一種電力系統(tǒng)用多功能電機的控制方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)的領域，尤其是涉及一種電力系統(tǒng)用多功能電機的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)、電力傳動技術(shù)的日益發(fā)展，電機控制系統(tǒng)現(xiàn)已得到了廣泛的應用。但近幾年，隨著新能源、電力系統(tǒng)以及科技的不斷發(fā)展，很多電力系統(tǒng)用電機控制場合對其動態(tài)性能、成本、體積以及多功能上提出了較高的要求。
[0003]目前電力系統(tǒng)用電機控制方法仍存在一些不足或待改進之處:其不能用一臺電機同時實現(xiàn)電機的電動和發(fā)電同時運行，目前的系統(tǒng)多采用多臺電機多個控制器分別進行電動或發(fā)電控制，普遍功能單一、成本高、能耗多和體積大；且其電動驅(qū)動負載時采用的電流PI控制器，存在固有的滯后特性，從而會影響系統(tǒng)的動態(tài)性能和限制系統(tǒng)帶寬的增加，響應速度受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種電力系統(tǒng)用多功能電機的控制方法，使其具有快速的動態(tài)響應能力、節(jié)省成本和體積、節(jié)能、功能多等特點，同時集電動與發(fā)電于一身，從而使之適用于對動態(tài)性能以及成本、體積要求較高的電力系統(tǒng)用電機電動/發(fā)電場合。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)用多功能電機的控制方法，該方法包括如下步驟:
[0006](I)通過霍爾傳感器采集電機中進行電動狀態(tài)的一套三相對稱繞組電流ia、ib、ic，然后將其通過abc/dq變換器得到d_q坐標系下實際電流值idl和i ql，再通過位置檢測器采集電機的位置信號Θ，并對位置信號進行微分得到反饋的速度信號轉(zhuǎn)子機械角速度
[0007](2)將給定的轉(zhuǎn)速ω/與反饋的速度ω 入PI控制器進行處理，得到給定電流i/，再將給定的d_q軸電流i/以及i /送入預測控制器，其中i /= 0，同時將上一次輸出的d_q軸電壓U/(k-l)、U/(k_l)以及上一次反饋回來的電流idl(k_l)和iql(k_l) —同送入預測控制器，得到預測出的d_q軸電壓U/(k)和Ut/(k)，其預測表達式為:
[0008]Udl* (k) = A1Idl (k-1) +A2idl* (k) +A3Iql (k_l) +A4Udl* (k_l)
[0009]U: (k) = B1Iql (k-1) +B2iql* (k) +B3Idl (k-1) +B4Uql* (k-1)
[0010]其中，k為第k個控制周期，k-1表示第k-1個周期，即上一個周期，Udl*(k)和Uql*(k)分別為預測出的第k個控制周期的d-q軸電壓，i/(k)和i/(k)分別為第k個控制周期內(nèi)給定的d-q軸電流，A0A2, A3,、為U dl* (k)的調(diào)節(jié)參數(shù)，B1, B2, B3, B4S U ql* (k)的調(diào)節(jié)參數(shù)，根據(jù)電機自身不同的特性決定；
[0011](3)將得到的預測出的d-q軸電壓U/(k)和Ut/(k)，通過電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)得到a、b、c三個橋臂的功率管開通、關(guān)斷的脈寬調(diào)制信號送入逆變器中，同時通入直流電Udel使逆變器的a、b、c三個橋臂輸出相應的三相電流i a、ib、i。來控制電機跟隨給定信號帶動負載正常運行；
[0012](4)通過霍爾傳感器采集電機中進行發(fā)電狀態(tài)的一套三相對稱繞組電流ix、iy、iz，然后將其通過xyz/dq變換器得到d-q坐標系下實際電流值id2和i q2，將位置檢測器采集到的位置信號Θ送入電流調(diào)節(jié)器，通過電壓檢測器采集變換器端上的直流電壓Utk2;
[0013](5)將給定的電壓Udc/與反饋的實際電壓Ude2送入電壓調(diào)節(jié)器進行處理，得到能使電壓穩(wěn)定控制的給定電流，將給定的d-q軸電流以及i d/= O送入電流調(diào)節(jié)器，同時將上一次反饋回來的電流id2和i q2—同送入電流調(diào)節(jié)器得到給定的d-q軸電壓Ud/和Ut/,然后經(jīng)電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)得到x、y、ζ三個橋臂的功率管開通、關(guān)斷的脈寬調(diào)制信號送入變換器中處理，從而使電機跟隨給定信號給供電對象穩(wěn)定正常發(fā)電。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的主要優(yōu)勢在于:
[0015]本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)用多功能電機的控制方法，該控制方法采用電機的一套三相對稱繞組通過PI控制器、預測控制器和逆變器進行電動狀態(tài)帶動負載運行，具有較好地調(diào)速性能，且因采用了預測控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電流PI控制器，解決了傳統(tǒng)電流PI控制器的滯后特性，提高了系統(tǒng)的帶寬和動態(tài)性能；同時采用電機的另一套三相對稱繞組通過電壓調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器和變換器進行發(fā)電狀態(tài)給供電對象穩(wěn)定正常發(fā)電。本發(fā)明具有快速的動態(tài)響應能力、節(jié)省成本和體積、節(jié)能、功能多等特點，同時集電動與發(fā)電于一身，適用于對動態(tài)性能以及成本、體積要求較高的電力系統(tǒng)用電機電動/發(fā)電場合。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的控制原理框圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明，以便本領域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。
[0018]如圖1所示，是本發(fā)明所述的一種電力系統(tǒng)用多功能電機的控制方法的【具體實施方式】，其具體實施步驟為:
[0019](I)通過霍爾傳感器采集電機中進行電動狀態(tài)的一套三相對稱繞組電流ia、ib、i。，然后將其通過abc/dq變換器得到d-q坐標系下實際電流值idl和i ql，再通過位置檢測器采集電機的位置信號Θ，并對位置信號進行微分得到反饋的速度信號轉(zhuǎn)子機械角速度
[0020](2)將給定的轉(zhuǎn)速ω/與反饋的速度ω 入PI控制器進行處理，得到給定電流i/，再將給定的d-q軸電流i/以及i /送入預測控制器，其中i /= 0，同時將上一次輸出的d-q軸電壓U/(k-1)、U/(k-Ι)以及上一次反饋回來的電流idl (k-1)和iql(k_l) —同送入預測控制器，得到預測出的d-q軸電壓U/(k)和Ut/(k)，其預測表達式為:
[0021 ] Udl* (k) = A1Idl (k-1) +A2idl* (k) +A3Iql (k-1) +A4Udl* (k-1)
[0022]U: (k) = B1Iql (k-1)