[发明专利]一种基于广义对称分量理论的多相电机电流均衡控制方法

说明书

本发明公开一种多相电机电流均衡控制方法。步骤包括：将多相电机拆解为n个m相系统；对m相电流进行正1序全维度Clarke变换，得到分量；对m相电流进行变换，得到在α₁‑β₁平面上的电流分量；对正1序电流的α₁‑β₁平面分量进行正向、反向旋转变换，进行PI控制；对正1序电流α₃‑β₃、α₅‑β₅、…α_(m‑2)‑β_(m‑2)平面上的电流，分别进行3倍速、5倍速…(m‑2)倍速变换，进行PI控制；对正2序、正3序、…正(m‑1)/2序电流的α₁‑β₁平面分量分别进行变换，进行PI控制；对正1序、正2序、正3序、…正(m‑1)/2序电流分量PI控制器输出进行变换，得到正1序、正2序、正3序、…正(m‑1)/2指令值；对各序电压指令值叠加；对另外n‑1个对称m相系统进行相同操作，得到多相电机各相指令值。

技术领域

本发明涉及多相电机电流均衡控制方法。更具体地，涉及一种基于广义对称分量理论的多相电机电流均衡控制方法。

背景技术

多相电机具有比三相电机更多的相数，可以实现低压大功率的驱动，转矩脉动的频率高而幅值小，可靠性高，控制的灵活度高。由于这些显著优点，多相电机在电动汽车传动系统、飞机发电系统、舰船电力推进系统等应用场合得到了广泛的应用。

在多相电机的矢量控制中，由于电机或逆变器的相间参数并不完全一致，会出现相间电流的幅值不相等的现象，这将导致电机的额定功率和运行效率降低、转矩脉动和振动噪声增大。因此，针对如何充分利用多相电机的控制自由度来消除相电流之间的不均衡，学者们进行了大量的研究。对于五相感应电机，M.Jones等人提出在对相电流进行Clarke变换后的α-β和x-y两个谐波平面上，均采用同步旋转的PI控制器，可以在一定程度上实现相电流均衡。但是，进一步的研究表明，如果电流不均衡的原因是α-β或x-y平面出现了负序电流，由于PI控制器的带宽有限，这种方法就无法消除相电流间的不均衡。对于双三相电机(非对称六相电机)，J.Karttunen等人通过对相电流进行Clarke变换，在x-y平面上加入同步旋转的PI控制器，有效解决了两套三相绕组之间相电流的不均衡问题。但是，依然无法解决同一套三相绕组内相间电流的幅值不均衡。可见，目前的多相电机电流均衡控制方法，都是针对特定相数电机、特定电流不均衡工况，尚缺乏对任意相数多相电机和任意电流不均衡工况都适用的、有统一理论支持的电流均衡控制方法。

因此，需要提出一种能够推广到任意相数的多相电机、涵盖到各种类型的电流幅值均衡工况的控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于广义对称分量理论的多相电机电流均衡控制方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于广义对称分量理论的多相电机电流均衡控制方法，其特征在于，该方法的步骤包括：将多相电机拆解为n个对称m相系统，其中n、m均为正整数，且n≥1，m为奇数，对称m相系统为进行电流均衡控制的最小单元；

对m相系统的m相电流进行正1序全维度Clarke变换，得到正1序电流在α₁-β₁、α₃-β₃、α₅-β₅、…α_(m-2)-β_(m-2)共计(m-1)/2对平面上的电流分量以及0序电流；

对m相电流进行正2序、正3序、…正(m-1)/2序基波维度Clarke变换，得到正2序、正3序、…正(m-1)/2的序电流在α₁-β₁平面上的电流分量；