[发明专利]一种双永磁同步电机控制逆变器及补偿控制方法有效
申请号: | 201711354159.3 | 申请日: | 2017-12-15 |
公开(公告)号: | CN107994792B | 公开(公告)日: | 2020-01-10 |
发明(设计)人: | 林海;李峰;司利云;周熙炜;陈金平;李耀华;陈俊硕 | 申请(专利权)人: | 长安大学 |
主分类号: | H02M7/48 | 分类号: | H02M7/48;H02M7/5387;H02P6/04;H02P21/22;H02P27/08 |
代理公司: | 61200 西安通大专利代理有限责任公司 | 代理人: | 徐文权 |
地址: | 710064 陕西*** | 国省代码: | 陕西;61 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 永磁 同步电机 控制 逆变器 补偿 方法 | ||
本发明涉及一种双永磁同步电机控制逆变器及补偿控制方法,包含控制器、三相永磁电机M1、M2,以及均并联在公共的直流电源上的逆变器桥臂L1、L2、L4、L5和电容桥臂L3;M1的第一相绕组与L1的中点相连;M1的第二相绕组与L2的中点相连;M1的第三相绕组与L3的中点相连;M2的第一相绕组与L3的中点相连;M2的第二相绕组与L4的中点相连;M2的第三相绕组与L5的中点相连。本发明通过增加直流母线电容的充电电路,当检测到两电容电压不平衡程度超过一定阀值之后,令多余的电桥桥臂电路给相应电容充电,使电位中点向平衡的方向移动,使电位中点的偏移被钳制在一定范围之内,抑制直流母线上两串联电容的电压不平衡程度。
技术领域
本发明属于电机控制领域,具体涉及一种双永磁同步电机控制逆变器及补偿控制方法。
背景技术
随着电力电子、控制理论、计算机技术的飞速发展以及电机工艺制造水平的不断提高,双电机系统的应用领域也在不断扩展。现代双电机伺服系统已由早期较多的应用于国防领域的装置设备中,逐渐扩展到工业领域和民用领域,如:高精度数控车床、机器人、船舶以及电动汽车等领域。
众所周知,在交流电机驱动系统当中,功率变换器中的电力电子器件是最容易发生故障的环节,一旦开关器件发生故障,整个控制系统会丧失正常工作的能力,而此时,一个行之有效的容错运行方案,可以保证故障发生时控制器具有不间断稳定运行的能力,确保航空航天、军事领域等重要场合的安全运行,避免灾难性的后果,减小一般民用场合的经济损失。现有的驱动器容错运行方案主要有开关器件冗余、两相四开关运行方式、三相四开关运行方式等,其中三相四开关运行方式的拓扑重构方式最为简单易行、电机绕组接法不变、对开关器件容量的要求不高、易于实现矢量控制、且成本最小,因此被广泛采用作为容错运行的主回路。
而在三相四开关容错控制方面,国内研究人员主要开展了关于感应电机三相四开关系统及其他算法控制的研究,对关于永磁同步电机三相四开关控制系统中直流母线电容电压不平衡对电机运行的影响问题研究较为少见。如图1所示为单个三相永磁同步电机三相四开关逆变器结构图,由于三相四开关逆变器供电时逆变器电容桥相对应的电机绕组是通过直流母线上两串联电容的中点来供电的,两电容的充放电状态相反,必然会导致两电容上的电压不平衡。在电机起动或带负载运行时,由于电机相电流较大,电容充放电剧烈,因而不平衡程度较高,这将影响三相四开关逆变器供电的可持续性和控制的精确度,严重时会导致运行失败,因此有必要对其进行研究。
三相六开关逆变器供电时,各相绕组均从直流母线上获取电量,由于直流母线可从整流主电路获得持续的电量,直流母线电压和电容电压在电机起动时虽有所下降尚不至于无限制下降。然而三相四开关逆变器供电条件下,流过逆变器故障相对应的电机绕组的电流的唯一来源是直流母线上两串联电容的中点。电容储存的电量是非常有限的,不具备持续充放电能力。因此无法单纯通过软件上控制策略的调整来完成不平衡的抑制,必须在硬件电路中予以改进,即必须结合硬件的钳位方法才能控制不平衡度。
在三相四开关控制系统中,在理论分析中通常认为母线串联电容C1和C2上的电压是相等的,但在实际系统中这种理想情况是不存在的,也就是说在实际系统中存在着直流母线电压电容电压(电容C1、C2)不平衡问题,即C1和C2上的电压会发生波动,反过来,C1和C2 上的电压波动也会破坏三相电流的平衡;影响直流母线电容电压平衡的因素主要包括以下三点:
(1)相电流对母线电容充放电;
(2)两个母线电容的实际电容值不可能完全相同;
(3)整流电路对母线电容充放电。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题,提供一种双永磁同步电机控制逆变器及补偿控制方法,能够有效降低直流母线电容电压不平衡对电机运行的影响,增强双三相永磁同步电机的可靠性和安全性。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于长安大学,未经长安大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201711354159.3/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。