[发明专利]一种三相交流电机的驱动方法、系统及装置

说明书

本申请公开了一种三相交流电机的驱动方法、系统及装置，包括：获取当前转子位置角和当前电流；对当前电流进行坐标系变换得到当前励磁电流和当前转矩电流；利用当前励磁电流和当前转矩电流更新励磁电压和转矩电压，进而得到当前驱动电压矢量；判断矢量分布图上当前驱动电压矢量所在工作扇区对应的三个工作模态，并计算每个工作模态的工作时间，以控制驱动变换器功率桥臂，输出当前驱动电压矢量；该矢量分布图包括三个圆心相同、半径相同、圆心角均为120°的工作扇区。本发明以特定的三个工作扇区的工作模态生成驱动电压矢量，使得变换器功率桥臂的开关序列被精简，能在较低的开关频率下变频调速及定位，驱动变换器损耗降低，效率和可靠性提高。

技术领域

本发明涉及电机驱动技术领域，特别涉及一种三相交流电机的驱动方法、系统及装置。

背景技术

随着现代社会生产力的不断提高，直流电机的局限性变得越来越明显，而交流电机因其结构简单、坚固耐用、惯量小、动态响应好、效率高、经济可靠、适应环境广、易于维护、易于向高压大容量发展等优点，逐步取代了直流电机，在传动领域占据了主导地位，越来越多地应用在各种功率等级的场合。三相交流电机驱动的控制是三相交流电机应用的关键技术之一，三相交流电机的结构特点使得采用矢量控制系统有很大的优势。然而实际应用中，随着驱动器功率的增大,各控制策略都存在着一定的不足，如切换频率高、开关损耗大等问题，已成为制约高功率密度驱动器发展的一个关键问题。

通常，SVPWM三相交流电机控制策略，使用8种开关状态拟合参考电压矢量。在特定开关频率下，若开关管特性以及电路结构已经确定，该控制策略将直接影响其效率，切换频率越高，效率越高，如此一来对开关的损耗较大。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种三相交流电机的驱动方法、系统及装置，以便在开关频率较低的情况下实现对三相交流电机的高效控制。其具体方案如下：

一种三相交流电机的驱动方法，包括：

获取三相交流电机的当前转子位置角和当前电流；

通过坐标系变换将当前电流由三相定子坐标系转化到两相转子坐标系，得到当前励磁电流和当前转矩电流；

利用当前励磁电流和当前转矩电流，更新励磁电压和转矩电压；

利用当前转子位置角、当前励磁电压和当前转矩电压，得到当前驱动电压矢量；

判断矢量分布图上，当前驱动电压矢量所在工作扇区对应的三个工作模态，并计算每个所述工作模态的工作时间，以控制驱动变换器功率桥臂的工作状态，输出当前驱动电压矢量；

其中，所述矢量分布图包括三个圆心相同、半径相同、圆心角均为120°的所述工作扇区。

优选的，所述判断矢量分布图上，当前驱动电压矢量所在工作扇区对应的三个工作模态前，还包括：

确定三个所述工作扇区分别为：

对应SVPWM矢量分布图的六个扇区中第一扇区和第二扇区的第一工作扇区；

对应所述SVPWM矢量分布图的六个扇区中第三扇区和第四扇区的第二工作扇区；

对应所述SVPWM矢量分布图的六个扇区中合并第五扇区和第六扇区的第三工作扇区；

所述工作扇区对应的三个工作模态分别为该工作扇区的两个半径矢量和一个零矢量。

优选的，所述判断矢量分布图上，当前驱动电压矢量所在工作扇区对应的三个工作模态前，还包括：

确定三个所述工作扇区分别为：