绕组开放式永磁发电机系统矢量补偿控制方法

摘要

本发明涉及一种绕组开放式永磁发电机系统的控制方法，属交流发电系统的矢量调制领域。该方法绕组开放式永磁发电机绕组端部一侧连接整流桥结合滤波电容构成整流侧给负载供电，另一侧通过逆变器与蓄电池相连构成逆变控制侧，控制器通过检测直流侧负载电压与给定电压构成电压外环，控制逆变侧输出，实现整流侧输出电压的控制，并且随着转速、负载变化稳定整流侧输出直流电压。该方法能够有效抑制绕组开放式永磁发电机系统中整流桥带来的电流谐波，提高系统的运行效率。

主权项

一种绕组开放式永磁发电机系统的控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1)系统工作时，控制器采集发电机绕组三相电流状态和整流桥的直流侧电压，根据以下对应关系，确定当前整流桥电压空间矢量；整流桥电压空间矢量与电流状态及整流桥的直流侧电压存在如下对应关系：其中发电机绕组三相电流的六种状态，分别对应六个幅值相等、相位依次相差60°的整流桥电压空间矢量1～6，这6个电压空间矢量的长度均为2/3V_L，V_L为整流桥的直流侧电压，六种导通状态分别为：第一种，发电机绕组三相电流状态为+––时，对应电压空间矢量1的相角为0°；第二种，发电机绕组三相电流状态为++–时，对应电压空间矢量2的相角为60°；第三种，发电机绕组三相电流状态为–+–时，对应电压空间矢量3的相角为120°；第四种，发电机绕组三相电流状态为–++时，对应电压空间矢量4的相角为180°；第五种，发电机绕组三相电流状态为––+时，对应电压空间矢量5的相角为240°；第六种，发电机绕组三相电流状态为+–+时，对应电压空间矢量6的相角为300°；其中，+表示电机绕组输出电流，整流桥对应桥臂流入电流；–表示电机绕组输入电流，整流桥对应桥臂流出电流；2)将步骤1得到的电压空间矢量在转子磁场定向的dq坐标系中进行投影分解，得到整流桥电压空间矢量的直、交轴分量U_comd和U_comq，投影公式为：$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{comd}}=\frac{2}{3}{V}_L\cos ({\theta }_L-{\theta }_e)\\ U_{\mathrm{comq}}=\frac{2}{3}{V}_L\sin ({\theta }_L-{\theta }_e)\end{array}\right.---\left(1\right)$式中，U_comd、U_comq为整流桥电压空间矢量的直、交轴分量；V_L为整流桥的直流侧电压；θ_L为整流桥电压空间矢量相角；θ_e为电机转子位置角；3)控制器根据步骤2得到的U_comd、U_comq，对逆变器产生一组SVPWM驱动信号，补偿量添加到逆变器的输出电压空间矢量中，实现对发电机绕组的电压空间矢量进行补偿控制。