[发明专利]一种五相逆变器双三相电机系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种五相逆变器双三相电机系统的控制方法。

背景技术

由于在纺织、造纸、轧钢和轨道交通等行业中的广泛应用，多电机驱动系统及其控制方法一直是学者们关注的研究热点。通常所研究的多电机驱动系统中，每台三相电机均由一台三相逆变器独立控制，这也是多电机驱动系统中最常用的控制结构。与此同时，随着多相电机的发展，多相逆变器得到了广泛应用。于是，为了减少开关器件的使用数量，研究者提出了基于多相逆变器的新型多电机驱动系统控制结构，例如采用五相逆变器同时控制两台三相电机，称之为五相逆变器双三相电机系统。图1即显示了五相逆变器双三相电机系统的基本结构。如图1所示，五相逆变器双三相电机系统包括具有桥臂1～桥臂5的五相逆变器以及三相电机1、三相电机2，桥臂1中点、桥臂2中点与三相电机1的其中两相绕组(图中为A、B两相，分别记为A₁、B₁)分别连接，桥臂4中点、桥臂5中点与三相电机2的其中两相绕组(图中为A、B两相，分别记为A₂、B₂)分别连接，三相电机1的C相绕组(记为C₁)、三相电机2的C相绕组(记为C₂)同时与桥臂3中点连接，桥臂3通常被称为公共桥臂，而其余四个桥臂被称为独立桥臂。与传统的两套单逆变器单电机系统相比，五相逆变器双三相电机系统最鲜明的特点就是省去了两个功率开关器件。

由于采用五相逆变器同时控制两台三相电机，因此不能直接使用现有各种适用于单三相逆变器单三相电机的控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种五相逆变器双三相电机系统的控制方法，将现有用于单三相逆变器单三相电机的直接转矩控制方法进行改进，使其可适用于五相逆变器双三相电机系统。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

五相逆变器双三相电机系统的控制方法，所述五相逆变器双三相电机系统包括具有第一～第五桥臂的五相逆变器以及第一三相电机、第二三相电机；第一桥臂、第二桥臂、第四桥臂、第五桥臂为独立桥臂，其桥臂中点分别连接第一三相电机的两相绕组、第二三相电机的两相绕组；第三桥臂为公共桥臂，其桥臂中点同时连接第一三相电机的第三相绕组和第二三相电机的第三相绕组；所述控制方法具体如下：

首先利用三相直接转矩控制方法获取第一三相电机三相绕组的理论开关状态和第二三相电机三相绕组的理论开关状态；

然后按照以下方法确定五相逆变器各桥臂的实际开关状态：首先判断第一三相电机的第三相绕组和第二三相电机的第三相绕组的理论开关状态是否相同，如是，则以其所连接的相绕组的理论开关状态分别作为各桥臂的实际开关状态，如否，则接着判断是否存在某台三相电机三相绕组的理论开关状态完全相同的情形，如存在，则以另一台三相电机三相绕组的理论开关状态分别作为与该另一台三相电机三相绕组所连接桥臂的实际开关状态，并以第三桥臂的实际开关状态作为与该另一台三相电机未连接的另外两桥臂的实际开关状态，如不存在，则以系统偏差较大的三相电机三相绕组的理论开关状态分别作为其所连接桥臂的实际开关状态，并以第三桥臂的实际开关状态作为与该三相电机未连接的另外两桥臂的实际开关状态；

最后按照所得到的实际开关状态对第一～第五桥臂进行控制。

优选地，三相电机的系统偏差x按照下式得到：

式中，T_e分别表示三相电机的转矩给定值和转矩实际值，ψ_s分别表示三相电机的磁链给定值和磁链实际值，T_R、ψ_R分别表示三相电机的转矩额定值和磁链额定值，l为偏差系数。

当第一三相电机与第二三相电机的参数相同时，三相电机的系统偏差x也可以按照以下简化公式得到：

式中，T_e分别表示三相电机的转矩给定值和转矩实际值，ψ_s分别表示三相电机的磁链给定值和磁链实际值，l为偏差系数。

根据相同的发明思路还可以得到一种五相逆变器双三相电机系统，使用如上任一技术方案所述控制方法。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明在传统三相电机直接转矩控制方法的基础上做了少量修改，可适用于所有的五相逆变器双三相电机系统，继承了传统三相直接转矩控制方法所具有的结构简单、鲁棒性强等优点。

附图说明