再輸入到SVPffM模塊，得到定子三相逆變全橋的 控制信號，驅動定子三相逆變全橋為定子三相繞組提供電源。轉子電壓指令u/輸入到DC/ DC模塊，得到轉子H橋控制信號，驅動轉子H橋為轉子繞組提供電源。詳細過程如下：
[0021] 電流協(xié)調控制運算器環(huán)節(jié)包括：根據氣隙磁鏈指令值φ Λ按照公式

計算定子q軸電流指令值，根據轉矩指令值？按照公式 -計算轉子電流 指令值，根據定子d軸電流與轉子電流使得d軸方向定、轉子氣隙磁動勢對消，按照公式
計算定子d軸電流指令值。
[0022] abc/dq為坐標變換環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)包括：根據電流傳感器檢測到的定子三相電流ia、 ib、i。及轉子位置角Θ計算得到三相電流的同步旋轉坐標系下的值isd，isq。
[0023] 三個PI調節(jié)器實現(xiàn)由電流指令及檢測電流得到輸出電壓指令us/、Usq' u/，具體 如下：電流指令is/、isq' i/分別與坐標變換后的定子dq軸電流i sd、isq與檢測的轉子電流 if經過差運算，經過PI調節(jié)器，得到定子dq軸電壓指令u s/、u:和轉子電壓指令u Λ
[0024] dq/α β變換環(huán)節(jié)為電壓指令Usd^u:結合轉子位置角Θ變換到兩相靜止坐標系 下指令us/、u s/。
[0025] Us/、us/與檢測到的直流母線電壓值Ud。得到定子三相全橋逆變環(huán)節(jié)的PffM控制 信號，調制方式為框圖中所示SVPffM調制方式，用來控制定子三相全橋逆變電路。
[0026] u/與檢測到的直流母線電壓值U d。得到轉子兩相全橋的PffM控制信號，即為框圖 中的DC/DC環(huán)節(jié)，用來控制轉子兩相全橋電路。
[0027] 根據圖2所示電勵磁同步電機主電路結構示意圖，儲能系統(tǒng)作為直流母線，為整 個主電路正常工作提供能量。定子三相全橋逆變器輸入端為直流母線，三相全橋逆變器由 三組橋臂上的六個開關管S1-S6組成，三個橋臂輸出端引出線分別與電勵磁同步電機定子 三相繞組A、B、C連接。轉子H橋DC/DC變換器由兩組橋臂上的四個開關管S7-S10組成，H 橋DC/DC變換器兩個橋臂的輸出端引出線分別與電勵磁同步電機轉子相繞組F兩端連接。
[0028] 綜上所述，本發(fā)明提出一種電勵磁同步電機的電流協(xié)調控制方法，可以實現(xiàn)多倍 轉矩過載及轉矩的快速響應，可用于電梯驅動、重型機床、礦山機械、船舶電力推進、電動汽 車驅動場合，對于高壓斷路器電動機驅動操動機構這類要求電機短時過載運行的場合具有 良好的應用前景。
[0029] 本文中應用了具體實施例對本發(fā)明的原理進行了闡述，以上實施例的說明只用于 幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發(fā)明的思 想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，這些變化和改進都落入要求保護的本 發(fā)明范圍內，本發(fā)明不受上述實施例的限制。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及 其等效物界定。
【主權項】
1. 一種電勵磁同步電機的電流協(xié)調控制方法，其特征在于，該方法是基于q軸氣隙磁 鏈定向的電流協(xié)調控制方法；包括： 1) 首先dq軸定義如下，d軸方向為轉子直流繞組軸線所在方向，q軸方向為超前于d 軸電角度90°方向； 2) 以定子交流繞組的q軸電流作為勵磁電流，用于產生氣隙磁場，維持定子氣隙磁鏈 為恒定值，該氣隙磁鏈恒定值決定定子q軸電流大??； 3) 轉子直流繞組位于d軸方向，轉子電流作為轉矩電流，與氣隙磁場共同作用，產生電 磁轉矩，轉矩指令及氣隙磁鏈指令決定轉子電流指令； 4) 定子交流繞組的d軸電流作為補償電流，使得d軸方向上的定、轉子氣隙磁動勢對 消，據此得到定子d軸電流指令；電流協(xié)調控制是指定子q軸電流基本維持恒定，而轉子電 流與定子d軸電流之間維持固定的比例，隨轉矩指令快速調節(jié)； 5) 根據電流傳感器檢測到的定子三相電流ia、ib、i。及進行abc/dq坐標變換，以轉子 位置角0計算得到三相電流的同步旋轉坐標系下的值：^，：^。2. 根據權利要求1所述一種電勵磁同步電機的電流協(xié)調控制方法，其特征在于，所述 氣隙磁鏈指令值力/與轉矩指令值T/通過電流協(xié)調控制運算器完成電流協(xié)調控制；從而 得到定、轉子電流指令部分的計算內容，即：根據氣隙磁鏈指令值，按照公式<=&計算 定子q軸電流指令值，并按照公式汁算定子d軸電流指令值；根據轉矩指令 值T/，按照公式計算轉子電流指令值；根據定子d軸電流與轉子電流的d軸 方向，確定定、轉子氣隙磁動勢對消； 其中，tK#為定子氣隙磁鏈指令值，Tj為轉矩指令，Lq5為定子q軸電樞反應電感，Mafd 為定子A相繞組軸線與轉子繞組d軸軸線對齊時定子A相繞組與轉子繞組之間的互感，np 為電機極對數；is/為定子d軸電流的指令值，i:為定子q軸電流的指令值，i/為轉子電 流指令值。3. 根據權利要求1所述一種電勵磁同步電機的電流協(xié)調控制方法，其特征在于，所述 電流指令is/、i:、i/分別與坐標變換后的定子dq軸電流isd、isq與檢測的轉子電流if經 過差運算，經過PI調節(jié)器，得到定子dq軸電壓指令us/、u:和轉子電壓指令u/。
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于電機控制領域的一種電勵磁同步電動機的電流協(xié)調控制方法。該方法定義了電勵磁同步電機控制系統(tǒng)中的勵磁電流、轉矩電流、補償電流。在電流協(xié)調控制下，定子q軸電流作為勵磁電流，用于產生氣隙磁場，維持定子氣隙磁鏈恒定；轉子電流作為轉矩電流，與氣隙磁場作用產生電磁轉矩；定子d軸電流作為補償電流，該電流與轉子電流保持一定比例關系，使得d軸方向定、轉子氣隙磁動勢對消。該方法實現(xiàn)方式簡單，一方面能克服重載下的磁路飽和問題，輸出多倍過載轉矩下能基本維持電磁轉矩與轉矩電流之間的線性關系，大大提高了輸出轉矩能力；另一方面轉矩響應速度得到大幅度提升，同時解決了重載工況下逆變器輸出電壓不足的問題。
【IPC分類】H02P21/12
【公開號】CN105099316
【申請?zhí)枴緾N201510093320
【發(fā)明人】柴建云, 孫旭東, 熊志, 師喻
【申請人】清華大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年3月2日