申请/专利权人：河南科技大学

申请日：2024-03-13

公开（公告）日：2024-05-24

公开（公告）号：CN118074576A

主分类号：H02P6/34

分类号：H02P6/34;H02P21/00;H02P21/18;H02P25/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.11#实质审查的生效;2024.05.24#公开

摘要：绕组中点单侧注入式单绕组BL‑PMSM的动态转矩建模方法，具体包括以下步骤：步骤1、构建绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL‑PMSM结构及其双三相逆变器连接拓扑；步骤2、根据步骤1的绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL‑PMSM结构及其双三相逆变器连接拓扑，定义绕组中点悬浮电流单侧注入时各个半绕组电流的参考正方向；步骤3、建立绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL‑PMSM的电流、磁链和电压模型表达式；步骤4、利用矢量变换得到同步旋转坐标系下的相应电流分量和磁链表达式；步骤5、得到绕组中点单侧注入式单绕组无轴承永磁电机转矩模型，本方法的精确电磁转矩算式可为MPSC‑UI式单绕组BL‑PMSM的可控转矩和具有“双频”特点的动态耦合转矩计算提供技术模型依据。

主权项：1.绕组中点单侧注入式单绕组BL-PMSM的动态转矩建模方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1、构建绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL-PMSM结构及其双三相逆变器连接拓扑；BL-PMSM的每相绕组以中点为界分为串联的两个半绕组；通过两个三相逆变器分别连接到三相绕组出线端和各相绕组中点，三相绕组按Y型连接，设定三相的上半绕组构成上三相半绕组，三相的下半绕组构成下三相半绕组；步骤2、根据步骤1的绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL-PMSM结构及其双三相逆变器连接拓扑，定义绕组中点悬浮电流单侧注入时的定子各相半绕组电流参考正方向；上三相半绕组仅通入转矩电流，从出线端流出，经半绕组进各相绕组中点，下三相半绕组通入参考方向相同的转矩电流和悬浮电流，从各相绕组中点流经半绕组进入中性点；步骤3、建立绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL-PMSM的半绕组电流方程和磁链方程；首先，绕组中点悬浮电流单侧注入方式时，基于电流叠加理论，建立绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL-PMSM的半绕组电流方程；然后，基于各个半绕组的自感L1、相邻两个半绕组的互感M1、空间位置相差180°的两个半绕组互感M2、空间位置相差120°的两个半绕组互感M3、永磁体在各个半绕组上耦合磁链的幅值ψf、永磁转子在电空间的位置角α，建立绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL-PMSM的半绕组磁链方程；步骤4、对绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL-PMSM的半绕组电流方程和绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL-PMSM的半绕组磁链方程，分别采用整体矢量坐标变换矩阵进行从三相静止坐标系到同步放置坐标系的矢量变换，得到同步旋转坐标系下的相应电流分量表达式和磁链表达式；步骤5、结合绕组中点悬浮电流单侧注入式单绕组BL-PMSM的半绕组电流方程、同步旋转坐标系下的相应电流分量和磁链表达式，建立包含定子绕组磁场储能和转子等效励磁绕组磁场能量的电机磁场储能算式，根据机电能量转换原理，结合同步旋转坐标系下的相应电流分量表达式以及转子磁场定向角，得到绕组中点单侧注入式单绕组无轴承永磁电机转矩模型 其中，PT为转矩系统极对数，为转矩电流初始相位角；ψf为永磁磁场在各个半绕组上耦合磁链的幅值，IT和IS分别为转矩电流和悬浮电流的幅值，ω为电流角频率，和分别为转矩电流和悬浮电流的初始相位角；转矩模型中第一项为可控转矩表达式，第二项为注入的单侧悬浮电流产生且具有“双频”特点的动态耦合转矩表达式。

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