1.一種由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型,其特征在于,具體包括以下步驟:
步驟1、將雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器RSC等效為諧波源,通過(guò)變換矩陣,將轉(zhuǎn)子諧波電壓從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波電壓,獲得轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的角頻率和相角轉(zhuǎn)換關(guān)系;
步驟2:在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下,基于瞬時(shí)值形式的雙饋風(fēng)機(jī)電壓方程和磁鏈方程,建立雙饋風(fēng)機(jī)的間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型;
步驟3:計(jì)及系統(tǒng)側(cè)的間諧波電壓方程,變換步驟2中雙饋風(fēng)機(jī)間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型,獲得在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下,以轉(zhuǎn)子間諧波電壓為輸入、以定子間諧波電流為輸出的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析計(jì)算模型;
步驟4:將步驟1中的轉(zhuǎn)子間諧波電壓代入步驟3所述雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析計(jì)算模型中,輸出同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的定子間諧波電流相量,將其變換為瞬時(shí)值形式,然后再?gòu)膁q坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到三相靜止坐標(biāo)系,獲得三相靜止坐標(biāo)系下的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流的幅值、頻率和相角的解析模型;
步驟5:通過(guò)計(jì)算或測(cè)量獲取RSC注入轉(zhuǎn)子的n次諧波電壓的角頻率、幅值和相角,判斷諧波電壓的相序,確定諧波相序標(biāo)志p的值,根據(jù)步驟1中的角頻率和相角轉(zhuǎn)換關(guān)系,由轉(zhuǎn)子諧波電壓角頻率計(jì)算出同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波角頻率和相角;輸入步驟2和3中所述的系統(tǒng)參數(shù),包括系統(tǒng)頻率f、系統(tǒng)等值電阻Rss和等值電感Lss及雙饋風(fēng)機(jī)的電氣參數(shù),包括雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)差電角速度ωslip、定轉(zhuǎn)子匝數(shù)比Ke、定子電阻Rs、定子漏感Lls、定子一相繞組交鏈的最大互感磁通對(duì)應(yīng)的定子互感值Lms、折算后的轉(zhuǎn)子電阻Rr和轉(zhuǎn)子漏感Llr;計(jì)算步驟3中所述解析模型參數(shù)的幅值和相角,即包括解析模型導(dǎo)納矩陣復(fù)系數(shù)A的幅值和相角、轉(zhuǎn)子對(duì)定子同軸作用系數(shù)rs的幅值和相角以及轉(zhuǎn)子對(duì)定子dq軸互作用系數(shù)的幅值和相角;根據(jù)步驟4中所述三相靜止坐標(biāo)系下的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流的頻率、幅值和相角的解析模型,輸出雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的幅值、頻率和相角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型,其特征在于,所述轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的角頻率與相角轉(zhuǎn)換關(guān)系為
轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系間的變換矩陣Cabc/dq為
式中:θ'為t時(shí)刻d軸與轉(zhuǎn)子a相軸線之間的夾角,θ'=ωslipt+θ′0,θ'0為初始時(shí)刻d軸與轉(zhuǎn)子a相軸線之間的夾角;ωslip為轉(zhuǎn)差電角速度;
轉(zhuǎn)子諧波電壓轉(zhuǎn)換為同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波電壓為:
式中:正序諧波下為p=1,負(fù)序諧波下為p=0;ωr為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速;ω為定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度,即同步速;Urn為n次轉(zhuǎn)子諧波電壓折算至定子側(cè)的有效值;θn為n次轉(zhuǎn)子諧波電壓的相角;uran、urbn、urcn分別為雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子在三相靜止坐標(biāo)系下的A、B、C三相n次諧波電壓;urdh、urqh分別為雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下d軸和q軸h次間諧波電壓;
轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的角頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系為:
hω=(n+(-1)p)(ω-ωr) (3)
轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的相角轉(zhuǎn)換關(guān)系為:
θh=θn-θ′0 (4)
式中:θh為h次轉(zhuǎn)子間諧波電壓的相角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型,其特征在于,同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下,瞬時(shí)值形式的雙饋風(fēng)機(jī)電壓方程為
同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下,瞬時(shí)值形式的磁鏈方程為
式中:urdh、irdh與ψrdh分別為雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子d軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時(shí)值;urqh、irqh與ψrqh分別為雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子q軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時(shí)值;usdh、isdh與ψsdh分別為雙饋風(fēng)機(jī)定子d軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時(shí)值;usqh、isqh與ψsqh分別為雙饋風(fēng)機(jī)定子d軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時(shí)值;轉(zhuǎn)差電角速度ωslip=ω-ωr;Rr、Rs分別為轉(zhuǎn)子與定子電阻;Lm為dq坐標(biāo)系中定、轉(zhuǎn)子同軸等效繞組間的互感,Lms為與定子一相繞組交鏈的最大互感磁通對(duì)應(yīng)的定子互感值;Ls為dq坐標(biāo)系中定子等效兩相繞組自感,Ls=Lm+L1s;Lr為dq坐標(biāo)系中轉(zhuǎn)子等效兩相繞組自感,Lr=Lm+L1r;L1s、L1r分別為定、轉(zhuǎn)子漏感;
雙饋風(fēng)機(jī)的間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型的電路方程為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型,其特征在于,所述雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析計(jì)算模型,其相量矩陣形式為:
式中,A、rs及rsdq為中間變量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型,其特征在于,所述雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的幅值、頻率和相角為
定子間諧波電流的幅值Ish為:
其中,θrsdq為所述轉(zhuǎn)子對(duì)定子dq軸互作用復(fù)系數(shù)的rsdq相角;θrs為所述轉(zhuǎn)子對(duì)定子同軸作用復(fù)系數(shù)rs的相角;
定子間諧波電流頻率fih為:
定子間諧波電流的相角為:
θ′iah、θ′ibh、θ′ich分別為所求的A、B、C三相定子間諧波電流的相角。