(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111606415.X (22)申请日 2021.12.26 (71)申请人 中国大唐集团新能源科 学技术研究 院有限公司 地址 100041 北京市石景山区实兴大街3 0 号院3号楼 2层A-1725房间 (72)发明人 段琦玮　郝洪亮　 (74)专利代理 机构 北京中南长风知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11674 代理人 李青 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 一种笼型转子无刷双馈电机 仿真建模方法 (57)摘要 本发明涉及种笼型转子无刷双馈电机仿真 建模方法， 考虑笼型转子的特殊笼型结构， 基于 MATLAB/SIMULINK中S函数建立笼型转子无刷双 馈电机的仿真模 型， 所述仿真模 型包括笼型转子 短路环每一环的电压、 电流、 电阻， 用于真实地反 映笼型转子无刷双馈电机的动静态特性。 本发明 基于MATLAB的S函数建立笼型转子 无刷双馈电机 的仿真系统， 建立的仿真系统考虑笼型转子的特 殊笼型结构， 包含电机每一笼型结构的每一回路 参数， 把笼型转子无刷双馈电机的结构通过数学 建模完整表现出来， 相比通用d ‑q坐标系的无刷 双馈电机仿真系统可以更精确地仿真笼型转子 无刷双馈电机的动静态性能。 权利要求书2页 说明书9页 附图1页 CN 114329949 A 2022.04.12 CN 114329949 A 1.一种笼型转子无刷双馈电机仿真建模方法， 其特征在于， 考虑笼型转子的特殊笼型 结构， 基于MATLAB/SIMULINK中S函数建立笼型转子无刷双馈电机的仿真模型， 所述仿真模 型包括笼型转子 短路环每一环的电压、 电流、 电阻， 用于 真实地反映笼型转子无刷双馈电机 的动静态特性。 2.根据权利要求1所述的笼型转子无刷双馈电机仿真建模方法， 其特征在于， 所述仿真 建模方法具体包括如下步骤： 步骤1： 确定S函数引导语句 1.1、 确定M文件S 函数的引导语句为： Function[sys,x0,str,ts]＝f(t,x,u,flag,a)； a 为电机定子功率绕组和控制绕组A相轴线夹角， 夹角≤180 °； 输入参数为： t,x,u,flag,a； 输 出函数为： sys,x0,st r,ts； 1.2、 确定S函数工作方式 Flag＝0时， 调用mdlInitializeSizes函数， 定义S函数 的基本特性， 包括采样时间， 连 续或者离 散状态的初始条件和Sizes数组； Flag＝1时， 调用mdlDerivatives函数， 计算连续状态变量 的微分方程； 求所给表达式 的等号左边状态变量的积分值； Flag＝3时， 调用mdlOutputs函数， 计算S函数的输出； Flag＝2， 4， 9时， 保持函数不变； Flag＝其他时， 报错； 1.3、 确定采样时间ts； 步骤2： 确定初始化 函数mdlInitializeSizes 2.1、 初始化sizes结构， 再调用sim sizes函数； 2.2、 确定Sizes结构体： NumContStates： 连续状态的个数， 0个； NumDiscStates： 离散状态的个数， 分别为电机功率绕组三相电流量， 控制绕组三相电 流量， 笼型转子每一 巢型中每一短路环的电流 量， 电机机械角速度； NumOutputs： 输出变量的个数， 分别为电机功率绕组三相电流量， 控制绕组三相电流 量， 笼型转子每一 巢型中每一短路环的电流 量， 电机机械角速度， 电磁转矩； NumInputs： 输入变量的个数， 分别为功率绕组三相电压值， 控制绕组三相电压值， 转子 巢位置角， 电机 机械角速度， 电机负载转矩； DirFeedthrough： 取值 为1， 表示输入直接传到 输出口； NumSampleTimes： 取值 为1， 表示只有一个采样周期； Simsizes函数的调用： sys＝sim sizes(sizes),即将sizes结构体中的信息传递给sys； 设置状态变量初始值； 步骤3： 确定求 解函数mdlDerivatives 根据公式dx/dt＝M‑1(V‑(R+ωr*dM0/dθr)*x)， Te‑Tl＝Jdwr/dt计算权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114329949 A 2状态变量， 输出电机变量 为 其中： x表示电流矢 量； 下标s1,s2,r分别为功率绕组、 控制绕组、 转子的量； 分 别为电压， 电流， 自感矢量； θr为转子相对于静止两相坐标系的旋转变换角； R1,R2, 分别为 功率绕组电阻， 控制绕组电阻， 转子回路电阻矩阵； 为功率绕组同转子 笼型绕 组中每个环路的互感幅值； 为笼型自感矩阵及互感矩阵； Te为电机电磁转矩； M表示常数矩阵 V表示电压 矢量 R表示常数电阻矩阵 ωr表示转子角速度； M0表示矩阵 步骤4： 确定mdlOutputs函数 计算输出变量， 分别为电机功率绕组三相电流量， 控制绕组三相电流量， 笼型转子每一 巢型中每一短路环的电流 量， 电机机械角速度， 电磁转矩； 步骤5： 在SIMUL INK中建立笼 型转子无刷双馈电机的仿真模型 在SIMULINK中调用建立的S函数， 并给定功率绕组、 控制绕组三相输入电压， 模型建立 完成。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114329949 A 3