[发明专利]串联级联式多电平变换器的永磁同步电机驱动控制系统及其控制方法

摘要

串联级联式多电平变换器的永磁同步电机驱动控制系统及其控制方法，属于电力电子控制技术领域的发明。它解决了现有新能源电动汽车上牵引电机输出谐波多、输出电能质量低，进而影响新能源电动汽车的安全性和舒适度的问题。在本发明中，摒弃了传统的牵引电机驱动器的架构，提出了串联反馈式的多电平变换器的拓扑，除了能够实现电机的高性能驱动控制外，还解决了单一的直流电源供电问题，同时优化了控制方法，针对内嵌式永磁同步电机在低速、中速和高速过程中对电流谐波的不同要求，提出了更加合理的多电平电流波形输出设计。本发明适用于新能源汽车等需要高效率，高性能输出，单一电源提供能量来源的场合。

主权项

串联级联式多电平变换器的永磁同步电机驱动控制系统，其特征在于，它包括驱动器(1)、永磁同步电机(3)、信号调理电路(4)、DSP控制器(5)、旋转变压器(6)、解码电路(7)、人机接口(8)、第一电流传感器(P)、第二电流传感器(Q)、直流电源(VCC)、电容C0、电阻R1和电阻R2，所述直流电源(VCC)的正极同时与电容C0的一端、电阻R1的一端和驱动器(1)的直流输入电源正极端相连，电阻R1的另一端同时与电阻R2的一端和DSP控制器(5)的母线电压信号输入端相连，直流电源VCC的负极同时与电容C1的另一端、电阻R2的另一端和驱动器(1)的直流输入电源负极端相连；所述驱动器(1)由三相主H桥变换器(a)、三相从H桥变换器(c)和三相变压器(b)组成，所述三相主H桥变换器(a)的三个主H桥单元分别与三相变压器(b)的三相原边相连，三相变压器(b)的幅边分别与三相从H桥变换器(c)的三个不控整流输入端相连，三相主H桥变换器(a)的共发射极端即为驱动器(1)的直流输入电源正极端，三相主H桥变换器(a)的共集电极端即为驱动器(1)的直流输入电源负极端，所述驱动器(1)的三相逆变信号输出端与永磁同步电机(3)的三相逆变信号输入端相连，永磁同步电机(3)的电机转速信号输出端与旋转变压器(6)的电机转速信号输入端相连，旋转变压器(6)的变压信号输出端与解码电路(7)的变压信号输入端相连，解码电路(7)的解码信号输出端与DSP控制器(5)的解码信号输入端相连，第一电流传感器(P)用于采集三相变压器(b)的B相的电流信号，并将该电流信号输入到信号调理电路(4)的第一电流采样信号输入端，第二电流传感器(Q)用于采集三相变压器(b)的C相的电流信号，并将该电流信号输入到信号调理电路(4)的第二电流采样信号输入端，信号调理电路(4)的两个调理信号输出端同时与DSP控制器(5)的两个调理信号输入端相连，DSP控制器(5)的12路主H桥开关控制信号输出端和12路从H桥开关控制信号输出端分别与驱动器(1)的12路主H桥开关控制信号输入端和12路从H桥开关控制信号输入端相连，DSP控制器(5)的多个通信信号输入/输出端分别与人机接口(8)的多个通信信号输出/输入端相连。