[发明专利]双电机五桥臂逆变器驱动电路及其直接转矩控制方法

说明书

一种双电机五桥臂逆变器驱动电路及其直接转矩控制方法，驱动电路包括两个星型绕组三相电机、五桥臂逆变器、转速PI控制器、转矩滞环控制器、磁链滞环控制器、转矩和磁链估计单元、开关选择表、PWM生成单元、速度传感器、电流传感器和电压传感器和直流供电电源。两个星型绕组三相电机的各三相绕组依次连接到五桥臂逆变器的五个桥臂中点，通过直接转矩控制方法获得两个电机各自的转矩和磁链误差，误差信号经过转矩滞环控制器与磁链滞环控制器得到两个电机转矩控制信号和磁链控制信号，通过两个电机的转子位置角、转矩控制信号和磁链控制信号在开关选择表中选择两个电机的开关触发信号，实现对电机的控制，本发明实现简单，适用范围广。

技术领域

本发明属于电机控制领域，涉及双电机五桥臂逆变器驱动电路及其直接转矩控制方法。

背景技术

双电机驱动系统因为具有低压大功率输出，高功率密度、适于容错运行等优点，近年来应用广泛。传统的多电机驱动系统中最常用的控制结构是每台三相电机均由一个三相六开关逆变器独立控制，而采用五桥臂逆变器驱动双三相电机系统可以节省两个功率器件，有效降低多电机驱动系统的硬件成本。目前尚无相关控制技术的记载。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种双电机五桥臂逆变器驱动电路及其直接转矩控制方法，具有可靠性高、响应快速以及精度高等优点。

为了实现上述目的，本发明双电机五桥臂逆变器驱动电路包括具有第一逆变器桥臂、第二逆变器桥臂、第三逆变器桥臂、第四逆变器桥臂及第五逆变器桥臂的五桥臂逆变器，所述的五桥臂逆变器连接第一星型绕组三相电机与第二星型绕组三相电机；所述第一星型绕组三相电机的第一相绕组与第一逆变器桥臂的中点a相连，第一星型绕组三相电机的第二相绕组与第二逆变器桥臂的中点b相连，第一星型绕组三相电机的第三相绕组与第三逆变器桥臂的中点c相连；所述第二星型绕组三相电机的第一相绕组与第四逆变器桥臂的中点x相连，第二星型绕组三相电机的第二相绕组与第五逆变器桥臂的中点y相连，第二星型绕组三相电机的第三相绕组与第三逆变器桥臂的中点c相连；所述的第一星型绕组三相电机与第二星型绕组三相电机连接电流传感器，电流传感器将检测到的三相电流I_A、I_B、I_C和I_U、I_V、I_W，连同电压传感器检测到的直流母线电压V_dc一起送到转矩和磁链估计单元，转矩和磁链估计单元计算得到两个电机转矩T_e1、T_e2和定子磁链幅值ψ_s1、ψ_s2，利用定子磁链幅值ψ_s1、ψ_s2计算得到两个电机的转子位置角θ₁、θ₂，结合转子位置角计算得到两个电机的转子转速ω₁、ω₂；第一星型绕组三相电机与第二星型绕组三相电机的给定参考转速ω₁^*、ω₂^*与实际转子转速ω₁、ω₂之间的转速误差e_ω1、e_ω2经过转速PI控制器得到两个电机的参考转矩T_e1^*、T_e2^*；将参考转矩T_e1^*、T_e2^*和参考定子磁链幅值ψ_s1^*和ψ_s2^*与两个电机转矩T_e1、T_e2和定子磁链幅值ψ_s1、ψ_s2比较后得到两个电机的转矩误差e_T1、e_T1和磁链误差e_ψ1、e_ψ2，输入转矩滞环控制器与磁链滞环控制器得到两个电机的转矩控制信号φ₁、φ₂和磁链控制信号τ₁、τ₂；通过两个电机的转子位置角θ₁、θ₂、转矩控制信号φ₁、φ₂和磁链控制信号τ₁、τ₂在开关选择表中选择两个电机对应的两个六开关电压源型逆变器的六个开关触发信号δ_1m、δ_2m，m＝1,2,3,4,5,6。