[发明专利]三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统及控制方法

说明书

三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统及控制方法。目前的三电平逆变器功率等级受限，谐波相对较高，电机转矩脉动较大。本发明组成包括：控制电路，控制电路输出的PWM信号与驱动电路（5）电连接，驱动电路与六相逆变器（2）电连接，六相逆变器与变频器的三相不控整流电路（1）电连接，变频器的三相不控整流电路前端并联有缺相检测电路（4），变频器的三相不控整流电路后端与母线电压检测电路（3）电连接，缺相检测电路和母线电压检测电路与控制器的A/D接口电连接，六相逆变器经过六相电流采样电路12输入至控制电路的A/D接口。本发明用于三电平六相永磁同步电机的双模式运行控制。

技术领域：

本发明涉及涉及电机控制领域，具体涉及一种三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统及控制方法。

背景技术：

目前，两电平逆变器和三电平逆变器在交流驱动逆变器中处于主导地位，两电平逆变器控制技术更为成熟，但是其相对于三电平逆变器而言，功率等级受限。由于两电平的电平数较少，所以让逆变器谐波相对较高，谐波含量高会让电机转矩脉动较大；因此逆变器功率也不能太大。为了降低逆变器输出的谐波含量，满足功率等级需求和系统的可靠性要求，提出了三电平的逆变结构，三电平驱动系统能有效地降低逆变器输出的谐波含量。

发明内容：

本发明的目的是解决目前的三电平逆变器功率等级受限，谐波相对较高，电机转矩脉动较大的问题，提供一种不需要重新构建驱动拓扑电路，只需切换不同的控制方法，就可以实现双Y移30°六相永磁同步电机在发生缺相故障后可不停机运行的三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统及控制方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统，其组成包括：控制电路，所述的控制电路输出的PWM信号与驱动电路电连接，所述的驱动电路与六相逆变器电连接，所述的六相逆变器与变频器的三相不控整流电路电连接，所述的变频器的三相不控整流电路前端并联有缺相检测电路，所述的变频器的三相不控整流电路后端与母线电压检测电路电连接，所述的缺相检测电路和所述的母线电压检测电路与所述的控制器的A/D接口电连接，所述的六相逆变器经过六相电流采样电路输入至所述的控制电路的A/D接口。

所述的三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统，所述的控制器由DSP和FPGA组成，所述的DSP与所述的FPGA电连接。

所述的三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统，所述的DSP通过CAN通信电路与上位机通信连接。

所述的三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统，所述的六相逆变器还与六相永磁同步电机电连接，所述的六相永磁同步电机通过旋转变压器与所述的DSP的QEP接口通信连接。

一种三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统的控制方法，通过采样电路实时对双Y移30°六相永磁同步电机控制系统进行检测，判断控制系统处于正常运行状态还是处于缺相故障状态，以便控制系统进行控制策略选择；

正常运行时，采用四维电流闭环控制模式，即将参与机电能量转换的电流进行闭环控制，同时也对谐波电流进行闭环控制，参与机电能量转换的电流采用的控制方法，因其为直流量，故采用比例积分控制器进行调节，谐波电流给定由于谐波电流为交流量，故采用比例谐振控制器进行调节，从而得到控制电路的电压控制量、、、；

缺相运行时，当Z相断路时，其余五相绕组不再对称，此时需要根据不同的优化目标选择容错控制方案，使系统重新恢复稳定，以定子铜耗最小和输出转矩最大为目标，对剩余相电流进行优化。

根据权利要求5所述的三电平六相永磁同步电机双模式运行控制系统的控制方法，其特征是：所述的正常运行时的具体步骤为：首先通过转速闭环和电流闭环计算出控制电路的电压控制量、、、，将其电压控制量进行反变换得到电机所需六相相电压、、、、、分量，则