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专利号: 2021106329188
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水下航行器的多永磁同步电机的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:当永磁同步电机转速出现突变时,对永磁同步电机进行调控,具体步骤如下:步骤1:建立用于确定虚拟主电机转速、转矩的权函数;

步骤2:同时将多个永磁同步电机的转速、转矩分别作为权函数的输入,权函数的输出虚拟主电机的转速、转矩,将所有永磁同步电机作为从电机;

步骤3:每台从电机的转速、转矩与主电机的转速、转矩的占比,分别根据占比确定从电机的转速和转矩分量,将从电机的转速和转矩的分量进行加权,加权值作为从电机的控制权重值;

步骤4:将控制权重值作为系数,与各从电机的实际转速相乘,结果作为各从电机对应的差值转速;

步骤5:将从电机的实际转速减去差值转速,作为目标转速,控制从电机的转速降低至目标转速;

步骤6:当所有从电机转速相同时,完成调控过程;

当所有从电机转速未相同时,执行步骤2。

2.如权利要求1所述的水下航行器的多永磁同步电机的控制方法,其特征在于,所述步骤3中还包括,当从电机出现负转矩时,将控制权重值翻倍;

所述步骤6中还包括,当虚拟主电机转速小于等于零时,停止各永磁同步电机运转。

3.如权利要求2所述的水下航行器的多永磁同步电机的控制方法,其特征在于,所述步骤3中判断从电机出现负转矩的方法为:当所有从电机的输出转矩之和小于输出转矩之差时,确定有从电机出现负转矩。

4.如权利要求1所述的水下航行器的多永磁同步电机的控制方法,其特征在于,所述步骤1中,权函数的公式为:其中,K为每个永磁同步电机转速或转矩相对于额定转速或转矩的权重;当输入为转速时K为转速的权重,当输入为转矩时K为转矩的权重;ωmax为电机最大转速;ωmin为电机最小转速。

5.如权利要求1所述的水下航行器的多永磁同步电机的控制方法,其特征在于,所述步骤3中,控制权重值的计算公式如下:其中,Km为控制权重值,Kmi为每个永磁同步电机转速和转矩相对于额定转速和转矩的权重,当输入为转速时为转速的权重,当输入为转矩时为转矩的权重;Kti为每个永磁同步电机控制权重值的转矩分量;Ksi为每个永磁同步电机控制权重值的转速分量。

6.一种水下航行器的多永磁同步电机的控制系统,可以运行如权利要求1‑5所述的水下航行器的多永磁同步电机的控制方法,其特征在于,所述水下航行器的多永磁同步电机的控制系统,包括:转子磁链识别模块、虚拟主机建立模块、控制权重值计算模块、负转矩检测模块、控制电路计算模块、加权磁场定向控制模块、单变频器驱动模块;

所述转子磁链识别模块的输入端接永磁同步电机;所述转子磁链识别模块的输出端分别与所述负转矩检测模块的输入端、控制电流计算模块的输入端连接;所述虚拟主机建立模块的输入端接永磁同步电机;所述虚拟主机建立模块的输出端与所述控制权重计算模块的输入端连接;所述负转矩检测模块的输出端、控制权重计算模块的输出端与所述控制电流计算模块的输入端连接;所述控制电流计算模块的输出端与所述加权磁场定向控制模块的输入端连接;所述加权磁场定向控制模块的输出端与所述单变频器驱动模块的输入端连接;所述单变频器驱动模块的输出端与永磁同步电机连接;

所述转子磁链识别模块,用于获取永磁同步电机的励磁电流、定子电流;

所述虚拟主电机建立模块,用于根据所有永磁同步电机的转速、转矩建立虚拟主电机的转速、转矩;

所述控制权重计算模块,根据从电机相对于虚拟主电机的转速、转矩占比,计算从电机相对于主电机的控制权重值;

所述负转矩检测模块,用于检测永磁同步电机是否出现负转矩,并在负转矩时产生信号;

控制电流计算模块,基于永磁同步电机实时的励磁电流、定子电流,控制权重值,计算对永磁同步电机的控制电流;

所述加权磁场定向控制模块,基于所述控制电流计算模块产生的控制电流产生控制信号;

所述单变频器驱动模块,基于所述加权磁场定向控制模块产生的控制信号驱动永磁同步电机。

7.如权利要求6所述的水下航行器的多永磁同步电机的控制系统,其特征在于,所述转子磁链识别模块通过如下公式获取永磁同步电机的励磁电流、定子电流:其中, ;imri是第i台电机的励磁电流;ψri第i台电机的转子磁链;Lm是电机的励磁电感;isi是第i台电机的定子电流,np是电机极对数;ψfi第i台电机的永磁体磁链;Sr为电机转子时间常数的导数。