[發(fā)明專利]一種雙電機(jī)三橋臂逆變器及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810054389.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN108233783B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林海;陳俊碩;周熙煒;陳金平;鞏建英;龔賢武;司利云;李耀華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P6/04
• 分類號(hào): H02P6/04;H02P21/28;H02P21/14;H02P21/20;H02P27/08;H02M7/5387
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種雙電機(jī)三橋臂逆變器控制方法，采用直接轉(zhuǎn)矩法獲取獲取兩組開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)、磁鏈控制信號(hào)和三相電機(jī)M1和三相電機(jī)M2的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)選擇電壓矢量選擇開關(guān)的開關(guān)觸發(fā)信號(hào)，據(jù)此可以得到不同方向的橋臂開關(guān)通斷狀態(tài)，利用直接轉(zhuǎn)矩控制獲取三相永磁同步電機(jī)的電壓矢量表，并通過選擇其橋臂的開關(guān)狀態(tài)對(duì)兩臺(tái)三相永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，選擇開關(guān)可以自主控制，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)三相永磁同步電機(jī)分時(shí)運(yùn)行，本方法控制簡(jiǎn)單明確。本發(fā)明具有算法簡(jiǎn)單、響應(yīng)快和精度高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明提出了基于九開關(guān)三橋臂逆變器的控制方案，該方案可以進(jìn)一步降低系統(tǒng)的硬件成本，方便本發(fā)明技術(shù)的快速推廣和應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙電機(jī)三橋臂逆變器及其控制方法。

背景技術(shù)

雙電機(jī)系統(tǒng)可以通過控制兩臺(tái)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到消除傳動(dòng)間隙并分擔(dān)負(fù)載的目的。近年來，隨著社會(huì)生活和工業(yè)生產(chǎn)更高需求，雙電機(jī)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于造紙、交通、電動(dòng)汽車、洗衣機(jī)、空調(diào)及其他家電的應(yīng)用領(lǐng)域。多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有低壓大功率輸出，高功率密度、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小，適于容錯(cuò)運(yùn)行等特點(diǎn)，獲得了廣泛的關(guān)注。在雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，需要同時(shí)控制兩個(gè)電機(jī)對(duì)開發(fā)人員來說不僅要處理更高的復(fù)雜性，還必須確保任何情況下的安全運(yùn)行，包括設(shè)備故障時(shí)的安全。近年來，雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多采用十二開關(guān)六橋臂逆變器拓?fù)洹Ｔ摻Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)雖然具有較好的控制性能，但是系統(tǒng)的硬件成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙電機(jī)三橋臂逆變器及其控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種雙電機(jī)三橋臂逆變器，包括控制器、三相電機(jī)M1、三相電機(jī)M2和三橋臂逆變器；

三橋臂逆變器包括三個(gè)并聯(lián)的逆變器橋臂，逆變器橋臂連接同一個(gè)直流電源，每個(gè)逆變器橋臂均包括三個(gè)串聯(lián)的功率開關(guān)管，每個(gè)逆變器橋臂上相鄰兩個(gè)功率開關(guān)管之間為中點(diǎn)，三相電機(jī)M1的三個(gè)繞組分別連接于三個(gè)逆變器橋臂同一側(cè)的中點(diǎn)，三相電機(jī)M2的三個(gè)繞組分別連接于三個(gè)逆變器橋臂另一個(gè)的中點(diǎn)；

控制器包括電流傳感器、電壓傳感器和依次連接的速度調(diào)節(jié)模塊、PI控制器、轉(zhuǎn)矩估計(jì)單元、轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制器、電壓矢量選擇開關(guān)和PWM生成單元，電壓矢量選擇開關(guān)還連接有磁鏈滯環(huán)控制器，磁鏈滯環(huán)控制器連接有磁鏈估計(jì)單元,電流傳感器連接于三相永磁同步電機(jī)的電樞繞組端口，用于檢測(cè)兩個(gè)三相永磁同步電機(jī)的三相電流。

進(jìn)一步的，功率開關(guān)管均采用IGBT或MOSFET。

進(jìn)一步的，兩個(gè)電機(jī)采用三相永磁同步電機(jī)、三相無刷直流電機(jī)或三相交流異步電機(jī)。

進(jìn)一步的，三橋臂逆變器包括并聯(lián)的逆變器橋臂L1、逆變器橋臂L2和逆變器橋臂L3，逆變器橋臂L1包括串聯(lián)的功率開關(guān)管T1、功率開關(guān)管T4和功率開關(guān)管T7，逆變器橋臂L2包括串聯(lián)的功率開關(guān)管T2、功率開關(guān)管T5和功率開關(guān)管T8，逆變器橋臂L3包括串聯(lián)的功率開關(guān)管T3、功率開關(guān)管T6和功率開關(guān)管T9；三相電機(jī)M1的繞組A連接于逆變器橋臂L1的功率開關(guān)管T1與功率開關(guān)管T4之間的中點(diǎn)a，三相電機(jī)M1的繞組B連接于逆變器橋臂L2的功率開關(guān)管T2與功率開關(guān)管T5之間的中點(diǎn)b，三相電機(jī)M1的繞組C連接于逆變器橋臂L3的功率開關(guān)管T3與功率開關(guān)管T6之間的中點(diǎn)c；三相電機(jī)M2的繞組U連接于逆變器橋臂L1的功率開關(guān)管T7與功率開關(guān)管T4之間的中點(diǎn)x；三相電機(jī)M2的繞組V連接于逆變器橋臂L2的功率開關(guān)管T5與功率開關(guān)管T8之間的中點(diǎn)y，三相電機(jī)M2的繞組W連接于逆變器橋臂L3的功率開關(guān)管T6與功率開關(guān)管T9之間的中點(diǎn)z。

一種雙電機(jī)三橋臂逆變器的控制方法，包括以下步驟：首先分別獲取三相電機(jī)M1和三相電機(jī)M2的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω₁和ω₂、電機(jī)轉(zhuǎn)矩T_e1和T_e2以及磁鏈幅值ψ_s1和ψ_s2；