[發明專利]一種雙電機八開關逆變器驅動系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201810055550.1
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108092564B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 林海;石偉;閆茂德;鞏建英;龔賢武;陳俊碩;李耀華;周熙煒;陳金平;司利云
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H02P6/04
• 分類號: H02P6/04;H02P6/17
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種雙電機八開關逆變器驅動系統及其控制方法，包括八個功率開關管組成的三個逆變器橋臂以及兩個永磁同步電機；三個逆變器橋臂并聯后與公共直流電源相接；兩個永磁同步電機的三相電樞繞組按照控制要求連接到三相逆變器的橋臂上，三相八開關逆變器中的功率開關狀態均由PWM生成單元給出，PWM生成單元的輸出信號可使三相八開關逆變器實現不同電路拓撲的快速重構，八開關逆變器雙電機控制在確保兩個永磁同步電機按照工作要求同步運行的前提下，減少了功率開關器，降低了逆變器驅動系統的功率消耗；同時兩個永磁同步電機在同步運行時工作性質完全一致，簡化了逆變器電機控制系統的電路結構，在提升系統穩定性的同時減少了經濟成本。

技術領域

本發明屬于永磁同步電機系統控制領域，具體涉及一種雙電機八開關逆變器驅動系統及其控制方法。

背景技術

永磁同步電機(PMSM)是由永磁體勵磁產生同步旋轉磁場的同步電機，具有本身的功率效率高以及功率因數高、發熱小、允許的過載電流大，可靠性高等特點；多相電機驅動系統具有低壓大功率輸出，高功率密度、轉矩波動小，運行穩定等特點，因此多電機驅動系統及其控制方法一直為人們所關注，希望能夠得到優化它的方法。

隨著永磁同步電機的本體設計和控制算法進行優化,傳統情況下，雙永磁同步電機由十二開關逆變器控制驅動，運用的器件多、功耗大、成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙電機八開關逆變器驅動系統及其控制方法，以克服現有技術的不足。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙電機八開關逆變器驅動系統，包括三相永磁同步電機M1、三相永磁同步電機M2、三相八開關逆變器以及依次連接的速度比較器、PI控制器、參考電流發生器、電流比較器、電流函數模塊、滯環控制器和PWM脈沖生成單元；

其中三相八開關逆變器包括三路并聯且連接同一直流電源的橋臂，其中兩路橋臂均由三個功率開關串聯組成，另一條橋臂由兩個功率開關串聯組成，三相八開關逆變器的每路橋臂中相鄰兩個功率開關為一個中間節點，三相永磁同步電機M1的其中兩個電樞繞組分別連接在由三個功率開關串聯組成的兩個橋臂中的同一位置中間節點，三相永磁同步電機M1的另一個電樞繞組連接在由兩個功率開關串聯組成的橋臂中的中間節點；三相永磁同步電機M2的其中兩個電樞繞組分別連接在由三個功率開關串聯組成的兩個橋臂中另外的同一位置中間節點，三相永磁同步電機M2的另一個電樞繞組連接在由兩個功率開關串聯組成的橋臂中的中間節點；

還包括霍爾傳感器和連接于三相永磁同步電機的電樞繞組端口與電流比較器之間的電流傳感器，用于檢測兩個三相永磁同步電機的三相電流，將檢測到的三相電流送到電流比較器；霍爾傳感器用于檢測兩個三相永磁同步電機的霍爾信號并分別送到位置產生單元和轉速產生單元。

進一步的，功率開關管均為IGBT或MOSFET。

進一步的，三相八開關逆變器的三個橋臂為橋臂L1、橋臂L2和橋臂L3；橋臂L1由功率開關管(T1、T4、T7)串聯組成，橋臂L2由功率開關管(T2、T5、T8)串聯組成，橋臂L3由功率開關管(T3、T6)串聯組成，三相永磁同步電機M1具有獨立的三相電樞繞組(A、B、C)，三相永磁同步電機M2具有獨立的電樞繞組(U、V、W)；

三相永磁同步電機M1的電樞繞組A連接于三相八開關逆變器的橋臂L1的功率開關管T1和功率開關管T4之間的中間節點x點；三相永磁同步電機M1的電樞繞組B連接于三相八開關逆變器的橋臂L2的功率開關管T2和功率開關管T5之間的中間節點y點；三相永磁同步電機M1的電樞繞組C連接于三相八開關逆變器的橋臂L3的功率開關管T3和功率開關管T6之間的中間節點z點。