[發明專利]基于雙電流傳感器的雙電機群協同控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 202010105087.4
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111277176B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 魯家棟;胡義華;王潔;倪鍇
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02P5/74
• 分類號: H02P5/74;H02P27/08
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明提供了一種基于雙電流傳感器的雙電機群協同控制系統及控制方法，在雙電機群系統中，將每個電機子系統的逆變器三相橋臂中點分別與對應電機的三相繞組依次相連，不同電機子系統的逆變器供電電源采用同一個電源或不同電源，通過在兩個零電壓矢量作用下，分別對兩個電流傳感器進行電流采樣，利用得到的各自三相電流值進行閉環控制即可。本發明實現其降低電流傳感器使用數量的電機群控制方案，對兩個電機子系統的逆變器供電電源構成形式沒有制約要求，無需對逆變器基本PWM生成方法進行更改，電流采樣方法、控制算法更簡單。

技術領域

本發明涉及雙電機群控制領域，尤其是一種降低電流傳感器使用數量的雙電機群控制系統及方法，尤其是雙電機群的每個電機子系統平均僅含有一個電流傳感器的控制系統及方法。

背景技術

在現代工業應用中，電機群體控制相關問題，特別是電機群系統中多個電機子系統協同控制的相關問題，成為了電機系統控制領域的重要研究方向。為了能夠實現現代控制算法，從而提高系統控制性能，對于最常用的三相電機，每個電機子系統需要配備至少兩個相電流傳感器來實時檢測其三相電流并進行反饋控制。因此，對于雙電機子系統組成的電機群系統，對電流傳感器的數量需求則至少為四個。然而，高精度電流傳感器的成本往往很高，因此，數量眾多的電流傳感器成為了電機群系統向著低成本化發展的重要制約因素。通常，針對電流傳感器成本高昂的問題，采用的措施主要是利用特定單電流傳感器對每個電機子系統的三相電流進行重構[具體方法文獻1-3中有記載，其中文獻1為Yongxiang Xu,Hao Yan,Jibin Zou,Baochao Wang,Zero voltage vector sampling method for PMSMthree-phase current reconstruction using single current sensor,IEEETransactions on Power Electronics,vol.32,no.5,pp.3797-3807,May 2017.(期刊論文)，文獻2為Jiadong Lu,Xiaokang Zhang,Yihua Hu,Jinglin Liu,Chun Ganl,ZhengWang,Independent phase current reconstruction strategy for IPMSM sensorlesscontrol without using null switching states,IEEE Transactions on IndustrialElectronics,vol.65,no.6,pp.4492-4502,Jun.2018.(期刊論文)，文獻3為Shih-ChinYang,Saliency-based position estimation of permanent-magnet synchronousmachines using square-wave voltage injection with a single current sensor,IEEE Transactions on Industry Applications,vol.51,no.2,pp.1561-1571,Mar./Apr.,2015.(期刊論文)]。這一類方法從系統電路、控制算法、電流采樣策略等多方面對原系統進行了修改，利用單電流傳感器分時測量其逆變器不同狀態下的瞬時電流值，從而實現三相電流的重構。這一類方法經過適當修正可以推廣至雙電機群系統中，但是，卻沒有充分利用雙電機群系統獨有的系統構成，其控制算法復雜度、實現難度都較大。因此，利用雙電機群系統的特有結構，為減少電流傳感器數量，針對電流傳感器設置及采樣方法進行優化設計的研究十分有必要。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于雙電流傳感器的雙電機群協同控制系統及控制方法。為了降低雙電機群系統電流傳感器的使用數量，并優化系統結構與控制方法，本發明提供一種基于雙電流傳感器的雙電機群控制系統及方法，并針對提出的控制系統，將兩個電機子系統的斬波周期設定為相互反相的模式，在每個斬波周期中，利用兩個常規零向量矢量作用下分別對兩個電流傳感器進行兩次電流采樣，得到四個電流值，并經過簡單運算，直接得到兩個電機子系統各自的三相電流值，最終保證電機群系統精準的電流反饋控制，并且系統硬件改動小，控制算法所需計算量小，實施方法簡單。