[發明專利]用于雙繞線同步電動機驅動的電流調節器

在審

• 申請號: 202211396752.5
• 申請日: 2022-11-09
• 公開（公告）號: CN116365956A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: P·普拉莫德
• 申請（專利權）人: 操縱技術IP控股公司
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P25/026;H02P25/22;H02P27/06
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 石海霞

一種控制雙繞線同步電機(DWSM)的方法，包括：基于與DWSM的兩個繞組組合中的每個繞組組合相關聯的電流命令來確定虛擬電流命令；通過對測量的輸出電流應用數學變換來確定虛擬半電動機電流；基于相應的虛擬電流命令和虛擬半電動機電流之間的差來確定半電動機差值電流；基于相應的差值電流并使用第一增益因子和第二增益因子來計算前向路徑電壓命令；通過對虛擬半電動機電流應用第三增益因子和第四增益因子來確定反饋電壓命令；基于相應的前向路徑和反饋電壓命令來確定虛擬最終電壓命令；通過對虛擬最終電壓命令應用第二數學變換來確定最終電壓命令；基于最終電壓命令，命令逆變器向兩個繞組組合施加相應的電壓，從而生成輸出電流。

背景技術

雙繞線同步電機，也稱為雙繞組同步電機，是具有兩組電氣獨立定子繞組的電機。這種雙繞線同步電機可以用作電動機、發電機或電動機/發電機。每組定子繞組可以作為相應的半電動機(half-motor)獨立運轉，并且可以由相應的逆變器供電。這種雙繞線電動機可用于多種應用，并且可以為安全關鍵應用提供冗余，以便在失去多組定子繞組中的一組和/或多個逆變器中的一個的情況下繼續運行。

雙繞線同步電機，包括雙繞線永磁同步電機(DW-PMSM)，固有地在兩組定子繞組之間具有電磁(電感)耦合(即，由流過兩組定子繞組中每一組定子繞組的電流而生成的磁場所產生的感應引起的在電路之間的耦合)。這種感應導致電流的相關性，以及因此由雙繞線電機的兩個繞組組合產生的扭矩。這種耦合的程度或顯著性取決于電機的具體設計，特別是設計的具體特征，包括但不限于定子槽、轉子磁極、磁體的位置和繞組配置。

使用DW-PMSM的傳統應用通常不認為兩個半電動機之間的電感耦合是顯著的，并且所產生的電動機驅動系統硬件拓撲以及其中采用的控制算法產生次優的性能。

DW-PMSM的扭矩控制通常經由電流控制間接執行，電流控制可以實現為閉環反饋電流控制系統，該系統采用電流調節器對電流測量值進行調節，或者作為使用電機的逆數學模型的前饋電流控制系統。電感耦合對電動機控制系統的總電流、以及扭矩和控制性能的影響在很大程度上取決于電流控制技術的選擇和控制器的具體結構的選取。本公開描述了可用于DW-PMSM反饋電流控制的電流調節器結構，該結構考慮了繞組組合之間的電磁耦合，以實現最佳電流和扭矩控制性能。

發明內容