[發(fā)明專利]雙三相永磁同步電機(jī)模擬方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010777916.3
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN114062921A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉詠萱;鄭冬霞;劉飛;鄧念;張成寶;鄭虎;蘇陽;肖旭輝;邵磊;谷彥東;林龍賢;徐燈福;朱文勃;谷成
• 申請（專利權(quán)）人: 上海汽車集團(tuán)股份有限公司;上海汽車工業(yè)（集團(tuán)）總公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 北京信遠(yuǎn)達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11304
• 代理人: 趙興華

本發(fā)明提供了一種雙三相永磁同步電機(jī)模擬方法及系統(tǒng)，方法包括獲取逆變器輸出的電壓，并將獲取的電壓輸入到雙三相永磁同步電機(jī)模型，得到雙三相永磁同步電機(jī)模型輸出的運行狀態(tài)信息，以及將運行狀態(tài)信息發(fā)送至電機(jī)控制器。這樣電機(jī)控制器根據(jù)運行狀態(tài)信息將雙三相永磁同步電機(jī)模型作為控制對象進(jìn)行驅(qū)動控制，從而實現(xiàn)了雙三相永磁同步電機(jī)的模擬，雙三相永磁同步電機(jī)模型根據(jù)電機(jī)控制器控制逆變器輸出的電壓，計算到與該電壓對應(yīng)的運行狀態(tài)信息，為轉(zhuǎn)矩控制和冗余控制方案的開發(fā)和驗證提供接近真實工況的運行狀態(tài)。縮短了轉(zhuǎn)矩控制和冗余控制方案開發(fā)周期，提高了開發(fā)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及雙三相永磁同步電機(jī)模擬方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

雙三相永磁同步電機(jī)相對于普通三相永磁同步電機(jī)，其相數(shù)增加了一倍，相數(shù)的增加為整個電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)帶來了諸多優(yōu)點：(1)電機(jī)相數(shù)的增加，使得在總輸出功率不變的情況下，每一相的輸出功率大大減少，用低電壓等級的功率器件可實現(xiàn)大功率輸出。(2)電機(jī)相數(shù)增多，輸出電磁轉(zhuǎn)矩的脈動頻率增高，轉(zhuǎn)矩脈動減小，進(jìn)而電機(jī)在低速運行過程中的振動和噪音降低。(3)雙三相永磁同步電機(jī)具有更多的控制自由度，這使得雙三相永磁同步電機(jī)的控制更加靈活，同時為系統(tǒng)提供了冗余。

在將轉(zhuǎn)矩控制和冗余控制方案應(yīng)用到雙三相永磁同步電機(jī)之前，進(jìn)行嚴(yán)格的測試是必不可少的環(huán)節(jié)。但若使用真實雙三相永磁同步電機(jī)測試控制性能，耗時耗力且在測試過程中容易造成電機(jī)損壞。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種雙三相永磁同步電機(jī)模擬方法及系統(tǒng)，欲通過模擬雙三相永磁同步電機(jī)，為轉(zhuǎn)矩控制和冗余控制方案的開發(fā)和驗證提供接近真實工況的運行狀態(tài)。

為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下：

第一方面，提供一種雙三相永磁同步電機(jī)模擬方法，包括：

獲取逆變器輸出的電壓；

將所述電壓輸入到雙三相永磁同步電機(jī)模型，得到所述雙三相永磁同步電機(jī)模型輸出的運行狀態(tài)信息，并將所述運行狀態(tài)信息發(fā)送至電機(jī)控制器，所述運行狀態(tài)信息包括定子電流、轉(zhuǎn)子角轉(zhuǎn)速、電角速度和轉(zhuǎn)子位置角。

可選的，所述雙三相永磁同步電機(jī)模型的兩套繞組為非對稱結(jié)構(gòu)形式，且兩套繞組的中性點隔離。

可選的，所述雙三相永磁同步電機(jī)模型為：

雙d-q坐標(biāo)變換的電機(jī)數(shù)學(xué)模型或矢量空間解耦變換的電機(jī)數(shù)學(xué)模型。

可選的，所述雙d-q坐標(biāo)變換的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，具體包括：

雙三相永磁同步電機(jī)的第一電壓轉(zhuǎn)換方程、電壓方程、磁鏈方程、電磁轉(zhuǎn)矩方程和運動方程；

所述第一電壓轉(zhuǎn)換方程為：

其中，U_A、U_B、U_C、U_X、U_Y和U_Z為所述逆變器輸出的電壓信號，u_d1、u_q1、u_d2和u_q2為雙d-q坐標(biāo)系下雙三相永磁同步電機(jī)的定子電壓，θ_e為雙三相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角，θ為雙三相永磁同步電機(jī)的兩套繞組之間的電角度；

所述電壓方程為：