[發(fā)明專利]一種五相逆變器雙平面最近四矢量空間電壓矢量調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910374295.1
• 申請(qǐng)日: 2019-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110165918B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周揚(yáng)忠;俞海良;屈艾文;陳艷慧;鐘天云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/5387
• 分類號(hào): H02M7/5387;H02M7/483;H02P27/12
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種五相逆變器雙平面最近四矢量空間電壓矢量調(diào)制方法，通過(guò)計(jì)算出的矢量、時(shí)間送給逆變器的逆變橋臂占空比合成環(huán)節(jié)，輸出控制五個(gè)橋臂功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)信號(hào)，當(dāng)逆變器輸出滿足要求的空間電壓矢量作用于兩個(gè)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電機(jī)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的解耦控制，兩臺(tái)電機(jī)控制策略可以采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制。本發(fā)明采用空間電壓矢量合成方法，實(shí)現(xiàn)了M1平面和M2平面電壓矢量的精確合成，從而實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的精確控制，減小了兩臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，增強(qiáng)了兩臺(tái)電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，特別是一種五相逆變器雙平面最近四矢量空間電壓矢量調(diào)制方法。

背景技術(shù)

多相電機(jī)具有各相分擔(dān)功率小、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)低、可控自由度多等優(yōu)點(diǎn)，在要求高可靠性運(yùn)行等應(yīng)用領(lǐng)域得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。五相電機(jī)是應(yīng)用廣泛的一種多相電機(jī)，具有繞組相數(shù)相對(duì)較少、驅(qū)動(dòng)硬件成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)的瞬時(shí)控制，需要五相逆變器供電。利用五相逆變器把直流母線電壓逆變成電機(jī)側(cè)需要的五相電壓輸出，通常由五個(gè)橋臂構(gòu)成五相逆變器。

由于定子側(cè)可開(kāi)槽數(shù)受限，導(dǎo)致相數(shù)增多后，每一相繞組所占有的槽數(shù)減少，各相繞組反電動(dòng)勢(shì)中諧波增多，尤其是幅值較大的三次諧波和基波一樣均能實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。這就需要五相逆變器在基波平面和三次諧波平面上同時(shí)輸出滿足要求的空間電壓矢量。

五相電機(jī)可控自由度有4個(gè)，而一臺(tái)正弦波五相電機(jī)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換控制只需要2個(gè)自由度，所有可以用剩余的2個(gè)自由度用于其他控制應(yīng)用。其中，一種應(yīng)用是采用單臺(tái)5相逆變器供電驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)串聯(lián)五相電機(jī)，這種多相電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)可以減少逆變器的橋臂數(shù)量和附屬電路、易于實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，在多電飛機(jī)、軌道交通和電動(dòng)汽車等對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)空間體積要求較高的場(chǎng)合具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。由于系統(tǒng)只有一臺(tái)逆變器，需要逆變器同時(shí)輸出兩臺(tái)五相電機(jī)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換平面上的空間電壓矢量。所以，五相逆變器無(wú)論是控制單臺(tái)五相電機(jī)，還是兩臺(tái)串聯(lián)五相電機(jī)，均需要在雙機(jī)電能量轉(zhuǎn)換平面上輸出滿足要求的空間電壓矢量。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種五相逆變器雙平面最近四矢量空間電壓矢量調(diào)制方法，以解決五相電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)雙平面上機(jī)電能量轉(zhuǎn)換對(duì)空間電壓矢量的需要。

本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種五相逆變器雙平面最近四矢量空間電壓矢量調(diào)制方法，包括以下步驟：

一種五相逆變器雙平面最近四矢量空間電壓矢量調(diào)制方法，

包括以下步驟：

步驟S1：采集所述五相逆變器的輸出電流i_A、i_B、i_C、i_D、i_E及通過(guò)所述五相逆變器供電驅(qū)動(dòng)的第一五相電機(jī)M1和第二五相電機(jī)M2的轉(zhuǎn)子位置角θ_r1和θ_r2，并分別進(jìn)行參考電壓矢量計(jì)算得到第一五相電機(jī)M1的電壓基波平面即M1平面和第二五相電機(jī)M2的電壓基波平面即M2平面的參考電壓矢量和公式如下所示：

其中為M1的電壓基波平面靜止坐標(biāo)系下α₁軸及β₁軸兩軸上的電壓分量；為M2的電壓基波平面靜止坐標(biāo)系下α₂軸及β₂軸兩軸上的電壓分量；

步驟S2：根據(jù)五相電機(jī)串聯(lián)規(guī)則，得M1的電壓基波平面上的各電壓矢量u_m1為：

其中m1＝16S_A+8S_B+4S_C+2S_D+S_E

M2的電壓基波平面上的各電壓矢量u_m2為：